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無(wú)機(jī)非金屬范文第1篇

一、首先要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)無(wú)機(jī)非金屬材料工業(yè)潛在污染的來(lái)源和危害

無(wú)機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)工藝中,大多都要經(jīng)過(guò)原料粉碎、熱處理、成型和干燥等工段。如果不采取有效措施,其中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。

1.大氣污染。無(wú)機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)工藝中,對(duì)大氣的污染主要有以下三個(gè)方面:一是燃料所產(chǎn)生的煙塵和物料處理過(guò)程中所產(chǎn)生的粉塵;二是燃料燃燒或礦石分解所產(chǎn)生的硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物等有毒氣體;三是物料在高溫反應(yīng)時(shí)所產(chǎn)生的有毒氣體和塵粒,包括氟、鎘、鉛、砷等及它們的化合物。大氣污染危害甚大。1952年12月5日清晨,英國(guó)倫敦城市上空一帶為高氣壓所控制,地面處于完全無(wú)風(fēng)狀態(tài),霧很大,從工廠和家庭排出的煙塵和二氧化硫與霧滴結(jié)合形成污染物濃度很高的煙霧,致使數(shù)千人生病死亡,這就是著名的倫敦型煙霧。當(dāng)代世界面臨的主要大氣環(huán)境問(wèn)題如溫室效應(yīng)、酸雨、臭氧層變薄和出現(xiàn)空洞、洛杉磯煙霧等都是由于大氣中的污染物超標(biāo)引起。大氣污染已經(jīng)嚴(yán)重的危害了地球的生態(tài)環(huán)境。

2.水污染。無(wú)機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)工藝中,水既是生產(chǎn)原料,也是溶劑、洗滌劑、冷卻介質(zhì)和傳遞介質(zhì)。在使用過(guò)程中,水中會(huì)混入各種各樣的雜質(zhì)或者溫度升高,成為廢水。如果不進(jìn)行相關(guān)的處理,含有酚、砷、氟等有害物質(zhì)和粉塵、泥砂、煤灰渣等懸浮物的廢水排入水體,會(huì)危害水中的生物,淤塞河道,極大的降低水的使用價(jià)值。水體污染會(huì)造成水質(zhì)惡化,危害人體的健康,破壞生態(tài)環(huán)境。3.噪音污染。伴隨著無(wú)機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)過(guò)程的噪聲污染也是人們生活中的公害之一。無(wú)機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)過(guò)程的噪聲主要產(chǎn)生于風(fēng)機(jī)、機(jī)械設(shè)備和電機(jī)等運(yùn)行之中,它們強(qiáng)度大,連續(xù)不斷。它對(duì)人體造成的影響主要表現(xiàn)在:持續(xù)不斷的噪聲刺激會(huì)損傷人的聽(tīng)覺(jué)導(dǎo)致耳聾,影響人體的睡眠導(dǎo)致神經(jīng)衰弱癥,此外噪聲對(duì)人體生理和心理的影響也十分嚴(yán)重。

二、了解污染控制的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),學(xué)習(xí)污染控制的各種技術(shù)手段

環(huán)境保護(hù)可以從兩方面加以研究:一是改善環(huán)境,降低環(huán)境負(fù)荷;二是制造環(huán)境負(fù)荷低的制品或研究環(huán)境負(fù)荷低的制品生產(chǎn)工藝。環(huán)境負(fù)荷大致分為污染型環(huán)境負(fù)荷和消耗型環(huán)境負(fù)荷兩種。污染型環(huán)境負(fù)荷是指向水、大氣中排放污染物質(zhì),是傳統(tǒng)的環(huán)境問(wèn)題。消耗型環(huán)境負(fù)荷主要是指能源、資源的消耗,排放出大量的廢棄物等。環(huán)保教育是社會(huì)主義精神文明建設(shè)的重要組成部分,關(guān)系著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民的健康。傳播環(huán)境知識(shí)、提高環(huán)保意識(shí)和環(huán)保責(zé)任感是學(xué)校教育的重要任務(wù)。我國(guó)在1962年頒布了工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),首次對(duì)居民區(qū)內(nèi)大氣中的12種有害物質(zhì)規(guī)定了最高允許濃度。后于1982年頒布了國(guó)標(biāo)GB3095-82《大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,1996年頒布了GB3095-1996《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,用以替代GB3095-82。對(duì)二氧化硫(SO2),二氧化碳(CO2),氮氧化物(NOx)等污染物的評(píng)價(jià)給予了定量的指標(biāo)。國(guó)家頒布GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》、GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和GB3096-93《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》等對(duì)各種工業(yè)廢水的排放、噪音的控制等進(jìn)行了限制。環(huán)境保護(hù)工作不僅僅是環(huán)保行政部門的事,它與我們每個(gè)人的工作和生活都息息相關(guān)。對(duì)于專業(yè)技術(shù)人員,要在了解環(huán)境污染的危害和環(huán)境治理的標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,努力學(xué)習(xí)掌握相關(guān)的環(huán)保技術(shù)。防治空氣中的煙塵污染可以改革燃料組成,采用灰分少的優(yōu)質(zhì)煤、油或者天然氣等潔凈燃料,改進(jìn)燃燒設(shè)備和燃燒方法,減少煙氣中碳?jí)m的含量。防治粉塵要盡量減少粉料的運(yùn)輸,采用相應(yīng)的收塵設(shè)備并對(duì)不同的污染物采用相應(yīng)的防治措施。對(duì)于廢水的防治和處理應(yīng)該根據(jù)污染物的類別分別采取凈化處理措施。如對(duì)于固體懸浮物一般采用沉淀法,利用懸浮物的沉降特性使其與水體分離,對(duì)于含砷的廢水可以采用硫化物沉淀法等利用砷與其他物質(zhì)形成穩(wěn)定的沉淀物除去水中的砷,而對(duì)于含鉻的廢水則利用六價(jià)鉻的氧化作用,加入適當(dāng)?shù)倪€原劑使其還原為低價(jià)的鉻離子再用沉淀法除去。對(duì)于噪音污染首先要從聲源上減少噪聲的產(chǎn)生,設(shè)計(jì)和選用低噪音的設(shè)備,改進(jìn)生產(chǎn)工藝和操作方法,當(dāng)聲源控制受到限制時(shí)就應(yīng)當(dāng)考慮從噪音的傳播途徑上采取措施,有效的利用建筑物、綠化帶等地形地物使噪聲衰減,等等。

無(wú)機(jī)非金屬范文第2篇

無(wú)機(jī)非金屬材料是20世紀(jì)40年代以后才提出來(lái)的，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從傳統(tǒng)的硅酸鹽材料演變而來(lái)的。它與有機(jī)高分子材料和金屬材料并列三大材料之一。主要用于傳統(tǒng)工藝上面，比如水泥、陶瓷、玻璃以及耐火材料等等。對(duì)現(xiàn)代工藝發(fā)展，具有重要的意義。但是，無(wú)機(jī)非金屬材料這個(gè)材料并不是大部分人都了解，為了其有利的發(fā)展，必須要將其引導(dǎo)至適用其發(fā)展的行業(yè)上面，本文針對(duì)無(wú)機(jī)非金屬這一材料，在未來(lái)的發(fā)展道路上，該如何發(fā)展，如何適應(yīng)時(shí)代要求，做出了相應(yīng)的發(fā)展趨勢(shì)的探討。

【關(guān)鍵詞】

高效；高科技設(shè)備；智能化；引進(jìn)；升華

無(wú)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從材料的統(tǒng)稱。無(wú)機(jī)非金屬材料是現(xiàn)代材料當(dāng)中必不可少的，水泥、玻璃、陶瓷、等等材料的運(yùn)用，尤其是建筑業(yè)，都是需要無(wú)機(jī)非金屬材料的支撐，它關(guān)系著國(guó)家的命脈以及人類發(fā)展中所必要的材料。隨著現(xiàn)代各行各業(yè)的發(fā)展速度，無(wú)機(jī)非金屬材料也隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展而往更高層次的發(fā)展。

一、順勢(shì)環(huán)境發(fā)展，與環(huán)境合二為一

現(xiàn)在人們都追求“高利潤(rùn)”“高速度”發(fā)展，而沒(méi)有考慮到環(huán)境對(duì)人類的重要性。特別是在材料這方面，材料的加工、制作以及運(yùn)輸都是特別容易產(chǎn)生廢棄物，如果這些廢棄物得不到很好的解決，最壞的結(jié)果就是破壞自然環(huán)境，打破生態(tài)環(huán)境。環(huán)境是人類賴以生存的基礎(chǔ)，人類都是在環(huán)境里面生存的，這個(gè)是雷打不動(dòng)的事實(shí)，如果一味的靠破壞環(huán)境來(lái)求得生存，最終都會(huì)被自然所拋棄。所以，在強(qiáng)調(diào)無(wú)機(jī)非金屬材料的發(fā)展中，必須要保證與環(huán)境合二為一，確切的保證環(huán)境不能遭到污染，生態(tài)不能遭到破壞，做到人與自然“和諧發(fā)展”。

二、高效、節(jié)能、減排三合一

由于傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料產(chǎn)業(yè)是一個(gè)相對(duì)耗能高，環(huán)境污染嚴(yán)重的領(lǐng)域。隨著世界各地對(duì)環(huán)境的關(guān)注度，務(wù)必使這種落后的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式得到改變，無(wú)論是在生產(chǎn)方式還是在經(jīng)營(yíng)理念方面，都要進(jìn)行改變，以便探索出新的研發(fā)工藝。社會(huì)發(fā)展的速度很快，要想順應(yīng)社會(huì)的發(fā)展速度，必須要強(qiáng)調(diào)“高效”發(fā)展。而在環(huán)境保護(hù)這方面，必須要節(jié)能減排，以便做到與環(huán)境的合二為一。高效、節(jié)能、減排三合一是適應(yīng)時(shí)展的產(chǎn)物，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境協(xié)調(diào)的體現(xiàn)。無(wú)機(jī)非金屬材料在現(xiàn)實(shí)社會(huì)中的運(yùn)用，必須要做到高技術(shù)設(shè)備與高素質(zhì)人才并用。高效、節(jié)能、減排是國(guó)家發(fā)展中提出的綜合考慮環(huán)境因素所做出的發(fā)展生產(chǎn)力的方案。

三、與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相接

眾所周知，中國(guó)國(guó)內(nèi)的發(fā)展力跟某些發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，還是有很大的差距的。中國(guó)的發(fā)展不能閉關(guān)鎖國(guó)，或者是照搬外國(guó)的，這些都是錯(cuò)誤的，而且是不現(xiàn)實(shí)的。要想獲得發(fā)展，并且在技術(shù)上得到提升，必須要與發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，再取其精華去其糟粕，最好是引進(jìn)一些高素質(zhì)的專業(yè)人才。最好是加快人才的培養(yǎng)，不斷進(jìn)行革新教育設(shè)置，把最新的相關(guān)知識(shí)寫(xiě)入教材，是學(xué)習(xí)者對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料得到認(rèn)識(shí)，讓無(wú)機(jī)非金屬材料技術(shù)得到升華，推動(dòng)該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。

四、引進(jìn)國(guó)外的高科技設(shè)備，提升設(shè)備優(yōu)勢(shì)

綜上所述，發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)以及設(shè)備，甚至是專業(yè)人才都是較高的。要想求得該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，必須要適當(dāng)?shù)囊M(jìn)國(guó)外的高科技設(shè)備，綜合所引進(jìn)的技術(shù)，結(jié)合國(guó)內(nèi)的發(fā)展，再加以提升，不能只是模仿，而不結(jié)合本國(guó)本地的實(shí)際需求，必須要做到“引進(jìn)與提升”并用，促進(jìn)無(wú)機(jī)非金屬材料的更好的運(yùn)用到實(shí)際中。

五、大型化生產(chǎn)能力逐漸取代單線生產(chǎn)能力

以往的無(wú)機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)能力就是流水線那種很簡(jiǎn)單的生產(chǎn)能力，大部分都是那種小廠甚至是私人承辦的單線生產(chǎn)，沒(méi)有達(dá)到大規(guī)模甚至大型化的生產(chǎn)能力。而現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展速度如此之快，單靠這種小型的發(fā)展技術(shù)是不可能滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需求的，必須要有大型化的生產(chǎn)能力，來(lái)支撐這個(gè)市場(chǎng)。大型化的生產(chǎn)能力必須是要促進(jìn)形成若干個(gè)有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的大型建材集團(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(wú)機(jī)非金屬新材料品種的多樣性。

六、智能化材料取代一體式

無(wú)機(jī)非金屬范文第3篇

ⅢA　 ⅣA

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(wú)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(wèn)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(xiě)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(shuō)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(wú)毒 無(wú)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

（二）硅及其化合物

無(wú)機(jī)非金屬范文第4篇

【關(guān)鍵詞】固溶物；無(wú)機(jī)非金屬；非金屬材料；應(yīng)用與研究

0 前言

隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，新技術(shù)開(kāi)始在各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用，尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，新的技術(shù)更是如雨后初筍般出現(xiàn)，我們常聽(tīng)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(lái)說(shuō)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(lái)越廣，尤其是近些年來(lái)在無(wú)機(jī)非技術(shù)材料中的應(yīng)用，在制備無(wú)機(jī)非金屬材料中，在材料制備過(guò)程中，通過(guò)對(duì)其內(nèi)部摻雜雜質(zhì)、改變壓力等一系列條件，來(lái)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(lái)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(lái)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(guò)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(lái)決定的，在近些年的無(wú)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(lái)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(wú)機(jī)非金屬材料中的應(yīng)用

隨著對(duì)固溶體的研究越來(lái)越多，因此固溶體的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，近些年，固溶體開(kāi)始在無(wú)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(guò)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(guò)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(guò)程中起到催化作用，使得生產(chǎn)出來(lái)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(wú)機(jī)非金屬材料過(guò)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(wú)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(guò)程中，無(wú)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(guò)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(guò)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(wú)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(wú)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(kāi)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(guò)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(guò)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(wú)機(jī)非金屬材料的制備中。在實(shí)際的應(yīng)用中，通過(guò)化合物的擁有不同的膨化系數(shù)來(lái)將不同的化合物進(jìn)行固溶，形成新的固溶物來(lái)制備超低膨脹無(wú)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(guò)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(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究和分析，相信在未來(lái)的無(wú)機(jī)材料生產(chǎn)中應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣。固溶體的明天將會(huì)越來(lái)越好。

【參考文獻(xiàn)】

無(wú)機(jī)非金屬范文第5篇

關(guān)鍵詞 教學(xué)改革；案例教學(xué)法；多媒體教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-489X（2012）33-0014-03

無(wú)機(jī)非金屬材料測(cè)試方法（以下簡(jiǎn)稱“測(cè)試方法”）是無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，課程中主要介紹了有關(guān)材料科學(xué)分析測(cè)試儀器的原理與使用、無(wú)機(jī)材料的表征以及測(cè)試數(shù)據(jù)的處理與分析等內(nèi)容[1]。本課程的目的是通過(guò)教學(xué)使學(xué)生了解無(wú)機(jī)非金屬材料領(lǐng)域常用的測(cè)試方法，了解相關(guān)儀器的結(jié)構(gòu)和功能，掌握儀器的基本操作以及如何選用合理的測(cè)試方法檢測(cè)、表征材料的組成和結(jié)構(gòu)，再對(duì)所獲得的信息進(jìn)行正確的處理和解釋等。

這門課程的學(xué)習(xí)對(duì)該專業(yè)的本科生構(gòu)建相應(yīng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系起了重要的作用，也為他們以后開(kāi)展生產(chǎn)實(shí)踐、畢業(yè)論文和材料專業(yè)的研究等奠定必要的基礎(chǔ)，但是課程內(nèi)容涵蓋面大，涉及的知識(shí)十分零散，課程整體缺乏系統(tǒng)性，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)比較困難。因此，如何組織教學(xué)內(nèi)容，理清知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，把握好講授內(nèi)容的深度和廣度，選用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行教學(xué)，將決定本課程教學(xué)效果的好壞。鑒于此，為進(jìn)一步提高該門課的教學(xué)質(zhì)量，有必要對(duì)課程教學(xué)進(jìn)行改革，包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)實(shí)踐等方面的探索和改進(jìn)，以期獲得更好的教學(xué)效果。

1 教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求的改進(jìn)

材料的分析測(cè)試方法已經(jīng)發(fā)展有五六十種之多，它們的原理不盡相同，其實(shí)多數(shù)各自獨(dú)立，在當(dāng)前出版的教材中也多是一個(gè)章節(jié)介紹一種方法，這種相互間缺乏邏輯性聯(lián)系的知識(shí)給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)一定的障礙。為此，首先，根據(jù)學(xué)校的具體情況和非金屬專業(yè)的要求，選擇合適并且必要的測(cè)試方法作為教學(xué)內(nèi)容；其次，將這些零散且寬泛的知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)和分類，將這些看似相互獨(dú)立的測(cè)試手段通過(guò)一定的方式聯(lián)系起來(lái)；最后，在教學(xué)中還要輕重分明，詳略得當(dāng)，將重點(diǎn)突出，以便于學(xué)生的理解和掌握。

在實(shí)際教學(xué)中，將這些材料分析方法按其功能進(jìn)行分類，主要有物相分析、成分分析、形貌分析及組織結(jié)構(gòu)分析四部分。這種分類讓學(xué)生一開(kāi)始就對(duì)每一種測(cè)試方法的用途有所了解，增強(qiáng)了教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的針對(duì)性。下一步是對(duì)每一類分析方法在教學(xué)過(guò)程中再安排三級(jí)教學(xué)目標(biāo)，第一級(jí)為對(duì)基本原理和設(shè)備結(jié)構(gòu)的了解，第二級(jí)為對(duì)使用技術(shù)的掌握，第三級(jí)為對(duì)所得結(jié)果的分析和運(yùn)用[2]。教學(xué)中通過(guò)對(duì)儀器工作原理和結(jié)構(gòu)的介紹，讓其了解儀器是如何工作的，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是如何得來(lái)的；通過(guò)對(duì)樣品制備和儀器操作的介紹，讓學(xué)生掌握材料表征的基本技術(shù)；通過(guò)研究實(shí)例的分析，讓學(xué)生掌握分析方法的原理，學(xué)會(huì)基本的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，進(jìn)而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

分析測(cè)試使用到多種儀器，它們的工作原理往往不同，涉及量子力學(xué)、晶體學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)等多種知識(shí)。對(duì)于材料科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生而言，學(xué)習(xí)這門課程的主要目的是學(xué)會(huì)利用儀器測(cè)出數(shù)據(jù)和結(jié)果，再對(duì)其進(jìn)行一定的分析。因此，在具體的教學(xué)內(nèi)容上，對(duì)每種儀器的原理和結(jié)構(gòu)只作一般性了解，其目的是讓學(xué)生不僅知其然，還要知其所以然，即測(cè)出的數(shù)據(jù)和結(jié)果是如何得到的；而教學(xué)的重點(diǎn)則放在各種儀器的使用、樣品的制備以及如何處理和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上，讓教學(xué)目標(biāo)由一般的“以儀器為中心”真正轉(zhuǎn)到“以材料為中心”上。

2 案例教學(xué)法的實(shí)施

所謂案例教學(xué)，就是在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)要求，組織學(xué)生通過(guò)對(duì)案例的調(diào)查、閱讀、思考、分析、討論和交流等活動(dòng)，教給學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法或道理，進(jìn)而提高他們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，加深對(duì)基本概念和原理的理解的一種特定的教學(xué)方法[3]。

“測(cè)試方法”這門課程雖然涉及的知識(shí)和理論很多，但實(shí)踐性很強(qiáng)，所以采用案例教學(xué)方式可能會(huì)取得更好的教學(xué)效果，為此做了一定的探索和嘗試。比如在講授X射線熒光分析的應(yīng)用時(shí)，有意選取貼近生活的案例：如何確定購(gòu)買的金戒指是24K。這個(gè)案例突出X射線熒光分析的元素定性定量分析和無(wú)損檢測(cè)特點(diǎn)，同時(shí)也激起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。在學(xué)生學(xué)完全部測(cè)試方法之后，結(jié)合本院教師的科研課題，拿出一個(gè)綜合案例來(lái)進(jìn)行教學(xué)。例如，取出一種新制備的納米粉體，向?qū)W生發(fā)問(wèn)：如何確定它的成分和物相？怎么確定該粉體顆粒的粒度、形貌和結(jié)構(gòu)？讓學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋，靈活應(yīng)用所學(xué)的分析測(cè)試手段，通過(guò)分組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，仔細(xì)進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)行合理分析，最后得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。又如，拿出一種陶瓷塊體材料，要求分析影響其力學(xué)性能的因素。這個(gè)案例要結(jié)合“無(wú)機(jī)材料的物理性能”等其他學(xué)科的知識(shí)，首先要知道通常影響材料力學(xué)性能的因素有哪些，比如物相、成分以及組織斷口形貌等；其次是設(shè)計(jì)方案利用相應(yīng)的儀器對(duì)這些因素進(jìn)行檢測(cè)，再進(jìn)行系統(tǒng)分析，以得出正確的結(jié)論。

實(shí)踐證明，通過(guò)案例教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性：通過(guò)對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用，深化了對(duì)理論的理解；通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的解決，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新能力；通過(guò)學(xué)生間、師生間的相互交流和討論，還培養(yǎng)了他們與人溝通的能力以及團(tuán)隊(duì)合作的精神。在案例教學(xué)中，學(xué)生還了解了材料研究的一般性思維與方法，鍛煉了綜合運(yùn)用無(wú)機(jī)材料的基本知識(shí)和分析方法進(jìn)行科學(xué)研究的能力。

當(dāng)然在實(shí)施這種教學(xué)方法時(shí)，需要注意師生角色的變化。學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體，由他們獨(dú)立查閱資料和思考問(wèn)題，也由他們集體討論，相互交流，最后拿出最優(yōu)方案；教師只是在各個(gè)環(huán)節(jié)中起著啟發(fā)指導(dǎo)的作用。另外要注意案例教學(xué)與舉例教學(xué)的區(qū)別，案例教學(xué)是一個(gè)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)、培養(yǎng)能力的過(guò)程，而舉例只是輔助教師說(shuō)明問(wèn)題的一種手段。

3 多媒體教學(xué)手段的運(yùn)用

多媒體教學(xué)是利用多種媒體設(shè)備和軟件對(duì)文本、聲音、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)等信息進(jìn)行綜合處理，教師在授課時(shí)配合屏幕上文字、圖片的顯示，動(dòng)畫(huà)、視頻以及聲音的播放，利用形、聲、色、動(dòng)、實(shí)等手法，將教學(xué)內(nèi)容用豐富多彩的形式表現(xiàn)出來(lái)的一種教學(xué)手段。

“測(cè)試方法”是一門具有多學(xué)科交叉性的學(xué)科，其教學(xué)內(nèi)容龐雜、信息量大，既有抽象的微觀理論需要介紹，又有復(fù)雜具體的分析儀器需要呈現(xiàn)。為適應(yīng)在有限的課時(shí)內(nèi)達(dá)到更好的教學(xué)效果，有必要采用多媒體這種表現(xiàn)力強(qiáng)的現(xiàn)代教育技術(shù)裝備來(lái)進(jìn)行教學(xué)。

多媒體教學(xué)的好處是易于調(diào)動(dòng)人的多種感官來(lái)接受信息，該設(shè)備能在很短的時(shí)間內(nèi)將大量的內(nèi)容以圖文并茂、有聲有色的形式展現(xiàn)出來(lái)，大大增加了課堂教學(xué)的信息量，也容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。對(duì)于復(fù)雜儀器的介紹，多媒體具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可以把無(wú)法拆卸的大型精密儀器通過(guò)PPT電子幻燈片或Flas的形式，直觀形象地顯示出內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及它的工作原理；對(duì)于儀器操作流程的教學(xué)，則可以播放事先制作的視頻資料，放在公共網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，學(xué)生可以隨時(shí)下載觀看。顯然，這比課堂上教師的文字描述甚至到實(shí)地觀看的效果也要好。

此外，多媒體還可以使微觀模型宏觀化、抽象概念具體化。例如，在講解電子束與物質(zhì)的相互作用時(shí)，對(duì)于二次電子、背散射電子、透射電子、特征X射線和俄歇電子等各種信號(hào)產(chǎn)生的原理，如果僅僅口述，學(xué)生很難理解；但通過(guò)Flash形式，將每種信號(hào)的產(chǎn)生過(guò)程演示出來(lái)，整個(gè)過(guò)程將變得直觀明了[2]。教學(xué)中，在講授透射電鏡、掃描電鏡時(shí)，還涉及很多材料的電鏡照片；學(xué)習(xí)X射線衍射、熱分析以及紅外光譜、拉曼光譜時(shí)，要用到一些材料的圖譜，有了多媒體，則可以直接把它們顯示在屏幕上，教師就可以很方便地引領(lǐng)學(xué)生去觀看和分析。

當(dāng)然，多媒體教學(xué)并不萬(wàn)能。例如，在講解X射線衍射的基本原理時(shí)，涉及一些公式的推導(dǎo)，這時(shí)最好的教學(xué)方法還是傳統(tǒng)的板書(shū)，因?yàn)樵诎鍟?shū)的間隙學(xué)生剛好可以思考；若將公式直接閃現(xiàn)，學(xué)生難以跟上節(jié)奏。因此，在使用多媒體時(shí)還要間或運(yùn)用傳統(tǒng)式教學(xué)，將兩者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，才能取得最佳的教學(xué)效果。另外，在使用多媒體教學(xué)時(shí)，容易造成教師站在操作臺(tái)前操作鼠標(biāo)而不動(dòng)，變成“播放員”，也容易造成照屏宣讀，變成“播音員”，從而忽視與學(xué)生的互動(dòng)和交流，同時(shí)也限制了教師形體語(yǔ)言的運(yùn)用；學(xué)生方面，更易被屏幕吸引，這是好事，但容易忽視教師的形體和表情，結(jié)果是師生間在課堂上缺乏情感上的交流，這些都勢(shì)必對(duì)教學(xué)效果造成一定的影響。因此，在使用多媒體教學(xué)時(shí)，為避免這種情況的出現(xiàn)，教師首先要熟悉教學(xué)內(nèi)容，其次是要使用翻頁(yè)激光筆，讓教師擺脫鼠標(biāo)，從操作臺(tái)前站出來(lái)，必要時(shí)還要走到學(xué)生中去。

4 理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的聯(lián)系

“測(cè)試方法”是一門理論與實(shí)際聯(lián)系緊密的課程。實(shí)踐證明，課程內(nèi)容僅僅通過(guò)口頭講解，很難達(dá)到好的教學(xué)效果。如果在介紹每一種儀器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，再去觀察真正的儀器，并且上機(jī)操作，學(xué)生的積極性將會(huì)變得更加高漲，印象也會(huì)更為深刻。為此，根據(jù)學(xué)院和學(xué)校的現(xiàn)有條件設(shè)立X射線衍射、掃描電鏡、粒度分析、熱分析及紅外光譜等實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，讓理論去指導(dǎo)實(shí)踐，由實(shí)踐來(lái)強(qiáng)化對(duì)理論的理解。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以先安排針對(duì)某個(gè)測(cè)試方法的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，其目的是讓學(xué)生了解每種儀器的構(gòu)造和原理，掌握儀器的操作，學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析；然后在此基礎(chǔ)上再設(shè)置一些綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。后者在具體操作時(shí)可以結(jié)合一些教師的科研課題，樣品由教師提供，而如何去表征是在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生分組討論，自行擬定實(shí)驗(yàn)方案，分別對(duì)所測(cè)樣品的物相、成分、形貌及結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析[4]。通過(guò)這種綜合性實(shí)驗(yàn)的鍛煉，讓學(xué)生了解到各種測(cè)試手段既相互獨(dú)立又有機(jī)聯(lián)系，它們往往具有互驗(yàn)性，前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可能就是下一個(gè)實(shí)驗(yàn)的佐證；通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的練習(xí)，讓他們體會(huì)到實(shí)驗(yàn)不只是驗(yàn)證，更多的是探索、創(chuàng)造和發(fā)現(xiàn)，而各種測(cè)試的最終目的是去了解材料的內(nèi)部成分和微觀構(gòu)造以及它們與宏觀性能的聯(lián)系，找出其中的規(guī)律，從而為進(jìn)一步設(shè)計(jì)合成具有更優(yōu)性能的材料奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，這些實(shí)驗(yàn)過(guò)程的完成也是理論知識(shí)加深理解和靈活運(yùn)用的過(guò)程，而這正是“測(cè)試方法”課程的教學(xué)目的。

5 結(jié)語(yǔ)

在“測(cè)試方法”課程的教學(xué)中，首先要根據(jù)現(xiàn)有的條件和專業(yè)的要求精心選擇教學(xué)內(nèi)容，然后對(duì)其合理編排，讓龐雜的知識(shí)變得更有邏輯性和系統(tǒng)性。針對(duì)理論性較深同時(shí)實(shí)踐性又較強(qiáng)的課程特點(diǎn)，采用案例教學(xué)法結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)，尤其是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)行，輔之以多媒體教學(xué)手段的運(yùn)用，讓難以理解的內(nèi)容變得易被接受，讓枯燥抽象的理論變得形象生動(dòng)，讓學(xué)生由被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)化為自覺(jué)主動(dòng)地學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，更注重理論在實(shí)踐中的靈活應(yīng)用；在技能得到培訓(xùn)的同時(shí)，更注重研究性思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，以期真正實(shí)現(xiàn)大學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)三者的協(xié)調(diào)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]楊英歌，陳飛，曾冬梅，等.“現(xiàn)代材料分析方法”教學(xué)改革探討[J].新課程研究，2011（8）：75-76.