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時(shí)間：2023-03-03 15:44:34
序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇無機(jī)非金屬材料范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。
1 無機(jī)非金屬材料的發(fā)展動(dòng)態(tài)
1.1 低維化發(fā)展
低維化發(fā)展主要表現(xiàn)在宏觀上和微觀上兩個(gè)方面。宏觀上的低維化是從體材料向薄膜材料和纖維材料的發(fā)展。例如現(xiàn)代信息功能器件如微電子和光電子等都是由集成化, 在這期間主要應(yīng)用的就是薄膜材料。薄膜材料的特殊作用更加體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)材料也用薄膜來改性,是結(jié)構(gòu)材料增強(qiáng)、增韌耐磨等效果。而作為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料主體的纖維也同樣起著尤為重要的作用, 如光通信中光信號(hào)的放大、調(diào)制、選模等都是通過纖維來完成,最終形成纖維光路和光網(wǎng)。而從微觀上看低維化, 即無機(jī)非金屬材料的織構(gòu)與結(jié)構(gòu)上的尺寸如毫米、微米趨向納米。目前人們更加關(guān)注的是納米尺度上的超晶格薄膜、納米線到納米點(diǎn)材料的結(jié)構(gòu)中, 在以后的發(fā)展中更是以納米器件為中心來研究納米材料的合成、組裝等性能進(jìn)行調(diào)控。
1.2 復(fù)合化發(fā)展
作為無機(jī)非金屬材料與金屬材料和有機(jī)高分子材料的復(fù)合化發(fā)展趨勢(shì)。復(fù)合化的最終是以應(yīng)用為目標(biāo), 如無機(jī)非金屬材料已廣泛應(yīng)用在鋼筋混凝土、玻璃鋼等方面其中主要就是用有機(jī)高分子與無機(jī)玻璃纖維來組成, 這種結(jié)構(gòu)材料為主的復(fù)合材料, 這也是復(fù)合材料具有單一材料所無法滿足的是使用功能,更是建筑材料發(fā)展趨勢(shì)。
1.3 智能化發(fā)展
作為材料的只能花是人們關(guān)注的焦點(diǎn),材料的智能化即是材料性能的多元化,等接受外部環(huán)境變化的信息, 并能實(shí)時(shí)進(jìn)行反饋。智能化功能材料大部分為多片壓電和鐵電陶瓷的復(fù)試結(jié)構(gòu), 目前應(yīng)用領(lǐng)域較廣的建筑智能化,提高建筑材料的安全性智能等方面。
1．4 節(jié)能、降耗的發(fā)展
由于傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料產(chǎn)業(yè)是一個(gè)相對(duì)能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重的領(lǐng)域。隨著可持續(xù)發(fā)展觀的提出, 要全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的理念, 就必須改變這種落后的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式和經(jīng)營(yíng)理念,進(jìn)行科研研發(fā),探索出低能耗、少污染的新的合成工藝,提高產(chǎn)品性能和節(jié)耗的技術(shù)途徑, 改變生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和合理的利用方法。如汽車和柴油機(jī)尾氣三效催化劑或者是載體材料以解決汽車和柴油機(jī)的尾氣處理方案。特別是建材行業(yè)是環(huán)境材料的一個(gè)重要領(lǐng)域,尤其在我國(guó)具有特別重要的意義。我國(guó)目前的建筑材料工業(yè)每年毀田6～10萬(wàn)畝,耗土石50億t、標(biāo)準(zhǔn)煤2億t。排放二氧化碳61591億t,占全國(guó)總排放量的35%～40%。因此,我國(guó)急需發(fā)展節(jié)省資源和能源及環(huán)保型生態(tài)建材;有益于健康及凈化功能的生態(tài)建材;拓展生存空間和增加可利用資源的生態(tài)建材。
2 無機(jī)非金屬行業(yè)存在的問題
我國(guó)在傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料發(fā)展中很多大的問題, 與其它的發(fā)達(dá)國(guó)家相比都有著很大的差距,主要基于以下幾個(gè)方面。
2.1 產(chǎn)品等級(jí)較低。在傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料中,無論是水泥、玻璃等產(chǎn)品等級(jí)普遍的偏低。就拿水泥來說,發(fā)達(dá)國(guó)家的平均強(qiáng)度占90%,而我國(guó)的平均強(qiáng)度僅為50%,總的來說就是生產(chǎn)的品種處于低級(jí)水平。
2.2 資源消耗高和能源消耗高。由于大量的無序開采和未能充分利用有限的資源,就造成了極大的浪費(fèi)。而在能耗上更是大量的消耗, 突出表現(xiàn)在水泥生產(chǎn)和消耗的問題上。
2.3 資源的高消耗和能源高消耗,最終也就帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染。如大量的排放粉塵,致使空氣清晰度嚴(yán)重受到損失,嚴(yán)重的更造成了人們患上疾病危害到人們的身體健康。
無機(jī)非金屬新材料研發(fā)存在的問題。由于經(jīng)濟(jì)條件的限制, 我國(guó)目前仍處于發(fā)展中國(guó)家的水平, 與發(fā)達(dá)國(guó)家仍然存在相對(duì)大的缺陷,目前的情況來看,也是相應(yīng)的取得了明顯的成績(jī)。但是還是存在差距,基于以下幾個(gè)方面的原因。
2.4 技術(shù)落后和基礎(chǔ)設(shè)備的落后。由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)條件的影響, 對(duì)無機(jī)非金屬材料的研發(fā)的起步較晚,所以對(duì)科研費(fèi)用和人力投入,都存在著相應(yīng)的不足,致使最關(guān)鍵的因素核心的技術(shù)沒有掌握。無機(jī)非金屬新材料工業(yè),不僅是光有技術(shù),制備技術(shù)也相應(yīng)的落后, 生產(chǎn)能力低, 效率低等因素,就直接影響了高科技產(chǎn)品質(zhì)量。
2.5 無機(jī)非金屬本身的材料性能低、品種也不齊全。由于研發(fā)就必須要由相應(yīng)的無機(jī)非金屬材料的原料, 很多的關(guān)鍵配套材料還需要進(jìn)口。這就使得材料性能低、質(zhì)量差的問題的存在。當(dāng)然還有技術(shù)裝備落后等因素等等條件的限制。由于出現(xiàn)了這些問題, 所以在以后的發(fā)展無機(jī)非金屬材料的同時(shí)我國(guó)也應(yīng)制定相應(yīng)的法案去解決存在的不足,改變現(xiàn)狀,最終使無機(jī)非金屬材料的發(fā)展實(shí)現(xiàn)快速、健康、穩(wěn)定的發(fā)展。
3 無機(jī)非金屬材料發(fā)展的、建議
3.1 從國(guó)家的角度來看,政府應(yīng)該加強(qiáng)在建材工業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)調(diào)整, 并且合理引導(dǎo)相關(guān)的企事業(yè)單位, 使其朝著正規(guī)化、可持續(xù)化的發(fā)展戰(zhàn)略。
3.2 從法律的角度來看,政府要相應(yīng)的制定相關(guān)的保護(hù)無機(jī)非金屬,防止亂開采,導(dǎo)致大量的無機(jī)非金屬新材料的浪費(fèi),要充分利用法律的嚴(yán)肅性打擊不法分子對(duì)新材料的破壞。
3.3 從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的角度來看,要盡快制定適應(yīng)我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科研體制改革,加大投資力度和項(xiàng)目的審核,最終保證無非金屬新材料的研發(fā)、生產(chǎn)的制度化發(fā)展。
3.4 從企業(yè)的角度來看,必須要促進(jìn)形成如干個(gè)有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的大型建材工業(yè)集團(tuán), 建立以企業(yè)為主導(dǎo)的新型建材工業(yè)科技創(chuàng)新體系, 以提高無機(jī)非金屬新材料品種的多樣性, 當(dāng)讓更應(yīng)與國(guó)際接軌。
3.5 從人才的角度來看,必須加快人才的培養(yǎng), 不斷進(jìn)行革新無機(jī)非金屬的教育設(shè)置,把最新本產(chǎn)品的相關(guān)領(lǐng)域和研發(fā),寫入教材中使得對(duì)無機(jī)非金屬的學(xué)習(xí), 培養(yǎng)對(duì)無機(jī)非金屬新材料人才。例如重視基本的物理、化學(xué)原理的基礎(chǔ)作用,加強(qiáng)原始創(chuàng)新, 最終使無機(jī)非金屬材料更好的應(yīng)用到信息、能源、交通、生物醫(yī)學(xué)、生態(tài)環(huán)境和國(guó)防事業(yè)中區(qū), 為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)提高到一個(gè)更高、更好的平臺(tái)。
4 結(jié)束語(yǔ)
新材料是發(fā)展高新技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ),新材料及與其直接相關(guān)的研究領(lǐng)域,如信息存儲(chǔ)材料、微電子材料、生物材料、納米材料、超導(dǎo)材料及高溫電子學(xué)等,在當(dāng)今高新技術(shù)領(lǐng)域及未來技術(shù)中均占有重要地位。因此世界各國(guó)都給予高度重視,很多國(guó)家把新材料的研究與開發(fā)列為關(guān)鍵技術(shù)。而在新材料中,新型無機(jī)非金屬材料又是特別活躍的領(lǐng)域,在整個(gè)新材料中占據(jù)主要地位。它對(duì)我國(guó)的、對(duì)世界各國(guó)來說都是一個(gè)新型的產(chǎn)業(yè), 更應(yīng)抓住這個(gè)機(jī)遇去研發(fā)、去運(yùn)用到更行各業(yè)中,提高國(guó)家的更項(xiàng)水平,當(dāng)然困難也是與此存在的,所以要克服困難, 迎難而進(jìn), 創(chuàng)造出新的佳績(jī)。
無機(jī)非金屬材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質(zhì)組成的材料。是除有機(jī)高分子材料和金屬材料以外的所有材料的統(tǒng)稱。
傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料是工業(yè)和基本建設(shè)所必需的基礎(chǔ)材料。如水泥是一種重要的建筑材料;各種規(guī)格的平板玻璃、儀器玻璃和普通的光學(xué)玻璃以及日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和電瓷等與人們的生產(chǎn)、生活休戚相關(guān)。
1 水泥
水泥作為三大建筑材料之一，是最大宗的無機(jī)非金屬材料。日前，傳統(tǒng)水泥的生產(chǎn)工藝日趨完善，水泥材料的發(fā)展主要表現(xiàn)在高性能水泥基材料、節(jié)能型水泥等方面。
1. 1高性能水泥基材料
對(duì)水泥材料高性能的要求首先是基于高強(qiáng)。通過降低孔隙率、改善孔結(jié)構(gòu)及孔徑分布可開發(fā)出高致密、高強(qiáng)度的水泥基材料，為此，一般可采用以下兒種方法:改變成型方法；摻加超細(xì)活性硅質(zhì)材料，摻加高分了材料;摻加纖維材料，取得了很好的增強(qiáng)和增韌效果，從理論上講，理想的纖維材料是硅酸鈣纖維，它與水泥材料的化學(xué)兼容性好，還可起品種作用促進(jìn)水化;發(fā)展新型水泥材料，傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥及其衍生品種的強(qiáng)度和耐久性均不夠理想，
1.1.1浸漬水泥基材料
采用高分子聚合物對(duì)水泥漿體浸漬，使整個(gè)材料非常密實(shí)，所得材料的抗壓強(qiáng)度可達(dá)240MPa。
1.1.2壓實(shí)水泥
根據(jù)巖石的成礦機(jī)理采用類似于制造陶瓷的熱壓工藝，在100MPa-345M P。的壓力和150°C - 250°C的溫度下獲得了抗壓強(qiáng)度達(dá)350MPa- 500MP的水泥材料，使其幾乎與金屬材料媲美。
1.1.3MDF水泥
又稱宏觀無缺陷水泥是指一種綜合性能優(yōu)異的抗壓強(qiáng)度高達(dá)300MPa，抗折強(qiáng)度更高達(dá)的200MPa，在電學(xué)、磁學(xué)、聲學(xué)和低溫使用性能方面也有某些性能的新型水泥制品。 MDF水泥抗折強(qiáng)度高韌性好，可用于制造各種管 道尤其是用其他材料不易制作的大直徑管道，及對(duì)抗折強(qiáng)度有較高要求的支撐材料。 MDF水泥絕緣性好，體積電阻率和擊穿電壓高，可代替陶瓷、塑料用作力學(xué)性能好的經(jīng)久耐用電絕緣材料； 經(jīng)微細(xì)化處理的MDF水泥，可用作唱片、音箱材料以及制作水泥彈簧等； MDF水泥還有望成為一些金屬材料、木材和陶瓷材料的廉價(jià)代用品。
1.2節(jié)能型水泥
節(jié)能型水泥的生產(chǎn)可通過改變熟料礦物組成、生產(chǎn)少熟料水泥等途徑達(dá)到。
1.2.1改變熟料礦物組成：在保證質(zhì)量的條件下以含鈣量低，形成溫底低的低能耗熟料礦物代替?zhèn)鹘y(tǒng)硅酸鹽水泥中的C3S,C3A等高能耗礦物。
1.2.2生產(chǎn)少熟料水泥： 利用堿―礦渣水泥的生產(chǎn)原理，提高混合材摻量，減少水泥用量可大幅度降低水泥生產(chǎn)能耗及成本，同時(shí)還可充分利用工業(yè)廢渣，如鋼渣、磷渣、鐵合金渣、鉛渣、鎳渣、鋁渣等，還可利用沸石、火山灰等天然或人工火山灰質(zhì)材料。提高混合村摻量通常對(duì)水泥長(zhǎng)期強(qiáng)度沒影響，但使凝結(jié)變慢、早強(qiáng)下降，采用堿性激發(fā)劑充分激發(fā)混合材的活性或采用早強(qiáng)劑可彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)。
2玻璃
玻璃是另一類傳統(tǒng)的、歷史悠久的無機(jī)非金屬材料。傳統(tǒng)的玻璃材料及器皿等工藝技術(shù)己基本成熟，玻璃新材料包括醫(yī)用玻璃和生物工程玻璃、非線性光學(xué)玻璃、光通訊用玻璃、平面集成微光學(xué)玻璃、電致變色和光致變色玻璃等。
2.1醫(yī)用玻璃和生物工程玻璃
自發(fā)明生物玻璃以來，人們發(fā)現(xiàn)許多玻璃和微品玻璃能與生物骨形成鍵合，其中一些己應(yīng)用于臨床，用作牙周種植、人造中耳骨等。日前已經(jīng)利用玻璃、微品玻璃制備高韌性生物活性金屬，生物活性聚合物等。微品玻璃尤其是多孔微品玻璃可用作生物工程中的載體，用在固定床反應(yīng)器、固定床循環(huán)反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器上。
2. 2非線性光學(xué)玻璃
近年來，非線性光學(xué)玻璃，特別是未來全光學(xué)裝置所要求的具有高二階極化率X,快的響應(yīng)時(shí)間T和低的光吸收特性的材料研究引人注日。制備方法包括傳統(tǒng)微品玻璃制備法分離了交換法、溶膠―凝膠法和離了注入法。
2. 3光通訊用玻璃
目前利用摻稀土的氟化物光纖制作具有從可見光到中紅外光操作波長(zhǎng)帶的纖維激發(fā)器和放大器，以滿足超高容量和適應(yīng)性強(qiáng)的光學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的需要。
3陶瓷
陶瓷是具有悠久歷史的材料，通常作為陶瓷器、磚瓦、衛(wèi)生陶器等民用產(chǎn)品用于人們的日常生活，作為工業(yè)產(chǎn)品，廣泛用著耐火材料、電絕緣子、磨削砂輪等。
精細(xì)陶瓷是相對(duì)于傳統(tǒng)陶瓷而言的。它是采用高度精選的原料，具有能精確控制的化學(xué)組成，按照便于控制的制造技術(shù)制造、加工的，便于進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，具有優(yōu)異特性的陶瓷。精細(xì)陶瓷可分為:電了陶瓷、高溫陶瓷、生物陶瓷、結(jié)構(gòu)陶瓷等。
3. 1電陶瓷
電陶瓷可分為導(dǎo)電陶瓷、光電陶瓷、電介質(zhì)陶瓷等。
導(dǎo)電陶瓷：導(dǎo)電陶瓷有碳和SiC系陶瓷、BaTi03系半導(dǎo)體陶瓷等?？捎米麟娮杵?、高溫用電熱電阻、熱敏電阻器、濕敏電阻器、具有開關(guān)和存儲(chǔ)功能的非線性電阻器等。光電陶瓷：光電陶瓷制成光敏元件、光電導(dǎo)模元件、光生伏打模元件。燒結(jié)CaS多品可作成x射線到紫外線范圍的光檢測(cè)器。電介質(zhì)陶瓷：電介質(zhì)陶瓷可分為絕緣陶瓷、壓電陶瓷和鐵電陶瓷。
3.2高溫陶瓷
高溫陶瓷與金屬相比，能耐更高的溫度。高溫陶瓷有氧化物系陶瓷和非氧化物系陶瓷。碳化物、硼化物、氮化物等顯示出不同于以往氧化物系陶瓷的性能，成為超高溫度技術(shù)領(lǐng)域中的重要材料。
3. 3生物陶瓷
生物陶瓷是用于人體器官替換、修補(bǔ)和外科矯形的陶瓷材料，它己用于人體，近年來發(fā)展相當(dāng)迅速。這類材料卞要包括氧化鋁、烴基磷灰石、生物活性玻璃及生物活性玻璃陶瓷、涂層及可被吸收降解的磷酸鈣陶瓷。
3.4結(jié)構(gòu)陶瓷
結(jié)構(gòu)陶瓷以耐高溫、高強(qiáng)度、耐磨損、抗腐蝕等機(jī)械力學(xué)性能為主要特征，在冶金、宇航、能源、機(jī)械、光學(xué)待領(lǐng)域有重要應(yīng)用。在這些領(lǐng)域中用非金屬代替部分金屬是總的發(fā)展趨勢(shì)。
結(jié)語(yǔ)
未來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)各種無機(jī)非金屬材料，尤其是對(duì)特種新型材料提出更多更高的要求。由于對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)研究的日益深入，各種精密測(cè)試分析技術(shù)的發(fā)展，將有助于按預(yù)定性能設(shè)計(jì)材料的原子或分子組成及結(jié)構(gòu)形態(tài)的早日實(shí)現(xiàn)。（鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院；河南；鄭州；450001）
我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展為目前的無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的改革提供了方向，做好基礎(chǔ)性、根本性、原則性的工作任務(wù)是目前應(yīng)該完成的要求，教學(xué)體系的改革首當(dāng)其沖。當(dāng)前專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)政治上合格的，在無機(jī)非金屬材料學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)有廣闊而扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、適應(yīng)能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新精神和技術(shù)開發(fā)能力的高級(jí)專門人才。無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的課程體系改革應(yīng)該從以下三個(gè)方面著手：首先加強(qiáng)科學(xué)基礎(chǔ)以及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)技術(shù)的學(xué)習(xí)，隨著科技的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)無疑成為了影響社會(huì)生產(chǎn)的第一要素，強(qiáng)化學(xué)生的自然科學(xué)基礎(chǔ)能力同時(shí)結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)的適用，在加強(qiáng)其對(duì)自然科學(xué)本質(zhì)理解的情況下，顯著提高其運(yùn)用科學(xué)技術(shù)解決基本問題的能力和速度；其次是重視對(duì)工程基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，在無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)中，基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)能提高學(xué)生的工作適應(yīng)能力，掌握了工程技術(shù)的共同理論、共同技術(shù)，即使就業(yè)工程中專業(yè)知識(shí)有所偏差，也能利用基礎(chǔ)知識(shí)彌補(bǔ)，強(qiáng)化學(xué)生適應(yīng)人才市場(chǎng)缺口的問題；最后，建立完善的學(xué)科專業(yè)知識(shí)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，為了培養(yǎng)更全面的應(yīng)用型人才，針對(duì)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人才缺口方向，加大對(duì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重視有利于讓學(xué)生走入工作崗位就能迅速為企業(yè)創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)價(jià)值，理應(yīng)成為本次教學(xué)課程改革的重點(diǎn)，因此強(qiáng)化無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)、熱工基礎(chǔ)以及水泥等研究方法和實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐環(huán)節(jié)至關(guān)重要。具體到應(yīng)用步驟，應(yīng)加大對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)的檢查力度，教師做出相應(yīng)的實(shí)踐要求，一環(huán)扣一環(huán)，分步完成。保證學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)無論是設(shè)計(jì)或是草圖繪制等階段都有配套的記錄，以便于對(duì)實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的控制。同時(shí)，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從事實(shí)驗(yàn)操作并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、誤差分析，有助于觀察問題、解決問題能力的提高。
2建構(gòu)應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系
首先，建立一支教學(xué)水平高、技術(shù)能力硬、思想素質(zhì)好的師資隊(duì)伍，形成應(yīng)用型學(xué)科的專兼職教學(xué)建設(shè)。“兵熊熊一個(gè)，將熊熊一窩”，一位高水平的教師給學(xué)生帶來的好處是其他方面無法比擬的。教師不但要具有淵博的理論知識(shí)，更應(yīng)該在實(shí)踐教學(xué)上給學(xué)生正確的指導(dǎo)，從一開始就避免學(xué)生走入操作的誤區(qū)。同時(shí)，學(xué)?？梢耘c相關(guān)大型企業(yè)建立起互動(dòng)關(guān)系，建立教學(xué)激勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)教師與一線工作者多多交流，培養(yǎng)教師的創(chuàng)新能力；聘用基層工作經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)骨干在學(xué)校擔(dān)任客座講師，讓企業(yè)的技術(shù)人員向其講解各個(gè)生產(chǎn)線的優(yōu)缺點(diǎn)，保證本專業(yè)學(xué)生能夠迅速掌握一線工作中的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，以幫助其迅速掌握學(xué)習(xí)中的要領(lǐng)，從而適應(yīng)工作的需要。其次，積極開展與當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)相互合作，建立一批質(zhì)量較高、相對(duì)穩(wěn)定的校外技術(shù)實(shí)訓(xùn)基地；將校外實(shí)訓(xùn)基地建立在當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)企業(yè)內(nèi)部，充分利用生產(chǎn)技術(shù)骨干和先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備；同時(shí)利用學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室，“材料制備技術(shù)”、“工程測(cè)試技術(shù)”、“材料表征技術(shù)”三大課程實(shí)驗(yàn)及“專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)”為建設(shè)重點(diǎn)，充分利用校內(nèi)外的教學(xué)資源，把實(shí)驗(yàn)室打造成技術(shù)培訓(xùn)和理論知識(shí)結(jié)合的基地以滿足應(yīng)用型人才的培養(yǎng)工作。最后，要革新學(xué)生考核體系，開展校內(nèi)證書認(rèn)證制度過去的一卷考核體系已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前學(xué)習(xí)的需要，考生在考試前簡(jiǎn)單突擊一下就能隨意應(yīng)付過去，為了讓學(xué)生從深入理論研究，可以開展論文考察等形式，高屋建瓴的從應(yīng)用的角度掌握理論的知識(shí)。目前，專業(yè)證書代表了各專業(yè)的等級(jí)水平，也得到了社會(huì)的承認(rèn)。學(xué)?？身槕?yīng)潮流構(gòu)建校內(nèi)證書認(rèn)證制度，建立獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，將職業(yè)資格證書引入人才培養(yǎng)機(jī)制，以鼓勵(lì)學(xué)生多多考取專業(yè)資格證書，強(qiáng)化基礎(chǔ)專業(yè)的理解，拓展相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)。
作者簡(jiǎn)介：張露露（1975-），女，湖南邵陽(yáng)人，三峽大學(xué)機(jī)械與材料學(xué)院，副教授；楊學(xué)林（1973-），男，湖北均縣人，三峽大學(xué)機(jī)械與材料學(xué)院，副教授。（湖北 宜昌 443002）
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）20-0080-02
無機(jī)非金屬材料是與金屬材料、有機(jī)高分子材料并列的三大材料之一，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)，也是航空、航天、交通、能源和電子等高技術(shù)領(lǐng)域的重要支撐。目前，它正朝著多元化、復(fù)合化、功能化、結(jié)構(gòu)—功能一體化方向發(fā)展。按照教育部“拓寬基礎(chǔ)，淡化專業(yè)意識(shí)，擴(kuò)大專業(yè)口徑，培養(yǎng)復(fù)合型人才”的要求，結(jié)合三峽大學(xué)“高素質(zhì)、強(qiáng)能力、應(yīng)用型”的人才培養(yǎng)目標(biāo)，金屬材料工程專業(yè)開設(shè)了“無機(jī)非金屬材料”課程作為專業(yè)選修課，這對(duì)于拓展學(xué)生專業(yè)知識(shí)、增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力有著重要意義。
“無機(jī)非金屬材料”課程主要介紹無機(jī)非金屬材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系，介紹陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料的制備工藝、組織結(jié)構(gòu)特征、性能特點(diǎn)及其應(yīng)用，以及無機(jī)非金屬基復(fù)合材料和功能無機(jī)非金屬材料等研究現(xiàn)狀及其發(fā)展方向。該課程基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性和實(shí)用性較強(qiáng)。它作為金屬材料工程專業(yè)的專業(yè)選修課，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求上不同于其作為無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的專業(yè)必修課。金屬材料工程專業(yè)開設(shè)“無機(jī)非金屬材料”課程作為選修課的目的是讓學(xué)生在完成金屬材料工程專業(yè)必修課程的基礎(chǔ)上，初步了解和認(rèn)識(shí)無機(jī)非金屬材料的基本理論知識(shí)、成型加工方法及其應(yīng)用領(lǐng)域，掌握相應(yīng)的基本知識(shí)、基本技能及必要的理論基礎(chǔ)，深化學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，拓展學(xué)科知識(shí)面。由于課程內(nèi)容豐富，涉及化學(xué)、物理、材料學(xué)等多學(xué)科的專業(yè)知識(shí)，又緊跟材料科學(xué)發(fā)展的前沿，要讓學(xué)生在有限的課時(shí)內(nèi)理解并掌握其內(nèi)容具有一定難度，因此，這對(duì)教學(xué)提出了較高要求。本文主要結(jié)合筆者近幾年的教學(xué)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，就如何從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法和手段以及考核方式等方面進(jìn)行改革和創(chuàng)新進(jìn)行了探討，以期更好地提高教學(xué)質(zhì)量、增強(qiáng)教學(xué)效果。
一、優(yōu)選教學(xué)資源，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
目前，無機(jī)非金屬材料方面的教材很多，如戴金輝等主編的《無機(jī)非金屬材料概論》、盧安賢主編的《無機(jī)非金屬材料導(dǎo)論》、陳照峰等主編的《無機(jī)非金屬材料學(xué)》、王培銘主編的《無機(jī)非金屬材料學(xué)》等，這些教材側(cè)重點(diǎn)各不相同。根據(jù)該課程的選修課性質(zhì)，按照專業(yè)知識(shí)面廣、難易程度適中、實(shí)用性強(qiáng)的原則，三峽大學(xué)選用了戴金輝等主編的《無機(jī)非金屬材料概論》作為該門課程的主要教材。該教材主要介紹陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料的結(jié)構(gòu)、性能以及制備工藝，并扼要地介紹這幾種材料的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，[1]它吸取了國(guó)內(nèi)外同類教材的精華，內(nèi)容深廣度適中，敘述深入淺出，適用性強(qiáng)，較適合作為三峽大學(xué)金屬材料工程專業(yè)的選修課教材。同時(shí)，為幫助學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)無機(jī)非金屬材料的認(rèn)識(shí)和了解，學(xué)校還指定了盧安賢編寫的《無機(jī)非金屬材料導(dǎo)論》作為輔助教材。為完善教學(xué)內(nèi)容，還將陳照峰等主編的《無機(jī)非金屬材料學(xué)》、王培銘主編的《無機(jī)非金屬材料學(xué)》等教材作為教學(xué)參考書。
鑒于專業(yè)選修課教學(xué)內(nèi)容彈性較大，在課堂教學(xué)中筆者注重學(xué)科知識(shí)的拓展和深化以及知識(shí)的更新，除講授教材內(nèi)容外，還有意識(shí)地結(jié)合社會(huì)生活中的熱點(diǎn)問題、當(dāng)前科技發(fā)展動(dòng)態(tài)、學(xué)校無機(jī)非金屬材料方面的科研成果以及自身的科研工作進(jìn)行講解和介紹，不斷充實(shí)和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。例如，在講授陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料四種傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料時(shí)，筆者一般首先介紹該材料的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，以增加學(xué)生對(duì)該材料的初步認(rèn)識(shí)和了解，然后講授書本上的相關(guān)理論知識(shí)；又如，在講授無機(jī)非金屬基復(fù)合材料時(shí)，筆者介紹了目前比較熱門的新能源材料，并談及了一些自己在鋰離子電池材料方面的科研工作情況。這些相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充不僅提高了學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣，也激發(fā)了學(xué)生的科研興趣和創(chuàng)新意識(shí)，達(dá)到了較好的教學(xué)效果。
二、改革教學(xué)模式，創(chuàng)新教學(xué)方法
專業(yè)選修課的特點(diǎn)決定了它的教學(xué)不同于必修課，它不僅強(qiáng)調(diào)知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)方法、科研方法的引導(dǎo)，而且更需要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。針對(duì)“無機(jī)非金屬材料”課程的專業(yè)選修課性質(zhì)及其理論性強(qiáng)、內(nèi)容枯燥、學(xué)生全面掌握知識(shí)點(diǎn)難度較大等特點(diǎn)，筆者堅(jiān)持“以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體”的教學(xué)原則，采用了多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，運(yùn)用了案例教學(xué)、課堂討論、學(xué)生自主學(xué)習(xí)、任務(wù)趨動(dòng)等靈活多變的教學(xué)方法和手段，以提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)教學(xué)效果。
1.采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式
多媒體作為一種現(xiàn)代化教學(xué)手段，被廣泛引入各高校的教學(xué)當(dāng)中。它集圖、文、聲、動(dòng)畫于一體，能將抽象的概念直觀化、具體化，將枯燥的內(nèi)容生動(dòng)化，并容納較大信息量，使課堂教學(xué)變得生動(dòng)、活潑、富有新意，教學(xué)效率高，效果明顯。[2]而傳統(tǒng)的教學(xué)方式，教師可以通過在講臺(tái)上的“表演”吸引學(xué)生的注意力，有利于實(shí)現(xiàn)師生間的互動(dòng)?！盁o機(jī)非金屬材料學(xué)”課程涉及知識(shí)面廣、理論性強(qiáng)、內(nèi)容枯燥，為盡可能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生更好地理解和記憶，筆者針對(duì)各部分教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精心構(gòu)思，采用了多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式。在教學(xué)過程中，筆者一方面制作了圖文并茂的相應(yīng)課件，另一方面也注重傳統(tǒng)教學(xué)方式中教態(tài)和教學(xué)語(yǔ)言的運(yùn)用。通過教師親切生動(dòng)的講授和大量課件的展示，增加了學(xué)生對(duì)無機(jī)非金屬材料的感性認(rèn)識(shí)，加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和記憶，取得了較好的教學(xué)效果。
2.注重案例教學(xué)，堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際
“無機(jī)非金屬材料學(xué)”是一門理論性較強(qiáng)的課程。在教學(xué)過程中，筆者注重理論聯(lián)系實(shí)際，盡可能地通過講授實(shí)際案例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如在講授梯度功能材料時(shí)，筆者介紹了越王勾踐劍，通過圖片展示和對(duì)越王勾踐劍結(jié)構(gòu)的分析，既展現(xiàn)了中華民族的優(yōu)秀智慧，又加深了學(xué)生對(duì)梯度功能材料的認(rèn)識(shí)和理解；又如，在講授水泥材料時(shí)筆者例舉了伊朗為應(yīng)對(duì)美國(guó)現(xiàn)有的穿地炸彈，已研制出既可抵御鉆地炸彈，也可抵御地震的世界最強(qiáng)混凝土——“智能混凝土”，這一案例讓學(xué)生更加深切體會(huì)到新材料的研發(fā)和應(yīng)用直接關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的工業(yè)活力和軍事力量。這些案例的講解都極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科研興趣。
3.增強(qiáng)互動(dòng)教學(xué)，營(yíng)造良好的課堂氛圍
根據(jù)選修課性質(zhì)，課堂教學(xué)采用啟發(fā)式講授和學(xué)生討論相結(jié)合的互動(dòng)教學(xué)方法，可以很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，營(yíng)造良好的課堂氛圍，提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)教學(xué)效果。因此，在教學(xué)過程中，筆者既重視發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，又尊重學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位。課堂上，筆者常常向?qū)W生提出問題，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，并展開討論。這種互動(dòng)教學(xué)既激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，又活躍了課堂氣氛。例如，在講授玻璃的定義時(shí)，筆者首先提出“有機(jī)玻璃、金屬玻璃是玻璃嗎？”這個(gè)問題，讓學(xué)生進(jìn)行思考，各抒己見，然后通過定義講解，使學(xué)生找到正確答案，課堂氣氛十分活躍。這種互動(dòng)教學(xué)使學(xué)生對(duì)定義理解更加透徹，記憶更加深刻，教學(xué)效果好。
4.提倡自主學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性
“授之以魚，不如授之以漁?！彪S著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的進(jìn)步，充分引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用新技術(shù)獲取知識(shí)和信息，并利用這些信息完成學(xué)習(xí)任務(wù)，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生的自學(xué)能力，在教學(xué)過程中具有十分重要的意義。教師給學(xué)生布置課外學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生需要利用圖書館或網(wǎng)絡(luò)資源查閱一定數(shù)量的文獻(xiàn)，并通過自己的獨(dú)立思考才能完成任務(wù)。這種任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方式既可以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，鍛煉學(xué)生分析問題和解決問題的能力，也可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，這些能力的培養(yǎng)將為學(xué)生今后走上科研或生產(chǎn)崗位奠定良好基礎(chǔ)。因此，在教學(xué)過程中，筆者提倡通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。這樣不僅可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和科研能力，同時(shí)還可彌補(bǔ)課堂教學(xué)內(nèi)容的有限性，促使學(xué)生掌握更多的知識(shí)。如在學(xué)習(xí)特種玻璃時(shí)，筆者給學(xué)生布置了一項(xiàng)任務(wù)，即合理設(shè)計(jì)一款或多款學(xué)生心目中理想的未來玻璃。接到任務(wù)后，學(xué)生大膽想象，設(shè)計(jì)出了30多種自己心目中理想的未來玻璃，如破碎后能自動(dòng)粘合的記憶玻璃、光強(qiáng)和顏色能隨人體內(nèi)電流和電磁波而變的情緒玻璃、不開窗即可自動(dòng)換氣的凈化空氣玻璃等，這些作品充分展現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新思維能力。又如，在學(xué)習(xí)完陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料這四種傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料后，筆者鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇任意一種無機(jī)非金屬材料制作課件，在課堂上進(jìn)行演示和講解，再由學(xué)生展開互評(píng)。這次教學(xué)活動(dòng)既鍛煉了學(xué)生查閱文獻(xiàn)和綜述文獻(xiàn)的能力、獨(dú)立思考的能力以及表達(dá)溝通能力，也培養(yǎng)了學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，獲得了學(xué)生的一致好評(píng)。
三、注重教學(xué)效果，改革考核方式
考核環(huán)節(jié)作為教學(xué)活動(dòng)的有機(jī)組成部分，是整個(gè)教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié)之一。專業(yè)選修課的考核一般可根據(jù)實(shí)際情況采取靈活多樣的方式。[3]傳統(tǒng)的閉卷考核形式，需要學(xué)生死記硬背的知識(shí)點(diǎn)多，學(xué)生復(fù)習(xí)吃力，容易讓學(xué)生造成思想負(fù)擔(dān)，給學(xué)生學(xué)習(xí)帶來壓力，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性；而采用課程論文形式進(jìn)行考核，在信息高度發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會(huì)，學(xué)生中容易出現(xiàn)利用網(wǎng)絡(luò)資源抄襲的現(xiàn)象，無法真正反映出教學(xué)效果。“無機(jī)非金屬材料”課程作為金屬材料工程專業(yè)的專業(yè)選修課，側(cè)重于拓展學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生的綜合專業(yè)能力。鑒于該課程的選修課性質(zhì)和內(nèi)容多、知識(shí)面廣、學(xué)生全面掌握知識(shí)點(diǎn)難度較大等實(shí)際情況，為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并真實(shí)反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，筆者對(duì)該課程的考核方式也進(jìn)行了相應(yīng)改革，采取了過程性考核與終結(jié)性考核相結(jié)合的考核方式。其中，過程性考核成績(jī)占該課程成績(jī)的30%，考核內(nèi)容主要包括課堂表現(xiàn)、出勤情況和任務(wù)完成情況等；終結(jié)性考核占70%，具體采用開卷考試形式進(jìn)行。這種考核方式既可以較客觀地反映學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的了解和掌握情況，也可以較真實(shí)地反映學(xué)生參與這門課程的學(xué)習(xí)態(tài)度和科研創(chuàng)新思維能力，從而真正體現(xiàn)出這門課程的教學(xué)效果。
四、結(jié)語(yǔ)
“無機(jī)非金屬材料”課程作為一門內(nèi)容多、知識(shí)面廣、關(guān)注學(xué)科前沿的專業(yè)選修課，隨著新材料及其技術(shù)的不斷發(fā)展，其教學(xué)內(nèi)容還需不斷調(diào)整，教學(xué)方法、教學(xué)手段和考核方式也有待于進(jìn)一步改進(jìn)，這樣才能更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)教學(xué)效果，從而為社會(huì)和企業(yè)培養(yǎng)出緊跟時(shí)代步伐的“高素質(zhì)、強(qiáng)能力、應(yīng)用型”材料類高級(jí)專業(yè)人才。
參考文獻(xiàn)：
當(dāng)前我國(guó)的建筑行業(yè)面臨著嚴(yán)峻的能源挑戰(zhàn)，因此必須尋找可以進(jìn)行利用的節(jié)能材料。經(jīng)過探尋，發(fā)現(xiàn)無機(jī)非金屬材料在這方面很有優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的理想材料。無機(jī)非金屬材料的涵蓋了除了金屬材料和高分子材料之外的幾乎所有材料領(lǐng)域，通常無機(jī)非金屬材料具有抗高溫、硬度強(qiáng)以及耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，但也會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度差、韌性不良等缺點(diǎn)。
1無機(jī)非金屬材料在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用
1.1為信息技術(shù)革命奠基
人類的發(fā)展經(jīng)歷了諸多時(shí)代，現(xiàn)在正處于一個(gè)信息化高度發(fā)展的科技時(shí)代，每個(gè)時(shí)期的發(fā)展都與材料有著密切的聯(lián)系。從這個(gè)角度講，材料貫穿了人類的發(fā)展進(jìn)程，是社會(huì)發(fā)展的標(biāo)志性因素。在高科技背景下，無機(jī)非金屬材料成為了社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)。
1.2支撐現(xiàn)代文明
無機(jī)非金屬材料具有體輕、硬度和強(qiáng)度較高、抗高溫、抵制腐蝕等優(yōu)良特性，因而具有金屬和高分子材料所無法比擬的優(yōu)勢(shì)，在航天、微電子以及海洋事業(yè)中大放異彩，在高科技的競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域中占據(jù)重要地位、起到重要的作用。
1.3可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展
事實(shí)證明，每次無機(jī)非金屬材料的重大進(jìn)展都會(huì)引發(fā)一次重大變革，比如玻璃鋼、芳綸纖維等材料的產(chǎn)生，使得火箭的外部材料發(fā)生了革新，這種效應(yīng)也擴(kuò)散到汽車和飛機(jī)等領(lǐng)域。光學(xué)纖維的橫空出世，讓廣播電視、郵電通訊以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域出現(xiàn)了飛躍性的進(jìn)步，這種推動(dòng)效應(yīng)還擴(kuò)散到了印刷和自動(dòng)檢測(cè)等領(lǐng)域當(dāng)中。
2無機(jī)非金屬材料的分類
2.1依據(jù)分子結(jié)構(gòu)劃分
無機(jī)非金屬材料總體上依據(jù)分子結(jié)構(gòu)可以劃分晶體和非晶體兩大類，晶體可以分為單晶和多晶，兩者都可以分為單質(zhì)和化合物兩個(gè)類型。單晶的單質(zhì)具體有單晶硅、金剛石、集成電路材料以及工具材料；單晶的化合物可以分為碲化鉍、電子器件以及半導(dǎo)體敏感材料。
多晶的單質(zhì)可以分為多晶硅、燒結(jié)金剛石、光電材料以及工具材料。其在化合物方面可以分為傳統(tǒng)陶瓷、新型陶瓷以及自然石料三個(gè)方面；傳統(tǒng)陶瓷又可以分為日用陶瓷、建筑陶瓷、美術(shù)陶瓷以及耐火材料四個(gè)方面；新型陶瓷中的結(jié)構(gòu)陶瓷則可以分為耐高溫材料、耐腐蝕材料、耐磨損材料、耐沖擊材料和硬度材料。其功能陶瓷則可以分為電子功能材料、光學(xué)功能材料和生物功能材料；自然石料則可以分為裝飾材料、建筑材料以及日用器皿。
非晶體主要指的是玻璃，玻璃可以分為單質(zhì)玻璃和化合物玻璃。單質(zhì)玻璃有無定形硅和生物玻璃兩種；化合物玻璃則分為日用玻璃和功能玻璃；功能玻璃包括導(dǎo)光透光玻璃、電學(xué)功能玻璃、熱濕等敏感玻璃以及生物玻璃。
2.2依據(jù)化學(xué)成分劃分
總體可以分為單質(zhì)和化合物兩大類。單質(zhì)分為單晶硅，如金剛石、集成電路以及工具領(lǐng)域等使用；多晶硅如多晶石墨、光電材料和電極等；單質(zhì)硒玻璃如敏感材料；無定形碳包括生物膜材料和導(dǎo)電材料等。
化合物則包括氧化物、非氧化物以及多元化合物。氧化物分為二氧化鋁和二氧化鋯、非氧化物分為氮化硅和氮化鋁；多元化合物分為生物玻璃和鈦酸鋇。
2.3依據(jù)功能劃分
總體可分為工程材料和功能材料。工程材料可以分為高強(qiáng)高韌材料、耐高溫抗熱震材料、耐磨耐腐蝕材料各種界面材料以及其他材料；功能材料分為電學(xué)材料、光學(xué)材料和生物材料三種；電學(xué)材料可以分為壓電材料、磁性材料、電導(dǎo)材料、熱電材料、電子材料以及敏感材料；光學(xué)材料可以分為導(dǎo)光材料、透光材料和光信息材料；生物材料則可以分為生物惰性材料、生物體內(nèi)可控表面活性材料、生物體內(nèi)可吸收材料。
3無機(jī)非金屬材料的分類的展望
按照其類型逐一展望。
3.1新型玻璃
新型玻璃應(yīng)該在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上運(yùn)用溶膠-凝膠、CVD、超急冷以及失重等工藝，通過各種微觀方法實(shí)現(xiàn)新型玻璃領(lǐng)域的突破。
3.1.1新型的激光玻璃
未來會(huì)生產(chǎn)出輸出功率更為強(qiáng)悍、性能品質(zhì)更加優(yōu)良的摻餌玻璃以及磷酸鹽類型的激光玻璃，還有更新的激光放大纖維等材料。
3.1.2光集成電路玻璃
其制作方法為離子交換法，制成的成品玻璃成分包含F(xiàn)eo、Ce203等，本身能散發(fā)出磁光以及熱光等效應(yīng)。
3.1.3超平玻璃
這種玻璃主要的應(yīng)用范圍為光存儲(chǔ)器，還可以應(yīng)用在光磁存儲(chǔ)器和大型液晶顯等基板上面，對(duì)于那些大規(guī)模以及特大規(guī)模類型的光掩用途模板也起到較大作用。
3.2高性能陶瓷
這種陶瓷材料在性能上體現(xiàn)出極強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，比如能夠抵抗高溫、強(qiáng)度和硬度系數(shù)都很高等，因而在航天和電子領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。
3.2.1結(jié)構(gòu)陶瓷
制作材料為碳化硅、氧化鋁以及莫來石等，改進(jìn)措施為增加韌性、改善纖維強(qiáng)度，對(duì)材料的內(nèi)部構(gòu)成進(jìn)行調(diào)節(jié)，使之具有堅(jiān)硬、耐磨、抗腐蝕等特性，可以對(duì)軸承、不銹鋼等材料進(jìn)行更新?lián)Q代，可直接制作成發(fā)動(dòng)機(jī)和電極材料等進(jìn)行運(yùn)用，具有使用延長(zhǎng)壽命、節(jié)能等效果。
3.2.2功能陶瓷
其在功能方面起到的作用為絕緣、堅(jiān)硬、光敏和熱敏等，可以用在壓電元件和磁記錄存儲(chǔ)等領(lǐng)域，使其成為促進(jìn)信息產(chǎn)品容量擴(kuò)大、密度增大的有力武器。
3.3人工晶體
這個(gè)材料的應(yīng)用范圍很廣，而且前進(jìn)步伐迅速。晶體原有形態(tài)和功能以及用途不斷被刷新，而且新型的晶體也在不斷地取代傳統(tǒng)類型晶體，比如金剛石之所以被廣泛應(yīng)用就是因?yàn)槠湓谟捕确矫骟w現(xiàn)出超高的性能，其實(shí)它還具有高導(dǎo)熱的特殊功能，可以利用這個(gè)方面將其當(dāng)做熱沉材料進(jìn)行應(yīng)用，使其具有半導(dǎo)體功能，讓其在信息技術(shù)領(lǐng)域得到應(yīng)用。人造水晶原本是用來發(fā)揮壓電效能的，但是經(jīng)過對(duì)其功能進(jìn)行探索，其應(yīng)用領(lǐng)域也變得開闊，當(dāng)前還應(yīng)用在延遲線以及表面波器件之中。另外，可以對(duì)輻射產(chǎn)生抵抗功能的水晶還被廣泛地應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域，甚至可以在軍事領(lǐng)域發(fā)揮出很大作用。
4總結(jié)
無機(jī)非金屬材料在高科技領(lǐng)域占有重要地位，是伴隨高科技進(jìn)步而出現(xiàn)的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，具有很強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿蜕?，必定在將來的?jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，因此已經(jīng)受到各方面的重視。本文分（下轉(zhuǎn)第129頁(yè)）（上接第119頁(yè)）析了無機(jī)非金屬材料在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位，詳細(xì)地對(duì)其分類進(jìn)行解讀，展望了其應(yīng)用前景。
【參考文獻(xiàn)】
在本世紀(jì)70年代， 逐步發(fā)展形成的現(xiàn)代生物技術(shù)（ 亦稱生物工程技術(shù)）， 從廣義上說， 它包括人類對(duì)動(dòng)物、植物以及微生物有目的利用、控制和改造。隨后80年代， 美國(guó)和口本便分別召開了 “用生物方法合成材料”和“使用生物技術(shù)創(chuàng)制新材料”等專題學(xué)術(shù)研公寸會(huì)。由此可見， 現(xiàn)代生物技術(shù)在材料學(xué)與上程中的應(yīng)用前景頗為看好。例如現(xiàn)代生物技術(shù)在金屬材料行業(yè)中的系統(tǒng)應(yīng)用已經(jīng)成功地形成生物冶金分支學(xué)科。所謂生物冶金或稱細(xì)菌冶金， 即細(xì)菌萃取金屬或生物浸出金屬， 是一種利用細(xì)菌的氧化作用把不溶性金屬化合物轉(zhuǎn)變成可溶性化合物， 再用濕法冶金從溶液中回收金屬的方法。又如開發(fā)研究生物降解高分子材料， 及時(shí)防止和解決當(dāng)今世界上極為嚴(yán)重的“白色污染”的決定性措施， 亦是現(xiàn)代生物技術(shù)在有機(jī)高分子材料行業(yè)中的應(yīng)用熱點(diǎn)。至于現(xiàn)代生物技術(shù)在尤機(jī)非金屬材料行業(yè)的應(yīng)用前景， 是又可望又可即的。
1 生物提純硅酸鹽礦物原料
生物提純是指現(xiàn)代生物技術(shù)利用生物浸出法在非金屬礦選礦過程中的應(yīng)用。這種技術(shù)的應(yīng)用原理主要就是利用微生物能夠讓金屬礦物進(jìn)行液化的功能， 使得生物技術(shù)在礦物融濾過程中得到廣泛的應(yīng)用。由于這些鐵雜質(zhì)一般都以黃鐵礦的形態(tài)存在于硅酸礦物質(zhì)中， 人們可以利用氧化鐵硫桿菌和其他菌類對(duì)黃鐵礦變成可溶性化合物， 在形成這一反應(yīng)時(shí)。根據(jù)調(diào)查顯示， 這種真菌可以對(duì)高嶺土壤中鐵的含量至少降低4 %左右， 并且讓高嶺土的白亮度有很大的提高， 這成為陶瓷和造紙行業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)鍵的因素。根據(jù)上述分析， 現(xiàn)代生物技術(shù)將會(huì)為硅酸鹽礦物原料。
2生物礦化過程
生物礦化過程是在一定的細(xì)菌分泌和特殊機(jī)質(zhì)的作用下的成礦過程， 也是在特定的機(jī)質(zhì)下長(zhǎng)成晶體結(jié)構(gòu)。以珍珠貝的珍珠層為例， 珍珠層的結(jié)構(gòu)是由霞石的碳酸鈣晶體組成， 并在這種情況下形成了大小不一的螺旋形， 由于這種基質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中存在不規(guī)則的鈣物質(zhì)， 能夠使碳酸鈣在一定的距離成核并且按照自身的生長(zhǎng)規(guī)律形成霞石螺旋。碳酸鈣的生物礦化過程既是一個(gè)化學(xué)過程， 也是一個(gè)生物過程，這是兩者共同作用過程的結(jié)果。日本研究人員還培育出一種海藻和一種單胞藻， 它們都可以聯(lián)系生產(chǎn)處石灰石顆粒， 每天這些形狀的石灰石最佳生產(chǎn)率為15毫克每升和90 毫克每升， 并可以對(duì)回收后的細(xì)胞進(jìn)行再生產(chǎn)。根據(jù)上述材料表明， 人類可以在人工手段下實(shí)現(xiàn)細(xì)胞固定化技術(shù)， 并利用生物的成礦能錄生產(chǎn)石灰石質(zhì)納木材料和生物裝飾材料， 也可能利用生物的成礦功能進(jìn)行復(fù)合材料的生產(chǎn)。
3 用稻殼制備高純度高性能碳化硅
從仿生學(xué)的角度來看， 人們可以利用稻殼制造出高濃度、高性能的碳化硅。主要的步驟為： 首先， 將稻殼進(jìn)行碳化， 使稻殼中的纖維素進(jìn)行分解， 形成不定性碳化物； 其次， 在還原性和惰性的條件下， 對(duì)稻殼進(jìn)行高文煉燒下形成碳化硅。在稻殼中所存在的二氧化硅凝膠會(huì)與多糖基質(zhì)進(jìn)行緊密的結(jié)合， 多糖的談話會(huì)在二氧化硅的表層發(fā)生， 并且二氧化硅一直處于高化學(xué)活性的多孔和微粒狀態(tài)下， 因此， 在對(duì)它進(jìn)行煉燒時(shí)，可以最快速度與二氧化硅產(chǎn)生反應(yīng)。德國(guó)的一位建筑師利用自己設(shè)計(jì)的一種水下裝置放到海中， 在經(jīng)過兩到三個(gè)月的時(shí)間用過海藻作用可以產(chǎn)生2 5尺長(zhǎng)、五尺寬、2寸厚的生物大理石材料板。近期， 日本的工業(yè)技術(shù)研究所成功利用稻殼制備出碳化硅的新工藝， 這種技術(shù)與原來的硅石和煤氣還原法相比， 同時(shí)達(dá)到了降低成本和實(shí)現(xiàn)了對(duì)稻殼的最大利用。在稻殼中存在碳、二氧化硅等有效化學(xué)成分， 這就具備了形成碳化硅的先決條件， 但是一旦在發(fā)生反應(yīng)時(shí)磷成分過多時(shí)， 就無法形成碳化硅， 那么就必須研究減少磷產(chǎn)生的方法。這種工藝的原理是以弱酸性緩沖劑進(jìn)行爆破性處理， 在多種酶的作用下可以溶出碳， 然后再對(duì)其進(jìn)行氧化處理， 在無氧加熱條件下形成高濃度、高性能的碳化硅。
4 生物混凝土
在很早以前， 我國(guó)就應(yīng)經(jīng)學(xué)會(huì)利用存在于粘土中的細(xì)菌對(duì)粘土進(jìn)行發(fā)酵來增強(qiáng)它的可塑性。目前， 我國(guó)很多學(xué)者都預(yù)言幾千年后老鼠建造洞穴的材料將用比混凝土還牢固的白蟻排泄物。這種材料是天然的高分子非金屬材料的符合混凝土， 也是細(xì)菌作用下形成的生物混凝土。與此同時(shí)， 在日本也有相關(guān)報(bào)道曾預(yù)言提出這種單材質(zhì)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用。新型生物混凝土具有多層結(jié)構(gòu)：第一層是防水層，能夠防止雨水滲入，避免對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成破壞；第二層是生物層，能夠收集雨水以供植物生長(zhǎng)，例如它可以為微型藻類、菌類、地衣和苔蘚等提供天然生物屏障；第三層是覆蓋層，能夠讓雨水通過這一層滲入生物層，并可防止水分流失。與傳統(tǒng)混凝土相比，這種新產(chǎn)品的最大優(yōu)勢(shì)是既能吸收二氧化碳，改善城市環(huán)境空氣質(zhì)量；又可美化墻體，改變城市色彩單一的外觀面貌；還能提升建筑物的保溫性，降低能源消耗。
5 生物鐵氧體功能陶瓷材料
在常溫條件下， 可以利用海洋水中想磁性細(xì)菌合成比較均勻的磁性微粒， 磁性微粒通常情況下也被稱為生物鐵氧體功能陶瓷材料， 它與人工制成的磁微粒材料相比， 它的表面積比較大， 而且表面部位被堅(jiān)硬的有機(jī)薄膜覆蓋， 在這種情況下很難將鐵浸。
6 結(jié)語(yǔ)
將現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用到非金屬材料領(lǐng)域中比較重要的工程， 這也將大大推動(dòng)生物非金屬材料工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。我們必須積極探索現(xiàn)代生物技術(shù)的作用， 抓住現(xiàn)代生物技術(shù)的特點(diǎn)， 現(xiàn)代生物技術(shù)作為一種低能耗、高效益的新興技術(shù)， 必將在非金屬材料領(lǐng)域大面積的應(yīng)用， 以推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]朱躍釗，盧定強(qiáng)，萬(wàn)紅貴，韋萍，周華，歐陽(yáng)平凱. 工業(yè)生物技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 化工學(xué)報(bào)，2004（12）.
中圖分類號(hào)：G647 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）50-0013-02
引言：
實(shí)驗(yàn)室是高校進(jìn)行人才培養(yǎng)的重要場(chǎng)所是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的基礎(chǔ)環(huán)境[1]。工科類專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)更是與實(shí)驗(yàn)室密切相關(guān)學(xué)生很大一部分學(xué)習(xí)都在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行或者與實(shí)驗(yàn)室相關(guān)所以實(shí)驗(yàn)室也是高等院校安全防護(hù)的重點(diǎn)場(chǎng)所[2]。無機(jī)非金屬材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)室是專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)和學(xué)生論文階段從事科研活動(dòng)的場(chǎng)所也是學(xué)生接觸較多、參與度較高的場(chǎng)所實(shí)驗(yàn)室的安全關(guān)系到每一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)。無機(jī)非金屬材料是傳統(tǒng)三大材料之一（金屬材料、高分子材料、無機(jī)非金屬材料）主要研究水泥、玻璃、陶瓷等材料的結(jié)構(gòu)、分析、制備、成形與加工等。設(shè)備的使用在材料專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)與學(xué)習(xí)中有很重要的地位。很多實(shí)驗(yàn)需要在科研設(shè)備中完成因此設(shè)備的安全至關(guān)重要[3]。隨著無機(jī)非金屬材料專業(yè)的發(fā)展研究領(lǐng)域越來越廣所用實(shí)驗(yàn)設(shè)備也越來越多比如機(jī)械切割設(shè)備、高溫高壓設(shè)備等這些設(shè)備在使用過程中稍不留神便可能引起安全事故實(shí)驗(yàn)室安全管理面臨新的困難和挑戰(zhàn)[4-6]。作為實(shí)驗(yàn)室的管理者與參與者必須重視實(shí)驗(yàn)室的安全管理工作避免安全事故造成實(shí)驗(yàn)人員人身傷害。本文從無機(jī)非金屬材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)室常用實(shí)驗(yàn)設(shè)備方面分析了無機(jī)非金屬材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)室面臨的安全問題并由此提出相應(yīng)的安全管理措施。
一、影響實(shí)驗(yàn)室安全因素
無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)室主要承擔(dān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有材料的制備、合成、成形及加工、測(cè)試、分析等。實(shí)驗(yàn)過程中接觸設(shè)備量大實(shí)驗(yàn)室安全管理涉及面廣潛在危險(xiǎn)性大。具體可以概括為以下幾個(gè)方面的安全隱患：
1.機(jī)械傷害安全隱患。無機(jī)非金屬材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)中需要用到許多機(jī)械類設(shè)備如水泥生料和熟料破碎時(shí)所用的各種破碎設(shè)備包括鄂式破碎機(jī)、球磨機(jī)、圓盤磨、行星磨等；進(jìn)行水泥性能測(cè)試及混凝土試樣成型時(shí)所用的水泥凈漿攪拌機(jī)、水經(jīng)膠砂攪拌機(jī)、振實(shí)臺(tái)、砂漿攪拌機(jī)等；制備陶瓷時(shí)所用壓片機(jī)、切割機(jī)、剖光機(jī)等。這些設(shè)備在運(yùn)行過程中稍有不慎就會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)人員造成刮傷、壓傷、擦傷、碰傷等人身傷害。
筆者在管理實(shí)驗(yàn)室過程中就經(jīng)常會(huì)遇到學(xué)生在使用切割機(jī)時(shí)將手指擦傷、碰傷的情況。
2.電氣類傷害安全隱患。用電安全是每個(gè)實(shí)驗(yàn)室面臨的主要安全問題之一無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)室尤是如此。無機(jī)非金屬材料研究的水泥、玻璃、陶瓷三大材料都在高溫條件下完成制備工藝（三大材料通常所需要溫度在1000℃以上）因此實(shí)驗(yàn)室需要大量的高溫爐、烘干箱等大功率用電設(shè)備。這些大功率用電設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后很容易發(fā)生線路老化如果檢查不及時(shí)可能會(huì)造成觸電傷人事件。尤其是由老舊實(shí)驗(yàn)室改造改建后投入運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)室則原有建筑電源容量相比較現(xiàn)在大型設(shè)備而言很容易顯得不足在大功率用電設(shè)備啟動(dòng)后整棟建筑用電量急劇增加很容易造成電路故障嚴(yán)重時(shí)可能引起火災(zāi)[7]。
高壓氣瓶安全也是無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)室的安全因素之一。隨著材料專業(yè)的不斷發(fā)展無機(jī)非金屬材料的研究范圍也在不斷擴(kuò)大很多材料的制備需要在在氮?dú)饣蚝獾榷栊詺怏w氛圍下進(jìn)行。再比如進(jìn)行材料比表面積測(cè)試、差熱曲線測(cè)試過程中也需要進(jìn)行氮?dú)?。這些高壓氣瓶如有泄漏很容易引起爆炸。加上氣瓶本身質(zhì)量較大如果存放、保管和使用不當(dāng)很容易產(chǎn)生倒地砸撞傷人事故。
3.高溫高壓傷害安全隱患。前已述及無機(jī)非金屬材料主要研究的三大材料都需要在高溫條件下才能完成制備。因此需要用到大量的高溫爐就本實(shí)驗(yàn)室而言用到的高溫爐種類繁多有馬弗爐、箱式高溫爐、管式爐、氣氛爐、微波高溫爐等還有各種大小不一的數(shù)顯恒溫鼓風(fēng)干燥箱。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中大部分實(shí)驗(yàn)需要溫度高于600℃有的高達(dá)1500℃這么高的溫度人的皮膚一旦接觸后果將不堪設(shè)想。特別是管式爐爐膛有石英玻璃和剛玉爐膛如果發(fā)生開裂或崩開情況很容易造成傷人事件。另外水熱合成無機(jī)材料過程中需要用到各種材質(zhì)的高溫高壓反應(yīng)釜包括耐酸高壓反應(yīng)釜和耐堿高壓反應(yīng)釜等等。這些高溫爐和反應(yīng)釜在使用過程中如果操作失當(dāng)很容易造成燙傷和化學(xué)腐蝕傷害。
二、無機(jī)非實(shí)驗(yàn)室安全管理措施
針對(duì)無機(jī)非實(shí)驗(yàn)室所面臨的安全問題實(shí)驗(yàn)室管理者應(yīng)該做好以下幾個(gè)方面的工作。
1.制定詳細(xì)的儀器或設(shè)備操作規(guī)程。操作規(guī)程指指導(dǎo)操作人正確操作該設(shè)備的有關(guān)規(guī)定和程序。制定詳細(xì)的儀器或設(shè)備操作規(guī)程是安全使用該儀器設(shè)備的基礎(chǔ)。編制儀器或設(shè)備操作規(guī)程時(shí)應(yīng)該以制造廠提供的設(shè)備說明書的內(nèi)容要求為主要依據(jù)根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)運(yùn)行特點(diǎn)及具體實(shí)驗(yàn)室使用條件和環(huán)境詳細(xì)制定使用人員在使用該儀器或設(shè)備過程中必須遵守的事項(xiàng)、程序及動(dòng)作。特別是對(duì)于涉及到安全的操作步驟或操作動(dòng)作需要重點(diǎn)提醒制作操作規(guī)程時(shí)相應(yīng)的文字應(yīng)加粗或采取其他方式使瀏覽該操作規(guī)程的人員引起足夠重視。
2.進(jìn)行定期的培訓(xùn)與宣傳教育。實(shí)驗(yàn)室管理人員在本科生和研究生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前集中進(jìn)行安全教育培訓(xùn)和應(yīng)急演練以提高學(xué)生的安全意識(shí)增強(qiáng)應(yīng)急反應(yīng)能力包括救生和自救[8]。每學(xué)期開學(xué)階段都會(huì)有相應(yīng)年級(jí)的本科生進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)或畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)。此時(shí)實(shí)驗(yàn)室管理人員需要對(duì)參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生進(jìn)行安全教育對(duì)實(shí)驗(yàn)室常見安全因素進(jìn)行重點(diǎn)告知比如常見的機(jī)械傷害、電氣傷害、高溫高壓傷害、化學(xué)藥品傷害等。并針對(duì)相關(guān)的儀器或設(shè)備開展安全技術(shù)操作規(guī)程講解。但在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中很多參與實(shí)驗(yàn)的本科生安全意識(shí)逐漸淡化。在實(shí)驗(yàn)開始階段還能較好地保持安全防范但隨著對(duì)儀器設(shè)備的熟練使用很多人已不再嚴(yán)格按照相關(guān)儀器設(shè)備的操作規(guī)程進(jìn)行致使出現(xiàn)安全事故的可能性升高管理實(shí)驗(yàn)室經(jīng)驗(yàn)告訴我們本科生的安全教育僅僅通過進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前的一次培訓(xùn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠有必要定期地進(jìn)行安全知識(shí)考核和安全技能重復(fù)培訓(xùn)。因此需要做到定期的安全宣傳教育工作。做到：“安全鐘”時(shí)刻在實(shí)驗(yàn)人員的頭腦中敲打。
3.隨時(shí)檢查安全隱患。針對(duì)無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)室所存在的安全隱患實(shí)驗(yàn)室管理人員應(yīng)該定期檢查。關(guān)于機(jī)械類設(shè)備應(yīng)定期檢查其安全性。重點(diǎn)對(duì)設(shè)備的螺絲緊固、安全閥的完好等安全關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行逐一檢查以防實(shí)驗(yàn)人員在實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)設(shè)備意外情況而發(fā)生安全事故。對(duì)于高壓鋼瓶要對(duì)連接氣體管路定期檢查查看氣體管路是否完好無損并及時(shí)清理廢舊氣體鋼瓶。關(guān)于電氣類安全隱患實(shí)驗(yàn)室管理人員應(yīng)該定期對(duì)實(shí)驗(yàn)室電路進(jìn)行檢查以及對(duì)高壓氣瓶進(jìn)行閥門和減壓閥等安全設(shè)備元件進(jìn)行檢查。對(duì)實(shí)驗(yàn)室存在的不安全因素要及時(shí)向有關(guān)部門反映、整改。
三、結(jié)語(yǔ)
實(shí)驗(yàn)室安全方面的管理任務(wù)堅(jiān)巨而復(fù)雜不同專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室有其不同的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)室管理人員需要認(rèn)真分析自己所在的實(shí)驗(yàn)室的不安全因素針對(duì)實(shí)驗(yàn)室的不安全因素制定相應(yīng)的規(guī)章制度。在實(shí)驗(yàn)室日常管理過程中要求實(shí)驗(yàn)室的每個(gè)參與者時(shí)刻樹立安全意識(shí)。對(duì)實(shí)驗(yàn)室制定的規(guī)章制度認(rèn)真貫徹執(zhí)行養(yǎng)成一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。只有平時(shí)對(duì)安全方面足夠重視才能在安全問題突然出現(xiàn)時(shí)使傷害降到最低程度。
參考文獻(xiàn)：
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ⅤA ⅥA
ⅦA
B
C
N
O
F
Al
Si
P
S
Cl
Ga
Ge
As
Se
Br
In
Sn
Sb
Te
I
Tl
Pb
Bi
Po
At
（二）碳碳元素及其單質(zhì)的性質(zhì)變化規(guī)律
元素名稱 元素符號(hào) 原子半徑
（nm） 主要
化合價(jià) 單質(zhì)的性質(zhì) 顏色、狀態(tài) 密度
（g·cm—3） 熔點(diǎn)
（℃) 沸點(diǎn)
（℃） 碳 C 0.077 +2，+4 金剛石：無色固體
石墨：
灰黑色固體 3.51
2.25 3550
3652
—3697
（升華） 4827
4827 硅 Si 0．117 +2，+4 晶體硅：灰黑色固體 2.32—2.34 1410 2355 鍺 Ge 0．122 +2，+4 銀灰色固體 5.35 937.4 2830 錫 Sn 0．141 +2，+4 銀白色固體 7.28 231.9 2260 鉛 Pb 0．175 +2，+4 藍(lán)白色固體 11.34 327.5 1740
碳族元素化合價(jià)主要有+4和+2，C、Si、Ge、Sn的+4價(jià)化合物是穩(wěn)定的，而Pb的+2價(jià)化合物是穩(wěn)定的。
例 PbO2有強(qiáng)氧化性
閱讀下列材料，回答有關(guān)的問題
錫、鉛兩種元素的主要化合價(jià)+2價(jià)和+4價(jià)，其中+2價(jià)錫元素和+4價(jià)鉛元素的化合物均是不穩(wěn)定的，+2價(jià)錫離子有強(qiáng)還原性，+4價(jià)鉛元素的化合物有強(qiáng)氧化性。例如 Sn2+還原性比Fe2+還原性強(qiáng)。PbO2的氧化性比Cl2氧化性強(qiáng)。
（1）寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式
①氯氣跟錫共熱__________；②氯氣跟鉛共熱__________；③二氧化鉛跟濃鹽酸共熱__________；
（2）能說明Sn2+還原性比Fe2+還原性強(qiáng)的離子方程式______________。
答案：
（1）
①
②
③
（2）
二．碳族非金屬氧化物比較
CO CO2 SiO2 類別 酸性 氧化還原性 強(qiáng)還原性 弱氧化性 弱氧化性 毒性 有毒 無毒 無毒
反應(yīng)實(shí)例：
酸性：H2CO3>H2SiO3
與堿反應(yīng)：CO2+2OH—=CO32—+H2O CO2+H2O+CO32—=2HCO3— CO2+OH—=HCO3—
思考：CO2通入NaOH溶液中生成的鹽是什么？
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
思考：盛放堿液的試劑瓶為什么不能用玻璃塞？
氧化還原性
三、Na2CO3與NaHCO3的比較
Na2CO3 NaHCO3 俗稱 純堿（蘇打） 小蘇打 溶解性 易溶 易溶 溶液度Na2CO3> NaHCO3 穩(wěn)定性 穩(wěn)定 不穩(wěn)定 與酸反應(yīng)出CO2速率 慢（分二步）
CO32—+H=HCO3—
HCO3—+H+=H2O+CO2 快（一步）
HCO3—+H+=H2O+CO2 相互轉(zhuǎn)化
方程式如下：
Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
四、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
（一）碳及其化合物
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）44-0130-02
材料是社會(huì)文明的一個(gè)重要標(biāo)志，也是當(dāng)今社會(huì)各個(gè)國(guó)家與地區(qū)發(fā)展基礎(chǔ)工業(yè)和開發(fā)新技術(shù)、新行業(yè)的源泉和動(dòng)力。新材料的開發(fā)和使用，不僅需要材料研究的創(chuàng)新性思維，而且需要材料科學(xué)與技術(shù)人才的創(chuàng)新精神。當(dāng)前，隨著材料學(xué)的快速發(fā)展，將對(duì)材料人才提出了更多更高的要求，由原先的單一技術(shù)型人才逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂卸鄬哟巍⒍鄬W(xué)科交叉的復(fù)合型人才[1，2]。復(fù)合材料學(xué)科近年的發(fā)展也反映了社會(huì)對(duì)材料的要求，人們對(duì)多功能材料的需求和要求也在不斷提高，這加重了對(duì)學(xué)習(xí)材料人的要求，對(duì)于各類材料的結(jié)構(gòu)原理及其制備技術(shù)需要更多的了解。無機(jī)非金屬材料不僅是復(fù)合材料專業(yè)的必選課程，而且也是一門材料學(xué)科的綜合性課程。該課程主要講解無機(jī)非金屬材料的定義、分類，以及無機(jī)非金屬材料的共性與個(gè)性；無機(jī)非金屬材料中原料的制備、配合料的計(jì)算、成型、干燥和燒成等生產(chǎn)工藝以及介紹無機(jī)非金屬材料現(xiàn)在的發(fā)展?fàn)顩r與研究方向。復(fù)合材料專業(yè)開設(shè)無機(jī)非金屬材料課程的目的是讓學(xué)生能夠了解無機(jī)非金屬材料的基本知識(shí)，在學(xué)習(xí)復(fù)合材料專業(yè)的同時(shí)，拓展自己的學(xué)科知識(shí)，深化自己的專業(yè)領(lǐng)域，這對(duì)于增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力具有重要意義。
一、復(fù)合材料專業(yè)開設(shè)無機(jī)非金屬材料的必要性
無機(jī)非金屬材料是一門歷史悠久的學(xué)科，在人類發(fā)展的歷史上扮演著重要角色。在當(dāng)今社會(huì)，無機(jī)非金屬材料在建筑、航空航天、交通、電子科技以及能源等方面有著不可替代的作用，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。復(fù)合材料作為一門新型學(xué)科，需要與其他專業(yè)進(jìn)行交流融合，無機(jī)非金屬材料與有機(jī)高分子材料、金屬材料并稱為材料界三大材料。通過對(duì)無機(jī)非金屬材料課程的學(xué)習(xí)，不僅能夠掌握無機(jī)非金屬材料的組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、制備工藝和性能特點(diǎn)，而且可以將其和復(fù)合材料進(jìn)行對(duì)比聯(lián)系，從而更加快速地學(xué)習(xí)復(fù)合材料。單一的材料已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在社會(huì)的要求，人們更加需要復(fù)合型材料，而無機(jī)非金屬?gòu)?fù)合材料的出現(xiàn)適應(yīng)了社會(huì)的要求。例如在石灰漿中摻入麻繩或其他纖維用作涂墻的材料，用鋼筋、水泥、砂、石塊制成鋼筋混凝土，等等，這些都是生活中常見的無機(jī)非金屬?gòu)?fù)合材料，所以在復(fù)合材料專業(yè)中開設(shè)無機(jī)非金屬材料，不僅有利于學(xué)生學(xué)習(xí)復(fù)合材料，在以后的社會(huì)工作競(jìng)爭(zhēng)中也有很大的作用。
二、復(fù)合材料專業(yè)開設(shè)無機(jī)非金屬材料課程的教學(xué)現(xiàn)狀
無機(jī)非金屬材料課程作為復(fù)合材料專業(yè)的一門專業(yè)必選課，由于它涵蓋了陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等內(nèi)容，因此它比復(fù)合材料專業(yè)中開設(shè)的其他課程更加復(fù)雜。無機(jī)非金屬材料多是離子鍵、共價(jià)鍵或離子―共價(jià)混合鍵，導(dǎo)致材料的性能及結(jié)構(gòu)特征各有特點(diǎn)，并且制備過程中原料的比例或制備工藝也會(huì)對(duì)材料產(chǎn)生巨大的改變，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易將其混淆，使得教學(xué)達(dá)不到預(yù)料的結(jié)果。教學(xué)中大多數(shù)注重理論教學(xué)，不注重實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生對(duì)無機(jī)非金屬材料的了解只停留在理論知識(shí)。此外，作為一門選修課，學(xué)生對(duì)其重視程度也沒有復(fù)合材料必修課高，在學(xué)習(xí)過程中態(tài)度也會(huì)有所下降，學(xué)習(xí)效率也會(huì)降低，那么開設(shè)無機(jī)非金屬材料課程的初衷也沒有達(dá)到。
三、復(fù)合材料專業(yè)開設(shè)無機(jī)非金屬材料課程教學(xué)方法的探索
（一）教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化
由于無機(jī)非金屬材料課程包含的內(nèi)容較多，有陶瓷、水泥、玻璃以及耐火材料等內(nèi)容，如果每一種材料都詳細(xì)講解，課時(shí)量必然不夠，因此需要以某一種材料為主線，根據(jù)無機(jī)非金屬材料的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)進(jìn)行穿插講解。此外，在教學(xué)過程中由于教學(xué)內(nèi)容較多，往往采用“填鴨式”教學(xué)，將所有的知識(shí)一股腦的塞進(jìn)學(xué)生的腦中，這樣導(dǎo)致學(xué)生不僅沒有了解無機(jī)非金屬材料，還對(duì)教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生厭倦，所以在教學(xué)過程中還要注重知識(shí)點(diǎn)的連貫性和層次性，準(zhǔn)確把握重難點(diǎn)。在教學(xué)過程中可以借助于生活中的事物來幫助記憶，比如可以根據(jù)樹的模型，將樹干比作無機(jī)非金屬材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能。學(xué)生通過了解不同的組成，推斷出將會(huì)產(chǎn)生怎樣的結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致相應(yīng)的性能，這樣可以讓學(xué)生抓住材料的本質(zhì)，學(xué)習(xí)起來也就得心應(yīng)手。然后，再由樹干發(fā)散到枝干，逐一講解無機(jī)非金屬材料課程中水泥、陶瓷、玻璃以及耐火材料的原料和制備工藝等，將內(nèi)容逐漸具體化，使學(xué)生更加輕松地學(xué)習(xí)無機(jī)非金屬材料課程，讓學(xué)生由淺入深，逐步了解無機(jī)非金屬材料，從而達(dá)到掌握無機(jī)非金屬材料課程的知識(shí)。
（二）教學(xué)方法的創(chuàng)新
無機(jī)非金屬材料是一門具有較強(qiáng)理論性的課程，因此在課堂教學(xué)時(shí)，首先要調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生能夠跟著教師的步伐在上課開始提一些簡(jiǎn)單的問題，不僅能讓學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，也可以檢驗(yàn)學(xué)生課下的復(fù)習(xí)情況。其次，記筆記對(duì)于學(xué)習(xí)無機(jī)非金屬材料是非常重要的，它不僅可以讓學(xué)生建立自己的學(xué)習(xí)方法，也方便課下的復(fù)習(xí)。另外，實(shí)踐教學(xué)是必需的，無機(jī)非金屬材料是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，實(shí)踐教學(xué)不僅能夠讓學(xué)生掌握課本知識(shí)，還可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)無機(jī)非金屬材料的理解[3]。實(shí)驗(yàn)是實(shí)踐教學(xué)的主要途徑，實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。托爾斯泰曾經(jīng)說過：“成功的教學(xué)，所需的不是強(qiáng)制，而是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣”。此外，課堂多媒體教學(xué)的作用也很大，觀看材料的微觀組織結(jié)構(gòu)視頻可以讓學(xué)生更加清晰的了解無機(jī)非金屬材料的制備過程。
（三）考核方式的改革
學(xué)習(xí)無機(jī)非金屬材料的目的是要讓學(xué)生掌握無機(jī)非金屬材料的種類、組成、共性和個(gè)性，掌握原料的制備過程和原料選擇對(duì)無機(jī)非金屬材料性能的影響，掌握陶瓷、玻璃和水泥的生產(chǎn)工藝流程等內(nèi)容。在考核學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果時(shí)往往采用考試的方法，這樣的方法會(huì)導(dǎo)致學(xué)生死記硬背課本內(nèi)容，給學(xué)生造成巨大的思想負(fù)擔(dān)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，所以考試不是一種好的考核方法。采用論文考核也不是一種好的方法，現(xiàn)如今網(wǎng)絡(luò)的發(fā)達(dá)造成了利用網(wǎng)絡(luò)資源抄襲的現(xiàn)象，這樣的考核也不能達(dá)到開設(shè)無機(jī)非金屬材料課程的初衷。學(xué)習(xí)無機(jī)非金屬材料一方面是為了讓學(xué)生了解更多的材料學(xué)內(nèi)容，拓展自己的視野；另一方面，通過對(duì)無機(jī)非金屬材料課程的學(xué)習(xí)可以更好地學(xué)習(xí)復(fù)合材料，因此，可以將兩者結(jié)合起來進(jìn)行考核。將學(xué)生分成若干組，每一組負(fù)責(zé)完成一種無機(jī)非金屬材料設(shè)計(jì)，最后對(duì)每組成果進(jìn)行評(píng)價(jià)。這樣既可以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)無機(jī)非金屬知識(shí)的了解，也能開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，從而真正體現(xiàn)這門課程的教學(xué)成果。
四、結(jié)語(yǔ)
無機(jī)非金屬材料課程一方面能夠讓學(xué)生了解無機(jī)非金屬材料的基礎(chǔ)知識(shí)，另一方面能夠從無機(jī)非金屬材料學(xué)習(xí)中更好地學(xué)習(xí)復(fù)合材料。本文針對(duì)當(dāng)前無機(jī)非金屬材料課程在復(fù)合材料專業(yè)教學(xué)中所面臨的問題，結(jié)合復(fù)合材料專業(yè)開設(shè)無機(jī)非金屬材料的必要性和教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面提出了一些建議，期望以此推進(jìn)復(fù)合材料專業(yè)的發(fā)展，為國(guó)家培養(yǎng)更多優(yōu)秀的人才。
參考文獻(xiàn)：
0 前言
隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，新技術(shù)開始在各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用，尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來，新的技術(shù)更是如雨后初筍般出現(xiàn)，我們常聽到的如納米材料的應(yīng)用、超導(dǎo)材料的發(fā)現(xiàn)、新能源的研究以及光電子材料的技術(shù)發(fā)展等一系列新技術(shù)和新材料。這對(duì)我國(guó)的新材料工業(yè)來說是一次重大的發(fā)展機(jī)遇，如果能抓住這次新材料機(jī)遇，我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)將會(huì)有一個(gè)新的突破。隨著固溶物的應(yīng)用和發(fā)展，固溶物的應(yīng)用和研究越來越廣，尤其是近些年來在無機(jī)非技術(shù)材料中的應(yīng)用，在制備無機(jī)非金屬材料中，在材料制備過程中，通過對(duì)其內(nèi)部摻雜雜質(zhì)、改變壓力等一系列條件，來使得非金屬材料的性質(zhì)發(fā)生改變，從而賦予非金屬材料新的特性。
1 固溶物簡(jiǎn)介
在溶液中將溶質(zhì)進(jìn)行溶解后，理化性質(zhì)受到微量溶質(zhì)的決定形成的產(chǎn)物為固溶體。固溶體有很多分類，一般我們根據(jù)外來的組元在固溶體中主晶相的固溶度分類，將固溶體分為有限型和連續(xù)型兩種；按照外來組元在固溶體主晶相的位置分類，可以分成間隙固溶體和置換固溶體；而若按照相圖中固溶體所處的位置，則可以分成中間固溶體和端部固溶體兩部分。在固溶體的制備方法中，一般常用的有沉淀法、電泳法、溶膠法以及絡(luò)合法等一系列傳統(tǒng)的方法，在最近幾年，新興了一些固溶體的制備方法，但是這些技術(shù)和方法還不是很成熟，因此在實(shí)際的生產(chǎn)過程中應(yīng)用較少。這表明固溶體在非金屬材料中的應(yīng)用還有很大的空間去探求，非金屬材料制備在固溶體中還有很長(zhǎng)一段路要走。
2 固溶體的特性
固溶體的特性一般主要是由固溶物的組成物來決定的，在近些年的無機(jī)非金屬材料的制備中，在固溶體中摻雜一些性質(zhì)獨(dú)特的物質(zhì)來改變固溶體本身存在的特性，改變固溶體原有的屬性。在固溶體中，加入一些稀有元素，會(huì)將該元素的特性延伸到固溶體中，會(huì)大大提升固溶體的屬性?，F(xiàn)在一些學(xué)者將稀有金屬添加到固溶體中，鈦使用用最廣的一種，鈦由于具有密度小，質(zhì)輕，機(jī)械強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐酸、耐堿等一系列性能，因此在固溶體中被廣泛的應(yīng)用，摻入鈦的固溶體也會(huì)具備鈦原有的一些屬性，使得固溶體的性能得到進(jìn)一步的加強(qiáng)。還有一些將硅、鋁以及石墨加入到固溶體中，讓固溶體擁有它們的屬性，為非金屬材料的制備提供更好的固溶體。
3 固溶體在無機(jī)非金屬材料中的應(yīng)用
隨著對(duì)固溶體的研究越來越多，因此固溶體的應(yīng)用也越來越廣泛，近些年，固溶體開始在無機(jī)非金屬材料中廣泛應(yīng)用。
3.1 固溶體作為催化劑
在我國(guó)，一些研究人員通過將CeO2和ZrO2進(jìn)行固溶作用，得到了一種新的鈰鋯氧化物的固溶體，由于之前的二氧化鈰是非常好的催化劑，在生物陶瓷材料的制備、燃料電池的電極的生產(chǎn)中都被用作催化劑使用，效果很好。這種由兩種氧化物固溶形成的固溶體，其既具有Ce的氧化還原性質(zhì)，在4價(jià)的Ce4+氧化為3價(jià)的Ce3+時(shí)，發(fā)生氧化還原時(shí)，會(huì)對(duì)周圍的氧濃度產(chǎn)生緩沖的作用，其中的CeO2直接影響的是鈰鋯氧化物的固溶體的催化活性，在生物陶瓷的制備過程中，加入鈰鋯氧化物的固溶體，能有效的將Zr4+引入到立方的晶格中去，在燒結(jié)的過程中起到催化作用，使得生產(chǎn)出來的生物陶瓷質(zhì)量高、性能強(qiáng)，具有一些特性。
在Mn-Ce-O的復(fù)合氧化物中，摻入一些銅粉，形成新的復(fù)合氧化物的固溶體，同樣可以在催化作用中增強(qiáng)其催化的作用，這是由于在合氧化物Cu.Mn―Ce―O三元固溶體中，二價(jià)的Cu2+和Mn3+進(jìn)入到CeO2的晶格中去，使其形成螢石型結(jié)構(gòu)的三元固溶體，這樣的催化劑在催化無機(jī)非金屬材料過程中，提高了氧的活性和吸附能力，提高了固溶體中銅和錳的分散和結(jié)合的速度，在無機(jī)非金屬中會(huì)加快化合物表面物質(zhì)的還原，將催化活性能降到最低，使得生產(chǎn)過程中，無機(jī)非金屬材料耗能少，降低了成本。
還有一種固溶體是將TiO2中將SnO2摻雜進(jìn)去形成SnO2-TiO2固溶體，主要的結(jié)構(gòu)為金紅石，形成的固溶物由于酸性弱，在固溶物的表面會(huì)出現(xiàn)含有吸附氧，在晶格中出現(xiàn)晶格氧。在非金屬材料的制備中，TiO2會(huì)在反應(yīng)中被SnO2反應(yīng)分解，將SnO2-TiO2固溶體的比表面積增大到一定程度，將SnO2-TiO2固溶體的催化活性提升，在寬帶隙半導(dǎo)體的制備中能連續(xù)反應(yīng)，催化活性很高。
3.2 固溶體對(duì)晶格的影響
在一種發(fā)現(xiàn)的鈦酸鋁固溶體，經(jīng)過研究和實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鈦酸鋁具有耐火性、隔熱性以及抗震性等一系列優(yōu)良特點(diǎn)，但是在實(shí)際的應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)鈦酸鋁在高溫時(shí)，只要溫度超過800℃時(shí)，就會(huì)被分解，在1300℃以下會(huì)被分解成金紅石和剛玉，這就會(huì)讓鈦酸鋁的催化性能降低，不穩(wěn)定的鈦酸鋁，要想保證其穩(wěn)定性，通常會(huì)加入一些Fe2O3和MgO，使得鈦酸鋁形成穩(wěn)定一點(diǎn)的晶格，有效地抑制鈦酸鋁固溶體的分解。在無機(jī)非金屬材料的制備中，鈦酸鋁固溶物的使用會(huì)使得生產(chǎn)的非金屬材料壓電性穩(wěn)定、介電常數(shù)能夠大幅的提升。因此在實(shí)際的應(yīng)用中，鈦酸鋁固溶體廣泛的應(yīng)用到無機(jī)非金屬材料的制備中。
3.3 固溶體在新型陶瓷中的應(yīng)用
在近些年，一些陶瓷公司開始研究鈦硅碳系列的陶瓷，這種新型的陶瓷具備強(qiáng)度高、抗壓、抗震、抗氧化等一系列優(yōu)良特性，在一些陶瓷的制備中，采用氧化鋯固溶體進(jìn)行新型陶瓷的應(yīng)用，由于氧化鋯在高溫下的結(jié)構(gòu)不同，在1200℃的溫度以下結(jié)構(gòu)為單斜相，而在1200℃到2400℃之間的結(jié)構(gòu)為四方晶相，在2400℃以上的結(jié)構(gòu)將形成立方相。在陶瓷的制備過程中，氧化鋯固溶體在立方相結(jié)構(gòu)時(shí)最穩(wěn)定，在陶瓷中主要用于制備耐火陶瓷和隔熱陶瓷，因此，在制備這些新型陶瓷中，就要對(duì)燒制陶瓷的溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，防止溫度的變化導(dǎo)致氧化鋯固溶體的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，在研究中一般采用的是溶膠凝膠法將氧化鋯固溶體摻雜進(jìn)陶瓷材料中，但是摻雜的比例也會(huì)導(dǎo)致制備的陶瓷性能發(fā)生變化，這時(shí)將加入一定比例的Pr，加入的Pr會(huì)將定形的氧化鋯固溶體轉(zhuǎn)化為晶相結(jié)構(gòu)的氧化鋯。通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，不同的制備技術(shù)、不同的Pr摻雜以及不同的溫度，生產(chǎn)的新型陶瓷的興紙業(yè)不相同。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型材料將會(huì)陸續(xù)的發(fā)現(xiàn)，新的科學(xué)技術(shù)也會(huì)應(yīng)用到無機(jī)非金屬材料的制備中。在實(shí)際的應(yīng)用中，通過化合物的擁有不同的膨化系數(shù)來將不同的化合物進(jìn)行固溶，形成新的固溶物來制備超低膨脹無機(jī)材料。調(diào)整化合物不同的比例也能生產(chǎn)出不同的熱膨脹非金屬材料。而在一些傳統(tǒng)的氧化鋁材料中，通過摻雜一些其他新型的氧化物制備成新的固溶物可以制成顏色不同的人工寶石；在鋯鈦酸鉛加入一些鑭系氧化物，就能夠生產(chǎn)出透明度很高的壓電陶瓷。固溶體的特性經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的研究和分析，相信在未來的無機(jī)材料生產(chǎn)中應(yīng)用會(huì)越來越廣。固溶體的明天將會(huì)越來越好。
