无机非金属材料专业

无机非金属材料专业（推荐8篇）

无机非金属材料专业 篇1

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)

无机非金属材料专业 篇2

(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.

[2]郑典慧.无机化学实验教学的改革思考[J].云南师范大学学报, 2004, 24 (4) :76-78.

[3]陈烨.借鉴质量管理模式规范实验教学管理[J].实验室研究与探索, 2000 (4) :110-113.

[4]曹小华, 张康华, 徐常龙, 等.强化C3H3元素培养提升学生综合素质[J].化学教育, 2008 (12) :58-60.

[5]陈晓耘.实验课中的C3H3与学生能力素质培养[J].重庆师专学报, 2000, 19 (1) :87-88.

[6]欧阳玉祝, 李佑稷, 石爱华.深化实验教学改革构建多层次实验教学体系[J].实验室研究与探索, 2009, 28 (10) :111-113.

[7]孙文斌.开放性创新实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索, 2006 (2) :149-151.

[8]李小昱, 王为, 胡波.研究型实验教学改革的探索与思考[J].实验室研究与探索, 2008, 27 (6) :105-107.

无机非金属材料专业 篇3

关键词：无机非金属材料；实验室开放；教学研究；综合性实验

无机非金属材料专业主要培养具备无机非金属材料特别是建筑材料科学与工程方面的知识，能够从事该领域的科学研究、技术开发、工艺和设备设计、建筑施工、监理、技术及经营管理等方面的高级工程技术人才。学生通过系统学习及专业训练，掌握该领域的基础理论、专业知识和基本技能，研究无机非金属材料及其复合材料的组成、结构与性能之间的关系，探索无机非金属材料的制备、加工工艺技术及性能测试评价。笔者结合无机非金属专业的特点和毕业生的就业方向，探讨和研究无机非金属材料专业的专业课实验教学，从调整课程设置、修改教学内容、改进考核方法、加大实验室的开放力度等几个方面进行了探讨性研究，提出了改革方案，为无机非金属材料工程专业实验教学改革提供了理论依据。

一、专业实验课的设置及实验内容

在20世纪90年代，高等学校的课程设置和教学内容都进行了改进，无机非金属材料专业经过调整后，把原有的胶凝材料、水泥工艺学、混凝土工艺学等专业课程的实验课的内容，统一调整为无机材料测试技术专业课的实验内容，由于无机材料测试技术课程实验学时较少，删除了现在无机行业使用较少的材料实验内容，如，石灰的消解温度、产浆量；石膏的性质、细度的比表面测定方法等实验内容，增加了一些新型材料的实验内容，这样能使学生及时掌握无机材料科学发展的方向，也增强了学生适应社会的能力。但是新型材料的发展，离不开基础材料，基础材料在无机材料的发展中起着重要作用，新材料及复合材料的实验也是在基础材料实验的基础上有所发展的，拼命地追求新材料的实验内容，忽略了基础实验和传统的实验内容，使得无机非金属材料专业学生在完成本科毕业论文阶段明显感觉到实验动手能力不足，在毕业后的工作中，表现出缺乏基础实验技能的训练。所以，基础材料的实验教学在实验课教学中尤为重要，专业实验课的实验内容更应重视基础材料的内容。

二、专业实验实行独立设课，引导学生重视实验课

高等学校的学生存在一个普遍的现象，重视理论课和考试课，忽视考查课和实验课。这种现象是中国应试教育模式的延伸，在这种教育模式下，学生习惯了考试，不适应考核与考查。只有把实验课与专业课分开，独立设置成一门课程，进行单独考核，单独计入学分，才能引起学生足够的重视，从而提高学生的专业技能。

在建筑领域对无机非金属材料的研究越来越广，各种新材料、复合材料大量更新。实验内容和实验工作量越来越大，在原来的基础上增加实验内容远远满足不了实验课的需求，所以无机材料专业的专业实验课应独立设课。课程时间设置成一段时间（一周或两周），课程应分三个阶段，第一阶段：学生必修实验内容（基础实验）；第二阶段：教师布置实验内容（综合性、设计性实验内容）；第三阶段：学生自主设计实验内容。通过这三个阶段的学习，学生能够把本科阶段的专业课以及专业基础课的内容贯穿起来，形成一个系统的知识链。

三、加大实验室的开放力度，培养学生的动手能力

要满足实验课独立设课的要求，实验室必须进行全面的开放，满足学生的实验需求。

在学生实验集中阶段，首先选一些验证性实验内容，并同时开放所有的实验室，学生可随时选做必修实验内容的任意一个，但是在规定时间内必须完成所有的必修内容。在这一阶段，要求学生熟悉必修试验项目涉及的实验仪器、原理、操作方法及国家的相关技术规程，掌握必修实验材料的技术性质。通过这一阶段的实践，使学生掌握基础材料的实验方法和评定方法，培养学生的动手能力。在第一阶段结束后，提交实验报告，教师布置下一阶段实验任务，这一过程也是必修内容，教师给定几个综合性试验或者设计性试验题目，学生分组选择后进行实验方案的设计，经教师同意后进行试验并写出实验报告。这一过程提高了学生的实验方案设计能力。最后，由学生根据自己的兴趣爱好提出实验题目、设计实验内容，经教师同意认可后，自行进行试验并提交报告。

学生经过这样一个过程后，使理论知识和实践技能有了衔接，同时也是对各门专业课知识的一个系统的总结，不但提高了理论水平，而且提高了学生的动手能力。

四、注重学科交叉渗透，开设综合性实验，提高学生的专业素质

无机非金属材料学涉及多学科领域，所以在专业实验教学过程中，应注重学科知识的交叉渗透。利用综合性试验项目，把许多相关的学科知识进行融合，使学生掌握相关知识，把理论与实践进行衔接。

在国家开展本科教学水平评估以来，学校为了提高本科教学质量，要求本科毕业设计题目是一人一题，不允许出现雷同论文。本科毕业设计时间持续一个学期，由教师命题，学生自主选择，然后根据自己的论文题目，设计实验方案。由于论文命题都是结合教师的科研内容和研究方向定的，所以实验内容除无机材料学外，还包括有机化学、无机化学、声、光、电、力学等多学科的方方面面。这时大多数学生显得很盲目。使学生在专业试验阶段掌握这些相关的实验内容，开设综合性试验、设计性试验就显得尤为重要。综合性、设计性试验能使学生对所学知识和感兴趣的知识进行整合和改进，在实验过程中掌握实践技能，培养学生的专业素质。

专业实验课改革和实践是一项长期的工作，它涉及相关学科的方方面面，是一项系统而艰巨的任务，必须寻求各方面的支持和帮助。无机非金属材料工程专业的毕业生分布在科研、生产、检测等不同领域，要使毕业生都能在自己的岗位上熟练地发挥自己的特长，充分发挥自己的潜能，是我们教学研究要达到的目的。为了达到这一目的，就要不断进行教学研究，探索无机非金属专业的教学改革和建设，培养学生理论联系实际的能力，增强分析问题、解决问题的能力，开发学生的潜在能力，把学生培养成实用型人才。

参考文献：

[1]陈桂华.材料化学专业实验教学研究[J].洛阳师范学院学报，2009：150-151.

[2]张刚.环境科学专业实验课教学改革探讨[J].实验室科学，2009（2）：44-46.

[3]肖佳.土木工程材料开放性试验教学研究与实践[J].长沙铁道学院学报：自然科学版，2006（2）：83-84.

[4]彭永臻.环境工程实验专业基地建设的研究与实践[J].实验室技术与管理，2006（7）：5-7.

无机非金属材料专业 篇4

对无机非金属材料工程专业，招聘企业给出的工资面议最多，占比100%;应届毕业生工作经验要求的最多，占比50%;本科学历要求的最多，占比50%。截止到 20xx年12月24日，322130位无机非金属材料工程专业毕业生的平均薪资为4995元，其中应届毕业生工资3545元，0-2年工资4245元，以上工资1000元，3-5年工资5330元，6-7年工资6813元，8-10年工资7691元。无机非金属材料工程专业在专业学科中属于工学类中的材料类，其中材料类共17个专业，无机非金属材料工程专业在材料类专业中排名第12，在整个工学大类中排名第84位。

无机非金属材料1 篇5

1.无机非金属材料：是以某些元素的氧化物，碳化物，10.石英在陶瓷生产中发挥的主要作用。7.试述陶瓷三大原料之一的长石的化学式、结构式氮化物，卤素化合物，硼化物以及硅酸盐，铝酸盐，答：①在烧成前是瘠性原料，可对泥料的可塑性起调节作及作用。

磷酸盐，硼酸盐等物质组成的材料，是除有机高分用，能降低坯体的干燥收缩，缩短干燥时间并防止坯体变答：化学式子材料和金属材料以外的所有材料的统称。形。结构式

2.熔块釉：在制釉过程中，把一些毒性原料或易溶于②在烧成时，石英的加热膨胀可部分抵消坯体收缩的影响，钾长石K2O·Al2O3·6SiO2水的原料预先制成不溶于水或微溶于水、无毒的硅当玻璃质大量出现时，在高温下石英能部分熔解于液相中，K[AlSi3O8]

酸盐熔块。增加熔体的粘度，而未熔解的石英颗粒，则构成坯体的骨钠长石Na2O·Al2O3·6SiO2

3.生料釉：直接以釉料配方称料混合磨细的釉料。架，可防止坯体发生软化变形等缺陷。Na[AlSi3O8]

4.二次烧成：分两种，一种是“高温素烧，低温釉烧”，③在瓷器中，石英对坯体的力学强度有着很大的影响，合钙长石CaO·Al2O3·2SiO2一种是“低温素烧，高温釉烧”，目的是为了减少釉理的石英颗粒能大大提高瓷器坯体的强度，否则效果相反，Ca[Al2Si2O8]

面和产品的其他缺陷。同时，石英也能使瓷坯的透光度和白度得到改善。钡长石BaO·Al2O3·6SiO2

5.开始烧结温度：粘土在加热过程中，体积开始剧烈④在釉料中二氧化硅是生成玻璃质的主要成分，增加釉料Ba[Al2Si2O8]

变化气孔率明显减少时的温度。中石英含量能提高釉的熔融温度，并减少釉的热膨胀系数。①长石在高温下熔融，形成粘稠的玻璃熔体，是

6.示性矿物组成：坯料配方组成以纯理论的粘土，石同时它是赋予釉以高的力学强度、硬度、耐磨性和耐化学坯料中碱金属氧化物（K2O、Na2O）的主要来源，英，长石等矿物来表示的方法。侵蚀性的主要因素。能降低陶瓷坯体组分的熔化温度，有利于成瓷和

7.耐火度：材料在高温下，虽已发生软化而没有全部

三、问答题 降低烧成温度 ②熔融后的长石熔体能溶解部分熔融，在使用中所能承受的最高温度。1.试述坯—釉中间层对坯釉适应性的影响。高岭土分解产物和石英颗粒 ③长石熔体能填充

8.触变性：粘土泥浆或可塑泥团在静置以后变稠或凝答：①降低了釉的膨胀系数，消除釉裂②若中间层生成了于各结晶颗粒之间，有助于坯体致密和减少空隙 固，当受到搅拌或振动时，粘度降低而流动性增加，与坯体性质相近的晶相，则有利于坯釉结合；反之，则不④在釉料中长石是主要的熔剂 ⑤长石作为瘠性再放置一段时间后又能恢复原来状态，这种性质称利于坯釉结合③有熔解了部分坯体表面，并渗入坯体，坯原料，在生坯中还可以缩短坯体干燥时间，减少为触变性。釉接触面积增大，有利于釉的粘附，增加了坯釉适应性。坯体的干燥收缩和变形等。

9.混凝土：是由胶凝材料，水和粗，细骨料按适当比2.试述陶瓷工业用二氧化硅原料主要结晶矿物—石英随温8.试述提高坯料可塑性的措施。

例配合拌制成拌合物，经一定时间硬化而成的具有度变化发生晶型转化的情况。答： 提高坯料可塑性的措施有：①将粘土原料进所需形状，强度和耐久度的人造石材。答：石英类原料在加热过程中会发生复杂的多晶转变，同行淘洗或长期风化 ②将润湿的粘土或坯料长期

10.水泥：加入适量水后可形成塑性浆体，既能在空时伴随体积变化，这是使用石英类原料时必须注意的一个陈腐 ③将泥料进行真空连泥 ④加入无机或有机气中硬化又能在水中硬化，并能将砂，石等材料牢重要性质。具体见书无非材料22页 塑化剂。

固地胶结在一起的细粉状水硬性胶凝材料。3.试述我国传统细瓷生产的主要原料—瓷石的主要成分及9.试述陶瓷配料的主要依据。

二、简答题 其作用。答：①充分考虑产品的物理化学性能和使用性能

1.简述釉的组成（按其在釉中所起的作用）。答：绢云母、石英为主要成分或未风化岩石状矿物是多种要求 ②参考前人的经验和数据 ③了解各种原料答：① 网络形成剂：作用是氧化物在釉层中以四面状物的集合体，石英40~40%；长石 5~30%；绢云母15~30%；对产品性能的影响 ④应满足生产工艺的要求⑤ 体的形式相互结合的不规则网络 高岭石 0~10%。可塑性不高，结合强度大，但干燥速度了解原料的品味、来源和到厂价格。

②助熔剂：这类成分能促进高温分化反应，加速高快，一般玻化温度在1150~1350C之间，烧成温度较宽。烧10.试述釉料配方常用的助熔剂并给出使用注意事熔点晶体化学键的断裂和生成共熔物。成时能生成莫来石及玻璃相，起促进成瓷及烧结作用，还项。

2.在陶瓷生产中对坯料质量有哪些基本要求？ 可以用于配制釉果。答：① CaO主要由方解石、大理石、白云石、答：要求有：配方准确，组分均匀，细度合理，气4.试述玻璃的两大结构学说，并比较两者的不同。石灰石、白垩、硅石灰、钙长石等引入。一般用孔少。答：玻璃的两大结构学说，是晶子学说和无规则网络学说。量不超过18%，否则导致釉层湿透，形成无光釉 ②

3.简述真空练泥的作用。晶子学说认为玻璃是由无数“晶子”所组成。晶子是具有MgO主要由菱镁矿、白云石、滑石等引入。以菱答：可排除泥饼中的残留空气，提高泥料的致密度晶格变形的有序排列区域，分散在无定形介质中，从“晶镁矿引入时，MgO用量一般不超过3%，否则釉面和可塑性，并使泥料组织均匀，改善成形性能，提子”部分到无定形部分是逐步过渡的，两者之间并无明显难以控制，与CaO同时引入时，对于高温瓷来说高干燥强度和成瓷后的力学强度。界限。无规则网络学说认为像石英晶体一样，熔融石英玻一般应使CaO/MgO摩尔比小于1 ③ Li2O、Na2O、4.简述耐火材料的使用性质。璃的基本结果单元也是硅氧四面体[SiO4]，石英玻璃是由K2O来源于锂云母、锂辉石、钛酸锂、硅酸锂、答：耐火度，荷重软化温度，高温体积稳定性，耐[SiO4]作为结构单元，相互连接而成的三度空间网络，但锆酸锂、碳酸锂等。Li2O引入少量效果就很好，热震性，抗渣性，耐真空性，制品形状规整性和尺[SiO4]的排列是无序的，缺乏对称性和周期性的重复，故Na2O与K2O一般同时引入，其最佳摩尔比为2~4寸的准确性。不同于晶态石英结构。前者强调了不连续性、微不均匀性④ZnO直接以氧化锌或碳酸锌引入，一般用量

05.简述陈化的作用。和有序性；后者强调了玻璃中多面体间排列的连续性、均不宜过多，且ZnO在使用前，要经过1250~1280C

答：陈化即陈腐，作用有：使坯料中水分更加均匀，匀性和无序性。的高温煅烧⑤PbO其有毒，且易挥发，对提高坯料的可塑性，5.试述粘土在陶瓷生产中的主要作用。生铅釉，如果操作不当，易被还原，使釉面呈现

6.玻璃退火和淬火的目的是什么？各包括几个阶答：粘土在陶瓷中的作用：①粘土可塑性是陶瓷坯泥赖以灰黑色。一般做熔块釉使用⑥ B2O3 由硼砂、段？ 形成的基础②粘土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性硼酸、硼钙石、硼镁石、方硼石引入。用量适当答：退火的目的是为了减小和消除玻璃的永久应力③粘土一般是细分散颗粒，同时具有结合性，这可在坯料否则热膨胀增大，并降低釉的耐酸和抗水侵蚀能

0和提高玻璃的光学均匀性，包括加热，保温，慢冷，中结合其它瘠性原料使坯料具有一定干燥强度，有利于坯力。B2O3在1000C左右时挥发加快，故在配方设

快冷四个阶段。淬火的目的是？ 体的成形，另细分散度颗料与较细瘠性原料相结合，且可计时，需要考虑此项损失⑦BaO 有碳酸钡、7.粘土矿物的按照成因分类。得到较大堆积密度而有利于烧结④Al2O3 形成莫来石，决定硫酸钡、氯化钡引入。钡的化合物大部分有毒，答：可分为：①原生粘土：是母岩风化崩解在原地烧成程度⑤粘土形成陶瓷主体原料。使用时注意。

残留下来的粘土②次生粘土：是由风化形成的粘土，6.试述轻质耐火材料的优缺点，并列举至少三个生产轻质耐

经雨水河流的冲刷与漂流及有时外加风力的作用以火材料的方法。

后，迁移到盆地或水流缓慢的湖泊沼泽地沉积下来，答 ：轻质耐火材料优点是，热导率低，可节省材料消耗；

而形成的粘土层。可以快速升温和冷却，提高设备生产效率；减轻炉体质量；

8.坯料的类型有哪些？ 降低环境温度，改善劳动条件。缺点是，气孔率较大，组

答：有长石瓷，绢云母瓷，骨灰瓷，滑石瓷。织疏松，抗渣性能差，熔渣会很快地侵入砖体气孔内，使

9.玻璃的通性是什么？ 之碎裂；力学强度低，耐磨性能差；热稳定性不好。生产

无机非金属材料工艺学试题 篇6

一、名词解释

1.澄清剂：凡在玻璃熔制过程中能分解产生气体，或能降低玻璃黏度，促进排除玻璃液中气泡的物质称为澄清剂。（作用：排除气泡。）

2.烧成：通常是指将初步密集定形的粉块(生坯)经高温烧结成产品的过程。其实质是将粉料集合体变成致密的、具有足够强度的烧结体，如砖瓦、陶瓷、耐火材料等。

3.玻璃形成体：能单独形成玻璃，在玻璃中能形成各自特有的网络体系的氧化物，称为玻璃的网络形成体。

4.玻璃中间体：一般不能单独形成玻璃，其作用介于网络形成体和网络外体之间的氧化物，称之为中间体.5.玻璃调整体：凡不能单独生成玻璃，一般不进入网络而是处于网络之外的氧化物，称为玻璃的网络外体。它们往往起调整玻璃一些性质的作用。

6.凝结时间：水泥从加水开始到失去流动性，即从流体状态发展到较致密的固体状态，这个过程所需要的时间称凝结时间。7.坯、釉适应性：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、不剥脱的能力。8.玻璃熔化：玻璃配合料经过高温加热转变为化学组成均匀的、无气泡的、并符合成型要求的玻璃液的过程。

9.IM：铝率又称铁率，其数学表达式为： IM = Al2O3/Fe2O3 铝率表示熟料中氧化铝与氧化铁含量的质量比，也表示熟料熔剂矿物中铝酸三钙与铁铝酸四钙的比例。

10.SM：硅率，又称为硅酸率，其数学表达式是：SM=SiO2/(Al2O3+Fe2O3)硅率是表示熟料中氧化硅含量与氧化铝、氧化铁之和的质量比，也表示了熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例。

11.石灰饱和系数KH：是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙(C3S十 C2S)所需的氧化钙量与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需的氧化钙含量的比值。

12.萤石含率：萤石含率指由萤石引入的CaF2 量与原料总量之比，即：萤石含率=萤石含量×CaF2含量/原料总量×100％ 13.水泥硬化：凝结过后，水泥浆产生明显的强度并逐渐发展成为坚硬的固体，这一过程称为水泥的硬化。

14.水泥安定性：是指水泥浆硬化后体积变化是否均匀的性质 15.泥浆的触变性：是指泥浆在静置后变稠，而一经搅拌又立即恢复流动的性质。

16.水泥的烧结范围：是指水泥生料加热至出现烧结所必需的、最少的液相量时的温度(开始烧结温度)与开始出现结大块(超过正常液相量)时的温度差值。

17.可塑的性：是指具有一定细度和分散度的黏土或配合料，加适量水调和均匀，成为含水率一定的塑性泥料，在外力作用下能获得任意形式而不产生裂缝或破裂，并在外力作用停止后仍能保持该形状的能力。

18.坯式：根据坯和釉的化学组成计算出各氧化物的分子式，按照 碱性氧化物、中性氧化物和酸性氧化物的顺序列出它们的分 子数。这种式子称为坯式或釉式。

二、填空题

1.陶瓷的显微结构由结晶相、气孔 和 玻璃相 组成。2.水泥强度：抗压强度、抗折强度。

3.硅酸盐水泥熟料中含有 C3S、C2S、C3A、C4AF 四种矿物。4.根据各氧化物在玻璃结构中所起的作用，一般可将他们分为 网络形成体、中间体 和 网络调整体三类。

5.根据成型方法的不同，陶瓷坯料通常分为： 注浆坯料、可塑坯料 和 压制坯料三类。

6.玻璃的质量缺陷主要有 气泡、条纹 和 结石。7.陶瓷的主要组成相为 晶相、晶界、气孔 和 玻璃相。

8.玻璃的熔制过程包括 烧结物的形成、玻璃液的形成、玻璃液的澄清、玻璃液的均化、玻璃液的冷却 五个阶段。9.玻璃的熔化过程：玻璃液的澄清、均化。10.水泥生产的主要原料有石灰石、黏土和铁粉。

11.陶瓷的成型方法分为可塑法成型、注浆法成型 和 干压法成型 三大类。

12.水泥熟料的三个率值分别为 KH、SM、IM。

13.硅酸盐水泥熟料由 氧化钙、氧化硅、氧化铝、氧化铁 四种氧化物组成。

14.陶瓷的主要原材料有粘土、石英、长石三部分。

15.影响水泥水化速率的主要因素有 熟料矿物组成、水灰比、细度、养护温度和外加剂。

16.从结构上看，陶瓷是由 结晶 物质、玻璃态 物质和 气孔 组成。17.硅酸盐水泥的基本组成材料为 熟料、石膏。

18.陶瓷生产中的温度制度包括 升温速度、烧成温度、保温时间及 冷却速度。

19.烧成制度：温度、压力、气氛。

三、简答题

1、石膏在水泥中的作用？

答：石膏的作用主要是调节凝结时间，而且适量的石膏对提高水泥强度有利，尤其是早期强度；但石膏的量不宜过多，否则会使水泥产生体积膨胀而使强度降低，甚至影响水泥的安定性。

2、玻璃的光学性质 答：（1）折射率

（2）色散（折射率随波长变化而变化的现象）

（3）玻璃的反射、吸收、透过

3、玻璃生产过程中的率值：

答：含水率、芒硝含率、萤石含率、煤粉含率、纯碱挥散率、碎玻璃掺入率

4、玻璃退火工艺 玻璃退火工艺可分为四个阶段：加热阶段、均热阶段、慢冷阶段和快冷阶段。

5、水泥体积安定性的影响因素？ 答： f-CaO，MgO，SO3和冷却速率。

6、玻璃的粘度与成分的关系

答：1．SiO2、Al2O3、ZrO2含量升高，粘度增大；

2．碱金属氧化物R2O含量升高，粘度降低； 3．碱土金属氧化物MO含量升高，粘度增大； 4．PbO、CdO、Bi2O3、SnO含量升高，粘度增大；

5．Li2O、ZnO、B2O3含量升高，增加低温粘度，而降低高温粘度。

7、陶瓷压制坯料质量要求

答：1．配方准确； 2．混合均匀； 3．粒度符合工艺要求；

4．含较少气体； 5．干坯强度大（可塑料）；6．悬浮性和流动性好（注浆料）；7．自由堆积密度尽量大（压制料）。

8、黏土原料的工艺性质有哪些？

答：可塑性、结合性、离子交换性、触变性、膨化性、收缩、烧结温度与烧结范围和耐火度。

9、陶瓷注浆坯料应满足哪些要求？

答：（1）流动性好（2）悬浮性好（3）触变性适当（4）滤过性好

10、玻璃的通性？

答：（1）各向同性（2）介稳性（3）无固定熔点（4）固态和熔融态间转化的渐变性和可逆性（5）性质随成分变化的连续性和渐变性

11、生产低热硅酸盐水泥的矿物组成应如何调整？

答：在硅酸盐水泥熟料的四种矿物中，水化热顺序为：C3A＞C3S＞C4AF＞C2S，因此，可降低C3A含量、适当降低C3S含量，达到降低水泥水化热之目的。

12、生产普通陶瓷的主要原料及其作用？

答：石英——骨架； 粘土——成型与烧成性能； 长石——熔剂物质。

13、游离氧化钙产生的原因：

答：（1）欠烧游离氧化钙（欠烧f-CaO）

熟料煅烧过程中因欠烧、漏生，在1100~1200℃低温下形成（2）一次游离氧化钙（一次f-CaO）

因配料不当、生料过粗或煅烧不良，尚未与S、A、F反应而残留的CaO（3）二次游离氧化钙（二次f-CaO）

熟料慢冷或还原气氛下，C3S分解而形成的

14、四种矿物性能比较

答：28d内绝对强度：C3S＞C4AF＞C3A＞C2S 水 化 速 度：C3A＞ C4AF＞ C3S＞C2S 水 化 热： C3A＞ C3S＞ C4AF＞ C2S

15、预均化技术有哪些？ 答：纵向堆料，横向取料。（1）预均化堆场：圆形和矩形

（2）预均化库

（3）端面切取式预均化库（DLK库）

（4）其他简易预均化库

16、釉料配料原则（依据）： 答：

1、根据坯体的烧结性质确定；

2、根据坯体的膨胀系数确定；

3、根据坯体的化学性质确定；

4、正确选用原料（石英、长石、滑石、高岭土）

17、泥料产生塑性机理

答：

1、可塑性是由于粘土-水界面键力作用的结果

2、颗粒间隙的毛细管作用对粘土粒子结合的影响

3、可塑性是基于带电粘土胶团与介质中离子之间的静电引力和静电斥力作用的结果

18、烧成过程中变形的因素：

答：（1）配料中溶剂原料过多；（2）成型设计不合理；（3）装窑不当；（4）不平；（5）过烧。

19、粘土的烧结性能：

答：

1、当粘土试样加热到800℃以上时，体积开始剧烈收缩，气孔率明显减少，其对应温度称为开始烧结温度T1；

2、温度继续升高，液相量增加，气孔率降至最低，收缩率最大，其对应温度称为烧结温度T2。

3、若继续升温，试样将因液相太多而发生变形，其对应的最低温度称为软化温度T3。T3与T2的温度差即烧结范围

四、论述题

1、论述生料在煅烧过程中的物理化学变化

答：（1）干燥与脱水——干燥是物理水的蒸发，脱水是粘土矿物分解放出化合水；

（2）碳酸盐分解——MgCO3 = MgO十 CO2，CaCO3 = CaO十CO2；（3）固相反应——形成低钙矿物；

（4）液相和熟料的烧结——出现液相，C3S等形成，形成熟料；（5）熟料冷却——熟料温度降低至室温。

2、论述影响玻璃化学稳定性的因素

答：（1）玻璃的组成 玻璃网络完整性愈高，网络外离子愈少，玻璃化学稳定性愈好。

（2）侵蚀介质的种类 水汽侵蚀能力大于水。弱酸的侵蚀能力大于强酸，因前者中含水多。碱的侵蚀受阳离子吸附能力，OH-浓度以及生成的硅酸盐溶解度三方面影响。

（3）热历史 急冷玻璃较慢冷玻璃网络疏松，其中的离子迁移较容易，因而急冷玻璃的化学稳定性较差；玻璃退火时，若发生析碱，去除表面碱层后，则在玻璃表面形成富硅层，而提高玻璃化学稳定性。（4）温度压力的影响 室温下玻璃相对稳定。但加温加压后，水的电离大大增加，侵蚀作用加剧，0℃～100℃范围内，温度每升高20K，侵蚀作用增大10倍。

3、论述拟定陶瓷烧成制度的一般原则 答：⑴ 坯料在加热过程中的形状变化

通过分析坯料在加热过程中的形状变化，初步得出坯体在各温度或时间阶段可以允许的升、降温速率等。这些是拟定烧成制度的重要依据之一。

⑵ 坯体形状、厚度和入窑水分

同一组成坯体，由于制品的形状、厚度和入窑水分的不同，升温速度和烧成周期都应有所不同。壁薄、小件制品入窑前水分易于控制，一般可采取短周期快烧，大件、厚壁及形状复杂的制品升温不能太快，烧成周期不能过短。坯体中含大量可塑性粘土及有机物多的粘土时，升温速度也应放慢。有学者根据不稳定传热过程的有关参数推算出，安全升、降温的速度与陶瓷坯体厚度的平方成反比。

⑶ 窑炉结构、燃料性质、装窑密度

它们是能否使要求的烧成制度得以实现的重要因素。所以在拟定烧成制度时，还应结合窑炉结构、燃料类型等因素一道考虑，也就是把需要的烧成制度和实现烧成制度的条件结合起来，否则先进的烧成制度也难以实现。

⑷ 烧成方法

同一种坯体采用不同的烧成方法时，要求的烧成制度各不相同。日用瓷的素烧温度总是低于本烧的温度。釉面砖素烧的温度往往高于釉烧的温度。一些特种陶瓷可在常压下烧结外，还可用热压法、热等静压法等一些新的方法烧成。热压法及热等静压法的烧成温度比常压烧结的温度低得多，烧成时间也可缩短。因此拟定烧成制度时应同时考虑所用的烧成方法。

4、论述影响水泥生料易烧成的主要因素

①．生料的潜在矿物组成。

②．原料的性质和颗粒组成：原料中石英和方解石含量多，难烧，易烧性差；结晶质粗粒多，易烧性差。

③．生料中次要氧化物和微量元素：含少量，有利于熟料形成，易烧性好，但含量过多，不利于煅烧。

④．生料的均匀性和生料粉磨细度：生料均匀性好。粉磨细度细，易烧性好。

⑤．矿化剂：掺加各种矿化剂，均可改善生料的易烧性。⑥．生料的热处理：生料的易烧性差，就要求烧成温度高，煅烧时间长。生料煅烧过程升温速度快，有利于提高新生态产物的活性，易烧性好。

⑦．液相：生料煅烧时，液相出现温度低，数量多，液相粘度小，表面张力小，离子迁移速度大，易烧性好，有利于熟料的烧成。

⑧．燃煤的性质：燃煤热值高、煤灰分少、细度细，燃烧速度快，燃烧温度高，有利于熟料的烧成。

⑨．窑内气氛：窑内氧化气氛煅烧，有利于熟料的形成。

5、论述硅酸盐水泥熟料的矿物组成和性能

（1）C3S 性质：凝结时间正常，水化较快，放热较多，早期强度高且后期强度增进率较大。28d强度可达1年强度的70%～80%，28d强度和1年强度在四种矿物中均最高，但水化热较高，抗水性较差。2150℃ ～1250℃稳定存在，1250℃以下分解为C2S＋和CaO，速率很慢，故室温下呈C3S介稳状态存在。

（2）C2S性质：水化反应较慢，28d仅水化20%左右。凝结硬化缓慢，早期强度较低，但后期强度增长率较高，在1年后可赶上阿利特。贝利特的水化热较小，抗水性较好

（3）C3A性质：水化迅速，放热多，易使水泥急凝，硬化快，强度3d内发挥出来，但绝对值不高，以后几乎不增长，甚至倒缩，干缩变形大，需加石膏等作缓凝剂。抗硫酸盐性能差。

（4）C4AF 性质：水化速度早期介于C3A~C3S之间，但随后发展不如C3S，早期强度类似于C3A，后期还能不断增长，类似C2S 抗冲击性能和抗硫酸盐性能好，水化热较C3A低，但难磨 道路水泥和抗硫酸盐水泥中，C4AF含量应高为好。

6、玻璃熔制的过程及其影响因素？

答：（1）过程：烧结体的形成；玻璃液的形成；玻璃液的澄清；玻璃的均化；玻璃液的冷却

（2）影响因素：a.玻璃组成；

b.玻璃液的粘度、表面张力；

无机非金属材料专业 篇7

最近十多年来, 材料科学与工程专业的高等教育的发展非常迅速, 很多高校相继对原有的与材料科学与工程相关的各个二、三级学科进行了合并或调整, 也有不少高校从无到有相继开办了材料专业, 相应的材料科学与工程专业的教学改革也取得了很大的进展。由于材料专业自身的壮大发展和各地经济发展的不平衡, 材料专业的教改也引起了学校内外的广泛关注[1]。全面来看, 在已经进行的教育教学改革研究中, 对理论教学的课程体系改革力度较大, 而对实验教学课程体系的研究还远远不能满足现代工程教育以及社会急需的创新人才培养的需要。

根据化学组成和显微结构特点, 材料可分为金属材料 (metal materials) 、无机非金属材料 (inorganic non-metallic materials) 、有机高分子材料 (polymeric materials) 和复合材料 (composite materials或composites) [2]四大类。其中无机非金属材料是由硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐、磷酸盐、锗酸盐等原料和 (或) 氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物、卤化物等原料经一定的工艺制备而成的材料, 是除金属材料、高分子材料以外所有材料的总称。它与广义的陶瓷材料有等同的含义[3]。“陶瓷”一词和“ceramics” (来自希腊字keramos, 意为用火烧成的制品) 同样具有有狭义 (陶瓷与瓷器) 和广义 (无机非金属材料) 的双重含义[4], 人们一般常提到的陶瓷是指狭义的陶瓷, 本文讨论的材料专业的实验中所提到的陶瓷也是指其狭义概念的部分。

材料专业属于工科类, 设置有较多的实验教学也是其突出特征, 大部分院校也都比较重视学生实践和动手能力的培养, 所以开设的实验课程比较多。对于实验体系的建设, 各个院校越来越认识到大力改革实验教学的形式和内容的重要性和紧迫性, 纷纷采取各种办法和措施手段以鼓励实验管理部门及其组织管理者积极开设综合设计性、创新性实验和研究型课程, 鼓励本科生参与科研活动。为此, 有的院校确定无机非金属材料专业实验体系建设以开设综合性实验为基本模式, 压缩、减少验证性实验的数量和比例, 适当增加学生自主设计实验步骤的实验, 加强与外部的联系合作, 利用现代技术手段改进实验教学方法, 建设起立体化的无机非金属材料专业实验教学体系。本科材料专业大多单独开设有普通物理实验、无机化学实验、物理化学实验、材料科学基础实验、材料工程基础实验、专业方向实验等实验课程, 总学时数一般为200个左右。前5门实验课程属于学科基础或专业基础方面的, 不少院校的材料类专业基本上都开设, 探讨的已经比较多了, 相对也比较成熟, 很多已有正式出版或已成体系的实验教材或指导书。而作为包括无机非在内的各个专业方向的专业实验体系都在不断地建设和探索完善过程中。本课题小组试图对无机非方向专业实验中的陶瓷实验进行一些探讨。

2 陶瓷实验设置应考虑的几个问题

材料学从本质上来说是一门实验科学。专业实验可以增加学生的感性认识、培养学生分析解决实际问题的能力、强化工程素质、启迪创新思维和创造能力, 可以培养学生探索材料本质、开发新材料和解决实际生产问题的综合素质和能力。以往的实验多为验证性实验, 学生按实验指导书的要求按设定的步骤进行操作, 得到预期的实验现象和结果。这种实验方式不能激发学生的兴趣, 不利于调动学生的积极性和创造性, 学生在实验过程中始终处于被动地位, 为此, 确定材料科学与工程专业实验改革以开放实验室、开设综合性实验为基本思路, 减少验证性实验的数量和比例, 适当增加学生自主设计实验步骤的实验, 加强与企业、科研院所和兄弟学校的联系合作, 打造立体化的材料专业实验教学体系。因此, 专业实验教学的改革, 包括实验教学体系的改革、实验教学内容的整合更新、利用现代技术手段改进教学方法等, 是高教改革的重点和难点之一。

陶瓷方面的实验项目很多, 尤以材性检测类的为最多。例如仅就陶瓷物性检测方面的实验项目各版本的实验指导书就列出了气孔率、吸水率、白度、光泽度、透光度、显微硬度等等的测定实验[5,6,7]。还有一些诸如无机粉体的制备实验等也属于陶瓷实验的范畴, 然而在前面开设的材料科学基础实验或材料工程基础实验中已有开设或涵盖, 在这里不作讨论。

第一, 首先要明确无机非方向的陶瓷方面的实验要解决什么样的问题。或者说要让无机非方向的同学通过陶瓷实验了解些什么内容。通过陶瓷实验可以让学生了解陶瓷的生产工艺和产品检测以及新品种开发方面的基本知识和要求, 培养学生的实践动手能力。生产工艺和新产品开发方面的内容包括原料的选择与制取、配料设计、坯体和釉料的制备、半成品的干燥与陶瓷的煅烧等。而各类检测项目则包括:过程质量控制和产品质量检验等。

第二, 要充分认识陶瓷生产工艺的突出特点, 分清主次, 抓住重点, 合理安排具体的实验项目。人们在以往的研究和生产实践中发现, 不管是无机非金属材料还是有机材料, 或者是金属材料, 各种类型的材料在很多方面都有着或多或少的联系和区别。单纯无机非金属类材料领域也是这样的情况, 只不过是有更多共性的东西, 如原料的选择、配料设计、窑炉煅烧等。但对于陶瓷部分来说, 与其他各种类型材料相比起来最大的不同 (或者说显著的特点) 是施釉和装饰[8]。施釉本身也具有装饰作用, 但又不完全是装饰, 有其具有必不可少的实用价值。施釉作用在于可以改善陶瓷制品的表面性能, 使制品表面光滑, 对液体和气体具有不透过性, 不易沾污;其次, 可以提高制品的机械强度、电学性能、化学稳定性和热稳定性[9], 还可以扩大原料的使用范围并提高产品等级等[10]。装饰可使陶瓷既具有实用性又具有艺术感, 从而改善制品的外观质量和提高产品等级。不仅如此, 装饰尚能扩大坯用原料的来源[11]。因此, 陶瓷实验的设置应围绕施釉和装饰这两点展开, 即在确定陶瓷方面的实验项目时釉料的制备、施釉以及陶瓷的装饰要重点考虑。陶瓷的另一个主要特点是成型。陶瓷坯体的成型可以分为注浆成型 (Slip Casting) 、塑性成

型 (Plastic Making) 和压制成型 (Dry and Semi-Dry Pressing)

三种[12]。陶瓷在成型方面与其他类型的材料的生产工艺相比较起来差异也比较大, 也需要加以注意。另外陶瓷所用原料种类多, 坯体干燥和烧成过程控制要求严格, 因为最终产品一经煅烧完成再无补救的办法, 即不合格的产品不可能再回到生产流程中去重新参与配料利用了。最后就是其成品检验与其他无机非产品的也很不相同。当然还有粘土的可塑性、颗粒的流动性也经常在陶瓷生产中用到。以上几方面的内容在开设陶瓷实验时根据各院校自身的具体情况进行筛选, 但作为一个完整的陶瓷实验模块, 在安排其组成部分的时候, 尽量考虑其连贯性, 以使陶瓷实验部分完整系统。

第三, 尽量将陶瓷类的实验设置成设计性或综合性实验。陶瓷实验一般安排在大三或大四学年进行, 大多数的必修课程同学们都已经学习过或正在学习, 他们已经具有了不少的专业理论和实验理论知识, 也具备了一定的实验设计能力和动手能力, 如果时间和其它实验条件具备的话, 尽量采用设计性的综合实验。安排不同组别的同学制备不同的陶瓷品种, 例如建筑卫生瓷、电瓷、透明瓷、医用瓷、彩色瓷、化工瓷等等。从原料选择、配料设计开始, 依次进行原料的加工处理、粉体 (或浆料) 制备、成型、干燥到烧成和成品检验。设计性实验往往容易激发学生的探索和求知欲望, 学生的热情高, 一般都能够积极主动地参与到实验中来。设计性实验之所以能够激发学生的参与热情, 究其原因说明大多数人都有创造和探求新知识的冲动和欲望。所以在专业课的实验阶段, 在时间和其它实验条件许可的情况下, 尽量采用设计性 (综合) 实验为好。实验宜安排在相关的专业知识刚刚学完之际。根据各个院校实验计划课时数的安排, 在内容上不可能都安排出来, 要做到有所取舍, 在时间安排上也应有所侧重或涉猎、涵盖。

另外, 可以考虑将陶瓷实验项目和内容适当地趣味化, 以提高学生的学习兴趣。大家都知道, 兴趣是学习和工作的最好的老师。如果对所学对象没有兴趣, 就根本谈不上高质量、高效率地学习[13]。相较于其它方面的实验, 陶瓷实验应相对容易做到趣味化。例如, 可以安排学生通过实验做一个具有一定纪念意义的或者具有一定装饰作用的小物件。当然实验的内容和深度一定要符合课程实验大纲和培养目标要求, 不要将完整的教学内容和严肃的教学过程完全游戏化和空泛化。

3 结语

在大学毕业生就业形势日益严峻的今天, 如何培养适合社会需求的复合型人才, 如何提高教学质量, 对学校提高办学水平和声誉度至关重要。在规划、设定培养目标和制定培养计划以及进行具体课程内容设置的时候, 一定要实事求是从学生的实际出发, 仔细认真地去研究材料专业的教育教学规律, 切实把每一部分开设的内容最大限度的符合培养目标要求和切合实际需要。材料专业的工科性质决定了其需要设定的教学内容一定要理论联系实际, 把实践环节纳入教学内容与课堂教学, 切实做到培养学生的实际动手能力, 提高学生综合素质, 以更好地适应市场需求[14]。

无机非金属材料专业 篇8

料是一种具有优良性能的能源材料，其在我国的经济发展中占有非常重要的地位，其不论是在建筑领域、信息技术领域还是在科研领域等都有着非常重要的作用，所以对于无机非金属材料要加紧其研发的力度，以适应当前社会发展的需要。以下就主要的对无机非金属才来的应用现状和其未来的发展的趋势做研究分析。

关键词：无机非金属；应用现状；发展趋势；探析

随着我国经济的不断的发展，各个领域对于能源的需求量随着不断地增大，无机非金属材料在各个行业的发展中有着非常重要的作用，无机非金属材料的良好的发展将对于我国经济发展有着非常重要的作用，所以要加快无机非金属材料的研究开发，为我国国民经济的发展做保障。

1、无机非金属材料概况

当前无机非金属材料已经在各个行业得到了广泛的应用，无机非金属材料主要的有以下几个方面的优点：整体性，无机非金属材料具有比较稳定的化学性质，其一般不容易发生老化和风化现象，在耐久性和有效性上也符合要求的标准，具有很强的整体性。防水性能，无机非金属材料的结构非常紧密，具有较好的防水渗透能力，其可以有效的防止雨水和地下水的渗透；防火性能，因为该材料本身为无机物，其是属于非燃烧类的材料；耐候性强，无机非金属材料使用的面积比较广泛，其广泛的应用于温带、热带和寒带，并且还能够在干燥、潮湿等气候比较差的环境中起作用；抗腐蚀性，无机非金属材料的化学特性和物理特性决定其具有一定程度的防腐性；

2、无机非金属材料应用现状

2.1传统无机非金属材料存在的问题

我国传统的无机非金属材料在发展的过程中存在着很多的问题：首先其产品的等级比较低，在传统的无机非金属材料中，大多数的产品的等级都是比较低的，比如：水泥的质量，我国水泥的平均的强度仅为50%，而发达国家的水泥平均的强度占90%，其质量严重的不合格；其次是资源的消耗和能源的消耗比较高，由于当前资源的无序的开发和未充分的利用，造成了没必要的能源的浪费，在其能耗上更是有着大量的消耗。相应的资源和能源的高消耗，从而是环境受到了严重的污染，这将直接的影响到人们的健康，造成不必要的疾病的发生。

2.2无机非金属新材料研发存在的问题

我国当前在无机非金属材料的研发上虽然取得了不错的成绩，但是整体上距离发到国家还有很大的不足。其主要的表现在基础设施和技术相对的比较的落后，我国对于无机非金属新材料的研究开发的起步比较晚，对于科研的费用以及相应的人力的投入还不是非常的充足，这也就严重的影响了无机非金属新材料的开发的力度。另外我国的制备技术也比较的落后，其相应的生产能力和生产的效率都比较低，这样会严重的影响到无机非金属材料产品的质量和生产的效率。此外就是无机非金属材料的本身性能比较低，其相应的品种也不齐全，在新材料的研发过程中要使用相应的无机非金属的原材料，许多关键的配套原材料还需要进口，这样就会导致材料的性能和质量存在着不少的问题，同时还会受到技术和设备落后等条件的限制，这样就严重的影响到非金属材料研发的进行。

3、无机非金属材料发展的趋势

3.1低维化发展

无机非金属材料会向着低维化的方向发展，在低维化的发展上主要的表现在宏观和微观两个方面，在宏观上面低维化是从体材料向薄膜材料和纤维材料的发展，现代的信息功能器件一般如光电子和微电子等都是由集成化，在此期间主要所使用的就是薄膜材料。薄膜材料的特殊的作用主要的体现在结构材料也可以使用薄膜来改性，从而使结构材料的整体的性能增强。另外作为结构复合材料的主体的纤维同样的也起着重要的作用，比如：光通信过程中的光信号的调制、放大以及选模等一般都是通过纤维来完成的，使其最终形成了纤维光网和光路。从其微观上来讲，无机非金属材料的结构和织构上的尺寸都是非常小的，当前人们更加的关注的是纳米尺度上的材料，在无机非金属材料主要的是向着纳米材料的合成和组装等方向发展。

3.2复合化发展

无机非金属材料向着复合化的方向上发展是必然的发展趋势，其复合化方向发展的最终是以应用为目标的，当前无机非金属材料已经广泛的应用到钢筋混凝土以及钢玻璃等方面，其主要的是使用有机高分子和无机玻璃纤维所组成，此种结构材料为主的复合型材料比一般单一的结构材料更加的具有使用的价值，更加的符合当前时代发展的趋势。

3.3智能化发展

材料的智能化已经成为当前人们所关注的焦点，材料的智能化主要是指材料性能的多元化，能够接受到外部环境变化的信息，并且能够及时的进行反馈。智能化功能材料大部分为多片压电以及铁电陶瓷的复试结构，当前的主要的发展方向是建筑材料的智能化的发展，提高建筑材料的安全的使用性能。

3.4节能和降耗方向的发展

传统的无机非金属材料是一个环境污染严重以及相对的能耗比较高的发展领域。随着可持续发展战略的提出，在各个行业中的发展中要坚持可持续发展的理念，为此就要改变传统比较落后的经营的理念和生产方式。在未来无机非金属材料中的发展中，要进行科研研发的力度，探索出相对污染小并且能耗低的新型的合成工艺，从而使产品的性能得到提高，使无机非金属材料的生产结构更加的合理完整。

总结

无机非金属材料由于其良好的性能，以及被应用到生产生活中的各个领域中，其对于我国经济建设的发展起着非常重要的作用，其的发展带动了各个科学领域的创新，推动了科学技术的快速的发展。

参考文献

[1]舒凯征.国内无机非金属材料的应用与发展概述[J].科技资讯.2012，10（11）：67-72

[2]王大博，孙艳艳.浅谈我国无机非金属材料的应用与发展[J].黑龙江科技信息.2011，07（05）：34-42

[3]张巨松，金亮，朱林.无机保温材料在建筑节能工程中的应用[J].辽宁建材.2011，11（02）：91-98