无机非金属材料工程范文

导语：如何才能写好一篇无机非金属材料工程，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

1、无机非金属材料工程专业学生毕业后可在无机非金属材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型与加工等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作。一般就是水泥厂，陶瓷厂，玻璃厂，混凝土行业以及专业的相关部门。

2、无机非金属材料工程专业学生主要学习无机非金属材料及复合材料的生产过程、工艺及设备的基础理论、组成、结构、性能及生产条件间的关系，具有材料测试、生产过程设计、材料改性及研究开发新产品、新技术和设备及技术管理的能力。

（来源：文章屋网 ）

篇2

关键词：无机非金属材料；建筑节能；应用

Abstract: in modern energy structure found in research and analysis, building energy consumption in energy consumption plays an important proportion. In order to carry out the sustainable development strategy in China and promote our country's energy application structure adjustment, the modern building material in the engineering design of energy-saving technology application increasing. This paper mainly on our modern building energy conservation project in the application of inorganic non-metallic materials are also discussed.

Keywords: inorganic non-metallic materials; Building energy efficiency; application

中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：

0.序言

随着我国城市建设的快速发展、房屋建筑的增加、建筑热舒适性要求的提高等原因,使得我国的建筑耗能也逐年加大,每年房屋建筑总能耗占全国总能耗的45%,如果继续传统的建筑设计方式,会造成较大的建筑材料消耗。因此,我们应该广泛选用建筑节能材料，而在这些材料中无机非金属材料又具有很强的节能优势。无机非金属材料包括除金属材料、高分子材料以外的几乎所有材料，这些材料主要由一般陶瓷玻璃、耐火材料、水泥以及特种陶瓷等新型无机工程材料。一般无机非金属材料具有耐高温、高硬度和抗腐蚀等优良工程性能，其主要缺点是抗拉强度低、韧性差。无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。

1无机非金属材料在建筑工程中的应用优点

传统的无机非金属材料材料品种繁多，主要是指大宗无机建筑材料，包括水泥、玻璃、陶瓷与建筑（墙体）材料等。其产量占无机非金属材料的绝大多数。建筑材料与人们的生活质量息息相关。传统的无机非金属材料工业是能源消耗大户,在世界能源日益短缺的今天,如何生产节能、降耗,以及如何生产出高质量的建筑节能、保温产品是建材工业发展的重要趋势。选择资源节约型、污染最低型、质量效益型、科技先导型的发展方式。新型墙体材料、高质量门窗、中空玻璃将大量应用;向着提高材料性能、使用寿命的方向发展。低寿命设计、大量重复建设已经严重制约城市建设的发展。现代化建筑需要高性能建筑材料的支持,而提高建筑的耐久性又对建筑材料的使用寿命提出了更高的要求。在建筑工程中，把用于控制室内热量外流的材料称为保温隔热材料，把防止室内热量外流的材料称为隔热材料。绝热材料的优劣主要由材料的传导性能的高低决定。材料的传导性能越差，其绝热性能就好，反之则越差。

在现代社会中已形成了三大类绝热材料：有机绝热材料，无机绝热材料，金属。而有机绝热材料相对无机绝热材料来说受到很多限制，与其它构件的结合性差，耐腐蚀性弱，合成浪费能源，不稳定;而且有机性材料的副产物太多，大多对人体又有害，使用中承载力不强，防火性能差，易老化，耐候性也很差等原因受到许多限制。金属类绝热材料的使用相对来说也没有无机非金属材料广，因为金属材料与无机材料相比来源也要窄得多，与其它材料的结合也没有无机非金属材料好，耐腐蚀性也不强，在雷电多发区受到苛刻的技术要求和设计要求。因此，与上述两种材料相比优势化较大的就是无机非金属材料，这类材料基本都有上述两种材料的优点外还有：材料来源广，生产工艺简单，耐热性强，防火性强，承载力强，而且耐火性也十分好。故无机非金属材料在现代建筑工程中的运用前景也就强于其他两种材料。在建筑保温隔热运用中，因其多用于建筑维护结构及其外表面，既能使建筑的保温性能和隔热性能都得到保证。又能对建筑起到保护作用，使建筑物避免直接暴露于大气环境中;使其免受大气环境中的各种腐蚀和破坏作用。

现有的其他保温隔热材料中有岩棉、人造轻质硅酸盐、非连续的絮状纤维材料，质地松软，化学稳定性好，耐酸碱，弹性好。

膨胀蛭石，有金云母，黑云母变质而成，是一种复杂的铁，镁含水硅酸盐类矿物；是性能良好的建筑绝热材料。

硅藻土，由硅藻的硅质的细胞壁的一种生物化学沉积岩组成。质地松软，多孔而轻，易研磨成粉末，具有吸水性，不溶于酸，碱。是建筑工程中常用的轻质、绝热和隔声材料。

木纤维，也称为工程纤维，是一种天然纤维，成化学惰性，无生理毒性，在建筑保温隔热工程以及在内外墙腻子防水涂料和复层涂料中运用，能起到防裂、触变、憎稠等多种作用。因此对各种粘贴式保温隔热有着重要作用。

泡沫玻璃是石英砂矿粉或碎玻璃为基料，加入发泡剂、促进剂等添加剂，经超细粉碎和均匀混合形成配合料，经融化、发泡、退火而形成的内部充满封闭式气泡的材料。属于无机玻璃之和封闭气孔构成的多孔泡沫类材料。它的密度低、导热系数小、不透湿、吸水率小、不燃烧、不霉变、机械性能高、加工方便、耐化学腐蚀、本身无毒、性能稳定。既是保温材料又是隔热材料，能适应极冷到较高温度范围等特性，同时耐久性好、质硬、表面强度高、可切割成型，施工方便，可成彩色材料;因此还具有独特的装饰功能。但是气泡的大小、匀称度等都会影响其特有的功能。出现凹格、开裂、表面不平等。介于其优点多，在无机非金属材料中是很有发展潜能的。

2 无机非金属材料的分类

2.1半导体材料

半导体是指室温电阻值处于导体(电阻值约10～4Ωm)和绝缘体(≥1010Ωm之间的材料，它已成为当前无线电电子技术、计算机技术和新能源利用技术等高新技术中不可缺少的重要材料。目前大多数半导体材料还是无机半导体材料，它的大致分类为元素半导体、掺杂半导体、化合物半导体、缺陷半导体。

2.2 高技术晶体材料BGO

BGO是Bi2O3-GeO2系化合物锗酸铋的总称，目前往往特指其中的Bi4Ge3O12。这是一种闪铄晶体，无色透明：当一定能量的电子、γ射线或重带电粒子进入时，它能发出蓝绿色的荧光，记录荧光的强度和位置，就能计算出入射电子等粒子的能量和位置。

篇3

【关键词】无机非金属材料；分类；前景

当前我国的建筑行业面临着严峻的能源挑战，因此必须寻找可以进行利用的节能材料。经过探寻，发现无机非金属材料在这方面很有优势，是实现节能的理想材料。无机非金属材料的涵盖了除了金属材料和高分子材料之外的几乎所有材料领域，通常无机非金属材料具有抗高温、硬度强以及耐腐蚀等优点，但也会出现强度差、韧性不良等缺点。

1无机非金属材料在经济发展中的作用

1.1为信息技术革命奠基

人类的发展经历了诸多时代，现在正处于一个信息化高度发展的科技时代，每个时期的发展都与材料有着密切的联系。从这个角度讲，材料贯穿了人类的发展进程，是社会发展的标志性因素。在高科技背景下，无机非金属材料成为了社会发展的基础。

1.2支撑现代文明

无机非金属材料具有体轻、硬度和强度较高、抗高温、抵制腐蚀等优良特性，因而具有金属和高分子材料所无法比拟的优势，在航天、微电子以及海洋事业中大放异彩，在高科技的竞争领域中占据重要地位、起到重要的作用。

1.3可以促进经济发展

事实证明，每次无机非金属材料的重大进展都会引发一次重大变革，比如玻璃钢、芳纶纤维等材料的产生，使得火箭的外部材料发生了革新，这种效应也扩散到汽车和飞机等领域。光学纤维的横空出世，让广播电视、邮电通讯以及医学等领域出现了飞跃性的进步，这种推动效应还扩散到了印刷和自动检测等领域当中。

2无机非金属材料的分类

2.1依据分子结构划分

无机非金属材料总体上依据分子结构可以划分晶体和非晶体两大类，晶体可以分为单晶和多晶，两者都可以分为单质和化合物两个类型。单晶的单质具体有单晶硅、金刚石、集成电路材料以及工具材料；单晶的化合物可以分为碲化铋、电子器件以及半导体敏感材料。

多晶的单质可以分为多晶硅、烧结金刚石、光电材料以及工具材料。其在化合物方面可以分为传统陶瓷、新型陶瓷以及自然石料三个方面；传统陶瓷又可以分为日用陶瓷、建筑陶瓷、美术陶瓷以及耐火材料四个方面；新型陶瓷中的结构陶瓷则可以分为耐高温材料、耐腐蚀材料、耐磨损材料、耐冲击材料和硬度材料。其功能陶瓷则可以分为电子功能材料、光学功能材料和生物功能材料；自然石料则可以分为装饰材料、建筑材料以及日用器皿。

非晶体主要指的是玻璃，玻璃可以分为单质玻璃和化合物玻璃。单质玻璃有无定形硅和生物玻璃两种；化合物玻璃则分为日用玻璃和功能玻璃；功能玻璃包括导光透光玻璃、电学功能玻璃、热湿等敏感玻璃以及生物玻璃。

2.2依据化学成分划分

总体可以分为单质和化合物两大类。单质分为单晶硅，如金刚石、集成电路以及工具领域等使用；多晶硅如多晶石墨、光电材料和电极等；单质硒玻璃如敏感材料；无定形碳包括生物膜材料和导电材料等。

化合物则包括氧化物、非氧化物以及多元化合物。氧化物分为二氧化铝和二氧化锆、非氧化物分为氮化硅和氮化铝；多元化合物分为生物玻璃和钛酸钡。

2.3依据功能划分

总体可分为工程材料和功能材料。工程材料可以分为高强高韧材料、耐高温抗热震材料、耐磨耐腐蚀材料各种界面材料以及其他材料；功能材料分为电学材料、光学材料和生物材料三种；电学材料可以分为压电材料、磁性材料、电导材料、热电材料、电子材料以及敏感材料；光学材料可以分为导光材料、透光材料和光信息材料；生物材料则可以分为生物惰性材料、生物体内可控表面活性材料、生物体内可吸收材料。

3无机非金属材料的分类的展望

按照其类型逐一展望。

3.1新型玻璃

新型玻璃应该在传统工艺基础上运用溶胶-凝胶、CVD、超急冷以及失重等工艺，通过各种微观方法实现新型玻璃领域的突破。

3.1.1新型的激光玻璃

未来会生产出输出功率更为强悍、性能品质更加优良的掺饵玻璃以及磷酸盐类型的激光玻璃，还有更新的激光放大纤维等材料。

3.1.2光集成电路玻璃

其制作方法为离子交换法，制成的成品玻璃成分包含Feo、Ce203等，本身能散发出磁光以及热光等效应。

3.1.3超平玻璃

这种玻璃主要的应用范围为光存储器，还可以应用在光磁存储器和大型液晶显等基板上面，对于那些大规模以及特大规模类型的光掩用途模板也起到较大作用。

3.2高性能陶瓷

这种陶瓷材料在性能上体现出极强的优点，比如能够抵抗高温、强度和硬度系数都很高等，因而在航天和电子领域被广泛应用。

3.2.1结构陶瓷

制作材料为碳化硅、氧化铝以及莫来石等，改进措施为增加韧性、改善纤维强度，对材料的内部构成进行调节，使之具有坚硬、耐磨、抗腐蚀等特性，可以对轴承、不锈钢等材料进行更新换代，可直接制作成发动机和电极材料等进行运用，具有使用延长寿命、节能等效果。

3.2.2功能陶瓷

其在功能方面起到的作用为绝缘、坚硬、光敏和热敏等，可以用在压电元件和磁记录存储等领域，使其成为促进信息产品容量扩大、密度增大的有力武器。

3.3人工晶体

这个材料的应用范围很广，而且前进步伐迅速。晶体原有形态和功能以及用途不断被刷新，而且新型的晶体也在不断地取代传统类型晶体，比如金刚石之所以被广泛应用就是因为其在硬度方面体现出超高的性能，其实它还具有高导热的特殊功能，可以利用这个方面将其当做热沉材料进行应用，使其具有半导体功能，让其在信息技术领域得到应用。人造水晶原本是用来发挥压电效能的，但是经过对其功能进行探索，其应用领域也变得开阔，当前还应用在延迟线以及表面波器件之中。另外，可以对辐射产生抵抗功能的水晶还被广泛地应用在航空航天领域，甚至可以在军事领域发挥出很大作用。

4总结

无机非金属材料在高科技领域占有重要地位，是伴随高科技进步而出现的朝阳产业，具有很强的发展潜力和生命力，必定在将来的竞争中脱颖而出，因此已经受到各方面的重视。本文分（下转第129页）（上接第119页）析了无机非金属材料在经济发展中的地位，详细地对其分类进行解读，展望了其应用前景。

【参考文献】

［1］栾志军.材料的分类及优化检索系统的研究与设计[D].青岛大学,2011.

篇4

摘 要： 所有的零件都是由材料组成的，有的是金属材料，有的是非金属材料，还有一些特殊材料，在飞机制造中也是一样，在整个飞机上需要很多金属材料和非金属材料，飞机材料中非金属材料的分类、特点尤为重要，要通过他们的特点和材料结构进行飞机零部件的设计，保证合理利用它们，同时在飞机制造中还应用了复合材料，通过应用不同的材料，使飞机的性能达到更优越。

关键词： 非金属材料分类、特点、材料结构、复合材料

1.非金属材料分类、特点

在工程材料中，对材料的分类是金属材料、非金属材料、复合材料（如图1.1），而对于非金属材料又可以分为有机聚合物和无机材料，而纤维、橡胶、塑料构成了有机聚合物，无机材料包含水泥、玻璃、陶瓷，以上这些材料都是非金属材料。

而在飞机的制造中，对于非金属材料是不单独使用的，它是通过合成复合材料之后，加工成飞机零件，是复合材料基体或者改性材料之一，对于非金属材料的性能特点就是硬度比较低，但是韧性和弹性较大，同时它的绝缘性能优秀，导热性低，耐热性不好，容易融化。

在飞机机舱内最常见的非金属材料就是塑料，例如行李架、座椅的把手、一些箱柜，它们都是通过塑料制成的，塑料的组成为树脂、填料、固化剂、增塑剂、阻燃剂、稳定剂，如果塑料按照树脂分子结构分类，可以分为热塑性塑料和热固性塑料，热塑性塑料在w机内的有机玻璃就是它的成分。

2材料结构

非金属材料的结构一般是研究高分子材料的结构，高分子材料的结构是大分子链结构，而大分子结构链的形态有线型、支化型、网状型，如图2.1.

一般的结构都是线型的，它可以伸展成直线，所以它的力学性能好，在外力作用下分子可以流动；支链这种结构的非金属材料在熔点升高时候，黏度会随之增加；而第三种机构的材料硬度好，但脆性较大。

3.复合材料

复合材料的性能如表3.1.

随着航空航天事业的发展，复合材料的性能的要求也不断的越来越高，而要是性能高就必须使树脂的性能提高，5250-2与5208树脂的比较如图3.1，这两个树脂型号都是作为战斗机用复合材料的基体，5250-2碳纤维复合材料就有高的压缩强度，同时5250-2树脂的弹性也比较高，在美国YF-22战斗机上使用。

在国内，通过北京航空工艺研究所得研制，T-300/4211体系，它的性能具有耐热性好，交联密度大，已经用机进气道外侧壁版上。

结束语

在飞机的制造中还添加了特殊的材料，对于它们的应用，使飞机在设计上更上一个层次，同时非金属材料对机内部零件是非常重要的，要根据材料本身的分子结构和性能去应用，航空航天复合材料是现今四大材料之一，它也是衡量一个国家制造水平和科技水平的一个指标，同时它不仅应用在航空航天领域，在电子，运动器材等领域应用也非常广泛。

参考文献

1.应荣华主编，材料成型原理与工艺，哈尔滨工业大学出版社，2005。

篇5

[关键词]无机非金属材料；实习；产学研；考核方式

在现代高等教育中，实习是不可或缺的教学环节[1]。通过实习课程，第一能够让学生对本专业的生产设备、车间及工作状态有一个直观的认识[2]；第二能够帮助学生理论联系实际从而加深对所学理论知识的理解[3]；第三，能够提升学生的工程实践能力；第四，能够培养学生的团队精神，锻炼学生的团队合作能力[4]。重庆科技学院无机非金属材料专业的实习课程体系包括认识实习、生产实习和毕业实习三部分，经过多年的建设，已取得了很大的成绩，实习目标明确，实习方案可行，与一批现代陶瓷、水泥混凝土、新能源材料企业建立了联系，签署了实习合作协议，已培养了十余届合格的本科毕业生。但由于该专业建立时间较短，积淀不足，且行业环境[5]及学生特点也在发生变化，导致该专业的实习教学环节仍然纯在或者新出现了一些问题，限制了教学质量的进一步提高。

1实习教学中存在的问题

1.1落实实习企业难

我校是一个二本院校，社会知名度和影响力有限，很难联系到大型企业实习单位，只能到一些中小型企业去实习，而现在的中小企业大多为民营企业，他们出于安全、技术保密等因素考虑，接纳我们实习的意愿往往不高，这导致了我们联系实习单位非常困难。有些企业虽然也同意我们去实习，但只让学生走马观花的看一遍生产线，从进车间到出车间总共不到两个小时，这种实习方式很难让学生有较大的收获。

1.2学生在实习过程中学习的积极性不高

学生刚进入工厂实习时，由于好奇和新鲜感，还是有一定的兴趣的，但实习开始几天后很大一部分学生就失去了积极性。这是因为，目前的实习方式，大体包括两类，一类是只能看，不能动手操作的参观实习，另一类是虽然能够动手操作，但往往只让做一些简单、重复且较繁重的工作；另外，学生在实习过程中只能接触到车间里的操作工人，这些工人基本都是一些农民工，无法回答学生提出的一些问题。有些企业虽然同意学生在里面实习几周，但实习三四天以后，学生发现该看的都看完了，剩下的时间再实习不过是重复同样的事情，无法将实习再深入下去，因此很快失去了热情。

2解决措施

面对这些存在的问题，我们既要发扬已有的好的方法及模式，又要敢于尝试改革创新，从而推动无机非专业实习教学质量的提高，为培养高素质的工程应用型人才奠定基础。笔者有多年带实习的经历，结合本专业实习的具体特点，再参考相关文献资料中报道的提高实习质量的办法，总结出了以下几条适应我校无机非专业实习的改革措施。

2.1充分发挥校友的作用来联系实习企业

我校无机非金属材料专业已有10余届的毕业生，很多校友从事于本专业领域的工作，部分优秀友现已成为单位的骨干或领导，这些校友是学校的宝贵财富，通过他们联系实习企业必然事半功倍。但本专业建立以来，只开过一次校友会，这是不够的。我们应该通过多种方式加强学校与校友之间的联系和合作，使校友资源能够为专业建设发展提供实质性的帮助。首先，校友聚会的频次应该加大，至少5年一次；第二，每年的毕业答辩，可以请一些校友作为企业老师参与进来，这样既可以提高答辩的质量，也可以加强同校友之间的联系；第三，教师的一些科研项目，也可以邀请校友参与进来。

2.2以产学研为纽带加强与企业的联系

我校无机非金属材料专业拥有热等静压炉、高真空钨丝炉、全自动压机、原子力显微镜、维氏硬度计等先进的仪器设备，同时，还具有一定的人才优势，如拥有一批本专业领域的博硕士教师，这是一般的中小企业所不具备的；企业熟悉市场，了解市场的需求是什么，同时，企业具有产品规模化工业生产的能力，这是高校不具备的。因此，两者是具有合作基础的，企业提出需求，学校则以科研课题的方式来协助企业开发新产品或者改进产品。在校企合作中使企业获得实实在在的好处，那么企业自然愿意接纳学校去实习。

2.3改革实习方式与考核方式

本专业现在的实习方式是，进厂前学生先在互联网上查一下该企业的资料，对该企业有一个简单的认识，进厂后，分组在各个岗位轮流实习，以参观实习为主，少数企业允许学生做一些简单的工作。这种实习方式不能够激发学生的积极性。可以由提问式生产实习方式[6]来代替传统的实习方式，进厂前不仅要让学生通过互联网查阅实习厂家的资料，老师还要通过PPT或视频的方式为学生介绍该企业及相应产品的生产工艺及应用等，然后将学生分组，让每组提出至少十个问题，学生需要在实习的过程中自己去寻找这些问题的答案。对学生进行考核时，他们所提出的问题和对问题的解答，都要作为打分的依据。基于重庆科技学院为二本院校这一实际情况，我们应该坚定不移的走应用型大学的建设道路，要将办学与本地区的产业特点相结合，发挥自身的人才优势和设备优势，为本地区企业的转型升级做出的贡献，切实的做到产学研结合，那么实习单位联系困难的困境就会迎刃而解。在实习过程中，要让学生带着问题去实习，同时力争做到将实习考核渗透到实习过程中，而不是简单的只以最后那份实习报告作为评分的唯一依据。

参考文献

[1]陈平，陈俊，赵艳荣，等．地方高校无机非金属材料专业实践教学体系教学改革研究[J]．教育教学论坛，2015，(3)：85-86．

[2]武元鹏，李星，李海敏，等．新能源材料与器件专业生产实习教学探索[J]．广东化工，2016，43(318)：149-150．

[3]王金香．无机非金属材料专业生产实习教学模式的改革探讨[J]．徽化工，2016，42(2)：107-108．

[4]李颖，王海阔．基于学习成果的认识实习教学模式创新与改革[J]．河南化工，2015，32(7)：61-63．

[5]王庆平，郑林义，朱金波．无机非金属材料工程专业生产实习模式的研究[J]．广东化工，2016，43(317)：125-126．

篇6

【关键词】材料科学与工程专业 新创新型人才 培养模式

【中图分类号】G647【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)06-0031-02

一、引 言

现阶段我国高等教育从“知识传授”向“能力培养”转变,从“精英教育”向“大众教育”转型,单一的学科发展很难培养出社会适应性好、厚基础、宽口径、高素质复合型创新人才。[1]材料科学与工程专业作为我校的优势学科,担负着服务西部地方经济建设的重任。探索如何培养适应服务西部、面向全国的厚基础、宽口径材料类人才是学校人才培养方面的重点研究课题。

过去在材料类专业人才培养中,按工种(行业)分割专业的单一培养模式已很难适应当前市场经济发展及毕业学生就业模式发生的变化。[2]国家通过四次专业大调整、四次材料学科专业目录调整和修订,在学科领域发展上已从单一的材料物理;材料化学;金属、非金属材料;高分子材料领域向交叉融合的方向发展,较大程度的拓宽了专业知识面。[3]随着材料科学与工程专业规范、专业目录的制定,学科知识体系趋向多学科、交叉融合发展,新材料的研发和工业化生产与材料的应用管理之间的有机联系正成为发展的主要趋势,这些变化将导致材料类专业教学体系、教育手段、教学方法与内容等诸多因素发生变革,势必导致专业教育模式的重大转变。

近年来,依托材料工程领域国家级人才培养模式创新实验区建设,我校材料科学与工程专业在人才培养模式的探索上取得了很大的发展。建立了以材料的结构与成分、合成与加工、服役行为和性能四个基本要素为核心的知识体系,以材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养的创新型人才培养模式。从培养目标、课程体系设置等方面突出“科工贸并举,理工管渗透”的办学特色,体现了各学科间的相互融合和支撑,有利于培养厚基础、宽口径、高素质的创新复合型人才。

二、我校材料科学与工程专业发展历程

我院材料科学与工程专业最早可追溯到1956年开办的“混凝土及建筑制品”专业,即为后来的“水泥”专业前身,1979年撤销。1970年增设了西北地区唯一一家“耐火材料”专业,1993年,经原国家教委批准,又增设了“无机非金属材料”专业。1999年国家专业大调整,将“硅酸盐工程”专业和“无机非金属材料”专业合并为“无机非金属材料工程”专业。学院为了较大程度地扩大学生知识面,结合我院本专业发展历程,当时的“无机非金属材料工程专业”按一二年级统一培养,三年级分为“水泥、无机即耐火材料、建材”三个模块培养,这就成为当前新创新型人才培养模式的前身。2002年“无机非金属材料工程”专业调整,将其提升为“材料科学与工程”专业一级学科招生。三、新创新型人才培养模式的构建

1.培养模式的确定

全国200多所普通高校都设有材料科学与工程专业,其主要教育模式有三类:①基地班/试点班模式;②一、二年级统一开课,不分专业,三、四年级按二级学科分专业进行教学;③按照一级学科招生,按二级或三级学科进行培养。

结合我校办学实际,以及我校材料科学与工程专业的专业改革,从2002年开始我校材料科学与工程专业按材料科学与工程一级学科招生,以原有无机非金属材料工程专业为背景,下设的材料科学、材料工程、材料应用自主设立办学方向,这是独立于前三种教育模式之外的,具有我校特色的办学模式。这一培养模式的建立对其它开设有材料类专业的本科院校具有一定的参考和示范作用。

2.培养目标的定位

依据材料“四要素”,坚持“以无机非金属材料为主,向金属材料渗透,与土木建筑学科交叉融合”为特色的办学思想,在本科培养方案及课程设置制定中,将一级学科分为三个专业方向培养:即材料科学、材料工程与材料应用。

材料科学方向重点培养具有从事材料性质研究和新材料研发方面知识的高级专门人才;材料工程方向重点培养掌握各种材料工业化的生产技术、工艺过程和系统控制等方面知识的高级专门人才;材料应用方向重点培养具有材料的应用推广、流通中的材料管理、性能检测、商务活动等能力的高级专业人才。

3.培养方案的修订

学校在2004版、2008版培养方案的基础上,围绕教学改革的主导思想,结合社会人才市场的需要,按照材料科学与工程专业3个方向具体培养目标,对教学计划进行认真细致的研讨与修订,我校材料科学与工程专业2009版培养计划更加突出三个办学方向各自的办学特色。

(1)材料科学方向以高温陶瓷材料为背景,注重材料性能及结构表征研究、新材料研发,兼顾材料工艺设计与开发,以高温陶瓷材料和冶金工程专业的交叉融合为特色。

(2)材料工程方向以无机非金属材料为背景,注重与材料的规模化工业生产相关的理论及技术,以生态建筑材料新工艺、新设备开发为特色。

(3)材料应用方向以建筑材料为背景,注重建筑材料在土木工程中的应用,相关理论和技术以及土建施工过程中建筑材料的物流和管理,以建筑材料与土木工程及工程管理专业交叉融合为特色。

4.课程设置体系的构建

结合学校学分制改革,材料科学与工程专业2009版培养方案对原有培养方案总学分进行了压缩,课程设置由必修课、选修课(公选课、限选课、任选课)、实践性教学环节3部分组成,其中适当压缩必修课(尤其是专业必修课),增加了专业类选修课,提高了实践环节的比重,更加注重扩大学生知识面,培养学生的实践、创新能力。2009版培养计划中必修课、选修课、实践性教学环节三者比例为53∶22∶25。

课程体系设置在充分满足三个培养方向所需的共同理论与实践基础的同时,还按照三个方向各自的特点处理好各个方向之间的交叉、渗透和融合。三个方向具有相同的基础课和专业基础课,如:数理化、制图、英语以及材料科学基础、材料工程基础、材料研究方法等公共基础及专业基础课;在专业课模块中,开设具有各自特色的专业方向课和专业方向选修课,在满足学生兴趣的同时,扩大学生的知识面。

为了规范课程内容及知识体系,学校以材料科学与工程专业规范为依据,结合材料四要素,确定了知识领域、知识单元和知识点三个层次的知识体系。由知识点的任意组合来确定教学大纲,使课程体系更具体,实现课程设置、教学大纲的规范化,克服了任意设课、课程名称与教学内容不符等弊端。

5.教学手段、方法的改进

随着现代化教学手段不断成熟,多媒体课件、各类专业课程网站逐渐走进课堂,多媒体动画将繁杂的公式、实验等以动态化的形式向学生讲授。通过近几年的努力,我院《材料工程基础》、《土木工程材料》已获评省级精品课程,《材料科学基础》、《材料物理性能》获评校级精品课程。并在原有“材料与标本陈列馆”的基础上,结合先进网络技术和数字技术,建设“材料与矿物数字博物馆”网站,提高材料类相关学科及课程的教学质量。在双语教学方面,2007年开始在专业选修课部分增加双语内容,为了让学生更快的了解材料学科的前沿发展,学校在2009版培养方案中将双语课程提升为专业必修课,极大地促进了双语教学的开展。

6.创新平台的搭建

近年来,学校利用多年来在材料科学与工程领域所积累的雄厚的科研实力和完备的科研设施条件,不断为本科教学搭建平台。以“产学研”结合的培养模式,科研带动教学,加强本科生实践创新能力培养。学院依托“省部共建西部建筑科技重点实验室”;“国家级材料工程领域人才培养模式创新试验区”;8个国家级、省部级以上工程中心;10个校企工程中心和12个校外实习基地的建设,听取来自科研、生产一线的校外专家意见,着力实现理论教学和实践教学内容与社会的发展需求紧密结合,解决好青年教师和学生实践能力不强的问题,提高师资总体水平,改进实习基地及实验室条件。确保既有“科工贸并举,理工管渗透”的培养方向,又具有培养知识面宽、基础雄厚、综合实力、实践能力较强的复合型、创新型材料类本科专业人才的培养目标。

四、结束语

1.我校材料科学与工程专业本科按照材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养,从培养目标、课程体系设置等方面突出“科工贸并举,理工管渗透”的办学特色,体现了各学科间的相互融合和支撑,有利于培养厚基础、宽口径、高素质的创新复合型人才。

2.我校材料科学与工程专业按照材料的四要素确定了合理的专业培养目标及课程教学体系,并按照学科发展不断完善培养方案、规范课程教学,促进教学质量的提高。

3.学校通过创新平台的搭建,使教学内容及实践环节更贴近社会发展的需要,按照“产学研”结合的培养模式,以科研带动教学,同时促进学生实践能力及创新能力的提高,有助于培养知识面宽、基础扎实、实践能力较强的创新型材料类专业本科人才。

参考文献

1 张胜利、张小绒.厚基础宽口径培养高素质人才――关于高校本科教育培养模式的思考.中国林业教育,2007(4):11～14

篇7

关键词：混凝土工程与技术；课程建设；应用型人才

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）04-0279-02

在大连交通大学无机非金属材料专业开设《混凝土工程与技术》课程源自大连交通大学校级教改项目——《优化“无机非金属材料专业”课程体系，拓宽就业渠道》的教改探索与实践。多年来学生的就业数据表明，无机非金属材料专业就业的去向主要为各中铁局，从事混凝土材料的制备、性能及相关研究工作。例如，2010届无机非金属材料专业学生从事混凝土行业的就业率达该专业总就业率的84.6%，2011届学生从事混凝土行业的就业率达该专业总就业率的79%。由此可见，开展《混凝土工程与技术》课程的教学对于培养服务于混凝土工程的应用型人才具有关键作用。只有进一步完善和优化《混凝土工程与技术》课程体系，加强课程建设，方能适应新形势下对高水平混凝土技术人才的需求。2010年大连市混凝土行业共完成混凝土销售量1600万立方米（包括建筑、交通、市政、港口用量），实际产值48亿多元人民币（按现行市场价格计算）。同年，大连市重点项目“地铁”工程全面开工，预计2013年底竣工。这为无机非金属材料专业学生的就业提供了前所未有的机遇和挑战。研发、检测人才的大量短缺，对《混凝土工程与技术》课程建设提出了新的要求，要求培养出专业知识水平高、理论基础扎实、能够学以致用的应用型专业技术人才。因此，必须加强《混凝土工程与技术》的课程建设，一方面使学生提高认识、加强重视；另一方面需要增强课程本身的吸引力，从各个环节进行完善。

一、课程建设

《混凝土工程与技术》是一门无机非金属材料专业的专业课，是无机非金属材料专业培养计划中的核心课程之一。混凝土材料涉及面广，行业范围宽，通过《混凝土工程与技术》课程的建设，可使学生在毕业后很快熟悉业务，成为混凝土质检、研发或监理部门的工作技术骨干。在授课时系统阐述了混凝土行业最新的国家标准，例如《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）等，使学生全面掌握混凝土结构设计的关键技术内容，进一步加强和规范混凝土工程与技术的先进理念与标准。同时，课程在教学内容更新、课件制作、网络教学建设、教学方法改革和考核方式改革等方面采取了措施，以加强对学生创新能力与综合能力的培养。

1.教学内容更新。作为应用型专业课程，课程内容的设置原则为“理论够用，重在应用”，因此，对《混凝土工程与技术》课程的内容设置做了如下调整：主要介绍混凝土材料组成，混凝土结构及基本性能，混凝土生产技术，包括混凝土配合比设计、预拌混凝土生产工艺、预拌混凝土的运输，混凝土工程施工技术包括模板工程、混凝土的浇注等。预应力混凝土工程，混凝土制品生产工艺及特殊混凝土技术，混凝土结构维修与加固，混凝土的检测与测试等内容。其中，在混凝土结构及基本性能、混凝土配合比设计内容上加大理论知识的深度，特别是混凝土配合比设计是本课程的核心及重点，因此应当深入介绍公式的理论推导及例题计算演示。其他理论内容与实际应用衔接不大的，进行略讲或删减。在混凝土施工工程中需使用大量的钢筋材料，当混凝土发生劣化时，钢筋锈蚀的危害也较为严重。

2.课件制作。《混凝土工程与技术》课程涉及到大量的施工工具、混凝土制品与施工现场的内容，通过制作高质量的多媒体教学课件，合理编排课件内容及添加图片等方式尽可能把实际施工现场的情况展现在学生面前，结合一些视频资料，使学生全方位理解课程内容，并在以后真正走向工作岗位时，尽快熟悉业务，胜任相关工作。

3.网络教学建设。利用学校的网络教学平台，为学生提供网络学习课程的电子资源，如教学课件、教学进度表、教学大纲等。同时，在课程的教学博客中发表了大量与课程相关的行业知识介绍等，学生通过浏览网络课程，可大大开阔眼界，拓宽知识面，激发学习兴趣。

二、教学方法与考核方式的改革

为了督促学生深刻理解和牢固掌握专业课的知识，灵活地学以致用，发挥学生在教学活动中的主体地位，激发他们的学习热情，培养他们发现问题与解决问题的能力，进行了教学方法与考核方式的改革。

1.教学方法改革。①采用启发式教学。在教学的过程中，多激发学生思考，并鼓励学生用发散思维思考问题。实践表明，通过学生自行思考得出的正确结论，往往会使他们印象深刻而加深记忆。采取启发式教学，可有效调动学生的学习热情，使其注意力集中，大大提高了教学效果。②采用互动式教学。在混凝土配合比章节涉及大量的计算，通过计算方能确定混凝土的配合比以及抗压强度等。结合多媒体课件，在课堂上采取互动式教学，通过随机提问学生、让学生来黑板前做题等方式，使学生加深对各项公式的理解和记忆，更好地掌握较为复杂的理论知识，让每个学生都能够牢固掌握知识点。③采用案例式教学。在讲授混凝土工程建设的相关内容时，通过实际案例的讲解和剖析，加强学生对规范施工的重视。例如，在介绍混凝土结构维修与加固部分内容时，通过对某楼发生的严重混凝土质量事故进行分析，针对事故产生原因采用相应措施进行处理。这些案例都是真实发生的质量事故，有的甚至造成了大量的人员伤亡。通过案例的陈述，使学生牢固树立安全生产意识，深刻理解严格遵守施工规范的重要意义，将各孤立的知识点联系在一起，从而更好地掌握教学重点和难点内容。④鼓励学生自学。对于教材中单纯描述性的内容，鼓励学生自学，并通过提交作业的方式进行检查。学有余力的学生还可以通过网络查找相关内容最新的动态。通过自学，可锻炼学生对知识点的概括总结能力。

2.考核方式改革。为了多层次、多角度、全方位地考核学生对知识的掌握运用能力，引导学生认真复习、归纳总结课程的教学内容，促进学生创新能力的提高，本课程的考核方式加强了对知识的运用能力的考核，采用口试、课程论文、文献综述等综合考核方式，多层次、多角度、全方位地考核学生对知识的掌握运用能力，促进学生创新能力的提高。

通过课程建设与教学实践，《混凝土工程与技术》课程已形成理论与案例相结合的培养体系，结合本专业的生产实习，取得了良好的教学效果。对教学方法与考核方式进行改革后，大大激发了学生的学习兴趣，为培养优秀的混凝土技术人才奠定了扎实的基础。

参考文献：

篇8

[关键词]无机非金属材料工程；卓越计划；生产实习

“卓越工程师教育培养计划”(“卓越计划”)是为贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010年至2020年)》而提出的高等教育重大改革计划。旨在培养具有较强工程实践能力、创新能力和良好综合素质的优秀工程应用型人才，提高我国工程教育的质量，进而努力提升我国产业的国际竞争力，对我国经济建设事业有着至关重要的意义。该计划强调培养学生的现场工作能力、设计能力、工程项目实施能力以及新产品开发与技术改造能力，这就要求有强有力的专业实践教学作为支撑。无机非金属材料工程是实践性很强的工科专业，实践教学方面要求较高，传统的无机非金属材料专业的实践教学主要是学生在校外集中进行的认识实习和生产实习。由于实习时间较短、经费紧张等原因，两者在形式和内容安排上不可避免地出现交叉和重合，影响实习与实践教学效果。因此需要探索新型的适应“卓越计划”要求的无机非金属材料工程专业生产实习模式，以保证实习效果。

1生产实习常规开展方式与新需求分析[1]

在科学技术飞速发展、经济社会不断变化的大背景下，无机非金属材料工程专业涉及领域不断拓宽及作为实践教学重要组成部分的生产现场发生了翻天覆地的变化。如专业涉及领域由传统的水泥、玻璃、陶瓷和特种材料拓展到光伏玻璃、膜材料、复合材料等多种新型功能复合材料；而生产现场自动化程度越来越高、场地越来越小、密封性越来越好。同时，企业对技术的保密意识越来越强。显然传统的实践教学无论是教学内容、教学方式都不利于符合生产现场要求的高素质工程技术人才。因而在专业教学学时不断减少的现状下，进行无机非金属材料工程卓越计划教学与实践的改革与创新势在必行。

2生产实习的重要性[2,3]

实践是工程的灵魂和根本，产学研结合是工程教育的重要特征和本质要求，“卓越计划”创立了高校与企业联合培养人才的新机制，以期从根本上解决工程人才培养中校企脱节的现象。

2.1企业参与“卓越计划”的重要性

企业参与“卓越计划”的重要性主要体现在2个方面。(1)企业在工程人才培养方面有着重要的指导作用。企业在激烈的市场竞争中，对本行业的现状和发展趋势最了解，也就最清楚当今社会和未来世界对工程人才的需求，包括人才层次、类型、规格等方面。因此企业参与卓越工程师的培养，使它们由单纯的用人单位变成共同培养单位，充分发挥了企业在整个工程人才培养过程中不可替代的指导作用，使校企合作培养出来的工程人才能够达到“卓越计划”的培养目标。(2)企业拥有高校所不具备的真实的工程环境，这对于卓越工程师的培养至关重要。为了生存、发展和竞争，企业必须拥有最先进的生产设备和制造技术，这些是作为教学单位的高校所无法达到的；企业所需要解决的生产、技术、研发、市场、管理方面的问题，是训练和培养工程人才能力的最好题材；企业所拥有的一批经验丰富的工程师，他们的工程经历和实践能力正是高校工程教育专业教师所不及的；企业所拥有的研发设计、生产制造和市场营销的场地和机构，是工程人才未来发挥作用的场所。因此，只有开展校企合作，发挥各自优势，实现资源、设备、师资的最佳组合，才能在知识、能力和素质方面培养出满足“卓越计划”培养标准要求的卓越工程师。总之，企业的参与是“卓越计划”成败的关键。这就要求实践指导教师必须具有扎实的基础理论知识及基本操作技能，培养实事求是、科学严谨的工作作风，从自身做起，严格要求自己，并且关注相关学科理论的新进展，丰富更新自己的知识体系，同时积极参加相关工作，把科研与教学紧密结合起来，提高教学质量，借着带领学生进行工程实践的机会，真正地深入到企业、车间、班组中去，本着与学生共同学习的态度，带着问题去学习，以弥补自身偏重理论教育而工程实践较少的不足。

2.2企业实践

我们聘请有较丰富实践经验的企业工程技术人员担任企业导师，采取校内导师＋企业导师的双导师制度，原则上每7名学生聘请1名企业导师，同时配备1名校内导师。校内导师将学生带到企业后，首先接受企业的进厂安全培训以及各车间、生产线的工艺流程培训。然后，学生要深入企业生产一线，进入实验室、车间、班组，在企业导师、工艺人员、师傅的带领下，认真学习每一个生产工艺中设备布置、工艺制度、操作制度等细节部分。在对岗位较为熟悉后，可助岗或顶岗工作一段时间，与工程实践亲密接触，丰富专业知识，进而探究现有工艺过程的优缺点，帮助企业进行调研，同时较早接触社会，学会与人相处，增长人生阅历。实践对于学生来说是一个非常重要的环节。学生在第7学期熟悉所在企业、车间的原料准备、成型工艺、烧成工艺、窑炉制度、检选包装等工艺流程，做到理论知识与实践相结合。第8学期，双导师与学生共同研究实践题目，指导学生完成毕业论文(设计)，毕业论文(设计)题目，可以是产品的研发、制品的使用跟踪，也可以是几种原料的性能比较、原料不同含量对制品性能的影响，各工艺、制度研究，或是对企业某项产品质量及市场需求进行调研，不拘泥于题目类别与研究形式，只要是在这其中学生学习到了知识，提高了实践能力及发现、分析、解决问题的能力，为学生的进一步深造、更好地胜任工作打下坚实的基础就是最好的。

3与企业合作生产实习模式[4,5]

在当今社会经济发展大环境下，校企合作成为衡量高校人才培养模式的参考点，是高校教育发展的流行趋势，也是企业获取新的发展和参与社会竞争的主要选择。近年来，我校坚持“厚基础、重实践、求创新、高素质”的办学方向，坚持以服务社会为导向，以教学为中心，以特色求发展，突出创新型应用型的人才培养模式，以鲜明的专业特色带动校企合作，合作模式不断创新，取得了较好的效果。主要采取的校企合作模式有如下几点：

(1)“企业引入”模式。

由学院提供场地及其他各种服务，将企业引入学校，建成校内生产性实训基地，为学生提供生产性实训岗位。通过合作方式，企业得到了学校在厂房、技术及技术工人等方面的支持，降低了生产成本，而学校获得了学生顶岗实习、教师参与技术开发等机会，取得了生产与教学双赢的效果。

(2)“设备共享”模式。

由企业和学校共同提供设备，建立生产性实训基地，企业进行生产的同时，为学生提供生产性实训岗位。这种合作模式实现了校企资源的互补和共享，使双方的设备兼具教学和生产功能，大大提高了设备利用率。

(3“)技术推广”模式。

由企业提供先进的生产设备(企业产品)，以学院教师为主体针对本院学生及社会人员开展的新设备、新技术应用培训。通过这种合作，学生获得了最新的技术培训，掌握了先进设备的操作技能，而企业则达到了发展潜在客户的目的。

(4)“岗位承包”模式。

学院承接企业生产流程外包业务，在企业技术人员的支持下开展生产活动，教师成为生产过程中的技术与管理人员，学生交替进行顶岗工作。通过这种合作，企业降低了生产成本和人力成本，而学院的师生都得到了真实生产的锻炼。

(5)“校企共训”模式。

将企业的内训机构引入到学院，学院免费提供场地和设备，双方共同组建“捆绑”式培训团队，为企业员工和学院的学生进行专业技能培训。这种直接引入企业培训课程和培训师资的模式，使学院的课程能紧跟企业要求和技术发展，同时扩充了兼职教师队伍。

(6)“培训移植”模式。

移植跨国公司的员工培训项目，由企业提供设备及教师培训，教师取得企业的资格证书后，为企业培训员工，同时面向学生实施“订单式”培训。通过这种合作模式，学校不仅在设备、技术上获益，学生的就业质量也得到了保证。

(7)“实训承包”模式。

由学院提供场地，企业提供设备和师资，在校内建设仿真实习场所，对企业员工进行培训，同时承包学院的相关实训课程。

4结束语[6]

实践是检验真理的唯一标准，实践也是培养学生掌握知识和提高能力的最有效方法。经学生和实习基地反馈，此培养方法效果较好，学生熟悉了专业、企业，培养了能力，企业较早培训了有就业意向的学生，学校真正完成了对人才的培养，实现学生、用人单位、学校的三赢。高等教育应面向国家发展需要和市场需求，培养具备较高工程实践能力的卓越工程师，实现高等教育和有志青年的价值。

参考文献

[1]李书伟，刘绍娜．“卓越工程师培养计划”下实践教育的思考[J]．中国现代教育装备，2011(11)：138-140．

[2]焦宝祥．卓越工程师教育与应用型本科实践教学体系的设计[J]．考试周刊，2012(75)：147-148．

[3]林健．卓越工程师创新能力的培养[J]．高等工程教育研究，2012(5)：15-17．

[4]李娜，王武，王红玲．实习基地外延拓展与校企合作内涵建设研究[J]．实验技术与管理，2012，29(10)：185-187．

[5]魏宏波．校企合作培养卓越工程师模式的探索[J]．中国现代教育装备，2012(17)：35-37

篇9

1建筑非金属材料腐蚀及一般性机理

建筑工程中的无机非金属材料，通常包括水泥、玻璃、陶瓷等。无机非金属材料通常具有良好的耐腐蚀性能，但因其化学成分，结晶状态，结构以及腐蚀介质的性质等原因，在任何情况下都耐蚀的无机非金属材料是不存在的。无机非金属材料除墨以外，在与电解质溶液接触时不像金属那样形成原电池，其腐蚀往往是由于化学作用或物理因素产生，而不是由电化学过程引起的。无机非金属材料作为建筑工程中的结构和功能材料应用极其广泛，但对其腐蚀机理的研究还很不够，一般认为下列因素是决定腐蚀状况的因素。

1．1材料的化学成分和矿物组成

硅酸盐材料成分中以酸性SiO为主，它们耐酸而不耐碱，当SjO：(尤其是无定型sj0：)与碱液接触时会发生如下反应而受到腐蚀。Si02+2NaOH——}Na2SiO3+H20所生成的硅酸钠易溶于水及碱液中。Sj0是较高的耐酸材料，除氢氟酸和高温磷酸外，它能耐所有无机酸的腐蚀。任何浓度的氢氟酸，温度高于300℃的磷酸都会与Si0发生反应。硅酸盐材料的耐酸性不仅与化学组成有关，而且与矿物组成有关。一般而言，材料中SiO的含量越高耐酸性越强，Si0质量分数低于55％的天然及人造硅酸盐材料是不耐酸的，但也有例外，例如铸石中的SiO与AlO，FeO，等在高温下形成耐腐蚀性很强的矿物质一普通辉石，所以虽然SiO的质量分数低于55％却有很强的耐腐蚀性；而红砖中SiO2的含量尽管高达6O％一80％，但是SiO以无定型状态存在，故没有耐酸性，如将红砖在较高的温度下Si0与AlO。形成具有高度耐酸性的新矿物一硅线石(Al：O。、2SiO)与莫来石(3Al0、2SiO：)，并且其密度也增大了。含有大量碱性氧化物(CaO、MgO)的材料属于耐碱材料。它们与耐酸材料相反，完全不能抵抗酸类的作用。例如由钙硅酸盐组成的硅酸盐水泥，可被所有的无机酸腐蚀，而在一般的碱液(浓的烧碱液除外)中却是耐腐蚀的。

1．2材料孔隙和结构

除熔融制品(如玻璃、铸石)外，硅酸盐材料或多或少总具有一定的孔隙率，孔隙会降低材料的耐腐蚀性，因为孔隙的存在会使材料受腐蚀作用的面积增大，侵蚀作用明显，腐蚀不仅发生在表面上而且也发生在材料内部。当化学反应生成物出现结晶时还会造成物理性的破坏，例如制碱车间的水泥地面，当间歇地受到荷性钠溶液的浸润时，由于渗透到孔隙里的荷性钠吸收二氧化碳后变成含水碳酸盐结晶，体积增大，在水泥内部膨胀，使材料产生内应力而遭到破坏。如果在材料的表面及孔隙中腐蚀生成的化合物为不溶性的，则在某些场合它们能保护材料不再受到破坏，水玻璃耐酸胶泥的酸化处理就是一例。当孑L隙互不相通而封闭时，材料受腐蚀性介质的影响要比开口的孔隙小，因为当孔隙为开口时，腐蚀性液体容易透人材料内部。硅酸盐材料的耐蚀性还与其结构有关。晶体结构的化学稳定性较无定型结构高，例如结晶二氧化硅(石英)虽属耐酸材料但也有一定的耐碱性；而无定型的二氧化硅就易溶于碱性溶液中。具有晶体结构的熔铸绿岩也是如此，它比同一组的无定型化合物具有更高的化学稳定性。

1．3腐蚀介质

环境中的水、酸、碱、盐、大气等介质对无机非金属材料的腐蚀都有一定影响，但影响的大小不同。

2水泥基材料的腐蚀与防护

一般硅酸盐水泥硬化后，在通常的使用条件下有较好的耐久性，但在外界侵蚀性介质作用的环境中，引起水泥石发生一系列化学，物理变化，而逐渐受到侵蚀，严重时会使水泥石强度降低，甚至会破裂、破坏、故有必要全面而深入地研究水泥遭受腐蚀的过程及其实质。水泥基材料的腐蚀有多种分类方法。如按腐蚀机理分类，可分为化学腐蚀、溶析腐蚀、吸附腐蚀等；按腐蚀的形态分类，可分为溶出腐蚀、分解型腐蚀、膨胀型腐蚀(或称结晶型腐蚀)。因对于水泥及混凝土产生侵蚀的介质主要有大气、河水、海水、土壤、酸和酸水、硫酸盐溶液和碱性溶液等，故按腐蚀介质分类，可分为酸腐蚀、碱腐蚀、盐腐蚀、海水腐蚀、淡水腐蚀、土壤腐蚀等。如果混凝土结构在地下或阴暗的场所，比如排污水的混凝土管道，还有微生物腐蚀。影响水泥石腐蚀的因素有很多，除了水泥的品种和熟料的矿物组成外，集料的性质，混凝土的致密度、抗渗性以及侵蚀介质的种类、压力与水位的变化、流速、温度的变化等多种因素都会对侵蚀过程产生严重的影响。往往有数种腐蚀作用同时并存，相互影响，少数情况下是单一型腐蚀，但是大多数情况下是多种类型的复合腐蚀，因此必须针对腐蚀的具体情况加以综合分析，制定出切合实际的防腐措施。

3预防腐蚀措施

(1)提高混凝土致密度与表面处理混凝土越致密，侵蚀介质就越难渗人，被腐蚀的可能性就越小。密实混凝土的获得，可通过正确设计混凝土配合比、降低水灰比、仔细选择集料级配、采用振捣致密、养护、烧结、抽真空等施工方法。也可以用化学方法对混凝土进行表面处理，使水泥石中的氢氧化钙变成难容的致密物质如碳酸钙、草酸钙等。考虑成本问题，常用碳酸化，即在混凝土构件使用前，先在空气中碳化成一致密的碳酸钙外壳。在混凝土表面用硅酸钠或氟硅酸盐(如氟硅酸镁、氟硅酸锌)水溶液处理，使在水泥表面的孔隙中生成难溶的致密物，提高抗渗耐蚀能力。用亚麻仁油或桐油涂刷混凝土表面亦能对一些酸和盐的稀溶液侵蚀有一定的防护作用。

(2)改变硅酸盐水泥熟料矿物和水化产物的组成和形态从腐蚀机理可以得出：减少水泥熟料中c，s的含量，即可以提高抵抗软水溶析能力，也有利于它的抗硫酸盐性能。因为铁铝酸四钙的水化产物为水化铝酸钙的固溶体C(A，F)H铁酸钙的抗硫酸盐性能比c，AH好。此外，铁酸钙能在水化铝酸钙周围生成薄膜，提高硫酸盐性能。冷却条件对水泥熟料的耐蚀性也有影响，对于铝酸三钙含量高的熟料，采用急冷形成较多的玻璃体，可提高抗硫酸盐性能；对于含铁高的熟料，急冷对抗硫酸盐侵蚀反而不利，因为CAF晶体比高铁玻璃更耐蚀。将硅酸盐水泥构件在loo℃以上高温下压蒸处理，亦能明显改善其抗蚀性能，特别是对硫酸钙、硫酸钠溶液的侵蚀。

(3)在硅酸盐水泥中掺加混合材料除采用特种硅酸盐水泥一抗硫酸盐水泥外，在硅酸盐水泥中掺加火山灰质混合材料(即采用火山灰水泥)亦有较好抗蚀性，因掺人火山灰质混合材料能提高混凝土的致密程度，减少侵蚀介质的渗透。另外火山灰混合材料中活性氧化钙与水泥水化时析出的氢氧化钙作用，生成低碱水化硅酸钙，从而消耗了水泥中的ca(OH)：，使其在软水中的溶析速度显著降低，并使钙矾石结晶在液相氧化钙浓度很低的条件下形成，因此膨胀特性缓和，除非生成的钙矾石数量很多，否则不易引起硫铝酸钙的膨胀破坏。但火山灰水泥的抗冻性及大气稳定性不好，在有反复冻融和干湿交替的情况下，容易产生微裂纹，再加上侵蚀介质的作用，就会使混凝土的耐久性降低。火山灰水泥亦不适用于有酸类与镁盐腐蚀的介质中，因为酸类与镁离子也能直接与水化硅酸钙和水化铝酸钙起作用。这些情况下宜于采用抗硫酸盐酸水泥。

(4)在混凝土外部加覆盖层和贴面材料在侵蚀强烈的情况下，可将混凝土表面加一覆盖层或贴面材料，使它与侵蚀介质隔绝。但是这些贴面层应有较好的黏结力和弹性，否则会产生裂缝并脱落。覆盖层和贴面材料可以用沥青层，沥青毡、浸清混凝土、合成树脂漆、煤焦油、石蜡涂层、瓷砖、塑料等，可以根据使用要求与材料的主要耐蚀特性，经济价值加以选择。

篇10

关键词：无机非金属材料；石墨烯；制备；性能表征

中图分类号： TB321 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）02（c）-0000-00

无机非金属新材料具有耐高温、耐腐蚀、高强度、多功能等多种优越性能，是高技术产业不可缺少的关键材料，目前在各个工业部门以及空间技术、电子技术、激光技术、光电子技术、红外技术发展方面发挥了重要作用。本文以石墨烯为例，对磷化铜纳米粒子修饰石墨烯复合材料的制备及性能表征进行分析，旨在对石墨烯及其他无机非金属材料的制备和应用有所帮助。

1 石墨烯与磷化铜性能分析：磷化铜存在特殊的电化学嵌锂性能，作为锂离子电池负极材料极具潜力，而且其体积容量几乎是石墨的4倍。作为锂离子电池负极材，磷化铜优点是初始放电容量高，电化学活性高；缺点是在充放电的过程中，由于脱锂/嵌锂产生的应力使得磷化铜活性物质形貌结构发生变化，导致放电容量的迅速衰减。磷化铜纳米粒子与导电性、热稳定性较好的基体材料复合是改善材料电学性能的有效途径。

石墨烯具有很高的柔性、优良的导电性和热稳定性，可以从结构上限制磷化铜在充放电过程中的体积膨胀与收缩，同时石墨烯具有很好的导电性，可以提高电子的传导速率。因此，通过石墨烯复合磷化铜可以有效的提高其电学性能。

2 磷化铜纳米粒子修饰石墨烯复合材料制备

2.1一般材料：氯化铜（CuCl2・2H2O，AR，上海埃彼化学试剂有限公司）；白磷（P4，AR，天津富宇化工有限公司）；石墨粉（国药集团化学试剂有限公司）；十六烷基三甲基溴化铵（CTAB，西安化学试剂厂）；水（二次蒸馏水）。

2.2氧化石墨烯的制备：使用天然的石墨粉，采用改进的Hummers法合成氧化石墨烯。使用超纯水对粗产品进行洗涤，至pH约为6。最后进行真空冷冻干燥等到固体氧化石墨烯。

2.3复合材料的制备：精确的称量出10mg氧化石墨烯固体与准确量取40mL氨水溶液（28%）加入到50mL的聚四氟乙烯反应釜内衬中，超声分散2h，直到反应釜中的固体物质完全分散，溶液变的均匀。加入50mg十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）超声至CTAB完全溶解，将50mg氯化铜（CuCl2・2H2O）加入反应釜中，磁力搅拌30min。期间超声分散注意水温保持室温。加入100mg黄磷（YP），将内衬密封至不锈钢釜壳中，在140℃恒温干燥箱中连续反应12h。待反应完成后，取釜，自然冷却至室温。得到的黑色粗产物用苯、无水乙醇、蒸馏水依次洗涤数次，来除去副反应生成的杂质。最后将清洗完全后的产物，在60℃真空干燥箱内恒温干燥6h，完成后，收集样品待用。

3 磷化铜纳米粒子修饰石墨烯复合材料性能表征：样品的物相和纯度同样用D/Max-3c型XRD进行检测；样品的形貌分析利用日本HitachiS-4800型场发射扫描电镜（FE-SEM）、透射电子显微镜（TEM，FEITecnaiG2F20S-TWIN）观察。

3.1结构分析

Gr和Cu3P-Gr复合物的XRD图见图1所示。

通过图1可知，GO位于10.4°的（002）特征峰（图1a插图）对应0.850nm的层间距。当溶剂热反应完成后，Gr在大约24.4°处出现一个较宽的峰，其对应的层间距为0.365nm，这说明在该溶剂热体系下GO被还原成Gr。复合物中主要的（112），（202），（211），（300），（113）和（212）晶面分别出现在36.0°，39.1°，41.6°，45.1°，46.2°和47.3°，能够对应Cu3P的标准卡片值（JCPDS号为71-2261）。其中复合物XRD中出现明显的宽峰（图1a黑框标记处），这直接说明Cu3P锚定在石墨烯表面。EDS图分析结果表明在复合物中仅存在Cu、P、O和C四种元素，这点与XRD图分析结果一致。对存在的元素的含量分析发现，复合物中C：O接近11：1，这说明复合物中氧化石墨烯还原的程度较高。

3.2复合物的电学性能：石墨烯作为锚定点保留了其优异的电学性能，同时与纳米Cu3P粒子相互交叠加大了夹层间距和更丰富的微孔结构，两者协同提供更多的储锂空间。有效的提升了复合材料的充放电比容量，解决了单一组分材料的电学性能缺陷。

此外，Cu3P-Gr复合材料和单一组分Cu3P都在0.75V左右出现了明显的充放电平台，这可以归结于Cu3P+3LiLi3P+3Cu这一反应。同时，Cu3P-Gr复合材料比单一组分Cu3P充放电平台更长更平稳，这说明石墨烯的加入有效的减少了纳米Cu3P粒子所带来的体积效应，且石墨烯优异的电学性能提高了复合材料的整体导电能力，缩短了锂离子传输的距离，提高锂离子脱嵌过程的扩散速度。这一显著提高，更加有利于复合材料的实际应用。

4 结论

本文以石墨烯、氯化铜、白磷为原料成功制备出Cu3P修饰的石墨烯复合材料，并对其结构、尺寸和形貌进行了表征。石墨烯复合材料电学性能测试结果表明：复合物的放电容量及循环性能优于单一组分的石墨烯、磷化铜，循环性能突出，具有一定的应用价值。

参考文献

[1]张立彬，王金清，杨生荣，孔祥正.石墨烯-聚酰亚胺复合薄膜的制备及性能表征[J].高分子学报，2014，11：1472-1478.

[2]白树林，赵云红.石墨烯热学性能及表征技术[J].力学进展，2014，00：236-259.