无机非金属材料的性能（精选8篇）
1.在晶体结构上，某结合力主要包括离子键，共价键或离子共价键混合离子。由于这些化学键的特点，例如高的键能和强大的键极性等，赋予了这一大类材料以高熔点，高强度，耐磨损，高硬度，耐腐蚀及抗氧化的基本属性和宽广的导电性，导热性，透光性以及良好的铁电性，铁磁性和压电性等特殊性能，高温超导性也是新近在这类材料上发现的。
2.在化学组成上，随着无机新材料的发展，无机非金属材料已不局限于硅酸盐还包括其他含氧酸盐，氧化物，氮化物，碳与碳化物，硼化物，氟化物，硫系化合物，硅，锗，Ⅲ-V族及Ⅱ-VI族化合物等，其形态和形状也趋于多样化，复合材料，薄膜，纤维，单晶和非晶材料占有越来越重要的地位。
第一章 玻璃的结构 和性质 玻璃的结构
晶态：周期性，对称性，几何形态，质点排列，自限性，均一性，异向性，稳定性，远程有序。非晶态：进程有序，远程无序。玻璃的通性
1）各向同性
2）介稳性：
玻璃是由熔体急剧冷却而得，由于在冷却过程中粘度急剧增大，质点来不及形成晶体的有规则排列，系统的内能尚未处于最低值，从而处于介稳态，在一定的外界条件下，它们仍具有 自发转化为内能较低的晶体的趋势。
3）无固定熔点
4）性质变化的连续性和可逆性 无规则网络学说
1）玻璃结构与晶体一样，具有三位方向发展的连续无序网架形式，硅氧四面体为最小结构单位，但不象晶体那样，对称均匀地联结成空间网络（有序），而是相互不规则地联结在一起（无序），配位数小的结构团构成无限伸展的无序空间网络。）玻璃中的质点虽然不具有规则的格子 排列，但在大致固定的平衡位置上震动的玻璃网络中的正常离子数与晶体中的配位数 也应该近似。）网络外体的离子填充在网络结构空隙中，对于整体来说 是统计分布的，为了使网络结构
具有一定的稳定性，这些阳离子必须是半径大而电荷小的。
4）形成氧化物玻璃必须满足的四条规则: A 每个氧离子应该与不超过两个阳离子相联。
B 在中心阳离子周围的氧离子 配位数必须小于或等于4；
C 氧多面体相互共角而不共棱或共面。
D 每个多面体至少有三个顶角是共用的。
形成的氧多面体为三角体或四面体
RO2,R2O2,R2O5类型氧化物能满足这一条件，并以玻璃形式出现
简答题： 石英玻璃-碱硅玻璃-钠钙硅玻璃结构性能发生很大的变化，分析碱金属，碱土金属氧化物在其中的作用：
1）熔融石英玻璃其硅氧比值1：2与SiO2分子式相同，可以把它近似的看成是由硅氧网络形成的独立‘大分子’
2）如果在熔融石英玻璃中形成加入碱金属氧化物(如Na2O).就使原来的大分子发生解聚 作用，由于氧的比值增大，玻璃中每个氧已不可能都为两个硅原子所共用，开始出现非桥氧，使硅氧网络产生断裂，非桥氧的存在，使【SiO4
】四面体失去原有 完整性和对称性，结果使玻璃结构减弱，疏松，并导致一系列物理化学性质的变坏，而且碱金属含量越高，性能变差越 严重，因此，二元碱硅玻璃一般无使用价值
3）当在碱性二元玻璃中加入CaO时，性能变差情况大为改观，使玻璃结构和性能发生明显变化，主要表现 为使结构加强，从而表现为一系列物化性质的加强，从而使钠钙硅玻璃性能优良，CaO的这种作用，是由钙离子和钠离子半径相似，但电荷比钠离子大一倍，因此场强比钠离子大得多，具有强化玻璃结构和限制钠离子活动的作用
补网作用：使中间体氧化物全部或部分由6 配位变成4 配位的作用，主要是铝离子取代硅离子。硼氧反常性：
碱金属或碱土金属氧化物加入B203玻璃中，将产生硼氧四面体[B04],而形成硼酸盐玻璃。在一定范围内，碱金属氧化物提供的氧使硼氧三角体[B03]转变为完全由桥氧组成的硅氧四面体，导致B203玻璃从原来的两度空间的层状结构部分转变为三度空间的架状结构，从而加强了网络，使玻璃的各种物理性质与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，相应地向着相反的方向变化。玻璃结构中的阳离子的分类
1）按元素与氧结合的单键能（即化合物分解能与配位数之商）的大小和能否生成玻璃，将氧化物分成：网络生成体氧化物，网络外体氧化物和中间体氧化物。2）网络生成体氧化物应满足以下的条件：
A 每个氧化物应与不超过两个阳离子相连；
B 在中心阳离子周围的 氧离子配位数必须小于或等于4；
C氧多面体相互共角而不共棱或共面；
D 每个多面体至少有三个顶角共用。3）这类氧化物主要有SiO2,B2O3,BO5,GeO2,As2O5等。网络外体或网络修饰体：某些氧化物不能单独生成玻璃，不参加网络而使其阳离子分布在四面体之间的空隙中，以保持网络中局部地区的电中性，因为他们的主要作用是提供额外的氧离子，从而改变网络，故称为网络外体或网络修饰体。如Li2O,Na2O,K2O,CaO,SrO,BaO等。
1）中间体氧化物:比碱金属和碱土金属化合价高而配位数小的阳离子，可以部分地参加网络结构，如BeO,MgO,ZnO, Al2O3等。各种氧化物在玻璃中的作用：
1）碱金属氧化物
A 碱金属氧化物加入到熔融石英玻璃何总，促使硅氧四面体间连接断裂，出现非桥氧，使玻璃结构疏松，导致一系列性能变化，但由于碱金属离子的断网作用使它具有了高温助熔，加速玻璃融化的性能。
B 混合碱效应：在二元碱硅玻璃中，当碱金属氧化物的总量不变，用 一种碱金属 氧化物取代另一种时，玻璃的性质不是呈直线变化的，而出现明显的极值。2）二价金属氧化物：
CaO是网络外体氧化物，Ca2+离子的配位数一般为6，有极化桥氧和减弱硅氧键的作用，CaO的引入可以降低玻璃的高温粘度，玻璃中CaO含量过多，一般会使玻璃的料性变短，脆性增大。
MgO在硅酸盐矿物中存在着两种配位状态（4或6），但多数位于八面体中，属于网络外体，在钠钙硅玻璃中，若以MgO取代CaO，将使玻璃结构疏松，导致玻璃的 密度，硬度下降，但却可以降低玻璃的析晶能力和调节玻璃的料性，含镁玻璃在水和碱液的作用下，易在表面形成硅酸盐薄膜，在一定条件下剥落进入溶液，产生脱片现象。
PbO 铅离子位八个氧离子所包围，其中四个氧离子与铅离子距离较远（0.429nm）,另外四个较近（0.23nm）.形成不对称配位铅离子外层的 惰性电子对，受较近的四个氧的排斥，推向另外四个氧离子的一边，因此在晶态 PbO中组成一种四方锥体[PbO4]的结构单元，一般 认为，在高铅玻璃中均存在这种四方锥体，它形成一种螺旋形的网络，这种网络使PbO-SiO2系统
具有很大的 玻璃形成区，同时也决定了PbO在硅酸盐熔体中的高度助熔性。2）其他金属氧化物：
玻璃中Al3+离子与在硅酸盐矿物中一样，有两种配位状态，在钠硅酸盐玻璃中，当Na2O/Al2O3大于1 时，Al3+均位于四面体中，小于1时，则作用为网络外体位于八面体中，当Al3+位于铝氧四面体[AlO4]中时，则与硅氧四面体组成了统一的网络，在一般的钠钙硅玻璃中，引入少量的Al2O3，Al3+就可以夺取非桥氧形成铝氧四面体，进入硅氧网络中，把由于Na+的引入而产生的断裂网络通过[AlO4]重新连接起来，使玻璃结 构趋向紧密，并使玻璃的许多性能得以改善，但它对玻璃的电学性能有不良影响，在硅酸样玻璃中，当以Al2O3取代SiO2时，介电损耗和导电率升高，故在真空玻璃中，一般不含或少含Al2O3.B2O3是玻璃形成氧化物，有良好的助熔性，可降低玻璃的高温粘度和提高玻璃的低温粘度，但使用B2O3时要注意硼反常现象。玻璃的生成规律及其相变
简答题： 怎样避免在降温过程中玻璃析晶？
为了避免玻璃析晶，关键是从动力学角度研究以多快速度冷却给定熔体，以避免出现可探测的晶体，卡曼认为：A 晶核生成速率。B 晶体生长速度起主要作用。随着典型玻璃熔体过冷度增加，粘度迅速增大，而成核速率和过冷度关系曲线，晶核生长速率与过冷关系曲线都是具有限量最大值，对典型玻璃熔体，其两个极大值所在的过冷度，分开越大时，越容易冷却成玻璃，因此成速率出现极大值时，熔体在此温度设有适宜的结晶条件，当 两个极大值重合在一个过冷度时，熔体即具有最大的成核速率，又具有最大的生长速率，熔体较易析出晶体而不形成玻璃。影响玻璃生成的因素：
1）热力学条件 2）动力学条件 3）结晶化学条件:
①键强---元素与氧结合的单键强度，负离子团[SiO4] 4-,[Si2O7] 6-
A 网络形成体单键强度大于334.9。
B中间体251.2~334.9。
C 网络外体（修饰体）小于251.2。
②键型---A 离子键化合物----离子，如NaCl.B 金属键物质—电子，正离子状态，无方向性。C 共价键化合物---分子结构---分子间范德华力。
D 离子键金属键---共价键过度时或极性过渡键具有离子共价的双重性质，形成玻璃的概率越大.极性共价键成分促使生成具有固定结构的配位多面体，构成进程有序性而离子成分促使配位多面体不按一定方向连接，造成不对称变形，构成远程无序的网络结构，形成玻璃的倾向大。
③熔体结构----[SiO4] 4-,[Si2O7] 6,[Si6O8]12-,[SiO3]2n-n,[Si4O14]6n-n。O/Si从2到4，聚合程度降低，粘度变小，结晶易，形成玻璃难。O/Si决定着负离子团的大小和聚合度。负离子团结构越大，越易形成玻璃。熔体和玻璃体的成核过程
1）均匀成核
定义：指在宏观均匀的玻璃中，在没有外来物质参与下相界、结构缺陷等无关的成核过程，又称为本征成核或自发成核。
当玻璃熔体处于过冷态时，由于热运动引起组成和结构上的起伏，一部分变成晶相。晶相内质点的有规则排列导致体积自由能减小。然而在新相产生的同时，又将在新生相和液相之间形成新的界面，引起界面自由能的增加，对成核造成势垒。当新相颗粒太小时，界面对体积的比例增大，整个体系自由能增大。当新相达到一定大小（临界值）时，界面对体积的比例就减小，系统的自由能减小，这时新生相就可能稳定成长。这种可能稳定成长的新相区域成为晶核。那些较小的不能稳定成长的新相区域成为晶胚。
2）非均匀成核
定义：依靠相界、晶界或基质的结构缺陷等不均匀部位而成核的过程，又称为非本征成核。晶体生长
晶体的生长速度随着过冷度的增大而增大。
影响结晶的因素主要有：
1）温度
当熔体从Tm冷却时，ΔT增大，成核和晶体生长的驱动力增大；与此同时，粘度上升，成核和晶体生长的阻力也增大。
2）粘度 当温度降低时（远在Tm点以下），粘度对质点扩散的阻碍作用限制着结晶速度，尤其是限制晶核长大的速度。
3）杂质 杂质的引入会促进结晶，杂质起成核作用，同时增加界面处的流动度，使晶核更快的长大。杂志往往富集在分相玻璃的一相中，富集到一定浓度时将促使这些微相由非晶相转变为晶相。4）界面能 固体的界面能越小，核的生长所需的能量越低，结晶速度越大。11 玻璃的分相
定义：玻璃在高温下为均匀的熔体，在冷却过程中或在一定温度下热处理时，由于内部质点迁移，某些组分分别浓集（偏聚），从而形成化学组成不同的两个相，此过程称为分相。玻璃的理论强度和实际强度
1）实际玻璃的抗折强度比理论强度小2~3个数量级，是由于实际玻璃的脆性和玻璃中存在有微裂纹及不均匀区所致。
2）提高玻璃机械强度的方法： 退火，钢化，表面处理与涂层，微晶化与其他材料成复合材料等。
钢化：均热后自然冷却，形成温度梯度内应力由粘滞流动而松弛；冷却到最后，温度梯度消失，松弛的应力保留为永久应力。
表面处理：膨胀系数小的涂层。
微晶化：析出细小晶体，分散应力，阻止裂纹扩散。
第二、三章 玻璃原料及配合料制备
玻璃辅助原料: 澄清剂，着色剂，脱色剂，氧化剂和还原剂，乳浊剂和其他原料。
玻璃熔制的综合结果是使隔着原料的化合物形成透明的玻璃液。玻璃熔制的五个阶段：
硅酸盐形成的阶段：玻璃形成的阶段；玻璃液的澄清阶段； 玻璃液的均化阶段；玻璃液的冷却阶段。硅酸盐形成阶段的七点变化：
多晶转变； 盐类分解； 生成低共融混合物； 形成复盐； 生成硅酸盐； 排出结晶水和吸附水； 固相熔融向液相转变。玻璃的形成
玻璃形成过程的速度实际上取决于石英砂粒的溶解扩散速度。
石英砂的分解扩散过程分为两步,首先是砂粒表面发生溶解，而后溶解的SiO2向外扩散 玻璃液中气体的三种状态：（1）可见气泡，（2）物理溶解的气体，（3）化学结合的气体。5 玻璃液的均化
玻璃液的均化包括对其化学均化和热均化两个方面的要求
1）定义：在玻璃形成阶段结束后，在玻璃液中，仍带有与主体玻璃化学成分不同的不均体，消除这种不均体的过程成为玻璃液的均化。
玻璃液的均化过程：
2)不均体的溶解与扩散的均化过程；玻璃液的对流均化过程；因气泡上升而引起的搅拌均化作用。玻璃液的冷却
产生二次气泡的原因:（1）硫酸盐的热分解；（2）物理溶解的气体析出；（3）玻璃中某些组分易产生二次气泡。玻璃的熔制制度：
温度制度，压力制度和气氛制度 坩埚窑中玻璃熔制的温度制度五个阶段：
加热熔窑；熔化；澄清与均化；冷却；成型 玻璃的浮法成型
定义：指熔窑熔融的玻璃液流入锡槽后在熔融金属锡液的表面上成型平板玻璃的方法。
金属锡液的优缺点: 1)锡中所含各种杂质都是组成玻璃的元素；
2）锡的密度大大高于玻璃的密度，有利于对玻璃托浮；
3）锡熔点远低于玻璃出锡槽口的温度，有利于保持玻璃的抛光面； 4）锡的导热率为玻璃的60~70倍，有利于玻璃版面温度的均匀等； 5）锡液的表面张力高于玻璃的表面张力，有利于玻璃的拉薄；
6）锡液有极低的粘度，这表明有良好的热对流的运动性能，这对均匀浮法表面温度有较大的影响。7）使用锡液作浮抛介质的主要缺点是Sn极易氧化为SnO和SnO2，它不利于玻璃的抛光，同时又是产生虹彩、沾锡、光畸变等玻璃缺陷的主要原因，为此采用保护气体。
第四章 玻璃的退火与淬火
玻璃的应力：
热应力、结构应力和机械应力
1）热应力：玻璃中由于 存在温差而产生的应力。
按其存在特点分为：暂时应力和永久应力。
暂时应力： 在温度低于应变点时，处于弹性变形温度范围内（即脆性状态）的玻璃在经受不均匀的温度变化时所产生的热应力，随着温度梯度的存在而存在，随温度梯度的消失而消失，这种应力成为暂时应力。
永久应力: 当玻璃内外温度 相等所残留的热应力
将一玻璃板加热到高于玻璃应变点以上的某一温度，待均热后板两面均匀自然冷却，经一定时间后玻璃中的温度场呈抛物线分布。玻璃外层为张应力而内层为压应力，由于应变点以上的玻璃具有粘弹性，即此时的玻璃为可塑状态，在受力后会产生位移和变形，使由温度梯度 所产生的内应力消失。这个过程成为应力松弛过程，这时的玻璃内外层虽存在着温度梯度但不存在应力。当玻璃冷却到应变点以下，玻璃已成为弹性体，以后的降温与应力变化与前述的产生暂时应力情况相同，待冷却到室温时，虽然消除了应变点以下产生的应力，但不能消除应变点以上所产生的应力，此时，应力方向恰好相反，即表面为压应力，内部为张应力，这种应力为永久应力。
结构应力：玻璃因化学组成不均导致结构上的不均而产生的应力。
机械应力： 由外力作用在玻璃上引起的应力，当外力除去时应力随之消失，此应力为机械应力。玻璃的退火
定义：为了消除玻璃中的永久应力，必须将玻璃加热到低于玻璃转变温度Tg附近的某一温度进行保温均热，以消除玻璃各部分的温度梯度，使应力松弛。
这个选定的温度成为退火温度。玻璃的淬火
定义：将玻璃制品家人到转变温度Tg以上50~60度，然后在冷却介质中（淬火介质）急速均匀冷却，在这一过程中玻璃的内层和表面将产生很大的温度梯度，由此引起的应力由于玻璃的粘滞流动，所以造成了有温度梯度而无应力的状态。
玻璃淬火后所产生的应力大小与淬火温度，冷却速度，玻璃的化学组成以及厚度等有直接关系。
第五章 玻璃的缺陷
通常所谓玻璃缺陷是指 玻璃体内存在的、引起玻璃体均匀性破坏的各种夹杂物，如 气泡、结石、条纹、节瘤等。
结石：是出现在玻璃中的结晶夹杂物。结石是玻璃制品中最严重的缺陷，它不仅 破坏了玻璃制品的外观和光学均一性，而且降低了制品的使用价值。
玻璃夹杂物（条纹和节瘤）：玻璃主体内存在的异类玻璃夹杂物
第六章 建筑玻璃及其深加工
深加工的产品主要有： 钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃、镀膜玻璃等。
微晶玻璃：把加工晶核剂（或不加晶核剂）的特定组成的玻璃在有控条件下进行晶化处理，使原单一的玻 璃形成了有微晶和玻璃相均匀分布的复合材料，称之为微晶玻璃。
微晶玻璃与传统玻璃不同，它是利用晶核剂或紫外辐射等方法使玻璃内形成晶核，再经过 热处理使晶核长大，成为一种受控结晶过程，形成玻璃与某些晶体共存的材料，能制成零膨胀，高强度及特定的电性质和机械性质的微晶玻璃。
夹层玻璃：是由两片或两片以上的玻璃用合成树脂胶片（是聚乙烯丁醛薄膜）粘结在一起而制成的一种安全玻璃。
为什么又叫安全玻璃？ 由于透明树脂胶片的粘结作用使得玻璃保持良好的透明性外，玻璃体的抗冲击能力也得到提高。
第七章 陶瓷原料
陶瓷原料的分类：粘土，石英和长石。
可塑性：指粘土与适量的水混炼以后形成的泥团，可在外力的作用下产生变形但不开裂；并在外力除去后，仍能保持原有形状的性质。
触变性:指粘土泥浆或泥团受到振动或搅拌时，粘度降低而流动性增加，静置后渐恢复原状或泥料在放置一段时间后，在水分不变时泥料变稠和固化的性质。
石英在陶瓷生产中的作用：
1）是瘠性料，可降低可塑性，减少收缩变形，加快干燥；
2）在高温时可部分 溶于长石玻璃中，增加液相粘度，减小高温时的坯体变形； 3）未熔石英与莫来石一起可构成坯体骨架，增加强度；
4）在釉料中增加石英含量可提高釉的熔融温度和粘度，提高釉的耐磨性和抗化学腐蚀性。长石类原料对陶瓷的作用: 1)高温下熔融在乳白色玻璃，溶解石英颗粒和部分高岭土，分解物促进成瓷反应的进行--助熔作用。2）高温形成的玻璃具较大粘度，起到高温热塑作用和高温胶结作用，防止高温变形。
3）高温形成的玻璃在冷却时，不析晶，以透明玻璃体状态存在，增加瓷的透明度，提高光泽度，改善瓷的外观质量和使用性能。
4）极性物料可提高坯的疏水性和干燥速度。硅灰石 Ca[SiO3]或CaO.SiO2 无水
因本身不含有机物和结构水，干燥收缩和烧成收缩都很小，作为陶瓷原料有特殊的优良性能，故用途很广。其热膨胀系数小，适于快速烧成。烧成后，瓷坯中的针状硅灰石晶体交叉排列成网状，使制品的强度提高，并有抗热冲击性能高、介电损失小等优点。
第八章 配料计算及坯料制备
传统陶瓷的坯料组成：瓷器、炻器、精陶
区别： 瓷器有良好的色泽，一定的透明度和热稳定性，机械强度
炻器介于陶器和瓷器之间，于陶的区别是气孔率较低，是致密烧结；于瓷器的区别是坯体带色且无半透明性。如铺地砖，缸器，茶具。多孔性坯体结构，机械强度不高，且有吸湿膨胀性。如建筑釉面瓷砖和卫生器皿
其中瓷器分为三种：长石质瓷、骨灰质瓷、日用滑石质瓷。
第九章 成型
坯料在加入（或含有）液体（一般是水）后，可形成一种特殊状态，具有了锁需要的工艺性能。加入大量的 水（28%~~35%）可使 坯料颗粒形成稠厚的悬浮液、为注浆坯料；少量的水时，则形成能捏成团的粉料，在8%~15%时为水量干压坯料；3%~~7%之间为 干压坯料；水量适中时（18%~~25%）则形成可塑坯料。影响可塑性的因素：
1）液相含量与性质； 2）颗粒尺寸和形状； 3）矿物种类； 4）吸附阳离子 可塑成型工艺：
1）雕塑与拉坯； 2）旋压成型； 3）滚压成型； 4）挤压与车坯成型； 5）塑压成型； 6）注塑成型； 7）轧模成型 注浆成型工艺：
1）空心注浆； 2）实心注浆； 3）真空注浆； 4）离心注浆； 5）压力注浆 压制成型工艺：
1）干压或半干压成型 2)等静压成型
第十章 釉料制备及施釉 釉的分类：习惯以主要溶剂的名称命名如铅釉、石灰釉、长石釉等。
长石釉----釉式中的K2O+Na2O的摩尔数等于或少大于RO的摩尔数，长石釉的高温粘度大，烧成范围宽，硬度较大。各成分在釉料中的作用：
1）玻璃形成剂； 2）助溶剂； 3）乳浊剂； 4）着色剂； 5）其他辅助剂 釉料配方的总原则是--釉料必须适应于坯料。釉料配方的经验规律：
1）(SiO2+B2O3):(R2O+RO)=(1:1)~(3:1),这样不致使熔块温度太高而引起PbO,B22O3和碱性氧化物大量挥发； 2）在熔块中碱性金属氧化物与碱土金属氧化物之比应小于1；
3）含硼熔块中，SiO2/B2O3应在2以上； 4）熔块中Al2O3的摩尔数应小于0.2.4 坯釉中间层的形成与作用
由于坯釉化学组成上的差异，烧釉时釉的某些成分渗透到坯体的表层中，坯体的某些成分也会扩散到釉中，熔解到釉中。通过熔解与扩散的作用，使接触带的化学组成和物理性质介于坯体与釉层之间，结果形成中间层。具体地说，该层吸收了坯体中的Al2O3,SiO2等成分，又吸收了釉料中的碱性氧化物及B2O3等。它对调整坯釉之间的差别、缓和釉层中应力、改善 坯釉的结合性能起一定的作用。釉的熔融温度范围
化学组成对熔制性能的影响主要取决于釉式中的Al2O3, SiO2含量的增加，釉的成熟温度相应提高，而Al2O3的贡献大于SiO2..碱金属和金土金属氧化物作为熔剂 可降低釉的熔融温度。Li2O,Na2O,K2O,PbO和B2O3都是强助溶剂，又称软熔剂，在低温下起助熔作用。而CaO,MgO,ZnO 等，主要在较高温度下发挥熔剂作用而成硬熔剂。坯和釉的适应性
坯釉适应性是指熔融性能良好的釉熔体，冷却后与坯体紧密结合成完美的整体，不开裂，不剥落的能力。
影响坯、釉适应性的因素主要有四个方面： 1）热膨胀系数对坯、釉适应性的影响
因釉和坯是紧密联系着的，对釉的要求是釉熔体在冷却后能与坯体很好的结合，既不开裂也不剥落，为此要求坯和釉的热膨胀性系数相适应。一般要求釉的热膨胀系数略小于坯。2）中间层对坯、釉适应性的影响
中间层可促使坯釉间的热应力均匀。发育良好的中间层可填满坯体表面的隙缝，减弱坯釉间的应力，增大制品的机械强度。
3）釉的弹性、抗张强度对坯、釉适应性的影响
具有较高弹性（即弹性模量较小）的釉能补偿坯、釉接触层中形变差所产生的应力和机械作用所产生的应 变，即使坯、釉热膨胀系数相差较大，釉层也不一定开裂、剥落。釉的抗张强度高，抗釉裂的能力就强，坯釉适应性就好。化学组成与热膨胀系数、弹性模量、抗张强度三者间的关系较复杂，难以同时满足这三方面的要求，应在考虑热膨胀系数的前提下使釉的抗张强度较高，弹性较好为佳。4）釉层厚度对坯、釉适应性的影响
薄釉层在煅烧时组分的改变比厚釉层大，釉的热膨胀系数降低得多，而且中间层相对 厚度增加，有利于提高釉中的压力，有利于提高釉适应性。对于厚釉层，坯、釉中间层厚度相对降低，因而不足以缓和两者之间因热膨胀 系数差异而出现的有害应力，不利于坯釉适应性。
釉层厚度对于釉面外观质量有直接影响，釉层厚会加重中间层的负担，易造成釉面开裂及其它缺陷，而釉层过薄则易发生于釉想象，一般釉层通常小于0.3mm或通过实验来确定。7 基本施釉的方法有浸釉、烧釉和喷釉。
发展中的施釉方法：流化床施釉、热喷施釉、干压施釉。
第十一章 干燥 坯体在干燥过程中变化的主要特征是随干燥时间的延长，坯体温度升高，含水率降低，体积收缩；气孔率提高，强度增加。影响干燥速度的因素及其作用
1）坯料的性质 粘土的可塑性越强，加入量越多，颗粒越细，干燥速度就越难提高；瘠性物料越多，颗粒越粗，越有利于提高干燥速度。
2）坯体形状、大小和厚度 形状复杂，体大壁厚的坯体在干燥时易产生收缩应力，故其干燥速度应加以控制，不宜太快。
3）坯体温度 坯体温度高，水的粘度小，有利于水分表面移动。
4）干燥介质的性质 干燥介质温度越高，湿度越小，则吸收水分的能力越大。增大干燥介质速度，减小边界层的厚度，增大对流传质系数，则可加快干燥速度。
5）使热扩散与湿扩散的方向一致 坯体中水分的内扩散包括湿扩散和热扩散。湿扩散是坯体内部由于存在湿度梯度引起的水分移动，其方向由坯体内部指向坯体外部；热扩散是坯体内部由于存在温度梯度而使水分移动，其方向由坯体表面指向坯体中心。当温度梯度与湿度梯度方向一致时会显著加快内扩散速度。
第十二章 烧成 烧成过程中的物理化学变化
1）低温阶段（室温~300度）
低温阶段也成坯体水分蒸发期。主要是排除在干燥过程中没有除掉的残余水分。随水分的 排除，组成坯体的固体颗粒逐渐靠拢，坯体发生少量收缩哦，气孔率增加。2）中温阶段（300~950度）
坯体内部发生较复杂的物理化学变化，瓷坯中所含有机物、碳酸盐、硫酸盐及铁的化学物等，大多要在此阶段发生氧化与分解，此外还伴随有晶型转变，结构水排除和一些物理变化。
坯体中存在的碳素及有机物在600度以上开始氧化分解，这类反应一直要进行到高温。碳素、硫化物及有机物必须在本阶段氧化，产生的气体必须完全排除掉，不然会引起坯体起泡。3）高温阶段（950度~~最高烧成温度）
高温阶段也称为玻化成瓷期，是烧成过程中温度最高的阶段。在本阶段坯体开始烧结，釉层开始融化。由于各地陶瓷制品晶胚、釉组成和性能的不同，对烧成温度和烧成气氛的要求也不相同。
弱还原阶段：在此阶段，由于熔融长石和其他低共融物形成的液相大量增加液相的表面张力作用，使坯体颗粒重新排列紧密，使颗粒相互胶结并填充空隙，颗粒间距缩小，坯体逐渐致密。同时促进莫来石的生成和发育，降低烧成温度，促进烧结。莫来石晶体长大并 形成‘骨架’，坯体强度增大。2 烧成制度包括温度制度、气氛制度和压力制度。气氛的作用：
1）气氛对陶瓷坯体过烧膨胀的影响
瓷石-高岭土瓷坯在还原气氛中过烧，产生的膨胀比在氧化气氛小得多；高岭土-长石-石英-膨润土瓷坯却在还原气氛下的过烧膨胀较大。2）气氛对坯体的收缩和烧结的影响
二者在还原气氛中的烧结温度都比在氧化气氛中低，随含铁量的减少而减小。瓷石质坯体在还原气氛中的收缩大，长石和膨润土坯则相反。
3）气氛对坯的颜色和透光性以及釉层质量的影响 A 影响铁、钛的价数
氧化焰烧成产生胶态Fe2O3而显黄色，还原焰则形成FeO显淡青色。含钛坯料应避免还原焰，因为其会使坯体颜色加深，而失去增白作用。
B 使SiO2和CO还原 SiO2经还原分解作用，生成单质硅，产生黑斑；CO则会分解出C而产生烟熏，也可产生釉泡。瓷器的烧成缺陷： 记五个
开裂；变形；气泡； 毛孔和桔釉； 色黄、火刺、落渣、斑点、烟熏； 生烧和过烧； 釉裂（惊釉）； 釉缕与缺釉。
第十四章 气硬性胶凝材料 石膏的脱水转变图 P170-图14-2 2 石膏浆体的硬化
石膏哦浆体硬化并形成具有强度的人造石，一般认为其结构变化经历两个阶段，即凝聚结构形成阶段和结晶结构网的形成和发展阶段。在凝聚结构形成阶段，石膏浆体中的微粒彼此之间存在一个薄膜，粒子之间通过水膜以范德华分子引力互相作用，仅具有低的强度，这种结构具有触变复原的特性。在结晶结构网的形成和发展阶段，水化物晶粒已大量形成，结晶不断长大，且晶粒之间相互接触和连生，使整个石膏浆体形成一个结晶结构网，具有较高的强度，并且不再具有触变复原的特点。
尤为指出的是，石膏浆体在其自身硬化过程中，存在着结构的形成和结构的破坏这一对矛盾，其影响因素是多方面的，但是最本质的因素是与过饱和度有关。过饱和度较高时液相中形成的晶核数量多，晶粒细小，因而产生的结晶接触点多，容易形成结构网，反之，过饱和度较低则液相中形成的晶核数量少，晶粒粗大，因而结晶接触点也较少，形成同等结晶结构网所消耗的水化物较多。在初始结构形成以后，水化物继续生成，有利于结晶结构网的密实强化。但是，当达到某一限度值后，若过饱和度仍然过大，水化物势必会继续增加，就会对已形成的结晶结构网产生一种内应力（成为结晶应力），当结晶应力大于结构所能承受的限度时，就会导致结构破坏。此外，在结晶接触点的区段，晶格不可避免地发生歪曲和变形，因此，它与规则晶体相比较，具有较高的溶解度。所以，在潮湿条件下，产生接触点的溶解和较大晶体的再结晶，也会明显地影响石膏硬化浆体的结构强度。实际生产中，应注意控制石膏的质量和细度、养护温度、水灰比以及外加剂的 种类和掺量，从而保证石膏制品的质量。
3石灰浆体的硬化： 干燥硬化和碳化硬化。
第十五章 硅酸盐水泥 煅烧过程中的物理和化学变化
1）干燥和脱水； 2）碳酸盐分解； 3）固相反应； 4）孰料烧结； 5）孰料冷却。水泥孰料中各种氧化物的作用;1)CaO.CaO是水泥孰料的主要成分。作用：与酸性氧化物作用，生成C2S,C3S,C3A,C4AF等孰料矿物，其中C3S是由CaO与C2S作用后形成的，因此CaO的含量会直接影响到C3S的含量。CaO含量过少，生成的C3S就少； 若CaO过量，会产生游离CaO，使水泥的安定性不良。一般含量在62~68%。
2）SiO2.SiO2也是水泥的主要成分之一，其含量决定水泥孰料中CaSiO3矿物的数量。当CaO含量一定时，SiO2的含量影响C3S和C2S的相对含量。SiO2含量较高时，C3S的生成量减少，其含量一般在20~24%。
3）Al2O3,Fe2O3.与CaO作用，生成C3A,C4AF.在CaO-Al2O3-Fe2O3组成中，首先是CaO+ Al2O3形成C3A，随后C3A+ Fe2O3生成C4AF.只有Fe2O3及时作用完了，才有C3A的存在，所以配比应考虑Al2O3/ Fe2O3比。4）MgO.MgO超过一定含量时，会以方镁石的形式存在，使水泥安定性不良。水泥孰料的组成：
1）硅酸三钙
A矿：硅酸三钙并不以纯的形式存在，而是含有少量氧化镁，氧化铝等形成的固溶体。
硅酸三钙加水调和后，凝结时间正常。它水化较快，粒径为40μm~45μm的硅酸三钙颗粒，加水后28D其水化程度可达到70%左右。所以硅酸三钙强度发展比较快，早期强度较高，且强度增进率较大，28D强度可以达到其一年强度的70%~80%。但硅酸三钙水化热较高，抗水性较差，且孰料中硅酸三钙含量过高时，会给煅烧带来困难，往往使孰料中游离氧化钙增高，从而降低水泥强度，甚至影响水泥安定性。2）硅酸二钙
B矿：以固熔有少量氧化物的β-C2S的形式存在的硅酸二钙。
贝利特水化较慢，至28D 龄期仅水化20%左右，凝结硬化缓慢，早期强度较低，但28D以后，强度仍能较快增长，在一年后，可以赶上阿里特。贝利特水化热较小，抗水性较好，因而对大体积工程或处于一定侵蚀环境下的工程用水泥，适量提高贝利特含量，降低阿里特含量是有利的。3）中间相
填充在阿里特，贝利特之间的铝酸盐，铁酸盐，组成不定的玻璃体和含碱化合物等成为中间相。
A.铝酸钙：铝酸三钙水化迅速，放热多，凝结很快，如不加石膏等缓凝剂，易使水泥急凝。铝酸三钙硬化也很快，它的强度3天内就大部分发挥出来；故其早期强度较高，但绝对值不高，以后几乎不再增大，甚至倒缩。铝酸三钙的干缩变形大，抗硫酸盐性能差。
B.铁铝酸四钙的水化速度在早期介于铝酸三钙与硅酸三钙之间，但随后的发展不如硅酸三钙。它的强度早期发展较快，后期还能不断增长，类似于硅酸二钙，才利特（C矿）的抗冲击性能和抗硫酸盐性能较好，但有一定的水硬性。
4）游离氧化钙和方镁石 4 孰料的率值
率值作为生产控制的一种指标，可以比较方便地表示化学成分和矿物组成之间的关系，明确地表示对水泥孰料的性能和煅烧的影响。
1）硅率：表示孰料中SiO2与Al2O3,Fe2O3之和的质量比值，以SM或n表示。
硅率表达了水泥孰料矿物中硅酸盐矿物与熔剂性矿物C3A+C4AF)之间的数量对比关系。硅率越大，则硅酸盐矿物含量越高，熔剂性矿物含量越少，煅烧过程中出现的液相含量越小，所要求的烧成温度越高；但硅率过小，则煅烧过程中容易形成孰料大块甚至结圈。通常硅率控制在1.7~2.7之间。
2）铝率：又称铁率，表示孰料中Al2O3和Fe2O3含量的质量比，以IM或P表示。
若孰料中Al2O3和Fe2O3的总含量已确定，那么铝率表示C3A和C4AF的相对含量。3）石灰饱和系数
在水泥孰料中，氧化钙总是与酸性氧化物Al2O3,Fe2O3饱和生成C3A，C4AF，在生成上述矿物后，所余下的CaO与使SiO2饱和形成C3S所需的CaO的比值成为石灰饱和系数，以KH表示。它表示SiO2与CaO 饱和形成C3S的程度。C3S的水化
C3S的水化作用、产物以及所形成的结构对硬化水泥浆体的性能起主导作用。P198-图15-4说明C3S的水化过程五个阶段。表15-10.6 硅酸盐水泥的水化（三个阶段）：
1)钙矾石形成期 C3A率先水化，在石膏存在条件下，迅速形成钙矾石，是导致第一放热峰的主要因素。2）C3S水化期 C3S开始迅速水化，大量放热，形成第二放热峰。有时会有第三放热峰或在第二放热峰上，出现一个‘峰肩’，一般认为是由于钙矾石转化成单硫型水化硫铝（铁）酸钙而引起的，当然，C2S与铁相亦以不同程度参与了这两个阶段的反应，生成相应的 水化产物。
3)结构形成和发展期 放热速率很低，趋于稳定。随着各种水化产物的增多，填入原先由水所占据的空间，再逐渐连接，相互交织，发展成硬化的浆体结构。水化速度 ：常以单位时间内的水化程度或水化深度来表示。8 水泥浆体的水化硬化：
水泥的水化反应在开始主要为化学反应所控制；当水泥颗粒四周形成较为完整的水化物膜层后，反应历程又受到离子通过水化产物层时扩散速率的影响。随着水化产物层的不断增厚，离子扩散速率即成水化历程动力学行为的决定性因素。在所生成的水化产物中，有许多是属于胶体尺寸的晶体。随着水化反应的不断进行，各种水化产物逐渐填满原来由水所占据的空间，固体粒子 逐渐接近。由于钙矾石针、棒状晶体的相互搭接穿插，特别是大量箔片 状、纤维状C-S-H的交叉攀附，从而使原先分散的水泥颗粒以及水化产物连结起来，够长一个三维空间牢固结合、密实的整体。孔分布及总孔隙率
在水化过程中，水化产物的体积要大于孰料矿物的体积。据计算，每1cm³的水泥水化后约需占据2.2cm³的空间。即约45%的水化产物处于水泥颗粒原来的周界之内，成为内部水化产物；另有55% 则为外部水化产物，占据着原来冲水的空间。这样，随着水化过程的进展，原来冲水的空间减少，而没有被水化产物填充的空间，则逐渐被分割成形状极不规则的毛细孔。另外，在C-S-H凝胶所占据的空间内还存在着孔，尺寸极为细小，用扫描电镜也难以分辨。
一般在水化24h以后，硬化浆体中绝大部分（70~80%）的孔已经在100nm以下。随着水化过长的进展，孔径小于10nm，即凝胶孔的数量由于水化产物的增多而增加，毛细孔则逐渐填充减小，总的孔隙率则相应降低。凝结速度
从矿物组成后，铝酸三钙水化最为迅速，硅酸三钙水化也快，数量也多，因而这两种矿物与凝结速度的关系最为密切。强度及影响因素： 1）浆体组成和强度的关系； 2）密实度和强度的关系； 3）温度和压力对强度的影响 环境介质的侵蚀
对水泥侵蚀的环境介质主要有：淡水、酸和酸性水、硫酸盐溶液和碱溶液等。其侵蚀作用可以概括为：溶解浸析、离子交换以及膨胀性产物等三种形式。
第十六章 掺混合材料的水泥 水泥混合材料
常用的激发剂有两类:碱性激发剂（石灰或水化时能析出Ca(OH)2的 硅酸盐水泥孰料）和硫酸盐激发剂（二水石膏、半水石膏、无水石膏或以CaSO4为主要成分的化工废渣，如磷石膏、氟石膏等），起作用机理如下: 碱性激发剂的Ca(OH)2与活性混合材料中所含呈活性状态的SiO2和Al2O3发生化学反应，发生水化硅酸钙和水化铝酸钙。在同时有硫酸盐激发剂存在的条件下，石膏与活性Al2O3化合，生成水化硫铝酸钙。矿渣水泥的水化硬化过程
矿渣水泥调水后，首先是 孰料矿物与水作用，生成水化硅酸盐，水化铝酸钙、氢氧化钙、水化硫（铁）铝酸钙等。还可能生成水化铝硅酸钙（C2ASH3）等水化产物。因此，矿渣水泥早期硬化速度就较慢。矿渣水泥的性质和用途：矿渣水泥早期强度低，后期强度可赶上甚至超过硅酸盐水泥。
第十七章 其他品种水泥
高铝水泥的水化，主要是铝酸一钙的水化，其水化产物与温度关系极大。2 膨胀水泥:是指在水化过程中，由于生成膨胀性水泥产物，使水泥在硬化后体积不收缩或膨胀的水泥。由强度组分和膨胀组分组成。
铝酸盐自应力水泥
铝酸盐自应力水泥加水拌和后，高铝水泥中的CA和CA2等铝酸盐矿物与石膏进行水化。
在水化形成钙矾石的同时，会析出相当数量的氢氧化铝（AH3）凝胶，不但有效地增进了水泥石的密实性，而且在钙矾石晶体生长、膨胀过程中，起着极为重要的塑性衬垫作用，使水泥石在不断增高强度的情况下，具有较大的变形能力。又由于钙矾石析晶时的过饱和度较小，生成的钙矾石就比较分散，而且分布均匀，结晶压力不会过分集中，对水泥石结构的破坏就相对较小。因此，可以任务钙矾石和氢氧化铝凝胶共同构成了强度因素和膨胀因素。
第十八章 耐火材料的组成、结构和性能 耐火材料
定义: 是由多种不同化学成分及不同结构矿物组成的非均质体。
耐火材料的若干性质取决于其中的物相组成、分布和各相的特性。
1）化学组成： 是耐火材料的基本特征。为了抵抗高温作用，必须选择高熔点化合物。2）矿物组成
耐火材料一般是多相组成体，其矿物相可分为结晶相和玻璃相两类，又可分为主晶相和基质。主晶相是构成耐火材料的主题，一般来说，主晶相是熔点较高的晶体，其性质、数量及结合状态决定制品性质。基质又称为结合相，是填充在主晶相之间的结晶矿物和玻璃相。其含量不多，但对制品的某些性质影响极大，是制品使用过程中容易损坏的薄弱环节。耐火材料中气孔可分为三类:（1）封闭气孔；（2）开口气孔；（3）贯通气孔 高温蠕变性： 在高温条件下，承受应力作用的耐火制品随时间变化而发生的等温变形 4 抗热震性
耐火材料对于急热急冷式的温度变动的抵抗能力较抗热震性，又称为抗温度急变性、耐火热崩裂性、耐热冲击性、热震稳定性、热稳定性、耐急冷急热性等。
第十九章 耐火材料生产工艺 陶瓷结合：主晶相间低熔点的硅酸盐非晶质和晶质联结在一起而形成的结合较陶瓷结合 2 化学结合
化学结合指耐火材料制品中由化学结合剂形成的结合，即加入少量结合物质，在低于烧结温度的条件下，发生一系列的化学反应使制品硬化而形成的结合。直接结合
1 无机非金属材料抗菌的基本原理
一般说材料的抗菌作用, 即是指该材料对细菌等微生物的生命活动所产生的一系列危害作用, 从而引发一些不良的影响和后果。无机非金属材料的抗菌作用与微生物之间的关系可以看作是生态环境与微生物的关系, 而其抗菌性能则主要针对微生物的毒性进行化解并朝着正方向发展。
总体来看, 无机非金属材料抗菌的基本原理有以下几种:一是通过损伤和破坏细胞膜而达到杀死细菌的目的;二是破坏并阻止微生物蛋白质的合成, 从而抑制细菌生长的过程直到其死亡;三是对微生物的细胞壁进行干扰, 抑制其与四肽交联的连结作用, 从而破坏细胞壁的保护作用, 进而使细菌死亡;四是干扰核酸即遗传信息的复制, 包括DNA、RNA的合成以及按DNA模板转录m RNA等。
1.1 离子缓释杀菌
银离子缓释杀菌是指抗菌剂在使用的时候会释放出一些银离子, 这些银离子即使是在浓度较低的状态下, 也能够破坏细菌的细胞膜或者吸引细菌体中酶蛋白的疏基, 从而相结合并降低细胞原有酶的活性, 形成抗菌作用。具体杀菌过程如图1。
需注意的是, 银离子只能杀死细菌, 但不能够进一步分解净化细菌的残骸。
1.2 活性氧抗菌
银在高氧化态时还原能力极强, 在光照条件下, 抗菌剂和水或空气接触反应产生的活性氧拥有很强的氧化还原效用。细胞膜的主要构成成分是磷脂, 其分布于膜的表面, 形成磷脂双分子层, 其中脂肪酸烃链的长短和不饱和度都会影响膜的性质。因此, 当抗菌材料的表面有细菌微生物接近时, 抗菌材料四周所生出的O2-和OH-自由基会攻击细菌的细胞膜, 从而导致出现以下情况:
(1) 表征蛋白质的二级结构发生改变, 其间α-螺旋的含量发生变动;
(2) 其中碳氧双键的IR峰值增强, 甘油基也发生了骨架取向的改变;
(3) 在接近极性的区域, 碳氧双键的基团数目相较于其他区域明显增多;
(4) 整体来讲, 碳氧双键的数量减少, 碳氢链的不饱和度下降;
(5) 细胞膜的蛋白质二级结构产生不可逆损伤。
通过以上几点, 使材料具备良好恒久的抗菌效果。此外, 光的催化不但可以抗菌, 还可以进一步清除细菌的残骸。
2 无机非金属材料的抗菌性能和应用
通常当材料拥有抗菌或者杀菌效能时, 才会被称为抗菌材料。抗菌材料有多种, 其中有机类抗菌材料居多, 主要应用于温度低的一些场合。无机类抗菌材料因具有耐高温、抗菌作用力持久等优越性能, 应用前景十分广阔。无机非金属抗菌材料主要运用于生活领域 (如抗菌陶瓷、抗菌塑料等) 、环境保护领域 (如利用半导体光催化抗菌材料来净化环境) 等。
2.1 含金属离子的抗菌材料
含金属离子的抗菌材料种类很多, 用途十分广泛, 涉及面广, 产量也较高。金属离子杀菌、抑制病原体的活性按如下顺序递减:Ag>Hg>Cu>Cd>Cr>Ni>Pb>Co>Au>Zn>Fe>Mn>Mo>Sn。
由于其中的汞、铅等几种金属有较强的毒性, 所以在实际应用中, 主要的抗菌剂以银、铜和锌3种金属材料为主。其中银的效果最好, 铜次之, 锌最差, 三者的最小发育阻止浓度如表1所示。
ppm
注:MIC值为30℃培养液中, 培养24 h之后的测定值。
金属离子与细菌之间会产生相互作用, 因此, 杀菌效果与金属离子的浓度和杀菌时间是分不开的。银离子和铜离子在不同的时间里, 杀菌的最小浓度如表2所示。
μg/m L
需要注意的是, 金属离子在光照或加热的条件下, 性质较不稳定, 所以一般不适合单独使用, 因此常常将金属离子加在陶瓷上, 当作缓释型抗菌剂使用。
2.2 半导体光催化抗菌材料
具有光催化功能的半导体材料有很多种, 其中最典型的是二氧化钛和氧化锌。二氧化钛在紫外光照射条件下, 能够显示优良的光催化性能。在与有机物质反应时, 无选择性的氧化剂会发挥巨大的抑制微生物活动的效用, 形成抗菌性能。
2.3 稀土激活保健抗菌材料
稀土激活保健抗菌材料是利用二氧化钛、碳酸盐等多种物质和稀土复合后, 在一定的条件下产生羟基自由基, 使材料显示出优良的抗菌性能。其原理主要是利用微生物细胞膜的离子交换。应用稀土激活保健抗菌材料, 必须要保证无机非金属抗菌材料色变的可能性降到最低;同时, 避免出现无机非金属抗菌材料离子团聚现象, 从而最大程度的提高无机非金属材料的抗菌性能。
在阳光照射下, 稀土激活保健抗菌材料会释放出特殊的羟基自由基, 这些自由基会在自然条件下发挥自身的作用, 对无机非金属材料直接产生抗菌功能, 从而加强无机材料的抗菌作用。由于稀土激活保健抗菌材料的特殊效应, 所以在建筑领域占有一席之地, 人们已经能够在室内装修领域感受到稀土激活保健抗菌材料带来的安全、环保。
2.4 无机抗菌材料制品
利用无机非金属材料的抗菌性能, 将该材料加入到一些传统的产品中, 如普通的卫生瓷、釉面砖、普通的塑料或涂料, 就可以生产出多种多样的抗菌产品, 而这些制品实现抗菌的形式大多数都是通过在产品表面涂上一层膜或涂层, 从而可使产品长期具有一定的抗菌性, 满足人体健康的基本需求。
成功案例有日本TOTO公司开发并推向市场的抗菌陶瓷, 该陶瓷可通过光的催化作用来实现抗菌杀菌目的。另外, 山东淄博华光陶瓷股份有限公司成功开发出华光抗菌日用陶瓷, 经权威检测, 该陶瓷对于部分细菌如金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀抑率高达90%以上。
3 结束语
目前, 对于无机非金属材料的抗菌性能研究还处于起步阶段, 但其抗菌性能一直都是该类材料在材料界称雄的重要原因。近年, 抗菌材料由原来的主要用于食品和医疗方面, 开始向建筑材料的无机抗菌、空气净化等生态健康功能方向发展, 尤其是具备抗菌、辐射远红外线、易清洁、多功能的健康陶瓷材料, 有助于推动陶瓷制品向功能化、健康化、生态化方面发展。无机非金属材料的抗菌性能与人类生产生活息息相关, 同时也极大地促进了环境的净化, 提升了人们的健康水平。
参考文献
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关键词：材料物理性能微课；无机非金属专业；教学内容
引言
21 世纪科学技术高度发达和经济快速发展，材料的发展和应用水平已成为衡量一个国家国力强弱的重要指标。新材料的发展与应用，依赖于材料的物理性能的应用，因此要深入掌握材料的物理性能。材料物理性能课程是无机非金属材料专业平台重要的基础课，它从材料的组成、结构的角度阐述材料的物理性能及本质，包括力学、热学、电学、光学、磁学等性能，这些性能基本上都是各个领域在研制和应用无机非金属材料中对材料提出的基本技术要求，在实际工作中具有重要的意义 [1 ]。通过教学，让学生掌握无机非金属材料的关键物理性能及本质，以及无机材料物理性能的研究方法。对于这门课，学生普遍认为内容抽象、理论性强，难于理解掌握，作为教师授课难度较大。本文结合笔者多年的教学实践及经验，就如何提高无机非金属材料专业材料物理性能教学效果而采用微课教学进行了探索。
对于微课的发展，首先发起于国外，微课程（ Micro-lecture） 的雏形最早见于英国纳皮尔大学T.P.Kee 提出的一分钟演讲（The One Minute Lecture，简称OML ）和美国北爱荷华大学LeRoy A. McGrew 教授所提出的60秒课程（ 60-Second Course） [2 ]。美国理查德·沃曼在1984 年发起创办了TED（指technology、entertainment、design在英语中的缩写，即技术、娱乐、设计），该机构为私有非盈利机构。特别从2006年起，TED演讲视频上传到网络上，短短几年时间就获取了大量的点击率 [3 ]。在国内，2011年佛山市教育局胡铁生率先提出了以微视频为中心的新型教学资源“微课”。他认为，“微课”是指按照新课程标准及教学实践要求，以教学视频为主要载体，反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源的组合 [2，4 ]。因此基于微课的平台，本文探讨了针对材料物理性能微课教学的探讨。
1 材料物理性能微课选题
材料物理性能“微课”主要针相应的教学大纲展开教学，所以在“微课”的选题上严格扣住教学重点，并致力于将重要知识点分解清晰。
1.1 材料物理性能微课编写
材料物理性能“微课”不是简单的一段段的视频，还应包括材料物理性能教案、教学课件等其他资源要素，所以在选好题后，着手电子教案的编写。材料物理性能教案编写一般包括本门课教学背景、教学目标、教学方法和教学总结等方面内容。
1.2 材料物理性能课件制作
材料物理性能“微课”课件通常采用PPT联合视频等多媒体格式，针对选定的知识点设计PPT。而多媒体技术是利用各种多媒体软件对文本、声音、图形、图像、动画等信息进行综合处理。而多媒体的制作通常采用PowerPoint、Moviemaker、屏幕录像专家等软件，即操作方便，电脑操作系统一般自带PowerPoint、Moviemaker软件，另外软件屏幕录像专家也非常容易操作。
1.3 材料物理性能微视频制作
对于材料物理性能课程的视频制作，主要是针对于课程相关的实验和性能及设备的演示。由于在课堂上的板书信息量有限，必须借助这些视频等手段来增加信息量，如在电子理论部分讲解电子的导电、热运动以及费米面的特征等等。理论上讲解非常抽象，采用这些微视频手段就容易讲解清楚。微视频的制作主要采用现场设备的录制、网络资源下载等等手段来实现。
2 创新材料物理性能微课教学方法和手段
材料物理性能课程属于理论性较强的课程，要想让学生主动地认真地听讲，不仅作为老师要努力的做好充分的备课，更要创新微课教学的方法和手段。作为多媒体的手段，不仅仅体现在PPT的制作上，更应该穿插更多的符合教学内容的教学视频及动画等内容，把学生的注意力牢牢的控制在屏幕上，达到事半功倍的效果。
2.1理论与实践相结合
材料物理性能在理论上对于材料的性能的分析较深入，因此相关的实践教学也具有重要的地位。在理论学时极为有限的状态下，仍然开设了一定量的实验课程，主要是针对于设计型、综合型实验课。例如在材料的磁性这段内容里，开设了一个居里点的测定。学生在学生磁性材料这段内容时，总是感觉磁性性质直观性不强，对于居里点的概念也停留在概念上。采用实验设备居里点测定仪，让学生从实验指导书联合教材的磁能内容，能够理解实验设备的基本原理及测试方法，并结合磁性的一个重要参数χ与温度关系曲线能够用数学的理论判断出居里点，这样使学生不仅仅懂得怎样测定居里点，更懂得居里点的真正的物理意义。
2.2 理论与实际相结合
材料物理性能内容范围较宽，相应的知识点较多，与实际上情况联系紧密。如在热膨胀的部分，课堂上会引申出什么是热力管路的膨胀节，它的功能是什么？在提出这个问题后，让学生思考一下，给予讨论的时间，学生们也能够积极的回答，极大地活跃了教学气氛。
2.3启发互动式教学
材料物理性能课程内容较深，所以完全把书本上的内容在课堂上讲完，在学时上也是完成不了的。为了能够使学生能够把相关内容都学习完整，在本课程内容偏重于扩张方面的知识，让学生课下自己来完成。例如我们在讲解磁性方面的知识时，联系到地球的大磁场，让学生分析为什么地球的南北极能够产生极光，并分析极光对于我们人类的作用。
3 充实材料物理性能微课教学内容
材料物理性能课程体系也是随着科技的快速发展而更新其内容，以满足不断发展的社会要求。对于21世纪快速发展的科技时代来说，材料物理性能微课教学内容体系在保持原有的内容体系上，也要紧跟时代的发展。并根据内容的需要适当调整课程的内容及结构，增添学科的前沿知识，激发了学生的学习兴趣，开拓了学生的视野。
因此作为教师本身就要搜索大量的材料物理性能的前沿信息，使学生在学习材料物理性能的理论的同时，也能了解材料物理性能发展的前沿，使学生的学习兴趣大大提高，知识面也大大拓宽，从而为将来从事的研究工作岗位奠定了坚实的基础。
4 更新材料物理性能微课实践方法
材料物理性能微课是通过材料物理性能的相关的知识网络表现的，对某个教学环节的教学内容及实施的其教学活动的总和。但这还不能体现“材料物理性能微课”的独特之处和完整内涵， 因为材料物理性能微课的核心资源或最重要的载体是“材料物理性能微视频”（不是一般的文本、PPT 课件或图片等其它媒体资源）， 而材料物理性能视频是所有资源类型中情境最真实、信息量最丰富的一种资源，因为视频是直观形象的。材料物理性能微课应该是以“材料物理性能微型视频”为主要内容和呈现方式的一种新型微型网络课程——“材料物理性能微型视频网络课程”。
结语
通过材料物理性能微课的探索研究，探索了一套是指可行的方法，较好地满足了材料学科无机非金属材料专业教学的要求，取得了良好的效果。面对21 世纪科学技术的飞速发展，无材料物理性能微课还必须不断推陈出新，积极吸收新的科技成果作为教学内容，以适应社会需求。在教学过程中，还要不断创新教学方法、教学手段、考评方式，努力提高学生素质，重视学生创新能力和科研能力的培养，充分发挥学生的主动性，为社会培养更多材料类优秀人才。
参考文献：
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[3]吴秉健.国外微课资源开发和应用案例剖析[J].中小学信息技术教育， 2013，（4）： 23～26.
[4]梁乐明，曹俏俏，张宝辉. 微课程设计模式研究——基于国内外微课程的对比分析[J].开放教育研究，2013，（1）：65～73.
山西轻工职业技术学院 毕业论文
对无机非金属材料的认识与思考
教 学 系：
轻工工程系
班
级；
材料工程1031
姓
名：
张宏格
指导老师：
马建杰
山西轻工职业技术学院 二零一三年四月二十二日
对无机非金属材料的认识与思考
摘要：随着社会科学技术的进步,能源是制约经济快速发展的重要条件。而新材料是发展高新技术的基石，复合材料及无机非金属材料科学的新兴领域等方面，新型无机非金属材料将在未来科技发展中发挥更大的作用，应予以高度重视，而用新材料技术改造传统无机非金属材料行业，能促进材料行业的整体飞跃。本文阐述了新型无机非金属材料的研究开发现状，并对其未来发展动向进行了展望。
关键词：新型材料 新型无机非金属材料 分类 功能陶瓷材料 现状 展望
正
文
一、无机非金属材料的分类和地位
材料一般分为无机材料和有机材料，无机材料中除金属以外的材料都是无机非金属材料。最早，无机非金属材料只包含传统的陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料，随着科学和技术的发展，又将半导体、先进结构陶瓷、功能陶瓷、新型功能玻璃、人工晶体、非晶态材料、碳素材料等都纳入到无机非金属材料领域中。
无机非金属材料品种繁多，新材料层出不穷，在国民经济和国防建设中的应用极其广泛。由于无机非金属材料学科具有多学科交叉的时代特征，其发展蓬蓬勃勃，新的生长点不断涌现。
作为四大材料中(钢铁、有色、有机和无机非金属材料)工业之一的无机非金属材料工业在我国经济建设中起着重要的作用。近年来，无机非金属材料不仅在品种上有了空前的发展，而且在内涵上有了进一步的延伸。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。
新型无机非金属材料是指具有如高强、轻质、耐磨、抗腐、耐高温、抗氧化以及特殊的电、光、声、磁等一系列优异综合性能的新型材料，是其它材料难以替代的功能材料和结构材料。无机非金属新材料具有独特的性能，是高技术产业不可缺少的关键材料。例如稀土掺杂石英玻璃广泛应用于导弹、卫星及坦克火控武器等激光测距系统，耐辐照石英玻璃应用于各种卫星及宇宙飞船的姿控系统；光学纤维面板和微通道板作为像增强器和微光夜视元件在全天候兵器中得到应用；航空玻璃为中国各类军用飞机提供了关键部件。人工晶体材料中激光、非线性光学和红外等晶体，用于弹道制导、电子对抗、潜艇通讯、激光武器等。特种陶瓷中，耐高温、高韧性陶瓷可用于航空、航天发动机、卫星遥感，可制作特殊性能的防弹装甲陶瓷及特种纤维及用于电子对抗等。目前已开发了近四千种高性能、多功能无机非金属新材料新品种。这些高性能材料在发展现代武器装备中起到十分重要的作用。
二、无机非金属材料的发展现状
虽然我国无机非金属新材料取得了很多成就，但由于我国无机非金属材料研制、开发至产业的形成起步较晚，底子薄，投入强度小等原因，使之与发达国家相比，仍有较大差距。1.基础研究和关键技术落后
我国的无机非金属新材料是从试制起步的，发展过程也主要是随从于型号的需要进行。由于时间、人力的限制，加之我国长期以来对基础研究重视不够，投入较少，无机非金属材料的系统的基础非常薄弱。
2.材料性能低、品种少、批生产质量不稳定
虽然我国已基本上建立了无机非金属材料的研究、开发与部分产品的生产体系，但材料的品种尚不齐全，一些重要工程的关键配套材料还须进口。性能低、质量差的问题仍然存在，而且在进行批量生产时质量不稳定、成品率低、效益差的问题严重，必须下大力气解决。例如，电磁屏蔽玻璃目前我国只能达到屏蔽85dB的水平，而美国已达到110dB。我们在屏蔽波段范围等方面远远不能满足国防工业发展的需要。而航空玻璃方面高强、多功能(隐身、防激光等)圆弧整体风挡在我国还刚起步研究，极大的制约了我国航空工业的发展。.制备技术落后
无机非金属新材料工业，不但制备技术落后，而且生产能力低，效率低，直接影响高科技产品质量(性能)、成本、能耗等三个方面。例如，国外工业发达国家玻璃纤维生产大都采用800-6000孔漏板池窑拉丝法生产，已占总量95％以上，无纺材料全部用池窑法生产，坩埚拉丝法早已被淘汰，而我国现有的池窑拉丝大部分采用800-2000孔生产技术，4000孔技术正在开发，坩埚拉丝还没有完全淘汰，与国外相比还有较大的差距。我国纤维增强复合材料机械化生产只占40％，60％仍采用落后的手工成型，与工业发达国家差距甚大。又如集成电路(IC)石英扩散管的制备技术，国内采用的单机间歇气炼生产技术只能提供100mm以下IC 管，而国外采用一步法连熔拉管技术，生产∮200~300mm大口径石英管供大规模集成电路用，使我国IC用石英扩散管失去竞争能力，完全依赖进口。
4.技术装备落后
目前我国无机非金属新材料制备技术与装备明显落后，造成研制周期长、新产品发展困难，预研成果不能及时进入工程化研究，即便生产也会出现成品率低、规模小，经济效率差等问题。
三、无机非金属的发展动态 ,低维化发展
低维化发展主要表现在宏观上和微观上两个方面。宏观上的低维化是从体材料向薄膜材料和纤维材料的发展。例如现代信息功能器件如微电子和光电子等都是由集成化, 在这期间主要应用的就是薄膜材料。薄膜材料的特殊作用更加体现在结构材料也用薄膜来改性,是结构材料增强、增韧耐磨等效果。而作为结构复合材料主体的纤维也同样起着尤为重要的作用, 如光通信中光信号的放大、调制、选模等都是通过纤维来完成,最终形成纤维光路和光网。而从微观上看低维化, 即无机非金属材料的织构与结构上的尺寸如毫米、微米趋向纳米。目前人们更加关注的是纳米尺度上的超晶格薄膜、纳米线到纳米点材料的结构中, 在以后的发展中更是以纳米器件为中心来研究纳米材料的合成、组装等性能进行调控。2 ,复合化发展
作为无机非金属材料与金属材料和有机高分子材料的复合化发展趋势。复合化的最终是以应用为目标, 如无机非金属材料已广泛应用在钢筋混凝土、玻璃钢等方面其中主要就是用有机高分子与无机玻璃纤维来组成, 这种结构材料为主的复合材料, 这也是复合材料具有单一材料所无法满足的是使用功能,更是建筑材料发展趋势。3, 智能化发展
作为材料的只能花是人们关注的焦点,材料的智能化即是材料性能的多元化,等接受外部环境变化的信息, 并能实时进行反馈。智能化功能材料大部分为多片压电和铁电陶瓷的复试结构, 目前应用领域较广的建筑智能化,提高建筑材料的安全性智能等方面。4, 节能、降耗的发展
由于传统无机非金属材料产业是一个相对能耗高、环境污染严重的领域。随着可持续发展观的提出, 要全面、协调、可持续发展的理念, 就必须改变这种落后的传统生产方式和经营理念,进行科研研发,探索出低能耗、少污染的新的合成工艺,提高产品性能和节耗的技术途径, 改变生产结构和合理的利用方法。如汽车和柴油机尾气三效催化剂或者是载体材料以解决汽车和柴油机的尾气处理方案。特别是建材行业是环境材料的一个重要领域,尤其在我国具有特别重要的意义。我国目前的建筑材料工业每年毁田6～10万亩,耗土石50亿t、标准煤2亿t。排放二氧化碳61591亿t,占全国总排放量的35%～40%。因此,我国急需发展节省资源和能源及环保型生态建材;有益于健康及净化功能的生态建材;拓展生存空间和增加可利用资源的生态建材。
四．无机非金属材料的应用
1、水泥的应用
在修复骨缺损的同时，保持局部组织中有效 的药物浓度是确保组织正常修复的必要条件。因此，寻找一种既可填充骨缺损又能将药物载入其 中，使之在局部缓慢释放药物的生物材料是许多科研和临床工作者追求的目标。研究表明，多种骨修复材料可以充当药物缓释载体，如聚甲基丙 烯酸甲酯、陶瓷型磷酸钙类人工骨和可吸收有机高分子材料等。磷 酸钙骨水泥又称羟基磷灰石骨水 泥，是1985年研制成功的自固化非陶瓷型羟基磷灰石类人工骨材料，在修复骨缺损方面具有明显的优越性，是一种较理想的新型骨骼修复材料。CPC 克服了陶瓷型羟基磷灰石难以修整、不易降解等缺点，具有良好的生物相容性、优良的生物活性，可降解性，自固化能力以及易塑性和骨传导能力 j。以CP C为载体的药物缓释体系材料的发展趋势。
材料科学技术是兼具基础性和先导性的学科。该学科的交叉性很强，从传统意义上看，它交叉了物理、化学、数学和工程等几个大的学科，近年来的发展使该学科又交叉了生物、力学、医学等一大批学科；该学科的技术性也很强，因为它交叉了冶金、化工、机械、信息、电子、激光等一大批工程技system，DDS)是一种新型的给药方式，植入生物体内骨骼后载体所负载的药物能持续、稳定、高效地缓慢释放，达到修复骨缺损和药物治疗的双重目的，从而配合全身治疗以达到良好的效果。CPC药物缓释体系在骨髓炎、骨结核、骨肿瘤、骨折、骨不连和人工关节置换等领域有 广阔的应用前景，有望成为骨骼系统理想的药物缓释载体。（磷酸钙骨水泥药物缓释体系的研究应用）
2、玻璃的应用
目前．在整彤外科、牙科及上须骨整形等临床方面．对于骨移植物的需求正 日趋增加，传统的髂峙部采骨用作骨移植物的手术操作存在着许多问题，如残留的髂峙处的人为骨折和行走时的疼痛、不适及局部触痛都是潜在的并发症，更不用说其有限的骨的可利用性。同种异体骨，人源的冻千骨必须经过加工处理以降低其抗原性。减少其传播疾病的潜能，但同时亦可能减少其骨再生所必瘦的成骨蛋白数量。异种骨、球干小牛骨都是廉价的可选择移植物，但是其处理过程的不同又决定了它的不稳定性。正如同种异体骨那样可能降低其成骨能力。因而临床上强烈需要发展一种廉价的可台成的骨移植材料，以单独的或与有限的津移植共同用于机体自然的愈合过程。
PerloGlas与自体骨混合用于截骨术中的植骨，手术后5个月x线片显示移植区有明显骨形成征象。通过 2 5年的术后随 访表明成骨区的密度逐渐浓聚，手术区域的临床测量选择在
移植木后的6个月、1 年、2 年，结果表明缺陷区的范围明显缩小，在每一个手术移植 的病例中，缺损都大大的减小了，并且填充有一种坚硬的、血管化的、类似于骨的组织（生物玻璃的研究进展和临床应用）。
3、陶瓷的应用
五、无机非金属行业的现存问题
1、产品等级低
在传统无机非金属材料中，无论是水泥、玻璃还是陶瓷的产品等级普遍偏低。例如：发达国家的水泥熟料强度一般都在70MPa以上，而我国平均强度仅为50 MPa。我国高等级水泥（ISO≥42.5）仅占18%，大量生产的是中、低等级水泥（ISO≤32.5），而很多发达国家的高等级水泥占90％以上。
2、资源消耗高
在资源的消耗方面，水泥和陶瓷工业更为突出。由于大量的无序开采，未能充分利用有限资源，造成了极大浪费。例如：生产水泥熟料的主要原料是相对优质的石灰石，其化学成份须满足CaO含量不低于45%、MgO不高于3%等要求。我国符合水泥生产要求，可以使用的量仅约250亿吨。目前每年生产水泥消耗的优质石灰石约5.5亿吨，因此该储量仅可生产水泥熟料约200亿吨，仅能提供约40年的水泥生产需要。
3、能源消耗高
在建筑材料的生产过程中，要消耗大量的能源。例如：水泥工业每年消耗标煤9106万吨，电力 650亿度。我国水泥生产能耗远高于世界先进水平，以每吨熟料的综合能耗计算，世界先进水平为117Kg标煤，我国为173.5Kg标煤，高出达50%以上。在国外，全氧燃烧技术已经在玻璃行业中得到了较为广泛的应用，而仅有为数不多玻璃纤维生产线使用了该项技术。
4、环境污染严重
水泥工业每年排放温室气体CO2约5.55亿吨、SO2 68.6万吨、NOx约206万吨；目前其他先进国家平均吨熟料的粉尘排放<1Kg，而我国高达13Kg，全国水泥生产年排放的粉尘竟高达1000万吨以上。
5、单线生产规模小，落后工艺大量存在
以悬浮预热和预分解技术为核心技术的“新型干法”工艺，是目前世界水泥工业普遍采用的最先进的现代化水泥生产技术。日本有96%、意大利96.5%、韩国100%、泰国90%的水泥产量采用这种新型干法生产线，而我国仅为15％。我国水泥制造业处于先进工艺与落后工艺并存的复杂状态。在玻璃行业，我国浮法玻璃生产线的平均生产规模为450吨/天，而西方国家的法玻璃生产线的平均生产规模为550吨/天。而且在玻璃产品的品质上与国外相比有非常的差距。
六、无机非金属材料发展的建议
针对我国无机非金属材料工业的现状，要实现其快速、健康、稳定的发展，就必须开展以下几个方面的工作。
(1)加强政府在建材工业发展和产业结构调整中的政策引导；
(2)加强资源综合利用和环境保护的立法并严肃执法；
(3)促进形成若干个有国际竞争力的大型建材工业集团，建立以企业为主体的新型建材工业科技创新体系，促进产、学、研结合；
(4)加强“绿色”和节能型建材工业的应用基础研究，加强建材工业实验基地建设，促进工程技术创新；
(5)强化行业管理，建立科学、先进、合理的标准体系，建立产品质量认证制度，发挥行业协会、学会和各类中介机构的作用；
(6)应尽快制定适应我国市场经济发展和科研体制和政府体制改革的科学、有力的政策措施和管理体系，加大投资力度和项目审计，以保证无机非金属新材料研究、开发和生产的健康发展;
(7)应根据需求牵引和科技推进的原则，并结合无机非金属材料科学体系特点，统筹兼顾、协调发展，合理安排中长期科研项目。应重视和加强基础研究，充分注意相关领域科技前沿，提高我国无机非金属新材料的科技水平和开发能力;
(8)为适应无机非金属材料的飞速发展，必须加快人才的培养，不断革新无机非金属材料教育的课程设置和教材，尽快反映本领域和相关领域不断增加的新知识。应重视以基本的物理、化学原理为基础，加强原始创新，研究探索有应用前景的未知新材料、研究新材料的合成、制备，特别是用基础分析和计算机建模、微观尺度结构控制、仿生等方法，发展具有创新意义的高性能低成本无机非金属新材料。应加强新设备、包括重大仪器的研究和装备，没有先进的仪器、装备就不可能在材料的科技前沿进行研究开发工作。7对无机非金属材料未来的展望
新材料是发展高新技术的物质基础,新材料及与其直接相关的研究领域,如信息存储材料、微电子材料、生物材料、纳米材料、超导材料及高温电子学等,在当今高新技术领域及未来技术中均占有重要地位。因此世界各国都给予高度重视,很多国家把新材料的研究与开发列为关键技术。而在新材料中,新型无机非金属材料又是特别活跃的领域,在整个新材料中占据主要地位。它对我国的、对世界各国来说都是一个新型的产业, 更应抓住这个机遇去研发、去运用到更行各业中,提高国家的更项水平,当然困难也是与此存在的,所以要克服困难, 迎难而进, 创造出新的佳绩。
七、结论
无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异。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。新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的,具有特殊性能和用途的材料。它们是现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。主要有先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维等。
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现在陶瓷材料及技术 上海华东理工大学出版社
2008
15、赵稼祥 无机非金属材料概论 上海华东理工大学出版社
一、单选：（每题1分，共20分）
1、影响熟料安定性的主要因素是（A）。
A.一次游离氧化钙
B.二次游离氧化钙
C.固溶在熟料中的氧化镁
D.固溶在熟料中的氧化钠
2、粉磨水泥时，掺的混合材料为：矿渣16%，石灰石5%，则这种水泥为（C）
A.矿渣硅酸盐水泥
B.普通硅酸盐水泥
C.复合硅酸盐水泥
D.硅酸盐水泥
3、以下哪种措施有利于C3S的形成？（A）
A.降低液相粘度
B.减少液相量
C.降低烧成温度
D.缩短烧成带
4、国家标准规定，通用硅酸盐水泥中各个品种的初凝时间均不得早于（A）
A.45分钟
B.55分钟
C.60分钟
D.390分钟
5、和硅酸盐水泥相比，掺有混合材料的水泥的如下那个性质较差（C）
A.耐水性
B.后期强度
C.抗冻性
D.泌水性
6、引起硅酸盐水泥熟料发生快凝主要原因是（B）
A.C3S水化快
B.C3A水化快
C.C4AF水化快
D.C2S水化快
7、水泥产生假凝的主要原因是（C）
A.铝酸三钙的含量过高
B.石膏的掺入量太少
C.磨水泥时石膏脱水
D.硅酸三钙的含量过高
8、根据GB/T175-2007，下列指标中属于选择性指标的是（C）
A.KH减小，SM减小，铝率增大。B.KH增大，SM减小，铝率增大。
C.KH减小，SM增大，铝率减小。D.KH增大，SM增大，铝率增大。
9、硅酸盐水泥熟料的烧结范围一般在（C）
A.50-80℃
B.80-100℃
C.100-150℃
D.150-200℃
10、国家标准规定矿渣硅酸盐水泥中SO3（D）
A ＜3.5%
B ≤3.5%
C ＜4.0%
D ≤4.0%
11、复合硅酸盐水泥的代号是（D）
A
P·S
B
P·O
C
P·F
D
P·C
12、国家标准规定骨质瓷的热稳定性为（A）
A.140℃
B.160℃
C.180℃
D.200℃
13、一般来说，凡烧成温度降低幅度在（C）℃以上者,且产品性能与通常烧成的性能相近的烧成方法可称为低温烧成。
A.40-60 ℃
B.60-80℃
C.80-100℃
D.100-120℃
14、电炉炉温为1250-1400℃可采用的电热体是（C）。
A.镍铬丝
B.铁铬钨丝
C.硅碳棒
D.二硅化钼棒
15、一般将日用陶瓷的烧成过程分为几个阶段。（C）
A.2
B.3
C.4
D.5
16、干燥过程中，最容易引起坯体变形的阶段是（B）
A.升速干燥阶段
B.等速干燥阶段
C.降速干燥阶段
D.平衡阶段
17、改善泥浆流动性一般不用NaOH作稀释剂的原因是（B）
A.碱性太强
B.Ca(OH)2溶解度较大
C.Mg(OH)2溶解度较大
D.与泥浆中其它物质发生反应
18、超薄型瓷片的成型可以采用的方法是（A）
A.流延法成型
B.可塑成型
C.压制成型
D.注浆成型
19、压制成型四种加压方式，坯体密度更加均匀的是（C）
A.单面加压
B.双面同时加压
C.四面加压
D.双面先后加压 20、釉与玻璃的不同之处是（D）
A.各向同性
B.无固定熔点
C.具有光泽
D.含较多的Al2O3
二、多选：（每题2分，共20分）
1、水泥的凝聚时间主要有下列哪些矿物控制（A
C）
A.C3A
B.C2S
C.C3S
D.C3A
E.C4AF
2、影响熟料烧结过程的因素有哪些（A B C E）
A.最低共熔温度
B.液相量
C.氧化钙和硅酸二钙溶于液相的速率
D.气氛
E.液相粘度
3、改善硬化水泥浆体耐久性的措施有（A C D E）
A.选择适当组成的水泥
B.提高细度
C.掺适量混合材料
D.提高施工质量
E.进行表面处理
4、当原料的变异系数Cv为（A
B）时，不需要进行预均化
A.2
B.4
C.6
D.6
E.10
5、影响水泥水化程度主要因素是（B C
D）
A.掺入适量混合材料
B.熟料矿物组成 C.细度
D.养护温度
E.液相量
6、影响泥浆流变性的因素是（B
C
E）
A.泥浆矿物组成 B.可溶性盐类
C.陈腐
D.泥浆触变性
E.有机物质
7、骨质瓷是指以磷酸钙Ca3(PO4)2为熔剂的“磷酸盐-高岭土-石英-长石”系统瓷，烧成后坯体构成主要有（B
D
E）。A.莫来石
B.钙长石
C.方石英
D.β-Ca3(PO4)
2E.玻璃相
8、影响乳浊釉乳浊效果的因素是（A
C
E）
A.微晶与玻璃折射率的差值
B.坯体的透光度
C.微晶的大小
D.釉的厚度
E.微晶的分散均匀程度
9、晶界上的杂质往往是以（A
D
E）形式存在。
A.分散沉积物
B.渗透沉积物
C.偏析沉积物
D.扩散沉积物
E.颗粒状沉积物
10、对于什么样的产品我们采用注浆成型方法（A
D
E）
A.形状复杂
B.简单回转体
C.形状规整
D.薄壁
E.大件
三、判断：（对“”，错“”，每题1分，共15分）
1、硅酸盐矿物主要指C3A、C4AF。×
2、安定性不合格的水泥为不合格品。×
3、通过固相反应能形成的矿物有C3S。×
4、石膏是缓凝剂，石膏对水泥凝结时间的影响与掺入量成正比。×
5、熟料的热耗表示生产1kg熟料所消耗的热量。√
6、影响熟料早期强度的矿物主要是C2S。×
7、矿渣中玻璃体的含量越多，矿渣的活性越好。√
8、GB规定矿渣硅酸盐水泥，水泥中MgO的含量不得超过5.0%。×
9、石灰饱和系数表示熟料中二氧化硅被饱和成硅酸三钙的程度。√
10、陶瓷坯料酸度系数增大，坯体脆性降低，强度降低，制品透光度提高。×
11、B2O3是玻璃形成体，以硼氧三角体和硅氧四面体为结构单元，在硼硅酸盐玻璃中与硅氧四面体共同组成结构网络。×
12、干燥速度主要取决于坯体的内扩散速度和外扩散速度，同时，坯体的干燥速率也受传热效率，坯泥性能，坯体形状和厚度等影响。√
13、双面注浆的模型比较复杂，而且与单面注浆一样，注件的均匀性并不理想，通常远离模面处致密度大。×
14、粘土矿物的基本构造单位是硅氧四面体和铝氧八面体。√
15、结晶方向不同的、直接接触的同成分晶粒间的交界处称为相界×
四、简答（每题5分，共25分）
1、熟料冷却的目的是什么？为什么要急冷？
答 ：熟料冷却的目是：改善熟料质量与易磨性；(1分)降低熟料温度，便于熟料的运输、储存和粉磨；(1分)部分回收熟料出窑带走的热量，预热二、三次空气，从而降低熟料热耗，提高热利用率。(1分)急冷是为了防止或减少 C 3 S的分解；避免β-C 2 S转变成γ-C 2 S；改善了水泥安定性；(1分)使熟料C 3 A晶体减少，提高水泥抗硫酸盐性能；改善熟料易磨性；可克服水泥瞬凝或快凝。(1分)
2、与硅酸盐水泥相比，为什么掺有混合材料的水泥的早期强度低而后期强度却较高？ 答： 由于矿渣水泥中水泥熟料矿物相对地减少了（与硅酸盐水泥相比），而矿渣的 潜在活性早期尚未得到充分激发与发挥，水化产物相对较少，因而矿渣水泥的早期硬化较漫，所表现出来的是水泥的 3d、7d强度偏低。(2分)
随着水化不断进行，矿渣的潜在活性得以激发与发挥，虽然 Ca（OH）2 在不断减少，但新的水化硅酸钙、水化铝酸钙以及钙矾石大量形成，水泥颗粒与水化产物间的连结较硅酸盐水泥更紧密，结合更趋牢固，三维空间的稳固性更好，硬化体孔隙率逐渐变低，平均孔径变小，强度不断增长，其28d以后的强度可以赶上甚至超过硅酸盐水泥。(3分)
3、什么是泥浆触变性？解释泥浆触变性产生的原因。
黏土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，黏度会降低而流动性增加，静止后逐渐恢复原状。(2分)
黏土类矿物大多数是板状颗粒，在板面上往往带负电荷，而端面处带有一定的正电荷，端——板面相互吸引，形成棚架结构．很多水被包围在棚架中，不能自由流动，(2分)所以泥浆的流动性差．这种结构对着搅动而逐步打开，一旦静止时又渐渐恢复．(1分)
4、影响泥浆压滤效率的因素
（1）压力大小压力大小和加压方式。一般来说，送浆压力与压率速度成正比，但随着泥层的增厚，毛细管曲折，阻力加大，会降低压滤速度。(1分)
（2）加压方式。开始压滤时，用低的压力，以免泥层颗粒间的毛细管减少和滤布孔堵塞。(1分)
（3）泥浆温度。液体黏度随着温度的提高而降低。一般控制在30-50 ℃，太高影响泥料的可塑性。(1分)
(4)泥浆比重。泥浆的密度小，往往要延长压滤时间。泥浆的相对密度一般控制在1.45-1.55%(1分)
（5）泥浆的性质。颗粒越细，粘性越强的泥料滤泥越困难。(1分)
5、在我国日用陶瓷生产中，为什么北方常采用烧氧化焰而南方烧还原焰? 我国北方制瓷原料大多采用二次高岭土与耐火粘土，含铁较少而含氧化钛、有机物较多，坯体粘性和吸附性较强，适宜用氧化气氛烧成。(3分)
南方制瓷原料大多采用原生高岭土和瓷石，含铁量较多而含氧化钛、有机物较少，粘性和吸附性较小，适宜用还原气氛烧成。(2分)
五、问答、论述（每题10分，共20分）
1、硅酸盐水泥熟料中主要矿物对强度的发展有什么影响？有哪些因素影响水泥强度？
答：1）主要矿物对经强度发展的影响： C 3 S早期强度高，强度的绝对值和强度的增进率较大；(2分)C 2 S：早期强度低，但28d以后强度仍能较快增长，一年后其强度可以赶上甚至超过阿利特的强度；(2分)C 3 A早期强度较高，但绝对值不高。它的强度3d之内就大部分发挥出来，以后却几乎不再增长，甚至倒缩；(2分)C 4 AF早期强度类似于铝酸三钙，而后期还能不断增长，类似于硅酸二钙。(2分)2)影响水泥强度的因素有：熟料的矿物组成；水泥细度；施工条件包括水灰比及密实程度、养护温度、外加剂等。(2分)
2、烧结过程中出现晶粒长大现象可能与哪些因素有关？其对烧结是否有利？为什么？
答：晶粒的异常长大是指在长大速度较慢的细晶基体内有少部分区域快速长大形成粗大晶粒的现象。(2分)在单相和复相材料中如果混料不均匀就很容易造成晶粒异常长大，通常情况下，在烧结过程中发生异常长大与以下主要因素有关：
① 材料中含有杂质或者第二相夹杂物(2分)
② 材料中存在高的各向异性的界面能，例如固/液界面能或者是薄膜的表面能等(2分)
(433个词)
一、水泥与混凝土
（一）产品
1.Portland cement 硅酸盐水泥
（波特兰水泥）
2.concrete
混凝土
3.hydraulic cement 水硬性水泥 4.fresh concrete 新拌混凝土
5.air entraining concrete 加气混凝土 6.early strength cement 早强水泥
7.expansive cement
膨胀水泥
8.high alumina cement 高铝水泥
9.rapid hardening cement
快硬水泥
10.quick setting cement
快凝水泥 11.polymer concrete
聚合物混凝土
（二）生产
1.calcium silicates 硅酸钙
2.calcium aluminates 铝酸钙
3.clay 粘土
4.iron ore 铁矿
5.limestone
石灰石
6.sand 砂
7.gypsum
石膏
8.ettringite 钙矾石
9.calcium sulfate dihydrate 二水石膏 10.tricalcium silicate 硅酸三钙
11.dicalcium silicate 硅酸二钙
12.tricalcium aluminate 铝酸三钙 13.sulfur trioxide 三氧化硫
14.alite A矿
15.belite B矿
16.clite C矿
17.setting time 凝结时间
12.high strength concrete
高强混凝土坝 13.prestressed concrete 预应力混凝土
14.Portland cement for highway 道路硅酸盐水泥
15.polymer impregnated concrete
聚合物浸渍混凝土
fiber-reinforced cement concrete
纤维增强混凝土
17.self-compacting concrete
自密实混凝土 18.calcareous material
钙质材料
19.binding material
胶凝材料 20.fly-ash cement 粉煤灰水泥 18.curing
养护
19.calcium aluminate hydrates 水化铝酸钙 20.calcium sulfoaluminate 硫铝酸钙
21.rotary kiln 回转窑
22.monosulfate 单硫型
23.ferrite phase 铁相
24.decomposition 分解
25.chemical processes 化学过程
26.partial fusion
部分熔融
27.fineness 细度
28.chemical composition 化学成分
29.fineness modulus 细度模数
30.phase diagram 相图
31.capillary pores 毛细孔
32.hydration reaction 水化反应
33.microstructure 微观结构
34.cement paste 水泥浆体
35.aggregate 集料
36.crystallization 结晶
37.alkali sulfates 硫酸碱
38.carbonates 碳酸盐
39.deterioration 劣化
40.organic chemistry 有机化学
41.inorganic chemistry 无机化学
62.concrete mix 混凝土混合料
63.crushing test
压碎试验
64.gap grading
间断级配
65.gradation
级配
66.gravel
卵石
67.normal distribution 正态分布
68.hydrophilic aggregate 亲水集料
42.surface chemistry 表面化学
43.thermodynamical 热力学的 44.silica gel
硅酸凝胶
45.pozzolanic 火山灰质的46.marine environment 海洋环境 47.deicing salts
除冰盐
48.concrete mixtures 混凝土配合比 49.alkali-silica reactivity 碱硅反应
50.harden 硬化
active addition 活性混合材
52.admixture
外加剂
53.age
龄期
54.broken stone 碎石
55.calcium hydroxide 氢氧化钙
56.calcium lignosulphonate 木质磺酸钙 57.calcium silicate hydrate(CSH)
水化硅酸钙
58.alkali-aggregate reaction碱-集料反应
59.clinker
熟料
60.cement-water ratio 灰水比
61.coarse aggregate
粗集料
二、玻璃
（一）产品
1.flat glass
平板玻璃
2.vycor glass 高硅氧玻璃 3.quartz glass 石英玻璃
4.wired glass 夹丝玻璃 5.float glass 浮法玻璃
6.polished glass 机械磨光玻璃 7.coloured glass 颜色玻璃
69.hydrophobic aggregate 憎水集料
70.initial set 初凝
mortar
砂浆
72.cement-based
水泥基
73.pore
孔隙
74.water reducer 减水剂
75.waterproof mortar 防水砂浆
76.phosphogypsum
磷石膏
77.blast furnace slag
高炉渣
78.fly ash
粉煤灰
79.steel slag
钢渣
80.corrosion inhibitors
阻锈剂
81.mineral admixtures
矿物掺合料
83.bound water 结合水
84.boiler slag
沸腾炉渣
85.admixture
外加剂
86.hydration
水化
87.milling
粉磨
88.mortar
浆
89.mineral constituent 矿物组成90.masonry
石质的
8.heat-reflection glass 热反射玻璃 9.conductive glass
导电玻璃
10.ground glass
蒙砂玻璃 11.ice glass
冰花玻璃
12.sand blasted glass 喷砂玻璃 13.strengthened glass 钢化玻璃
14.laminated glass 夹层玻璃
15.glazing glass 中空玻璃
30.glass foam
玻璃泡沫 16.coating glass 镀膜玻璃 31.glass wall
玻璃幕墙
17.bottle glass 瓶罐玻璃
32.double glazed unit
夹层玻璃
18.horticultural glass
圆艺用玻璃
33.electropane glass
玻璃导电膜
19.glass-ceramics
微晶玻璃
34.fire-retardant glass
防火玻璃 20.lustre glass 虹彩玻璃
21.luxury glass
陈设玻璃
35.glass diamond
玻璃刀
22.pressed glass 压制玻璃
23.prescription glass
24.parent glass 原玻璃
25.laboratory glass化学仪器玻璃
26.velvet-finish glass 丝光玻璃
27.glass article
玻璃制品
28.glass beaker
玻璃烧杯
29.glass fabric
玻璃纤维
36.object glass
物镜
37.obscured glass
毛玻璃
38.optical glass
光学玻璃
39.optical film
光学薄膜
40.tempered glass
钢化玻璃
41.boron glass
硼玻璃
42.heat absorbing glass
吸热玻璃
（二）生产
1．colouring agent
着色剂
26.hot mold blowing
热模吹制 2.fourcault process
有槽法 27.hot iron mold blowing
人工热模吹制
3.pittsburgh process
无槽法
28.machine stop
停止、引上 4.Colburn Process
平拉法 29.machine-cylinder process 机械吹圆筒法
5.Asahi process
旭法
30.surface of the melt
玻璃液面 6.ionic glasses 离子玻璃 31.forming
成形
7.aluminium-boron anomaly 铝-硼效应
32.spinodal dcomposion
亚稳分解 8.aluminium effect
铝效应 33.nucleation and growth
成核生长
9.mixed alkali effect 玻璃的双碱效应
34.nucleation process
核化过程 10.invert glass 逆向玻璃 35.phase transformation
相变
11.chemical strengthened 玻璃的化学钢化
36.cupola
冲天炉 12.air tempered
玻璃热钢化 37.fining
澄清剂
13.surface colouration
玻璃表面着色
38.fining agent
澄清剂 14.chemical polishing
化学抛光 39.fining area(end)(zone)
澄清部,澄清带
15.acid etching of glass
玻璃的化学蚀刻
40.fining cell
澄清室池 16.heat work
热加工 41.electric melting furnace
电熔窑
17.surface treatment of glass
42.tank furnace
玻璃熔窑分池窑
玻璃的表面处理
43.pot furnace
坩埚窑
18.cold work
冷加工 44.drawing process
拉制成型 19.grinding and polishing
研磨抛光
45.blow process
吹制成型
20.ionic colouration
离子着色 46.glass basis
玻璃基体 21.semiconductor colouration
化合物着色
47.‘L’glass ‘L’玻璃铅玻璃防辐照玻璃
22.short glass
短性玻璃
48.glass batch
玻璃配合料 23.metal-colloidah colouration
金属胶体着色
49.glass block
玻璃块
50.glass coating
玻璃涂层 24.long glass
长性玻璃
25.mixed alkali effect
玻璃的双碱效应
51.glass component
玻璃组分52.glass current
玻璃液流 54.glass defect
玻璃缺陷 56.glass finishing
玻璃加工
75.patch of crizzles
表面微裂纹
77.fusing point
熔化温度
79.deformation point
变形温度点
53.glass decoration
玻璃装饰
76.fusing
熔化 55.glass drop
玻璃滴
78.refine
澄清
57.glass formation range
玻璃形成范围
80.red edge
红边(抛光玻璃缺陷)
81.speck 斑点
58.glass former
玻璃形成体
变形 59.glass frit
玻璃熔块
82.deformation
60.glass melt
玻璃熔体
61.glass melting furnace
玻璃熔窑
62.glass phase
玻璃相 63.fine seed
灰泡
64.float bath
锡槽
65.nucleus
晶核
66.nucleating agent
晶核剂
67.glass yield 玻璃获得率
68.glassy state
玻璃态 69.heat storage
蓄热
70.crystallization
析晶
71.crystal nucleus
晶核
72.metal level
玻璃液面
73.metaphase
介稳相
74.occlusion
玻璃夹杂物
三、陶瓷
（一）产品
1.china ware
瓷器
2.earthenware
陶器
3.ordinary ceramics
普通陶瓷
4.special ceramics
特种陶瓷
5.bioceramics
生物陶瓷
6.semiconductive ceramics
半导体陶瓷
7．conductive ceramics 导电陶瓷
8.superconductive ceramics 超导陶瓷
9.magnetic ceramics 磁性瓷
10.piezoelectric ceramics
压电陶瓷
11.capacitor ceramics 电容器陶瓷
12.structural ceramics
结构陶瓷
83.ash contamination
落脏
84.crack
裂纹
85.bubble or blister
起泡
86.pinhole
棕眼
87.exposed body
缺釉
88.tint unevenness
色泽不良
89.sandwich
夹层
90.excess glaze
釉缕
91.waviness 92.smoke staining
波纹
烟熏
93.orange peel
橘釉
94.knot
节瘤
95.bubble
气泡
96.toed-in finish
凹口 97.crater type drip 锡滴坑
98.string
细条纹99.stone ,线道
结石
13.advanced ceramics 先进陶瓷
14.fine ceramics
精细陶瓷
15.engineering ceramics
工程陶瓷
16.new ceramics
新型陶瓷
17.modern ceramics
近代陶瓷
18.high technology ceramics
高技术陶瓷
19.high performance ceramics 高性能陶瓷
20.construction ceramics
建筑陶瓷
21.electronic ceramics
电子陶瓷
22.engineering ceramics
工程陶瓷
23.foamed ceramics
泡末陶瓷
24.functional ceramics
功能陶瓷
25.honeycomb ceramics
蜂窝陶瓷
41.glossy glaze
光泽釉
26.bone china
骨灰瓷 42.ground glaze
底釉
27.feldspar china 长石瓷
43.hard glaze
高温釉
28.vitrified china 玻化瓷 44.matt glaze
无光釉
29.fine earthenware 精陶
45.opaque glaze
乳浊釉,不透明釉
30.talc earthenware 滑石陶器 46.photochromic glaze 变色釉
31.electrical porcelain 电瓷
47.satin glaze
缎光釉,丝光釉
2.household porcelain 日用瓷
48.salt glaze
盐釉 33.sanitary porcelain 卫生瓷
49.soft glaze
中、低温釉
34.stoneware 炻器 35.altar red
祭红
36.bright glaze
光泽釉 37.clear glaze 透明釉
38.flambè(glaze)
铜红釉 39.fritted glaze
熔块釉
40.fusible glaze
易熔釉
（二）生产
1.lubricants
润滑剂
2.briders
结合剂 3.deflocculants 解凝剂、解胶剂、稀释剂
4.fluxing agent
助熔剂 5.glost fire 釉烧
6.glazing 施釉 7.filter-pressing
压滤
8.temper
练泥 9.blend
混料
10.pug machine 练泥机 11.consolidated and extruded挤压
12.stir 搅拌 13.sieve 筛分,筛子
14.slip casting 注浆成型 15.spray drying 喷雾干燥
16.atomize 雾化 17.moisture content
含水量
18.plastic making
可塑成型 19.dry pressing
干压成型
20.plaster mould
石膏模 21.drying shrinkage
干燥收缩
22.biscuit firing
素烧 23.extrusion
挤压成型
24.jolleying
阴模旋坯成型 25.jiggering
阳模旋坯成型
26.unfired article
生坯
50.Tang triclour
唐三彩
51.transmutation glaze
窑变釉
52.vapour glaze
挥发釉
53.table ware
餐具
54.tile
墙地砖
55.sanitary ware
卫生洁具
56.sample/facing brick
清水砖
27.isostatic pressing
等静压成型
28.hot pressing
热压成型
29.decoration
装饰
30.age
陈腐
31.removal from the mould
脱模
32.grinding
研磨
33.dipping
浸釉
34.kiln
窑炉
35.curtain coating
淋釉
36.spraying
喷釉
37.electrostatic spray 静电施釉
38.fluidised bed 流化床施釉
39.pressing
干法施釉
40.sintering 烧结
41.refiring
重烧
42.tw ice firing
二次烧成43.resistance furnace
电阻炉
44.flame furnace 火焰窑炉
45.electric furnace
电热窑炉
46.shuttle kiln
梭式窑
47.down draught kiln
倒焰窑
48.intermittent kiln
间歇窑
49.roller-hearth kiln
辊道窑
50.tunnel kiln
隧道窑
51.liquid phase sintering
液相烧结
52.induction furnace
感应炉
high-temperature 53.electronic impact furnace 电子束炉
57.self-propagating 54.plasma furnace 等离子炉 synthesis
高温自蔓延烧结 55.reacti on sintering 反应烧结
58.glaze formula
釉式 56.heat densification
热致密化
四、耐火材料
1.principal crystalline phase 主晶相
17.aluminasilicate refractory
硅酸铝质 2.matrix
基质 耐火材料
3.secondary crystalline phase 次晶相
18.graphite refractory
石墨耐火材料 4.mineralizer矿化剂 19.carbon refractory 炭素耐火材料
5.bulk refractory不定形耐火材料
20.refractory mortar
耐火泥 6.magnesia brick rich in CaO 镁钙砖 21.slinger mix 投射料
7.high-silica magnesite brick 镁硅砖
22.gunning mix
喷射料 8.magnesite-chrome brick 镁铬砖 23.refractory ramming material 捣打料
9.magnesite-alumina brick 镁铝砖
24.plastic refractory
可塑耐火材料 10.magnesite brick 普通镁砖 25.refractory castables 浇注料
11.magnesite refractory 镁质耐火材料
26.binder
胶结剂 12.fused-quartz product 熔融石英制品 27.refractory powde r掺合料
13.quartzitic sandston 白泡石
28.aggregate
骨料 14.siliceous refractory 硅质耐火材料 29.refractory fibre 耐火纤维
15.high-alumina refractory 高铝质 31.light weight refractory 轻质耐火材料
耐火材料
30.fused cast refractory 熔铸耐火材料
16.fireclay refractory 粘土质耐火材料
五、性能
1.elasticity 弹性
18.adhesiveness
粘附性
2.brittleness 脆性 19.cohesiveness
粘聚性
3.hardness
硬度
20.bleeding
泌水性
4.surface tension 表面张力
21.creep 徐变，蠕变 5.viscosity
粘度
6.thermal shock resistance 耐热震性
22.crushing value
压碎指标
密度 7.glossiness 釉的光泽度
23.density
8.elastic modulus
弹性模数 24.compressive strength 抗压强度
9.strength
强度
25.frost resistance
抗冻性 10.whitness 白度
26.flexural strength 弯曲强度
11.refractoriness under load 荷重软化温度
27.normal consistency 标准稠度
12.vacuum resistance
耐真空性
28.modulus of elasticity
弹性模量
13.volume stability under high temperature
29.porosity 孔隙率 高温体积稳定性 14.durability 耐久性
Corrosion resistance 耐腐蚀性
32.weaterbility
耐候性 15.moisture 湿度
32.Freeze-thaw cycles
冻融循环
16.soundness 安定性
33.Toughness 韧性
17.workability 工作性 34.compressive strength
抗压强度
37.refractive index
折射率 35.bending strength
抗弯强度 38.thermal stress
热应力 36.glass density
(1) 在教学观念上重理论、轻实验。把实验教学放在从属于理论教学的地位, 导致对实验教学重视不够, 就从课时上来说, 我校制定的教学计划无机非金属材料专业的无机化学实验只安排一学期来设, 总学时仅有30课时, 应用化学专业开设两学期的无机化学实验, 总学时达到56学时, 所以说要在如此短的教学时间培养学生的各方面实验素质相当困难, 也影响了实验教学效果。
(2) 在实验教学内容上, 仍以“理论验证、性质验证”或“仪器的使用和操作方法训练”为主要实验内容, 且部分内容为了实验而实验, 这样的教学模式中教师通常是把实验目的、原理和实验步骤以及仪器设备的使用方法通通灌输给学生, 学生接受知识的方式很被动, 按部就班按照老师说得做。具有一定的重复性, 学生在实验中缺乏必要的思考, 导致学生实验的兴趣不高, 造成实验中态度较差, 实验准备不足等问题, 影响了实验效果。
(3) 在实验操作过程中, 实验过程中, 学生协作精神较差, 部分无机化学实验是2人一组, 需要2个学生进行协作才能完成, 但实际上一般都是1个人操作, 另一个无所事事, 缺乏协作的精神。
针对以上的各种问题, 我们提出以开放性实验为平台, 来培养学生C3H3素质, 打造合格的无机非金属材料专业人才。
1 在开放性实验中培养学生良好的实验习惯
C3H3中Clean Habit (整洁的习惯) 是良好的实验习惯, 简单地说就是做实验时要保持实验仪器的清洁、实验台的整洁;复杂地说即是做实验过程中要有条不紊, 做到心中有数。学生良好实验习惯的养成, 并非一朝一夕可以形成的, 要在实验中不断强调, 实验过程中长期锻炼。那么也就是说要养成良好的实验习惯, 只是在上无机化学实验课的时候养成似乎是不可能, 因为我们的实验课程课时太短, 长期以来各高校都存在重理论、轻实验的现象, 尽管各高校老师已经意识到实验课程在人才培养中所具有的作用, 各高校纷纷采取了一定的措施力图提高对实验教学的重视, 但是, 与理论课相比, 实验课的重视程度始终达不到[2]。这在潜移默化中也影响学生对于实验课的重视, 学生也认为理论课比实验课重要。学生做实验时会经常出现仪器药品到处乱放, 试剂取完不盖瓶盖, 试剂瓶的滴管胡乱放置, 实验后仪器药品乱摆, 玻璃仪器清洗不到位, 实验台不及时整理等等;还有一些学生做实验没有预习、毫无条理, 要么忘记做某项实验内容, 要么重复某项实验内容, 浪费人力物力。
教育的目的是培养好习惯。在无机化学实验教学中, 要训练学生养成良好的实验习惯, 我们的大多数高校教育工作者首先是思想上对实验教学引起重视, 譬如配备专职有经验的实验教师, 年轻教师在老教师指导下逐步开展实验教学, 实行传帮带[3]等教学制度, 实验教师在学生实验过程中不断巡视, 发现问题及时纠正, 使学生逐步养成整洁的习惯。除了以上的措施以外, 我们希望通过开放性实验教学来约束和改善学生的实验习惯。
开放性实验, 是指将实验室为实验教学、科学研究所提供的条件 (时间、设备、场所、经费、指导教师等) 部分或全部向实验对象有目的地开放。提高学生的动手能力, 掌握基本无机仪器的使用及基本实验操作技能。开放实验室基本是老师仅仅提供必要的药品和适度的监管, 所有的实验包括试剂的配制和仪器的调试都是学生自己动手, 在实验的过程中, 学生掌握许多关于实验的细节, 这些细节是在平时实验中无法遇到的, 可以帮助教师参与实验准备工作, 规划实验的操作, 了解实验的整个过程, 避免现有实验都由教师准备好, 学生在基础实验课只参与其中一个阶段的弊端, 学生在自己动手的过程中更能体会有良好的实验习惯的重要性。
2 在开放性实验中训练学生规范的实验操作
C3H3中Clever Hand (灵巧的双手) 指的是动手能力强, 会动手最起码的标准是实验基本操作的规范性。实验基本操作的规范性是保障实验安全的必要, 也是实验成功的基础, 只有熟练掌握实验基本操作, 才能做到动作娴熟、规范、准确, 才能保证实验的成功[4,5]。对于在高中时没有时间和条件做化学实验的同学, 无机化学实验应该算是化学实验的“启蒙”课, 训练学生形成规范性的实验操作既是无机化学实验宗旨之一。对于化学实验基本操作, 通常是指导教师在讲台上边讲述边操作, 下面围着一圈学生, 教师在进行操作演示时, 难以保证实验操作中每一个细节学生都清楚明白, 因此很难使学生形成规范性的实验操作。比如移液管的使用, 总会有学生注意不到左右手的分工、食指的使用以及食指离管的距离, 结果无法准确快速地移取液体, 而且操作不规范;再如抽滤操作, 总有一些学生由于没有注意到真空泵的开关顺序导致倒吸的发生。为了改善这样的状况, 可以采取的措施有多配备实验教师, 因为人的精力有限, 一个教师如果同时指导三十多名学生工作量太大而且效果很不好, 如果3~4个老师同时指导, 肯定效果明显。其次可以采用多媒体教学, 在实验室中配备多媒体设备, 对于本次实验的规范操作不间断播放, 让这位“不知疲倦”的老师来反复指导。
当然, 在规范学生的操作中学习的主体仍然是学生, 所以最主要还是发挥学生的主观能动性, 我们都知道在教学过程中, 教学是相辅相成的, 对无机化学实验这样实践性较强的课程, 没有学生的主动动手能力, 教师的教自然是无用的, 开放性实验恰能调动学生的积极性, 只有学生自己想学了, 想动手了, 而非在老师的逼迫下被动动手, 才能真正的学到东西。实验室开放提供了发挥个人潜能的实验环境, 并适应不同水平和能力的学生的个性要求, 从而使学生由被动转为主动, 激发学生的主观能动性, 调动学生积极参与实践活动, 只有这样学生才能真正掌握实验的规范操作。当学生开始进入开放实验室, 就要严格遵守实验室的各项规章制度。损坏仪器设备的须按学校有关规定处理[6], 这就强调学生必须掌握基本规范的实验操作, 即使没有掌握也不敢擅自行事, 指导教师会注意从旁协助, 加强对学生实验素质和技能的培养;更要做好安全和开放情况的记录。在开放性实验实践中, 还可以提高学生协作能力, 从设计实验开始, 到实验审核, 实验准备, 实验操作, 都是学生自愿组合, 合作人数根据实验难度不同而变化, 学生需要互相配合才能完成实验工作, 这样没有协作精神的学生或者不愿意做事的学生是没法进行实验的。
3 在开放性实验中训练学生的创新思维
C3H3中Clear Head (清醒的头脑) 指的是勤于思考, 善于思考, 有创新思维。学生创新精神、创新能力的培养是素质教育的要求, 也是实验教学的宗旨。实验教学过程中, 教师不断地激励、启发、引导学生开动脑筋, 勤于思考, 善于思考, 进行创造性思维。众所周知, 在无机化学实验中, 较大的比例都是元素及其化合物的性质实验, 当然这是由它的课程特点决定的。但是这类实验通常只是简单的试管实验, 而且可以“照方抓药”, 现象和结论自然也是千篇一律, 肯定不利于学生勤于思考—善于思考—创新思维的培养, 也不利于学生C3H3素质的培养。通常学校采取的办法是减少性质验证性实验, 增开设计性、综合性实验, 无可厚非, 这样的改变对于学生勤于思考—善于思考—创新思维的培养具有很好的作用[7,8,9]。
我们还是想利用开放性实验来加强学生的创新思维能力, 通过开放实验来激发与引导学生的兴趣、训练和改进他们的思维方法、培养与端正他们的态度, 进而培养他们的创新思维, 实验室开放使学生对于实验的学习态度由被动转为主动, 激发学生的主观能动性, 调动学生积极参与实践活动, 在实验和创新的过程中提高分析问题和解决问题的能力, 培养创新意识和创新能力。在开放性实验中, 教师不可能像平时的实验课将步骤和结果都告知学生, 更多的是向学生渗透研究意识, 让学生以探索者的身份, 认真实验, 仔细观察, 勤于思考, 碰到偏离预期结论的“意外”现象时, 开动脑筋进行寻根溯源, 同时鼓励学生有自己的“小发现”和“延伸”, 这将会在很大程度上提高学生的创新意识。
4 结语
C3H3素质的培养是化学类人才素质教育的要求, 强化实验教学中学生C3H3素质的培养, 是我们每个化学实验教师义不容辞的责任, 应该贯穿于整个实验教学活动中。开放无机化学实验作为无机非金属材料专业无机实验的一种新形式, 既具有实验的趣味性、主动性、灵活性和创造性等特点, 又有开放性本身所特有的条件不完备性、结论不确定性、内涵可发展性、思维不约束性等特点, 受到越来越多的学生的欢迎, 也得到了越来越多的教师的肯定, 其在培养学生良好的实验习惯、规范的实验操作和提高学生创新思维发挥的C3H3素质中发挥特殊的作用。我们会不断总结经验, 始终围绕如何提高大学生素质展开工作, 已取得了初步的成效。在此基础上, 要不断总结教学经验, 开拓教学思路, 改革实验教学, 相信在我们的共同努力下, 一定能培养出合格的应用型无机非金属材料专业人才。
摘要：分析了应用型本科高校无机非金属材料学专业无机化学实验课的特点和教学中存在的问题, 提出相应的改革措施, 探讨如何采用开放性实验的方式培养学生形成良好的实验习惯, 掌握规范的实验操作, 养成创新的实验思维, 逐步培养学生的C3H3素质。
关键词：无机化学实验,无机非金属材料专业,开放性实验,C3H3素质
参考文献
[1]黄晓华, 徐孝文, 吴波, 等.无机化学实验“教、学、考”三位一体教学研究初探[J].大学化学, 1999, 14 (5) :12-14.
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关键词：无机非金属材料工程工程实践能力人才培养模式
近年来，高校尤其是工科院校的实践能力的培养问题日渐突出，主要表现在不同程度地存在重理论、轻实践，重知识传授、轻能力培养和重科内、轻课外的“三重三轻”现象。如何加强大学生的工程实践能力成为各工科院校急需解决的问题[1-3]。沈阳化工大学无机非金属材料工程专业以注重培养学生的工程应用和创新能力为特色，使专业基础教学与实践教学紧密结合，按照培养具有一定创新创业精神的工科复合型应用人才要求，深入开展本科教育优质工程，采取各种教学措施提高学生工程实践能力。
1.创新人才培养模式，強化学生工程实践能力
无机非金属材料工程专业的培养目标定位在地方经济建设需要的中高级应用型人才上，强调学生的工程实践能力的培养与培育。根据市场需求和学科发展，在修订后的人才培养方案中开设了两个特色培养方向：（一）传统无机非金属材料方向（硅酸盐及耐火材料）：培养学生利用高新技术提升传统产业（水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料等），在节能减排的技术改造中发挥作用。（二）新型无机非金属材料方向：通过先进陶瓷材料、复合与功能材料、薄膜与微晶玻璃、材料表面改性等课程学习，在自主择业中能快速适应新材料领域的工作环境。近几年，我专业在这两个培养方向上，已经形成了以国家、企业需求为牵引，将材料基础研究与新材料应用开发相结合的特色发展模式。经过不断整合优化专业培养方案，在新的人才培养方案修订中，突出了工程实践教学，强化了实践技能的培训，确保了学生工程实践能力的提高，构建了以行业为背景，强调工程实践能力的校企联合的、互利互惠的人才培养模式。几年人才培养模式的改革，使本专业学科发展得到提升，于2010年评为辽宁省高校特色专业和教育部高校特色专业建设点。
2.优化课程体系，推进实践教学改革
以培养本专业工程应用型人才为指导，深化教学研究、更新教学观念，注重因材施教、改进工程实践教学方式。根据专业定位和培养目标，按“基础平台+专业方向模块”构建了本专业的课程体系，在新修订的本科培养计划中，设置了2个柔性化的专业方向（传统无机非金属材料工程方向和新型无机非金属材料工程方向），拓宽了专业口径，强调了创新精神和实践能力的培养。工程实践教学内容由校企共同制定，更加贴近工程实际。将工程实践分为专业认识实习、工程专业教育、专业综合性工程实践、毕业设计（论文）四个阶段。大力加强毕业设计（论文）过程的管理，实行立题审核开题报告、前、中、后期检查制度，质量监控来保证教学效果。同时加强了企业合作，使部分毕业设计（论文）选题来自工厂的实际技术问题，保证了学生毕业过程的定向培养。
3.加强校企结合，完善工程实践教学环节
进一步完善校内、校外两大实践教育基地，为实践教学的开展创造有利条件。校内方面， 本专业将实验室的建设定位为应用型人才培养基地，把实验室作为产学研的基地，同时也作为实验教学的教改中心，师资队伍的建设平台，科技成果的孵化中心，和面向社会的窗口。校外方面，加大与企业共建实习基地和科研基地的力度，采取双方导师制，共同指导学生，切实培养和增强学生的工程意识、实践水平和创新能力。几年来，本专业先后与9家企业建立了相关的长期人才培养实习基地和大学生科技创新实践基地，结合企业技术攻关项目开展合作研究以及人才需求培养，为其联合培养工程人才以及对高级技术人员进行技术培训等，对探索并建立高校与行业、企业合作培养人才的机制，保证企业有效地参与试点专业培养目标的制订、课程体系和教学内容的设置、培养过程的实施、培养质量的评价等将起到重要的推动作用。
4.加强学生实践能力训练，培养工程创新人才
将实践教学内容与科学研究密切结合，将科技创新与学术实践活动作为必修环节列入培养计划，把科研课题的研究过程、方法和成果引入到实践教育中，教会学生探求知识和创新知识的方法。以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力和初步科研能力为教学目标，整合实验教学内容，增加综合性、设计性和创新性实验。在这些实验中以学生为主，教师为辅，培养学生的创新能力和实践能力。建立了完善的校企合作培养人才的机制，70%的毕业设计课题紧密结合实际；60%的学生参与综合性、创新性实验教学改革。学生综合性、设计性和创新性实验占总实验时间的60%，本专业每年指导完成了2-3项的省级大学生挑战杯和科技创新计划，20%的学生参与全国大学生科技创新大赛和创业计划大赛并获奖。
5.以科研促进教学，造就高水平的师资队伍
无机非金属材料工程专业的10多年发展过程始终以“以科研促进教学”为己任，极大地促进了师资队伍的建设。建立每年专业教师至少1-2次深入高技术企业学习新知识、交流和深造的常规机制，形成一支了解社会需求、教学经验丰富、热爱教学工作的高水平专兼结合的教师队伍。加强围绕无机新材料领域的人才培养与传统无机材料节能减排的教学实习环节，选择专业水平高的企业技术人员担任实习阶段的兼职教师。建立整合一只本专业领域多方向的具有较高技术水平的兼职教师队伍，承担本科生毕业设计和课程设计的教学任务，结合企业的生产实际选择出有针对性的技术任务开展指导工作。
通过对已毕业的无机非金属材料工程专业学生的就业率和就业质量的情况考核，证明目前培养模式效果良好。毕业生就业率近两年达到90%以上，相比2009届的88.68%，2010届的88.46%有明显提升。高就业率反映了提高学生工程实践能力的培养体系符合工程领域对人才需求，促进了行业发展，从而使无机非金属材料工程专业的厚基础、宽专业、强化工程实践的柔性培养效果得到了明显提升。
参考文献：
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