时间:2023-05-29 18:20:37
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇非金属材料,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词: 新材料; 新型无机非金属材料; 现状; 展望;合理建议
1 无机非金属材料的发展动态
1.1 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。
1.2 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。
1.3 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。
1.4 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。
2 无机非金属行业存在的问题
我国在传统的无机非金属材料发展中很多大的问题, 与其它的发达国家相比都有着很大的差距,主要基于以下几个方面。
2.1 产品等级较低。在传统的无机非金属材料中,无论是水泥、玻璃等产品等级普遍的偏低。就拿水泥来说,发达国家的平均强度占90%,而我国的平均强度仅为50%,总的来说就是生产的品种处于低级水平。
2.2 资源消耗高和能源消耗高。由于大量的无序开采和未能充分利用有限的资源,就造成了极大的浪费。而在能耗上更是大量的消耗, 突出表现在水泥生产和消耗的问题上。
2.3 资源的高消耗和能源高消耗,最终也就带来了严重的环境污染。如大量的排放粉尘,致使空气清晰度严重受到损失,严重的更造成了人们患上疾病危害到人们的身体健康。
无机非金属新材料研发存在的问题。由于经济条件的限制, 我国目前仍处于发展中国家的水平, 与发达国家仍然存在相对大的缺陷,目前的情况来看,也是相应的取得了明显的成绩。但是还是存在差距,基于以下几个方面的原因。
2.4 技术落后和基础设备的落后。由于我国经济条件的影响, 对无机非金属材料的研发的起步较晚,所以对科研费用和人力投入,都存在着相应的不足,致使最关键的因素核心的技术没有掌握。无机非金属新材料工业,不仅是光有技术,制备技术也相应的落后, 生产能力低, 效率低等因素,就直接影响了高科技产品质量。
2.5 无机非金属本身的材料性能低、品种也不齐全。由于研发就必须要由相应的无机非金属材料的原料, 很多的关键配套材料还需要进口。这就使得材料性能低、质量差的问题的存在。当然还有技术装备落后等因素等等条件的限制。由于出现了这些问题, 所以在以后的发展无机非金属材料的同时我国也应制定相应的法案去解决存在的不足,改变现状,最终使无机非金属材料的发展实现快速、健康、稳定的发展。
3 无机非金属材料发展的、建议
3.1 从国家的角度来看,政府应该加强在建材工业发展的产业化结构调整, 并且合理引导相关的企事业单位, 使其朝着正规化、可持续化的发展战略。
3.2 从法律的角度来看,政府要相应的制定相关的保护无机非金属,防止乱开采,导致大量的无机非金属新材料的浪费,要充分利用法律的严肃性打击不法分子对新材料的破坏。
3.3 从市场竞争的角度来看,要尽快制定适应我国市场经济发展和科研体制改革,加大投资力度和项目的审核,最终保证无非金属新材料的研发、生产的制度化发展。
3.4 从企业的角度来看,必须要促进形成如干个有国际竞争力的大型建材工业集团, 建立以企业为主导的新型建材工业科技创新体系, 以提高无机非金属新材料品种的多样性, 当让更应与国际接轨。
3.5 从人才的角度来看,必须加快人才的培养, 不断进行革新无机非金属的教育设置,把最新本产品的相关领域和研发,写入教材中使得对无机非金属的学习, 培养对无机非金属新材料人才。例如重视基本的物理、化学原理的基础作用,加强原始创新, 最终使无机非金属材料更好的应用到信息、能源、交通、生物医学、生态环境和国防事业中区, 为我国的经济建设提高到一个更高、更好的平台。
4 结束语
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。
参考文献
[关键词]无机非金属材料;实习;产学研;考核方式
在现代高等教育中,实习是不可或缺的教学环节[1]。通过实习课程,第一能够让学生对本专业的生产设备、车间及工作状态有一个直观的认识[2];第二能够帮助学生理论联系实际从而加深对所学理论知识的理解[3];第三,能够提升学生的工程实践能力;第四,能够培养学生的团队精神,锻炼学生的团队合作能力[4]。重庆科技学院无机非金属材料专业的实习课程体系包括认识实习、生产实习和毕业实习三部分,经过多年的建设,已取得了很大的成绩,实习目标明确,实习方案可行,与一批现代陶瓷、水泥混凝土、新能源材料企业建立了联系,签署了实习合作协议,已培养了十余届合格的本科毕业生。但由于该专业建立时间较短,积淀不足,且行业环境[5]及学生特点也在发生变化,导致该专业的实习教学环节仍然纯在或者新出现了一些问题,限制了教学质量的进一步提高。
1实习教学中存在的问题
1.1落实实习企业难
我校是一个二本院校,社会知名度和影响力有限,很难联系到大型企业实习单位,只能到一些中小型企业去实习,而现在的中小企业大多为民营企业,他们出于安全、技术保密等因素考虑,接纳我们实习的意愿往往不高,这导致了我们联系实习单位非常困难。有些企业虽然也同意我们去实习,但只让学生走马观花的看一遍生产线,从进车间到出车间总共不到两个小时,这种实习方式很难让学生有较大的收获。
1.2学生在实习过程中学习的积极性不高
学生刚进入工厂实习时,由于好奇和新鲜感,还是有一定的兴趣的,但实习开始几天后很大一部分学生就失去了积极性。这是因为,目前的实习方式,大体包括两类,一类是只能看,不能动手操作的参观实习,另一类是虽然能够动手操作,但往往只让做一些简单、重复且较繁重的工作;另外,学生在实习过程中只能接触到车间里的操作工人,这些工人基本都是一些农民工,无法回答学生提出的一些问题。有些企业虽然同意学生在里面实习几周,但实习三四天以后,学生发现该看的都看完了,剩下的时间再实习不过是重复同样的事情,无法将实习再深入下去,因此很快失去了热情。
2解决措施
面对这些存在的问题,我们既要发扬已有的好的方法及模式,又要敢于尝试改革创新,从而推动无机非专业实习教学质量的提高,为培养高素质的工程应用型人才奠定基础。笔者有多年带实习的经历,结合本专业实习的具体特点,再参考相关文献资料中报道的提高实习质量的办法,总结出了以下几条适应我校无机非专业实习的改革措施。
2.1充分发挥校友的作用来联系实习企业
我校无机非金属材料专业已有10余届的毕业生,很多校友从事于本专业领域的工作,部分优秀友现已成为单位的骨干或领导,这些校友是学校的宝贵财富,通过他们联系实习企业必然事半功倍。但本专业建立以来,只开过一次校友会,这是不够的。我们应该通过多种方式加强学校与校友之间的联系和合作,使校友资源能够为专业建设发展提供实质性的帮助。首先,校友聚会的频次应该加大,至少5年一次;第二,每年的毕业答辩,可以请一些校友作为企业老师参与进来,这样既可以提高答辩的质量,也可以加强同校友之间的联系;第三,教师的一些科研项目,也可以邀请校友参与进来。
2.2以产学研为纽带加强与企业的联系
我校无机非金属材料专业拥有热等静压炉、高真空钨丝炉、全自动压机、原子力显微镜、维氏硬度计等先进的仪器设备,同时,还具有一定的人才优势,如拥有一批本专业领域的博硕士教师,这是一般的中小企业所不具备的;企业熟悉市场,了解市场的需求是什么,同时,企业具有产品规模化工业生产的能力,这是高校不具备的。因此,两者是具有合作基础的,企业提出需求,学校则以科研课题的方式来协助企业开发新产品或者改进产品。在校企合作中使企业获得实实在在的好处,那么企业自然愿意接纳学校去实习。
2.3改革实习方式与考核方式
本专业现在的实习方式是,进厂前学生先在互联网上查一下该企业的资料,对该企业有一个简单的认识,进厂后,分组在各个岗位轮流实习,以参观实习为主,少数企业允许学生做一些简单的工作。这种实习方式不能够激发学生的积极性。可以由提问式生产实习方式[6]来代替传统的实习方式,进厂前不仅要让学生通过互联网查阅实习厂家的资料,老师还要通过PPT或视频的方式为学生介绍该企业及相应产品的生产工艺及应用等,然后将学生分组,让每组提出至少十个问题,学生需要在实习的过程中自己去寻找这些问题的答案。对学生进行考核时,他们所提出的问题和对问题的解答,都要作为打分的依据。基于重庆科技学院为二本院校这一实际情况,我们应该坚定不移的走应用型大学的建设道路,要将办学与本地区的产业特点相结合,发挥自身的人才优势和设备优势,为本地区企业的转型升级做出的贡献,切实的做到产学研结合,那么实习单位联系困难的困境就会迎刃而解。在实习过程中,要让学生带着问题去实习,同时力争做到将实习考核渗透到实习过程中,而不是简单的只以最后那份实习报告作为评分的唯一依据。
参考文献
[1]陈平,陈俊,赵艳荣,等.地方高校无机非金属材料专业实践教学体系教学改革研究[J].教育教学论坛,2015,(3):85-86.
[2]武元鹏,李星,李海敏,等.新能源材料与器件专业生产实习教学探索[J].广东化工,2016,43(318):149-150.
[3]王金香.无机非金属材料专业生产实习教学模式的改革探讨[J].徽化工,2016,42(2):107-108.
[4]李颖,王海阔.基于学习成果的认识实习教学模式创新与改革[J].河南化工,2015,32(7):61-63.
[5]王庆平,郑林义,朱金波.无机非金属材料工程专业生产实习模式的研究[J].广东化工,2016,43(317):125-126.
摘要:非金属材料在人们的生活中使用的越来越广泛,如:橡胶、陶瓷、塑料等,因此,通过研究非金属材料的加工切削具有十分重要的现实意义。本文首先分析了当前非金属材料的基本分类,对非金属材料有了一个系统的认识,进而对五种非金属材料的加工进行了深入细致的论述,明确了在提高生产效率、降低生产成本的同时,更好地确保非金属材料的质量。
关键词:非金属;切削加工;金刚石
一、前言
进入21世纪后,人们对物质生活的追求越来越强烈,对非金属材料的加工,具有着严格的技术要求。现在很多的高分子非金属材料的使用为人们的生产生活带来很大的便利,提高了生活质量。因此,非金属材料的加工成为一项重要的开发项目。近些年来,非金属材料的加工企业在全国各地不断的增多,考虑到很多的非金属材料的生产、使用都严重的危害着环境,如塑料袋的广泛使用,造成了城市的白色污染,由于塑料袋在短期内不能被腐蚀,被埋在土壤里,对土壤造成严重危害,有些塑料制品本身带有剧毒,进入生活用水后对水质造成严重的污染,对人们的身体健康造成严重的威胁。所以,对现在非金属材料加工企业的生产技术要求非常的严格。
二、非金属材料的分类
根据非金属材料的性能而言,非金属材料可以分成3类。
1.非金属材料的硬度比较低的热塑性塑料,如:尼龙、特氟龙等。
2.非金属材料的硬度比较大的固性塑料,如环氧树脂、酚醛等。、
3.具有磨损物质组成的非金属材料,如石墨和碳等。
三、对非金属材料的切削加工
1.对硬度不高的塑料的切削加工。
按照成型方法,塑料可分为压塑料和层压塑料。压塑料是以热固性或热塑性树脂与填料为基础配置而成的粉状或纤维状半成品,再由使用厂家用压塑方法制成各种形状的零件或型材。层压塑料是将纸片,棉布,玻璃布等片状材料在合成树脂中浸渍后,用层压法压制而成的胶纸板,胶布扳,玻璃胶布板以及管材,棒材等半成品,然后经过机械加工,制成各种零件。塑料切削过程由其在加工时变形性质决定。由于某些塑料在切屑形成时不存在塑性变形区,其切削过程与脆性金属材料相类似。当作用在刀具上的力超过材料的内结合力时,刀具就切除其前刀面前面的材料层,这时发生瞬时破裂,形成典型的崩碎切屑,呈现为高速脱落的未及变形的塑料碎屑。
由于塑料本身的硬度不高,不像金属材料那样坚硬,所以切削时产生的切削力较少,各类树脂和填充材料的性能决定着塑料的切削加工性。又因为塑料的导热系数比较低,切削产生的热量不能及时的散发出去,热量聚集在切削的刀刃上,这样会对刀产生巨大的磨损,容易引起切削工具的严重变形。还要注意的是一般的塑料不耐高温,在对塑料进行作业时,产生高温容易引起塑料的烧焦或熔化变形现象。对于比较软的非金属材料的切削时,要采用正前角较大的刀刃工具,一般采用45度角,这样能够使软塑料在作业时不容易变形、能够完全的进行切割、切削后不弹回、粘附于刀片上等现象。
2.对非金属材料橡胶的切削加工。
橡胶具有良好的弹性、易变性和复原性,是一种高分子弹性化合物,不具有导热性和金属般的硬度。由于橡胶的具有极大的弹性,在进行切削加工时极易容易变形,而且弹性恢复的很快,所以通常在对橡胶进行作业时采用高速钢刀具。
3.对非金属材料石材的切削加工。
首先,对大理石的磨削加工。天然大理石是高级装饰材料,随着建筑业的发展,不仅对其需求量急剧的增加,而且质量要求也越来越高。锯切下来的大理石,一般经过粗磨,精磨和抛光等一系列加工才成为成品。因此,磨削加工工艺参数的选择,对磨削表面质量,磨削生产率和加工成本有很大的影响。其次,对玛瑙的切削。第一,采用玛瑙材料作为零件的时候,通过毛坯的余量非常大,所以进行高效率的粗磨是非常必要的。用碳比砖砂轮磨削玛瑙时易形成塑性变形态切屑,这对降低丧面粗糙度R。是有利的,仉加工表面又容易产生热融怯,致加工表面不稳定,不可靠,因此,碳化硅砂轮精磨玛瑙还存在一定的缺陷。
4.对非金属材料玻璃的切削加工。
首先,对玻璃进行钻孔。目前,在玻璃上打孔的方法有四种,即研磨打孔、电火花打孔、超声波打孔和激光打孔。研磨打孔法是用和加工孔径基本相同的研磨杆带动金刚石研磨膏在被加工工件上运动而研磨成孔,这个方法比较费时间,同时精度也不是很高,超声波打孔、激光打孔和电火花打孔只适用于加工小孔。
其次,对玻璃进行切割。保证玻璃切割质量的关键是要切割头的质量和精度,而他们是有切割头相对玻璃表面方位的稳定性决定的。一般情况下,刀刃的移动速度为30—60m/min范围之内,这个就需要经常换切割头,一般每个小时要换三四次。在工作过程中,切割头和刀体侧阪接触表面的磨损很大,加大了切割头的偏移和倾斜。由于切割头侧向位移和倾斜,降低了玻璃毛坯的切割精度。
再次,玻璃的高速精磨。用金刚石微粉高速精磨是光学玻璃冷加工的一种新工艺。它是采用一定粒度、一定浓度的金刚石粉和一定配方的粘洁剂混合在一起,搅拌均匀后用粉末冶金的方法。先制成直径大小不同的磨片,再按一定的排列方式和覆盖比,在金属基模上贴制成磨盘,经过精修达到要求的几何精度,在专用机床上以高转速、高压力对玻璃进行精磨的方法,它的效率要比原来普通细磨方法提高三十倍。
5.对非金属材料陶瓷的切削。
陶瓷是一种烧结制成的硬脆性材料。对陶瓷烧结体较多采用金刚石砂轮进行磨削、细磨、超精加工、滚压及利用金刚石磨料研磨、抛光等加工方法。但由于烧结时产生较大的收缩和变形,使烧结后不得不留有较大的加工余量而增大厂精加工成本。
在获得相同粗糙度及加工精度的情况下,磨削陶瓷所用的砂轮粒度比磨削金属所选用的砂轮粒度要细。如金属磨削选用30-60#粒度进行粗磨加精磨的时候,陶瓷磨削应该选择140—230#以及400-800#粒度,甚至更细,并且为了防止加工的时候出现崩刀的情况,应该减少切削用量,所以陶瓷的磨削效率远低于金属的磨削。同时,残余应力上要受砂轮粒度的影响,砂轮的粒度越粗,产生的压缩残余应力越大,从而弯曲强度越高,但同时陶瓷表面及相当深处在高压情况下也产生缺陷而直接影响弯曲强度。
总之,研究非金属材料的切削加工也和研究金属切削加工一样,其实不外乎是根据这些研究规律有意识地控制切削过程,从而保证零件的加工质量,提高生
产率和降低成本。由于各种非金属材料的性能千差万别,为此给机械加工提出了很多新的课题。如非金属材料的切削机理,适应及需要的切削刀具及机床,非金属材料机械零件的机械加工工艺等方面的研究与发展。所有这些,都将会使非金属材料的切削加工飞跃发展。
参考文献:
[1]李滨,张福生,张昕.金属材料与非金属材料叠料冲压方法[Z].亿和精密金属制品有限公司,2011年5月.
[2]佟岳军.非金属材料的切削加工[J].黑龙江科技信息,2002年第1期.
[3]魏莎莎,卢志红.CVD金刚石涂层工具在石墨加工中的应用[J].燕山大学学报,2006年第9期.
[4]王和照,张庆远.金刚石涂层工具的切削性能[J].工具技术,1996年第10期.
[5]胡为民.人造金刚石在非金属材料加工中的应用[J].人工晶体,1980年第4期.
[6]刘华,寇亮.PCD刀具在非金属材料加工中的应用[J].工具技术,2006年第9期.
中图分类号:D623 文献标识码:A 文章编号:1003-2738(2012)05-0326-02
摘要:非金属材料在人们的生活中使用的越来越广泛,如:橡胶、陶瓷、塑料等,因此,通过研究非金属材料的加工切削具有十分重要的现实意义。本文首先分析了当前非金属材料的基本分类,对非金属材料有了一个系统的认识,进而对五种非金属材料的加工进行了深入细致的论述,明确了在提高生产效率、降低生产成本的同时,更好地确保非金属材料的质量。
关键词:非金属;切削加工;金刚石
一、前言
进入21世纪后,人们对物质生活的追求越来越强烈,对非金属材料的加工,具有着严格的技术要求。现在很多的高分子非金属材料的使用为人们的生产生活带来很大的便利,提高了生活质量。因此,非金属材料的加工成为一项重要的开发项目。近些年来,非金属材料的加工企业在全国各地不断的增多,考虑到很多的非金属材料的生产、使用都严重的危害着环境,如塑料袋的广泛使用,造成了城市的白色污染,由于塑料袋在短期内不能被腐蚀,被埋在土壤里,对土壤造成严重危害,有些塑料制品本身带有剧毒,进入生活用水后对水质造成严重的污染,对人们的身体健康造成严重的威胁。所以,对现在非金属材料加工企业的生产技术要求非常的严格。
二、非金属材料的分类
根据非金属材料的性能而言,非金属材料可以分成3类。
1.非金属材料的硬度比较低的热塑性塑料,如:尼龙、特氟龙等。
2.非金属材料的硬度比较大的固性塑料,如环氧树脂、酚醛等。、
3.具有磨损物质组成的非金属材料,如石墨和碳等。
三、对非金属材料的切削加工
1.对硬度不高的塑料的切削加工。
按照成型方法,塑料可分为压塑料和层压塑料。压塑料是以热固性或热塑性树脂与填料为基础配置而成的粉状或纤维状半成品,再由使用厂家用压塑方法制成各种形状的零件或型材。层压塑料是将纸片,棉布,玻璃布等片状材料在合成树脂中浸渍后,用层压法压制而成的胶纸板,胶布扳,玻璃胶布板以及管材,棒材等半成品,然后经过机械加工,制成各种零件。塑料切削过程由其在加工时变形性质决定。由于某些塑料在切屑形成时不存在塑性变形区,其切削过程与脆性金属材料相类似。当作用在刀具上的力超过材料的内结合力时,刀具就切除其前刀面前面的材料层,这时发生瞬时破裂,形成典型的崩碎切屑,呈现为高速脱落的未及变形的塑料碎屑。
由于塑料本身的硬度不高,不像金属材料那样坚硬,所以切削时产生的切削力较少,各类树脂和填充材料的性能决定着塑料的切削加工性。又因为塑料的导热系数比较低,切削产生的热量不能及时的散发出去,热量聚集在切削的刀刃上,这样会对刀产生巨大的磨损,容易引起切削工具的严重变形。还要注意的是一般的塑料不耐高温,在对塑料进行作业时,产生高温容易引起塑料的烧焦或熔化变形现象。对于比较软的非金属材料的切削时,要采用正前角较大的刀刃工具,一般采用45度角,这样能够使软塑料在作业时不容易变形、能够完全的进行切割、切削后不弹回、粘附于刀片上等现象。
2.对非金属材料橡胶的切削加工。
橡胶具有良好的弹性、易变性和复原性,是一种高分子弹性化合物,不具有导热性和金属般的硬度。由于橡胶的具有极大的弹性,在进行切削加工时极易容易变形,而且弹性恢复的很快,所以通常在对橡胶进行作业时采用高速钢刀具。
3.对非金属材料石材的切削加工。
首先,对大理石的磨削加工。天然大理石是高级装饰材料,随着建筑业的发展,不仅对其需求量急剧的增加,而且质量要求也越来越高。锯切下来的大理石,一般经过粗磨,精磨和抛光等一系列加工才成为成品。因此,磨削加工工艺参数的选择,对磨削表面质量,磨削生产率和加工成本有很大的影响。其次,对玛瑙的切削。第一,采用玛瑙材料作为零件的时候,通过毛坯的余量非常大,所以进行高效率的粗磨是非常必要的。用碳比砖砂轮磨削玛瑙时易形成塑性变形态切屑,这对降低丧面粗糙度R。是有利的,仉加工表面又容易产生热融怯,致加工表面不稳定,不可靠,因此,碳化硅砂轮精磨玛瑙还存在一定的缺陷。
4.对非金属材料玻璃的切削加工。
首先,对玻璃进行钻孔。目前,在玻璃上打孔的方法有四种,即研磨打孔、电火花打孔、超声波打孔和激光打孔。研磨打孔法是用和加工孔径基本相同的研磨杆带动金刚石研磨膏在被加工工件上运动而研磨成孔,这个方法比较费时间,同时精度也不是很高,超声波打孔、激光打孔和电火花打孔只适用于加工小孔。
其次,对玻璃进行切割。保证玻璃切割质量的关键是要切割头的质量和精度,而他们是有切割头相对玻璃表面方位的稳定性决定的。一般情况下,刀刃的移动速度为30—60m/min范围之内,这个就需要经常换切割头,一般每个小时要换三四次。在工作过程中,切割头和刀体侧阪接触表面的磨损很大,加大了切割头的偏移和倾斜。由于切割头侧向位移和倾斜,降低了玻璃毛坯的切割精度。
再次,玻璃的高速精磨。用金刚石微粉高速精磨是光学玻璃冷加工的一种新工艺。它是采用一定粒度、一定浓度的金刚石粉和一定配方的粘洁剂混合在一起,搅拌均匀后用粉末冶金的方法。先制成直径大小不同的磨片,再按一定的排列方式和覆盖比,在金属基模上贴制成磨盘,经过精修达到要求的几何精度,在专用机床上以高转速、高压力对玻璃进行精磨的方法,它的效率要比原来普通细磨方法提高三十倍。
5.对非金属材料陶瓷的切削。
陶瓷是一种烧结制成的硬脆性材料。对陶瓷烧结体较多采用金刚石砂轮进行磨削、细磨、超精加工、滚压及利用金刚石磨料研磨、抛光等加工方法。但由于烧结时产生较大的收缩和变形,使烧结后不得不留有较大的加工余量而增大厂精加工成本。
在获得相同粗糙度及加工精度的情况下,磨削陶瓷所用的砂轮粒度比磨削金属所选用的砂轮粒度要细。如金属磨削选用30-60#粒度进行粗磨加精磨的时候,陶瓷磨削应该选择140—230#以及400-800#粒度,甚至更细,并且为了防止加工的时候出现崩刀的情况,应该减少切削用量,所以陶瓷的磨削效率远低于金属的磨削。同时,残余应力上要受砂轮粒度的影响,砂轮的粒度越粗,产生的压缩残余应力越大,从而弯曲强度越高,但同时陶瓷表面及相当深处在高压情况下也产生缺陷而直接影响弯曲强度。
总之,研究非金属材料的切削加工也和研究金属切削加工一样,其实不外乎是根据这些研究规律有意识地控制切削过程,从而保证零件的加工质量,提高生
产率和降低成本。由于各种非金属材料的性能千差万别,为此给机械加工提出了很多新的课题。如非金属材料的切削机理,适应及需要的切削刀具及机床,非金属材料机械零件的机械加工工艺等方面的研究与发展。所有这些,都将会使非金属材料的切削加工飞跃发展。
参考文献:
[1]李滨,张福生,张昕.金属材料与非金属材料叠料冲压方法[Z].亿和精密金属制品有限公司,2011年5月.
[2]佟岳军.非金属材料的切削加工[J].黑龙江科技信息,2002年第1期.
[3]魏莎莎,卢志红.CVD金刚石涂层工具在石墨加工中的应用[J].燕山大学学报,2006年第9期.
[4]王和照,张庆远.金刚石涂层工具的切削性能[J].工具技术,1996年第10期.
[5]胡为民.人造金刚石在非金属材料加工中的应用[J].人工晶体,1980年第4期.
无机非金属材料专业实验建设与改革
1师资建设方面
无机非金属材料工程专业实验师资建设应遵循年龄结构均衡、职务结构合理和学历结构高层化的建设原则,在师资队伍发展方面,注重引进人才,同时从科研和教学两方面培养青年教师。材料实验中心现有专职教师5人,应加大人才的引进,鼓励高学历及高职称教师参与专业实验教学及实验室建设和管理,鼓励实验室人员不断深造和充电,加强自身修养和业务水平,鼓励实验室人员积极参与科学研究。力求经过几年的努力,使教师年龄结构日趋合理,教师学历和学位层次明显提高,职称结构平稳,师资队伍结构全面优化,现已形成一支富有奉献和创新精神、治学严谨、相对稳定的教师队伍。
2专业实验课程体系建设
无机非金属材料工程专业实验课程体系建设要从培养无机非金属材料行业生产一线的工程应用型本科人才出发,以素质教育为主题,以工程教育为主线,把人才培养与社会需求紧密结合起来,把材料学科及产业发展与传统办学特色紧密结合起来,把材料科学与材料工程紧密结合起来;把培养工程意识和工程能力与培养学习习惯和学习能力有机结合起来,把适应近期就业的针对性专业训练与适应职业变换的能力教育有机的结合起来[3]。在无机非金属材料专业实验课程体系建设中要注重以下几点:⑴以“深化课程基础实验教学、加强综合实验能力训练、注重创新意识和创新能力培养”为宗旨,根据无机非金属材料工程专业培养目标、要求,构建“大材料”学科共同的知识和技能平台实验室;⑵注重我院专业特色,充分体现土木工程材料的特点;⑶实验课程设计不完全依附理论教学,充分体现实验教学自身的作用;⑷增加综合设计性实验,充分体现学生的创新性;⑸编写自己的实验指导书,注重启发性教学,加强探索性引导;⑹专业实验课程应及时体现无机非金属材料的最新进展。
3实验室建设
无机非金属实验室的建设要根据专业培养计划开展,考虑到我院的经济状况,可采取整体规划,逐年完善的方针进行建设。经过近几年的发展建设,无机非金属专业实验室已有初步的雏形,但实验室建设仍然面临场地不足、设备老化、设备配置不合理、设备购置混料等一系列问题。考虑到我院土木建筑材料的特色,要加强这方面的建设,首先建设一条模拟水泥生产线,并开辟一块土木工程材料原料堆放场地。最后还要加强材料性能评价实验室的建设,争取配备一些先进的性能测试设备,争取在未来的几年内把无机非金属实验室建设成配置有大量国内外先进的实验设备,可进行先进材料的制备、结构分析、材料性能评价等实验,实验教学条件已达到省内一流先进水平的现代化实验室。
4实验室管理建设
加强实验室管理建设,是提高实验教学质量的保证。在实验室管理建设中,要规范与完善规章制度,在实验室工作中建立激励机制。完善实验室和仪器设备的责任制管理制度。分别制订实验室和仪器设备的责任制管理制度,由专人负责对贵重仪器和低值仪器设备分别进行分类管理。单价5万元以上的贵重仪器,除实行专人责任制管理外,并逐件建立仪器档案,仪器档案上交由学院综合档案室统一管理,既使贵重仪器实现了全院资源共享,也强化了管理。建立激励机制,实行工作业绩与晋升职称、津贴分配等挂钩的考核制度,有力地促进了实验室的管理建设。结合学院的有关规章制度,每学期进行一次考核,根据量化的考核标准,把考勤情况、实验室教学和科研工作量以及工作效率等综合考核结果,直接与个人的晋升职称、津贴分配等直接挂钩,鼓励多劳多得,优质优酬。加强开放实验室的管理机制[4],制定具体开放流程,理清责任。实验室开放时,必须有指导教师值班,负责做好教学秩序、器材供应、实验室安全等管理工作,并认真做好实验室开放记录。学生进入实验室实行登记制度,在实验室进行实验应遵守实验室的各项规章制度。损坏仪器设备的需按有关规定处理。
小结
【关键词】金属材料;能源状况;相关技术
0 引言
人类的发展历史证明,在人类生存和发展中,主要的物质基础就是材料,现代文明基础的重要支柱就是材料工业和能源。材料工业的发展在人类社会发展中占据着比较重要的位置,人们常常将主要的材料体系分为四个:一是金属材料;二是有机高分子材料;三是无机非金属材料;四是复合材料等。无机非金属材料是由比较传统的硅酸盐材料形成的,对于现代来说,无机非金属材料得到了较大规模的扩展,涉及从最早的硅酸盐领域到现在的碳化物、卤化物以及磷酸盐等等多个方面的领域。
1 无机非金属材料的结构以及特性
无机非金属材料的相关元素结合力主要分为三种,一是离子键;二是共价键;三是离子共价键的结合。这种化学键具有的高键较强的特点,就会给材料带来一些主要的特性,一是熔点高;二是具有较高硬度;三是较强的耐磨损性能;四是很高的强度;五是较好的抗氧化性能,六是良好的导电性能;七是较好的透光性;八是铁电性能;九是铁磁性能;十是具有一定的压电性能。
2 无机非金属材料的发展
无机非金属材料主要分为两大类,一是比较传统的无机非金属材料;二是新型无机非金属材料。传统的无机非金属材料主要有四类:一是水泥和一些相关的制品;二是玻璃和一些相关的制品;三是日常能够遇到的陶瓷;四是电瓷和磨料等等,它们不仅和人们的生活有密切的联系,同时还和生产有着联系,也是工业以及基础建设过程中不能缺少的材料之一。新型无机非金属材料不仅具有一些比较特殊的功能,同时也是具有一定用途的材料,它是现代新技术和产业、生物工程中都不能缺少的物质基础,主要有非晶体材料、人工晶体等等。无机非金属材料都是在高温的情况下才能够制成的,产生高温的主要来源就是能源,由此可以看出,无机非金属材料在一定程度上和能源相关的工业具有一定的联系。
3 相关行业技术状况的分析
随着人类文明以及科学技术不断的发展,无机金属材料工业也在不断的发展起来,我们主要介绍一下无机非金属材料在相关能源行业技术状况。
3.1 陶瓷工业
随着经济不断的发展,先进技术得到了比较广泛的使用,发展了具有现代技术的窑车式隧道窑,不仅产品的质量得到了比较大的提高,还降低了能源损耗,同时也减少了工人的劳动强度,对生活的环境起到了一定的改善作用,并在窑车的基础上进行不断的改造,最后推出了像步进窑以及气垫窑等等。辊道窑的使用,促进了烧成的速度,辊道窑在进行烧成的过程中,要求也是比较严格的,使其实现了全自动控制的相关操作,在一定程度上对人力资源起到了节省的作用。使用高质量的燃料对其进行烧成,并会烧制成高质量的产品,大多数的厂家都会抛弃传统的燃料,转而使用比较洁净低污染的燃料,减少了对环境的污染。
3.2 水泥工业
随着对水泥生产的工艺进行不断的改善和发展,产生了充分利用现代技术的科学管理方法,同时制造出新型的干法回转窑系统,水泥的生产开始朝向高质量、低料消耗和低热消耗以及低电消耗等方面发展。随着水泥窑单机生产的规模不断扩大,产生了一种新的干型法水泥回转窑生产的相关系统,它在水泥生产的整个过程中占有着比较重要的位置,可以进一步对生产的能耗进行降低,促进了生产效率的提高,符合低消耗生产的发展规律。由此可以看出,传统的无机非金属材料已经朝向低污染、高增长的方向发展。
3.3 新型无机非金属材料
针对新型无机非金属材料来说,虽然在用量上不是很大,但它所具有的特殊性能会在一定程度上满足各种比较特殊的需求,随着经济和科技不断的发展,人们对其进行了比较深刻的研究,在一定程度上扩宽了其发展的领域。现在的使用范围主要分为:一是纳米材料上的应用;二是梯度材料上的应用;三是超导陶瓷材料上的应用;四是电压陶瓷材料上的应用;五是生物陶瓷材料上的应用以及仿生材料上应用;六是复合新技术材料生的应用等等。
3.4 无机非金属能源材料
从无机非金属能源材料和与其相关比较密切的能源工业方面来看,无机非金属材料在工业上用的主要就是燃料以及电能,燃料主要是在工业的生产上进行应用,电能主要在新型的无机非金属材料生产的过程中进行有效的应用。相对来说燃料是一次性能源,而无机非金属行业经常用到的燃料主要是煤、天然气、以及城市煤气等等。煤的燃烧会给环境带来一定的污染,而天然气对环境污染的程度相对来说是比较小的。
4 总结
大多数的无机非金属工业在生产的过程中,使用的都是非清洁的燃料,在生产消耗上有较大的浪费,热效率相对来说也是比较低的,由此可以看出,能源是不能够进行持续发展的,在一定程度上也会给环境带来污染。同时生产过程中使用的也是一些不可再生的资源,这样就会导致资源枯竭的可能,所以要找到一种新的能源进行替补,才能保护我们赖以生存的环境,促进国民经济健康发展。
【参考文献】
[1]徐宏,黄伟,程存康,古宏晨.钛乙二醇盐的制备及其在聚酯缩聚催化与原位功能复合中的应用[C]//北京:科技、工程与经济社会协调发展――中国科协第五届青年学术年会论文集,2004,25(12):130-138.
[2]吴冬梅.悬浮液进样电感耦合等离子体原子发射光谱在无机非金属材料分析中的应用[D].华东师范大学,2007,23(02):135-140.
[3]靳正国.天津大学材料学院无机非金属材料系简介[C]//北京:复合材料:生命、环境与高技术――第十二届全国复合材料学术会议论文集,2002,28(13):138-142.
1.1构建有利于提高学生综合素质的实验教学体系
无机非金属材料专业实验教学的改革必须突破传统的实验教学模式,按照素质教育的要求,以提高学生的综合素质为目的,以培养创新能力为主线,采用核心化、多层次实验教学体系结构。核心化是指服从实验目标,以培养应用型、创新型人才为核心;多层次是指实验内容设置划分多个层次:基础无机非金属材料科学实验(基本技能和基本方法)、综合型实验(学科间交叉)、专业设计型实验。精炼基础(无机非金属材料科学基础实验、玻璃工艺实验、陶瓷工艺实验、水泥工艺实验)实验内容,使其与理论知识同步,以验证性实验为主,小综合实验为辅,既加深理论知识的理解,又培养实验基础技能与应用。在大三下学期增加综合型实验,此类实验内容为至少两个二级学科之间的交叉,这样可以巩固学生的实验技能,并且加强不同学科之间的关联,使学生能独立完成实验方案确定、原材料检测、材料制备、材料性能检测、材料结构分析等实验内容,锻炼学生解决实际问题的综合能力。在大四上学期,为了帮助学生就业以及进一步深造和后面的毕业论文打下基础,增加专业方向设计性实验,以设计为主,讲究与工厂实际内容和研究热点相符的研究型实验,以培养学生解决问题的能力,从而培养创新意识。另外,新的实验教学体系要加强对学生的个性发展,实验内容应设立必做实验项目、选做实验项目和研究性实验项目,以满足不同层次学生的需求,贯彻因材施教的原则。
1.2采用利于培养创新应用型人才的实验教学方法
(1)在实验教学中,改进实验教学方法,采用电子视听设备和多媒体网络技术等多种辅助教学手段,将原来分离的理论课及实验课教学合二为一,使原来课堂上枯燥乏味的专业课及实验课变得生动形象,易于理解。通过下载精品课程实验录像,展示实验仪器的内部结构及操作方法。通过自制和下载FLASH动画展示实验原理及实验过程中的细小变化,通过到企业拍摄的生产实况录像给学生一个真实的生产环境。通过多媒体辅助教学,能够将生涩、抽象、难懂的知识形象化,具体化,提高学生的学习兴趣和积极性。尤其对无机非金属材料专业中的大型及昂贵的工厂设备原理、设备、方法的理解与掌握起到了很好的辅助作用,为学生提供反复观摩实验过程,加深理解实验原理的机会。
(2)在实验过程中,改变实验指导方法,强化学生能力培养。采取“以学生为主体,以教师为主导”的教学模式,变“被动”实验为“主动”实验。使实验教学的各个环节、各个层次都能锻炼学生的动手能力,充分发挥学生的积极性和创造性。教师只提供指导,实验由学生自主完成。这样就要求学生实验前必须认真准备,查阅相关文献,自己设计实验方案和数据表格等。通过实验促进学生个性的发展和创新能力的培养,使学生成为主动实验的参与者、探索者。让学生解决实验中遇到的问题,提高实验效果,增长实验经验,锻炼实验技能。实验结束后要引导学生去思考实验中的问题。
1.3建立科学、公正的考核体系
实验教学的考核方式直接影响着学生参与实验的积极性。新的实验教学模式应改变传统以实验报告作为主要评分依据单一考核方式,对不同类型实验采取不同的考核手段,使考核更加客观公正,并且让不同类型的学生发挥各自的特长,亦可有效杜绝实验报告抄袭和雷同的现象。无机非金属材料工程专业实验教学的考核重点应是对学生综合实验技能的掌握程度、动手能力和解决实际问题能力的考核。对于基础性实验的考核以实际操作与实验报告为评价依据,其中实际操作现场考核,实验报告应为学生独立完成的,无固定模板,教师对其做出综合判断,两项综合评定为其最终成绩;对于综合性实验的考核,以答辩的形式评定成绩,采取抽签的形式,确定每个选择答辩评定成绩的学生必须答辩的实验题目和内容,答辩结束,要求学生针对答辩题目与内容提交自己答辩情况分析和最佳答辩结果书面报告。教师依据学生就实验内容设计与结果分析方法等问题的答辩和书面总结情况评定学生成绩。对于设计性实验的考核,可建议学生撰写相关的科技论文,通过引导学生针对所做的实验内容,有目的的查阅文献、分析问题,最终解决问题,以论文的形式呈交实验报告,全面锻炼学生的研究与创新能力。
1.4增加无机非金属材料专业实验室安全课程
笔者在美国访学期间对美国大学实验室安全教育系统(EHS)印象深刻,其教育形式多样,内容齐全,非常值得我们借鉴。为此,无机非金属材料专业实验教学新模式中应引入类似美国EHS管理系统。无机非金属材料实验室要强制实行安全训练课程及考试制度,实行硬性的安全教育和实验室准入制度。在进入实验室之前,每个学生都必须进行安全培训与考核,最好相关部门建立一套安全教育网络学习系统,设立包括一般实验安全、安全用电、防火、逃生以及如何使用有毒有害、易燃易爆的实验品等在内的多个专门培训课程,并通过考核作为进入实验室的前提条件,考试不合格者禁止进入相关实验室,必须重修合格后才准进入实验室。另外,还可以借鉴美国高校的做法,拍摄不同内容的专题安全教育影片,放到相关网络系统中,供有需要的人员下载或在线观看和使用。
2结语
关键词:校企共建; 人才培养; 无机非金属; 实践教育基地
项目来源:广西教育厅项目(2012JGZ119);广西教育科学“十二五”规划2013年计划项目(2013 C030)
Explortion of School and Enterprises Practical Education Bases building in Inorganic Non-metallic Materials Professional
Abstract: The build of school and enterprise practical education bases not only satisfied the requirement of training applied talents,but also expanded the breadth and depth of school-enterprise cooperation and achieved mutual promotion. The article mainly expounded the construction target,construction ideas and construction methods of school and enterprises practical education bases in inorganic non-metallic materials of Guilin University of Technology, analysed the advantages of school and enterprises practical education bases.
Key words: school-enterprises cooperation; personnel training; inorganic non-metallic materials professional; practical education base
1.引言
实践教育基地是大学生认识行业、了解社会和深入生产一线的窗口,汇集了丰富的教育资源、企业资源。校内外实习实践活动是一种更深层次的学习和实践活动,通过这种活动,大学生能将所学理论及时用于实践并进行检验,拓宽理论学习的平台,培养学生独立思考、解决问题及创新的能力,提升自身专业水平和服务社会的能力。另外,校内外实践基地也是一个保证校企双边活动得以开展和深化的载体,通过“互利双赢,走向融合”模式建立的校内外实践基地,在各自不同利益基础上为寻求发展、谋求共同利益而展开活动,真正实现产学研的紧密结合。
2.建设目标
在现有基础上进一步优化运行机制,完善实践教学的组织与管理,形成一套学生实习管理办法;完善实践教学体系,丰富实践教学方式,拓宽实践教学渠道,加强学生工程能力培养;在桂林理工大学材料科学与工程学院打造一支专业知识扎实、工程背景深厚、具有广阔国际视野的工程实践教育中心师资队伍;依托工程实践教育中心,进一步加强桂林理工大学材料科学与工程学院与广西鱼峰水泥股份有限公司的校企合作,扩大双方合作的广度与深度,实现产学研的相互促进,达到共赢目的;努力将本校该专业的实践教育基地建设成全区具有示范性的工程实践教育中心。
3.建设思路
遵照教育部“卓越工程师培养计划”相关精神,立足广西鱼峰水泥股份有限公司整体实力和我校桂林理工大学材料科学与工程专业特色,整合优质资源,加强校企合作,实现从知识传授向创新能力、工程实践能力、管理能力培养的转变,做到“知行合一”,推动创新型工程人才培养模式改革,在工程教育领域培养引领桂林理工大学无机非金属材料专业发展的卓越工程师。
工程实验教育基地以加强无机非金属材料相关专业的实践教学和与合作企业深度融合联合培养高素质应用型人才为目标,结合我校实际和办学特色,在广西特色专业“无机非金属材料工程专业”的基础上打造与材料学相关的综合实践教学平台,探索具有本校特色的应用型特色人才实践教学模式,建设产学研一体的高校与企业深度融合的工程实验教育基地。
1)深入开展学校人才培养与企业实践的互动,从生产实习、课程设计、毕业设计的选题全程由企业提供部分实践教学场地和工程师指导,创造出理论与生产实践相结合的工程环境,使学生学以致用,提高学生工程实践能力。
2)利用桂林理工大学材材料科学与工程学院的师资力量、科研平台、学科平台和教学优势,为企业提供员工培训、职业技能鉴定、成人教育等方面的服务与支持。
3)集中校企双方的智力优势和科研力量,实施协同创新战略,联合开展科技攻关,联合申报科研课题,引导更多教师向双师型方向发展。
4)双师型教师与外聘企业工程师对学生授课,试点改革部分课程从目前的“教案式”教学转向“项目式”的教学,培养学生成长为卓越工程师的基本素质。
5)联合企业开展订单式人才培养模式探讨,为企业输送高素质的应用型人才。
4.实践教育基地建设
4.1校内实践教育基地建设
更新并补充教学设施及教学相关软件配置,完善教学体系,增加与本专业教学相关的生产、设计及操作实习相关软件条件。建成集教学、实习、科研、技能考核、技术推广与服务为一体,多功能、综合性校内工程实践教育基地,为学生进入企业工程实践教育中心提供岗前培训,使校内实践教学基地成为联系高校与企业的桥梁,成为学生职业素质培养、工程实践能力训练以及技术服务的窗口,实现企业与高校实践教学资源共享。另外,校内实践教育基地还为校企联合开发项目提供交流的平台和科研的场地。
4.2校外实践教育基地建设
1)成立校外工程实践教育中心。工程实践教育中心教师队伍由各企业中级职称以上的技术人员和高级管理人员、学校推荐的有较强工程实践能力的专业教师以及外聘的其他企业(或设计院)工程技术人员和优秀的退休工程师等兼职人员组成。中心主任由企业总工程师以上主要管理人员担任,负责建设中心、指导教师队伍、制定师资培训计划。实践教育中心主要负责学生校外实习工作的总体筹划、校企合作项目的申报和研究开发、校内老师工程实践教育的安排。
2)与各企业签订培养协议,聘用校外实习指导教师,负责指导学生校外实习。在企业设置多种生产过程的操作岗位,让学生了解工艺流程、设备、测量和控制系统,熟悉工厂生产装置、运行管理、环境保护等相关法规;参与企业一定规模的技术改造或新系统建设项目的立项―设计―工程施工―试车全过程,参与生产及运作系统的设计、运行和维护、新产品开发和设计。根据企业生产的技术改造、新建项目及其相关的研究开发需要,由学校和企业(或设计院)共同选定合适的设计题目、指导学生完成相关设计任务。使高校与企业、市场紧密稳定地结合;学校与企业共同管理、共同考核,确保实践环节教学质量,形成企业工程实践教育基地运行管理长效机制,充分满足学生生产性实习和顶岗实习的需要。
3)与企业联合开发项目,充分利用学校的人力资源、教育资源,企业的技术人员、生产平台,既缩短科研成果转化的周期,也保障了科研选题的前沿性,进一步深化校企合作。
4)根据企业存在的一些情况,进一步完善实践教育基地的硬件及软件设施条件,增设专门的实践教育基地办公场所,由实践教育中心派专人负责管理,并制定相应的开放制度,满足学校和企业实习、科研的要求。
5.结语
校内外实践教育基地作为实践教育平台在人才培养过程中发挥着极其重要的作用,对构建实践教学体系,完善应用型人才培养模式及促进校企深度合作等方面起着关键的作用。实践教育基地的建设不仅满足学校应用型人才培养的需求,还扩大校企双方合作的广度与深度,实现产学研的相互促进,达到“双赢”目的。解决了目前大多数院校存在的实习经费紧张、实习基地难寻、科研成果转化困难等难题。校企共建实践教育基地是工科院校大学生培养的一次飞跃,也是企业寻求合作、寻求技术创新的一个突破。
参考文献
[1] 雷飞.地方院校应用型人才培养实践教育基地建设[J].梧州学院学报,2013.23(1):20~23.
[2] 陈韦宏,蒋慧君.产学研结合工作站推动大学生校外实践教育基地建设刍议[J].教育教学论坛,2013(15):228~229.
[3] 黄诗君,阳林等.工科专业校外实习基地的建设与实习新模式研究[J].广东工业大学学报(社会科学版),2004.4(4):52~55.
材料学专业毕业生的就业面比较广,主要就业方向包括计算机、金融、教育和科技咨询等领域。材料专业的毕业生可以从事高分子材料加工、高分子材料合成、信息材料、医用材料、新型建筑材料、电子电器、汽车、航空航天、贸易等工作,还可以进入研究院所、高等院校和海关、商检等部门工作。
材料学专业的分类
通常来讲,材料分为高分子、无机非金属、金属三大种类。从学科的角度来讲,不同的学校所开设的材料学专业也不相同。除了传统意义上的材料科学专业、有机高分子材料专业、无机非金属材料专业、金属材料专业之外,一些学校还增设了高分子复合材料专业、机械材料专业等。以北京航空航天大学的材料科学与工程学院为例,材料科学与工程学科为国家一级重点学科,下设材料科学系、材料物理与化学系、材料加工工程与自动化系、高分子及复合材料系等。
材料学专业就业知多少
从就业角度来讲,金属材料专业作为一门基础学科,应用面广,就业面也相对较广。复合材料因为博采众长,在性能上结合了各种材料的优势,作为一种新型材料广泛应用于生物、航天领域,就业前景也很好。
总体就业前景分析
其一,材料学专业性强,受国家重视,高技术人才供不应求。现代材料学科更注重研究各类材料及它们之间相互渗透的交叉性和综合性特点。经历近半个世纪对材料微观结构和宏观性质相关机制的探索和认识,材料学研究的范围得到巨大拓展,一些具有特殊功能的材料日益受到重视并快速发展,也为材料学的发展提供了前所未有的机遇和空间。这就需要有一定专业知识的人才投入到科研工作中,攀登材料科学的高峰。
其二,随着时代的进步,新型材料运用更加广泛,现代技术的发展也需要很多新型材料的支持。根据我国当前及未来发展的实际情况,材料学专业人才在各个行业需求量的增加为此专业的学生提供了很好的就业机会。
研究生阶段课题方向的选择很重要
据中国科学院学高分子材料专业研究生的王芬(化名)同学介绍,全班40个人,男多女少。虽然传统意义上是要去中石油、中海油等对口单位,但目前她投简历的对象主要是民营企业,这些企业对研究方向没有特别硬性的规定。
找工作的这段时间以来,王芬觉得材料学所有的专业中,金属材料学专业的就业面还比较宽。找工作时,用人单位会看重求职者的教育背景、研究方向以及课题方向,尤其当面试岗位是专职科研人员时,单位对专业方面的考量会针对毕业设计提出,因此研究生阶段的课题选择非常重要。她建议大家认真对待毕业设计。
脚踏实地的研究精神不可少
航天某院工作人员高女士建议,在学校期间,材料学专业的学生应该扎实学好专业基础知识。她认为专业理论基础扎实与否,一方面决定了就业面的宽窄,更重要的是决定了未来工作发展潜力大小。因为大家毕业后的工作与生活是比较忙碌的,很少再有机会系统学习。
以高女士的就业经历为例,她认为就业前应该事先做好以下准备:充分利用师兄师姐的经验、经历了解可能的工作方向,了解具体工作单位及岗位情况;面试前一定先尽可能了解面试的单位及岗位需求,做到有的放矢。
据哈尔滨玻璃钢研究院人事部一名负责人介绍,材料学专业的学生,要具备适应艰苦的工作条件的素质,因为做复合材料研究工作要经常去实验室,更重要的是搞科研一定要坐得下来,能够经得起反复失败和挫折的考验。
此外,在面试中,还应该积极锻炼个人表达能力,为自己增光。
走进材料学专业
高分子材料——性能优异,不可替代
高分子材料独特的结构和易改性、易加工特点,使其具有不可取代的优异性能,广泛用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域。很多天然材料通常是高分子材料组成的,如天然橡胶、棉花、人体器官等。人工合成的化学纤维、塑料和橡胶等也是如此。然而,一些高分子材料会含有毒性,使用、实验时要注意。
中科院高分子材料学研究方向的研究生王芬(化名)说:“我在本科时读的是无机非金属材料学,在研究生时根据导师的研究方向,选择了高分子材料学,即有机无机复合材料学,重点研究塑料、橡胶等,应用到现实生活中,为钻井平台进行驱油。平日里我们大部分时间在实验室度过,研究对象为甲醛、乙醇、乙烷等化学物质,一些化学物质如甲醛会有毒性,因此要做好防毒设施。”
无机非金属材料——基础学科,必不可少
无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一,主要研究建筑、水泥、陶瓷、玻璃等材料。目前比较受到关注的纳米材料也属于无机非金属行列。
无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。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。常见的无机非金属材料有水泥、 玻璃、 陶瓷等。
考虑到联系日常生活,因此在选取金属材料时,我选择了铜丝、铁丝、铝丝,非金属材料选择了塑料片、陶瓷片和木片,另外还选用了酒精灯、烧杯、蜡烛(或松香)等材料.
一、实验设计及现象
实验一:金属的导热性比较
为了提高实验的可信度及准确度,我取用了相同长度、相同粗细、表面均无塑料绝缘外壳或绝缘漆、无锈迹的铜丝、铁丝、铝丝,选用酒精灯作为加热工具,蜡环的作用是检测金属丝热量传递的快慢,具体做法是在各金属丝上等距离挂上蜡环,通过蜡环受热熔化掉落的先后顺序来比较导热性能的快慢.(实验装置如图1)
图2
1. 实验器材 见图2,将铜、铝、铁导线一端并排插入小木块里,在离木块10cm、14cm处分别扎一道细铁丝,作为加热区;从14cm处起,每隔3cm处锉一刻度线,共刻4条(每根导线都刻);在14cm处,将三根导线水平分开,使每根导线之间呈45°角.
2. 实验辅助材料 见图3,蜡环:将点燃的蜡烛水平放置,使蜡烛泪一滴一滴分散滴在潮湿的玻璃板上,冷却后,将玻璃板上的蜡片收起,用加热的金属丝穿过蜡片的中心点,做成一个个相同的蜡环.
3.实验现象
装好实验器材,在每根导线的每条刻度线上都套上一个蜡环,用酒精灯在加热区加热,即可看到在铜导线上的蜡环最先熔化掉下,铝的次之,铁的最慢.
实验二:非金属的导热性比较
我取用相同厚度、相同尺寸的塑料片、木片以及陶瓷片进行实验,考虑到非金属(塑料、木片)不适宜用酒精灯直接加热,因此加热装置需要加以改进.如图4,在酒精灯火焰和非金属材料之间加装石棉网,比较相同时间内煤油温度升高情况就能辨别材料的导热性能好坏.(相同时间内煤油温度升高越高,材料的导热性能越好)(实验装置如图4)
1.实验装置说明:酒精灯火焰上方放置石棉网,向上依次为非金属材料、烧杯(内装煤油)、温度计
2.实验辅助工具:计时器
3.实验现象:用酒精灯对石棉网加热,发现煤油温度逐渐升高,而且相同时间内垫有陶瓷片时温度上升多,说明陶瓷的导热性能好,垫有木片时温度上升最少,说明木片的导热性能最差.
二、实验心得体会
在此次“探究材料的导热性能”实验中,我学到了很多实际操作方法,动手能力得到了进一步的提高,同时获得了很多乐趣,使我更有信心学好物理这门课.在老师们的帮助下,我对物理实验中经常用到的“控制变量法”和“转换法”理解得更深刻.
【关键词】化工建筑;化学腐蚀;防护
在化学工业的生产过程中,总避免不了部分气体和液体(通常称作化学介质)的泄漏,这些液体和气体通常都是有腐蚀作用的,对建筑会产生腐蚀性作用,给化工行业带来巨大的经济损失。本文主要讨论化工生产过程中一般性化学介质对建筑的腐蚀性作用以及其防护方法,建筑材料主要有金属以及无机非金属材料组成,因此本文只解决金属和无机非金属建筑材料的腐蚀和防腐。
1.金属建筑材料的腐蚀和防护
金属材料的腐蚀主要是化学腐蚀,化学腐蚀是金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程,化工行业建筑的腐蚀主要是泄漏气体和液体。一般的防护方法有钝化、电镀、刷隔离层等。
1.1金属建筑材料的腐蚀
1.1.1气体泄漏腐蚀
化工生产中往往会有含硫、含氮等腐蚀性气体的泄漏,加上空气中存在的一些气体水分,与金属建筑材料的直接接触而具有的极大地腐蚀作用。
1.1.2液体的腐蚀
化工生产过程中的液体往往是非电解质,因此暂不考虑电化学腐蚀。金属在非电解质中为什么会腐蚀?
从热力学的角度来看,这是由于金属的不稳定性导致的,它和周围介质发生作用有形成金属离子的倾向。金属这种形成金属离子的倾向与金属本身的性质有关,也受外界条件和周围介质的影响。
1.2金属建筑材料的防护措施
1.2.1改变碳钢的组成成分
在碳钢中加入一些合金元素,是增加其抗气化性的有效途径,增强钢的抗氧化性有效的合金元素有Si、Al、Cr等。铬铝等合金元素和氧的亲和力比较大, 铬铝等元素在金属表面和空气接触易发生作用形成致密的氧化膜而阻止里层金属离子的向外扩散,从而保护里层的金属。
1.2.2采用在金属表面覆盖金属或非金属镀层的方法,来防止介质与底层金属直接接触,从而提高了金属的抗氧化性。
1.2.3改变介质的组成,使用保护性气体或通过控制气体组成,来降低介质的腐蚀性。在金属热处理时这种保护方法应用的比较多。其基本原理是通过控制热处理炉中的气体成分,使钢铁制件既不发生氧化,也不会发生渗碳、脱碳的现象。
2.无机非金属建筑材料的腐蚀与防护
2.1无机非金属建筑材料的腐蚀
建筑工程中无机非金属材料主要组成成分是硅酸盐,通常有玻璃、水泥、陶瓷等,它们在一般的情况下都具有良好的耐腐蚀性能,但绝对耐腐蚀的无机非金属材料是不存在的。通常认为无机非金属材料的耐腐蚀性是由下类因素决定。
2.1.1无机非金属材料的化学成分
硅酸盐主要组成成分以SiO2为主,SiO2(尤其无定型SiO2)容易与强碱容易发生反应,生成硅酸盐和水,而硅酸盐除硅酸钙硅酸钡等不溶于水外,大部分都易溶于水,都能溶于强酸而生成硅酸,因而对其产生腐蚀性作用,其主要的化学方程式如下:
SiO2+2NaOH=Na2SiO2+H2O
Na2SiO3+Hcl+H2O=H4SiO4+Nacl
SiO2与大部分酸都不起反应,耐酸强度比较高,因此一般情况下SiO2含量较高的材料耐酸性能比较高,SiO2含量较低的材料耐酸性能比较低。但其能与唯一的两种酸—HF和高温H5PO5起反应,SiO2能和任意浓度的HF和温度高于300摄氏度的磷酸发生反应,其主要反应化学方程式如下:
SiO2+4HF=SiF4(g)+2H2O
SiF4+2HF=H2[SiF6](氟硅酸)
H5PO5HPO3+H2O
2HPO3=P2O5+H2O
P2O5+SiO2=SiP2O7(焦磷酸硅)
2.1.2无机非金属材料的矿物组成
一般情况下, SiO2的在材料中的组成成分越多,材料的耐酸性越好,但也有其他组成成分的影响。如铸石中的SiO2的质量分数比较低,但其与三氧化二铝、三氧化铁等组合,在高温下能形成耐腐蚀性很强的矿物—普通辉石。碱性氧化物很容易与酸发生反应,生成易溶于水的盐,例如:Fe2O3与Hcl反应,生成Fecl3,因此含有大量碱性氧化物(CaO、MgO)的材料,基本上不耐酸性,但是其耐碱性是异常的好。
2.1.3形成原电池
无机非金属材料中如果存在易导电的物质与电解质结合,就容易形成原电池,加快化学腐蚀,例如有些无机非金属材料中存在着石墨,在酸性溶液中与金属结合,就构成了原电池。
2.2无机非金属建筑材料的防护
2.2.1加覆盖层和贴面材料
在有腐蚀的环境下,可以在混凝土表面加一具有较好粘结力和弹性的贴面材料层或覆盖层。如果该贴面材料层或者覆盖层粘结力和弹性较差的话,该保护层可能会产生裂缝,甚至脱落。此保护层可以选用花岗岩、瓷砖、沥青毡等材料,根据材料的特性与实际的使用要求进行选择使用。
由于化工企业还存在火灾、爆炸等危险,因此耐腐蚀材料的选用还要进行综合性的考虑,例如,如果表面要求既能防腐蚀又不会产生火花,这时就不能选择花岗岩作为贴面材料层,因为花岗岩能够产生火花;如果表面要求既能防腐蚀又能检修荷载,则需要选用贴面材料,而不能选用脆性材料。
2.2.2提高混凝土致密度与表面处理
混凝土越致密,就越难被腐蚀,因为腐蚀介质很难渗入致密的混凝土。通过正确的设计混凝土的配合比例,降低水灰比值,仔细选择集料颗粒大小的级配,采用抽真空、养护、振捣密实等方法,即可得到致密的混凝土。或者采用化学方法对混凝土的表面进行处理,使得混凝土中的氢氧化钙转变成致密的难溶物质。基于成本的考虑,通常采用碳酸化方法,即在混凝土构件投入使用之前,先将构件在空气中进行碳化处理使其产生致密的碳酸钙外壳。对混凝土表面使用硅酸盐(如硅酸镁、硅酸锌)的水溶液进行处理可以提高混凝土的抗渗性和耐腐蚀性。
2.2.3改变矿物的组成和水化产物的组成和形态
根据腐蚀机理可以推断,减少C3S在水泥熟料中的含量,可以增强水泥的抗硫酸盐性,也能够降低水泥的软水溶析能力;如果在减少熟料中的C3S含量的同事,相应适当地增加C3FA的含量,则还能提高水泥的抗酸性能。这是由于C4AF(铁铝酸四钙)的水化物为水化铁酸钙和水化铝酸钙的固溶体C3(A,F)H6,铁酸钙的硫酸盐性能比铝酸钙要好。此外,铁酸钙还会在水化铝酸钙周围生成致密的薄膜,从而提高硫酸盐性能。
3.结语
化工行业的建筑结构的腐蚀主要是由于化工生产过程中腐蚀性介质的泄漏。防止或减少腐蚀性介质的泄漏,是防止建筑物和构筑物最有效的防护措施。因此在一般的环境下,首先考虑的应该都是如何减少生产过程中的泄漏,因此如何提高设备的致密程度,减少介质通过的环节就变得尤其重要。
腐蚀除了存在于化工产业,还存在于生活的各个方面,比如自然的污染、机器的老化等等。腐蚀现象给我们造成了巨大的经济损失,给我们的生命安全也造成了很大的威胁,腐蚀现象也越来越引起人们更多的关注,虽然腐蚀是不可避免的,但实践告诉我们,充分的利用现有的防腐技术,严格执行科学化的管理措施,可以避免30%~40%的由于腐蚀而导致的经济损失。 [科]
【参考文献】
[1]惠云玲,郭永重,李小瑞.混凝土结构中钢筋锈蚀机理、特征及检测评定方法[J].工业建筑,2002(2).
[2]王锋,张艳梅,吴平.钢筋混凝土烟囱筒身可靠性鉴定与加固[J].低温建筑技术.2003(5).
【关键字】座椅的适航;静载荷;动载荷;座椅的约束系统;吸能
1、概述
座椅是旋翼机舱内设施中不可缺少的一个组成部分。它为舱内乘员提供工作、生活的保障和免受损伤的保护。
乘员除了向乘员提供尽可能满意的旅途舒适和工作条件之外,还应做到当旋翼机应急迫降时,使乘员尽可能免受伤害。特别是由于旋翼机迫降使座椅组件损坏时而引起的对乘员的各种伤害。随着旋翼机的技术不断发展及为了更好的保护乘员的安全,世界上各国的适航当局对旋翼机的座椅均提出了更加完善和更加严格的要求。
2、修订的民用旋翼机座椅适航要求
CCAR第29.2条 特别追溯条款要求
CCAR第29.561.应急着陆动态情况要求
(1)当座椅或其他座椅装置相对于旋翼航空器的坐标系统以名义位置布置时,旋翼航空器的纵轴相对于撞击速度矢量向上倾斜60°,旋翼航空器的横轴垂直于包含撞击速度矢量和旋翼航空器纵轴的垂直平面,其向下速度变化不小于9.14米/秒(30英尺/秒)。地板负加速度峰值必须在撞击后不大于0.031秒内出现,且必须达到其最小值30g。
(2)当座椅或其他座椅装置相对于旋翼航空器的坐标系统以名义位置布置时,旋翼航空器的纵轴相对于撞击速度矢量右偏或左偏10°(取使肩带产生最大载荷的值),旋翼航空器的横轴位于包含撞击速度矢量的水平面内,垂直轴垂直于包含撞击速度矢量的水平平面,其向前速度变化不小于12.8米/秒(42英尺/秒)。地板负加速度峰值必须在撞击后不大于0.071秒内出现,且必须达到其最小值18.4g。
3、目前直九系列直升机座椅的设计状况
直九A型直升机
驾驶员座椅
直九A型直升机的驾驶员座椅原为法国宇航设计,1987年经过国产化设计,该座椅不具备安装肩安全带功能,因此既不满足2002年修订的CCAR29.2、561、562及785等条款要求,也不满足修订前的CCAR29部相应条款要求,所以不能安装在民用的直九系列直升机上。
乘客座椅
H410型直升机
驾驶员座椅
座椅由哈飞航空与中国救生研究所共同申请,通过静强度试验及非金属材料阻燃试验等各项适航验证,获得了CAAC审查批准。
该驾驶员座椅安装在H410型海监直升机上,由于该座椅功能过于简单,人机功能较差,所以用户方面很不满意。
乘客座椅
座椅由哈飞航空申请,通过静强度试验、非金属材料阻燃试验、座椅垫挡火试验等各项适航验证,获得了CAAC审查批准。
双位乘客座椅已安装在H410型海监直升机上,座椅舒适性和适用性获得了用户的充分认可。座椅可安装在今后研制的各种民用直升机上。
H410型海监直升机操作员座椅
座椅由哈飞航空申请,通过静强度试验、非金属材料阻燃试验、座椅垫挡火试验等各项适航验证,获得了CAAC审查批准。
座椅不仅可以作为操作员座椅使用,也可作为单人乘客座椅使用,在经过一定的改进和装饰后还可以作为行政级的VIP座椅使用。
H425型直升机
驾驶员座椅
座椅由哈飞航空申请,通过静强度试验、非金属材料阻燃试验、座椅垫挡火试验等各项适航验证,获得了CAAC审查批准。
经批准的H425型直升机驾驶员座椅通过多次飞行,其舒适性和适用性获得了飞行员的好评,该驾驶员座椅不仅满足H425型直升机的装机使用,还可满足于其他各种民用或军用直升机的装机使用。
乘客座椅
座椅由哈飞航空申请,通过静强度试验、非金属材料阻燃试验、座椅垫挡火试验等各项适航验证,获得了CAAC审查批准。
该舒适性双位座椅不仅满足H425型直升机的装机使用,还可满足于其他各种民用的装机使用。
4、民用旋翼机座椅的发展
民用旋翼机座椅安全性的发展
当旋翼机发生坠撞时,载荷通过乘员施加给整体的椅座和靠背并传递到转动螺母的止动销上,按照一定强度设计的止动销将被剪断,乘员将随椅座和靠背一起向下坠落,但是,由于螺旋传动的阻力,椅座和靠背将缓解迅速下降的撞击速度,使乘员得到保护。
对于乘员能否经受CCAR29.562条所规定的运动载荷,必须通过动载荷试验确定,新的座椅设计需要一定的试验设备,我公司现在仅有能力进行静载荷的有关试验,动载荷试验室一项多学科的试验,它不仅考核座椅的载荷承受能力,更主要的是检查座椅对人体的保护能力。
民用旋翼机座椅舒适性和功能性的发展
近年,由于座椅垫的填充材料和包覆面料不断改进,民用直升机座椅的舒适性在不断改进,座椅垫的材料已不仅仅使用聚氨脂泡沫,包覆面料从化学纤维、纯毛面料到皮革面料等多种材料,使座椅垫的透气性和吸汗性等方面都得到了改进。
现在的座椅在乘员保护功能和乘坐功能外已发展到具备娱乐功能。对于行政级的VIP型座椅还将考虑某些特殊的功能,如具有防弹功能。
【关键词】材料科学基础;核心课程;教学质量;教学效果
材料是社会文明和科技进步的物质基础和先导,材料科学和能源科学、信息科学一起被列为现代科学技术的三大支柱,其发展水平更是成为一个国家综合国力的主要目标之一[1]。为了培养更多材料领域的人才,国内自20世纪70年代开始,在不同高校设置材料科学与工程一级学科并相应的开设了一系列材料相关的专业课程,而在这些课程中《材料科学基础》的地位可以谓之为重中之重,它立足于阐明材料制备、组成、组织结构与性能之间关系的基本规律,训练学生材料设计、材料性能和产品质量控制、材料开发与检测的基本能力,在公共基础课和专业课程之间起着纽带的作用,对构建材料科学与工程学科人才整体能力结构、知识结构及素质结构具有奠基性的作用[2-3]。
具体到笔者所在的安徽理工大学材料科学与工程学院无机非金属材料工程专业,《材料科学基础》在学生大二学年下学期开放,是学生最先学习的一门专业课程,它既是学生学习后续各门专业课程的保障,也是学生以后从事材料相关生产和科学研究所必备的理论基础,因而保证该门课程的教学质量意义非常重大。然而,就笔者备、授课的经历来看,该课程具有术语概念多、涉及知识面广及抽象枯燥等特点,学生在学习过程中不易抓住重点,且学习难度大,学生不易产生足够的学习兴趣,针对上述问题,结合本院的具体情况,笔者提出提高该课程教学效果的几点想法。
1 重视基础,注重术语解读
针对无机非金属材料工程专业的特点,笔者目前所使用的教材为武汉理工大学出版社出版,由张联盟、黄学辉、宋晓岚主编的《材料科学基础》。该教材能较全面的覆盖一级学科的基本内容,既阐述了金属、无机非金属、高分子等典型材料结构上的共性,又突出了无机非金属材料的个性;既描述了崃ρ平衡状态下的问题,又兼顾了非平衡条件下的材料结构的形成过程;既以材料制备、加工过程中的科学原理及共性规律为主,又兼顾了材料服役中的环境行为效应,做到了将科学与工程融为一体。但在教学时,笔者发现学生在自己研读教材时会感觉到生涩难懂,究其原因是由于很多涉及到材料类的专业术语教材没有详细的介绍,而这些专业术语是学习材料科学的基础,一旦一知半解、含混不清就会影响到对相关整个知识点的掌握,而一个个小知识点的理解不清最终导致学生对整门课程的掌握不到位,失去对课程的学习兴趣。例如在学习第二章的晶体结构时,学生对晶面及晶界的概念理解不清,为此笔者做了很生动的动画来解释,单晶材料是由一个晶粒生长而成的,因而它只具有一圈大大的晶界,同时它的(hkl)晶面是唯一的平行族;而多晶材料是由多个晶粒生长而成的,因而它的晶界包括各个小晶粒一圈圈的界,同时每一个晶粒由于生长取向不同具有自己的(hkl)晶面,因而多晶材料的(hkl)晶面是多个相互交叉的平面。结合笔者的绘图,学生很快对这些基本概念有了很深的理解和认识,因而在学习后续的结晶学指数、晶向与晶面关系等结晶学基本内容时非常顺利,收到了不错的教学效果。
2 突出重点,注重理论体系融会贯通
《材料科学基础》这门课程内容繁多,在本院有限的72个学时里对每个章节均仔细讲解,做到面面俱到是一项不可能完成的任务。因而,需要对知识点进行梳理,在有限的时间里突出重点,同时将知识点串联起来,让整个理论体系融为一体,这样学生在学习完课程后也会倍感轻松,受益匪浅。例如在学习晶体结构时,考虑到金属结构模型主要为等径球体堆积模型,而无机非金属材料的晶体结构主要为不等径球体堆积模型,两者的知识点是相通的。因而在讲述时,笔者着重以金属结构模型为例进行动画展示,从立体结构的各个方向讲述,如何堆垛,并结合制作的球棍模型让学生充分理解最密排堆积及配位数这些基础概念,学生对金属堆垛有了全面、深刻的认识后,自己主动对教材上关于无机化合物的晶体结构进行理解,在提问时发现学生对AX、AX2、A2X3的空间结构均有着较正确的认识,抓住了重点,很多知识的传授就变得容易了很多。另外,理论体系的融会贯通对该课程的学习也大有裨益,在学习鲍林规则时,笔者要求学生认真掌握鲍林第二及第四规则,运用第二规则去判定离子化合物的可靠性,运用第四规则去检验硅酸盐晶体岛群结构的稳定性,加深了学生对硅酸盐晶体结构的认识,促进了学生对硅酸盐晶体具有的结晶、解离及介电性能差异的理解。
3 拓宽专业,加强前沿成果介绍
由于我院无机非金属材料工程专业的学生毕业后不仅是进入各种传统建材(包括玻璃、水泥、陶瓷、耐火材料)企业工作,近几年的签约情况看相当部分的学生最终会从事纳米、新材料开发等领域的工作。拓宽专业,在教学中适度的把目前社会上较前沿和热点的知识引入课堂教学,并对传统材料科学基础教学内容进行适当的知识延伸和拓展,这不仅让学生强烈地感受到科学发展的脉搏和动力,有效的拓宽学生的知识结构,开阔学生的视野,而且也给课堂教学增添了活力[4]。例如在讲授共价键晶体结合时,笔者通过查阅最新发表的相关文献,介绍了目前碳纳米管和石墨烯的一些最新研究进展,结果学生在课堂上自发的展开了针对石墨烯结构与性能的讨论,表现出对新材料探索的强烈欲望。事实表明,在教学中加强前沿成果的介绍能够激发学生的学习兴趣,大大提高《材料科学基础》课程的教学效果。
【参考文献】
[1]代凯.大学本科材料科学基础课程教改初探[J].牡丹江师范学院学报(自然科学版),2011(1):66-68.
[2]潘建梅,唐丽永,乔冠军.材料科学基础课程教学改革的探索与实践[J].广州化工,2016,44(3):148-149.