我的毕业论文就那玩意儿:纳米-亚微米ZTA
无机非金属材料工程是材料学中的一个专业。无机非金属材料工程是为了培养具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程方面的知识，能在无机非金属材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型与加工等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。业务培养要求： 本专业学生主要学习无机非金属材料及复合材料的生产过程、工艺及设备的基础理论、组成、结构、性能及生产条件间的关系，具有材料测试、生产过程设计、材料改性及研究开发新产品、新技术和设备及技术管理的能力。[编辑本段]主干学科： 材料科学与工程[编辑本段]主要课程： 物理化学、无机材料性能、测试及研究方法、粉体工程、材料制备原理、热工过程与设备、无机材料工艺学(含硅酸盐、复合材料)等[编辑本段]主要实践性教学环节： 包括专业实验、金工实习、生产实习(含毕业实习)、课程设计、计算机应用与上机实践、毕业设计(论文)。[编辑本段]主要专业实验： 材料物化性能、材料工艺性能实验、材料晶相分析等 修业年限：四年 授予学位：工学学士开设院校 重庆科技学院 合肥学院化工系 辽宁大学 大连轻工业学院 大连理工大学 吉林大学 北京科技大学 云南大学 吉林建筑工程学院 西南工学院 贵州大学 昆明理工大学 西安建筑科技大学 陕西科技大学 河北理工大学 燕山大学 太原理工大学 内蒙古工业大学 辽宁科技大学 沈阳化工学院 齐齐哈尔大学 哈尔滨理工大学 上海大学 南京工业大学 江苏大学 盐城工学院 安徽工业大学 安徽理工大学 安徽建筑工业学院 江西理工大学 景德镇陶瓷学院 济南大学 山东轻工业学院 武汉化工学院 武汉科技大学 广西大学 桂林理工大学（原桂林工学院） 沈阳建筑大学 哈尔滨工业大学 成都理工学院 西安工程学院 石家庄铁道学院 东华理工学院 中北大学 长春理工大学 北京化工大学 天津大学 华东理工大学 东南大学 武汉理工大学 湖南大学 中南大学 湖南科技大学 华南理工大学 长沙理工大学 四川大学 沈阳工业大学 淄博学院 湖南工学院 山东大学 河北工业大学 河北科技大学 河北工程大学 河北建筑科技学院 东华大学 河海大学 河南科技大学 洛阳理工学院 合肥工业大学 河南城建学院 甘肃理工大学 巢湖学院 长安大学[编辑本段]无机非金属材料行业发展趋势 无机非金属材料在国民经济建设中的作用和地位 作为四大材料中(钢铁、有色、有机和无机非金属材料)工业之一的无机非金属材料工业在我国经济建设中起着重要的作用。近年来，无机非金属材料不仅在品种上有了空前的发展，而且在内涵上有了进一步的延伸。根据无机非金属材料功能与作用的不同，可以将无机非金属材料划分为传统无机非金属材料（建筑材料）和无机非金属新材料。 传统的无机非金属材料材料品种繁多，主要是指大宗无机建筑材料，包括水泥、玻璃、陶瓷与建筑（墙体）材料等。其产量占无机非金属材料的绝大多数。建筑材料与人们的生活质量息息相关。新型无机非金属材料是指具有如高强、轻质、耐磨、抗腐、耐高温、抗氧化以及特殊的电、光、声、磁等一系列优异综合性能的新型材料，是其它材料难以替代的功能材料和结构材料。无机非金属新材料具有独特的性能，是高技术产业不可缺少的关键材料。例如稀土掺杂石英玻璃广泛应用于导弹、卫星及坦克火控武器等激光测距系统，耐辐照石英玻璃应用于各种卫星及宇宙飞船的姿控系统；光学纤维面板和微通道板作为像增强器和微光夜视元件在全天候兵器中得到应用；航空玻璃为中国各类军用飞机提供了关键部件。人工晶体材料中激光、非线性光学和红外等晶体，用于弹道制导、电子对抗、潜艇通讯、激光武器等。特种陶瓷中，耐高温、高韧性陶瓷可用于航空、航天发动机、卫星遥感，可制作特殊性能的防弹装甲陶瓷及特种纤维及用于电子对抗等。目前已开发了近四千种高性能、多功能无机非金属新材料新品种。这些高性能材料在发展现代武器装备中起到十分重要的作用。 国际发展趋势 近些年，随着科学技术的进步，无论是传统无机非金属材料，还是无机非金属材料都有了一些新的发展趋势。 生态与环保意识加强,建立科学的评价体系,实现可持续发展 西方发达国家在促进传统无机非金属材料产业健康、可持续发展方面的采取了许多重要措施。世界发达国家十分重视建材工业的可持续发展与绿色评价。生态评价也成为世界可持续发展的一个重要手段。目前,许多国家正在进行“生态城市”的建设与实践,推广建筑节能技术材料,使用可循环材料等,改善城市生态系统状况。由此，提出了绿色建材、环保建材与节能建材的概念,并开展了大量的研究与实践工作。与西方发达国家相比,我国还存在很大的差距,特别是缺乏立法支持与技术标准的指导以及相应组织的管理与监督,使我国的传统无机非金属材料工业发展还有很大的提升空间。面对资源和环境对我国经济发展的严峻考验,国民经济的可持续发展战略显得愈加重要。[编辑本段]向着节能、降耗的方向发展 传统的无机非金属材料工业是能源消耗大户,在世界能源日益短缺的今天,如何生产节能、降耗,以及如何生产出高质量的建筑节能、保温产品是建材工业发展的重要趋势。选择资源节约型、污染最低型、质量效益型、科技先导型的发展方式。新型墙体材料、高质量门窗、中空玻璃将大量应用。向着提高材料性能、使用寿命的方向发展。低寿命设计、大量重复建设已经严重制约城市建设的发展。现代化建筑需要高性能建筑材料的支持,而提高建筑的耐久性又对建筑材料的使用寿命提出了更高的要求。[编辑本段]单线生产能力向大型化发展 无论是水泥工业、玻璃工业，还是陶瓷工业，单条生产线的生产能力有大型化的趋势。生产线的大型化可以有效提高产品的质量，降低能源消耗。[编辑本段]向着智能化方向发展 建筑的智能化需要建筑材料的支持。随着技术的进步和生活水平的提高,建筑材料的安全性智能诊断等智能技术将更多的应用于建筑中。[编辑本段]向着复合化、多功能化方向发展 复合材料具有单一材料所无法满足的使用功能,是建筑材料的发展趋势,对建筑材料的功能要求越来越趋向于多功能化。 在美国、日本、西欧等所有发达国家在其科技发展战略中都把无机非金属新材料的发展放在优先发展的重要位置。例如，美国为了保持在高技术和军事装备方面的领先地位，在先后制定的《先进材料与技术计划（AMPP）》和《国家关键技术报告》中，新材料为六大关键技术之首，而无机非金属新材料占有相当比例；日本发表的《21世纪初期产业支柱》所列的新材料领域的14项基础研究计划中，其中七项涉及无机非金属新材料的研究领域。 例如发达国家十分重视复合材料产业化生产和应用技术研究。通过关键技术的突破，实现材料的产业化；产业化应用，促进了技术的成熟和创新；应用新材料刺激新产业的产生，创造出新的应用领域。[编辑本段] 我国无机非金属材料差距和问题 3．1 传统无机非金属材料 我国无机非金属材料工业的发展中存在很多问题，特别是传统的无机非金属材料与国外先进水平有非常大的差距，主要有： (1) 产品等级低 在传统无机非金属材料中，无论是水泥、玻璃还是陶瓷的产品等级普遍偏低。例如：发达国家的水泥熟料强度一般都在70MPa以上，而我国平均强度仅为50 MPa。我国高等级水泥（ISO≥5）仅占18%，大量生产的是中、低等级水泥（ISO≤5），而很多发达国家的高等级水泥占90％以上。 (2) 资源消耗高 在资源的消耗方面，水泥和陶瓷工业更为突出。由于大量的无序开采，未能充分利用有限资源，造成了极大浪费。例如：生产水泥熟料的主要原料是相对优质的石灰石，其化学成份须满足CaO含量不低于45%、MgO不高于3%等要求。我国符合水泥生产要求，可以使用的量仅约250亿吨。目前每年生产水泥消耗的优质石灰石约5亿吨，因此该储量仅可生产水泥熟料约200亿吨，仅能提供约40年的水泥生产需要。 (3) 能源消耗高 在建筑材料的生产过程中，要消耗大量的能源。例如：水泥工业每年消耗标煤9106万吨，电力 650亿度。我国水泥生产能耗远高于世界先进水平，以每吨熟料的综合能耗计算，世界先进水平为117Kg标煤，我国为5Kg标煤，高出达50%以上。在国外，全氧燃烧技术已经在玻璃行业中得到了较为广泛的应用，而仅有为数不多玻璃纤维生产线使用了该项技术。 (4) 环境污染严重 水泥工业每年排放温室气体CO2约55亿吨、SO2 6万吨、NOx约206万吨；目前其他先进国家平均吨熟料的粉尘排放<1Kg，而我国高达13Kg，全国水泥生产年排放的粉尘竟高达1000万吨以上。 (5) 单线生产规模小，落后工艺大量存在 以悬浮预热和预分解技术为核心技术的“新型干法”工艺，是目前世界水泥工业普遍采用的最先进的现代化水泥生产技术。日本有96%、意大利5%、韩国100%、泰国90%的水泥产量采用这种新型干法生产线，而我国仅为15％。我国水泥制造业处于先进工艺与落后工艺并存的复杂状态。在玻璃行业，我国浮法玻璃生产线的平均生产规模为450吨/天，而西方国家的法玻璃生产线的平均生产规模为550吨/天。而且在玻璃产品的品质上与国外相比有非常的差距。 3．2无机非金属新材料 虽然我国无机非金属新材料取得了很多成就，但由于我国无机非金属材料研制、开发至产业的形成起步较晚，底子薄，投入强度小等原因，使之与发达国家相比，仍有较大差距 (1) 基础研究和关键技术落后 我国的无机非金属新材料是从试制起步的，发展过程也主要是随从于型号的需要进行。由于时间、人力的限制，加之我国长期以来对基础研究重视不够，投入较少，无机非金属材料的系统的基础非常薄弱。 (2) 材料性能低、品种少、批生产质量不稳定 虽然我国已基本上建立了无机非金属材料的研究、开发与部分产品的生产体系，但材料的品种尚不齐全，一些重要工程的关键配套材料还须进口。性能低、质量差的问题仍然存在，而且在进行批量生产时质量不稳定、成品率低、效益差的问题严重，必须下大力气解决。例如，电磁屏蔽玻璃目前我国只能达到屏蔽85dB的水平，而美国已达到110dB。我们在屏蔽波段范围等方面远远不能满足国防工业发展的需要。而航空玻璃方面高强、多功能(隐身、防激光等)圆弧整体风挡在我国还刚起步研究，极大的制约了我国航空工业的发展。 (3) 制备技术落后 无机非金属新材料工业，不但制备技术落后，而且生产能力低，效率低，直接影响高科技产品质量(性能)、成本、能耗等三个方面。例如，国外工业发达国家玻璃纤维生产大都采用800-6000孔漏板池窑拉丝法生产，已占总量95％以上，无纺材料全部用池窑法生产，坩埚拉丝法早已被淘汰，而我国现有的池窑拉丝大部分采用800-2000孔生产技术，4000孔技术正在开发，坩埚拉丝还没有完全淘汰，与国外相比还有较大的差距。我国纤维增强复合材料机械化生产只占40％，60％仍采用落后的手工成型，与工业发达国家差距甚大。又如集成电路(IC)石英扩散管的制备技术，国内采用的单机间歇气炼生产技术只能提供100mm以下IC 管，而国外采用一步法连熔拉管技术，生产∮200~300mm大口径石英管供大规模集成电路用，使我国IC用石英扩散管失去竞争能力，完全依赖进口。 (4) 技术装备落后 目前我国无机非金属新材料制备技术与装备明显落后，造成研制周期长、新产品发展困难，预研成果不能及时进入工程化研究，即便生产也会出现成品率低、规模小，经济效率差等问题。[编辑本段] 无机非金属材料工业发展的对策与建议 针对我国无机非金属材料工业的现状，要实现其快速、健康、稳定的发展，就必须开展以下几个方面的工作。 (1) 加强政府在建材工业发展和产业结构调整中的政策引导； (2) 加强资源综合利用和环境保护的立法并严肃执法； (3) 促进形成若干个有国际竞争力的大型建材工业集团，建立以企业为主体的新型建材工业科技创新体系，促进产、学、研结合； (4) 加强“绿色”和节能型建材工业的应用基础研究，加强建材工业实验基地建设，促进工程技术创新； (5) 强化行业管理，建立科学、先进、合理的标准体系，建立产品质量认证制度，发挥行业协会、学会和各类中介机构的作用； (6) 应尽快制定适应我国市场经济发展和科研体制和政府体制改革的科学、有力的政策措施和管理体系，加大投资力度和项目审计，以保证无机非金属新材料研究、开发和生产的健康发展; (7) 应根据需求牵引和科技推进的原则，并结合无机非金属材料科学体系特点，统筹兼顾、协调发展，合理安排中长期科研项目。应重视和加强基础研究，充分注意相关领域科技前沿，提高我国无机非金属新材料的科技水平和开发能力; (8) 为适应无机非金属材料的飞速发展，必须加快人才的培养，不断革新无机非金属材料教育的课程设置和教材，尽快反映本领域和相关领域不断增加的新知识。应重视以基本的物理、化学原理为基础，加强原始创新，研究探索有应用前景的未知新材料、研究新材料的合成、制备，特别是用基础分析和计算机建模、微观尺度结构控制、仿生等方法，发展具有创新意义的高性能低成本无机非金属新材料。应加强新设备、包括重大仪器的研究和装备，没有先进的仪器、装备就不可能在材料的科技前沿进行研究开发工作。 另外，任何材料都必须经历工程化、实用化的过程。教育与培养一批工程能力突出、实践能力强的高素质人才，已经成为高等教育的重要内容。在学生的培养过程中，加强实践环节的教学是必由之路。与此相对应的实践教学与工程训练必须进行相应的改革，以适应对人才培养的要求。
非金属材料表面金属化的方法 非金属材料表面金属化是采用某种表面处理工艺,在非金属表面上形成一层金属层,从而达到耐磨、防腐、装饰的目的,赋予非金属材料一些新的使用性能。非金属材料表面金属化是开发新材料的一个重要研究领域,比如一些超硬材料的开发和研究都将使用非金属材料表面金属化的技术。非金属材料表面金属化在我国有着悠久历史。自我国古代发明炼金术后,一些能工巧匠就知道把黄金制成薄如蝉翼的金箔,贴在非金属表面上,使其光彩夺目。在一些古寺庙里,一座座金面修身的神像就是非金属材料表面金属化的杰作。我国古代的镏金技术就是把溶解在水银里的黄金涂敷在非金属制品表面,待水银挥发后再用玛瑙抛光,可以达到金光灿灿的效果。在国外,开罗和巴格达出土的一些文物中,就有陶瓷表面金属化的记载。随着现代科学技术的发展,在非金属材料表面上沉积金属的方法很多,其中主要的有金属粉末喷涂、真空镀膜、溅射镀膜、化学镀和电镀等。1 非金属材料表面金属化众所周知,非金属材料多为非导电体,要使非金属材料表面金属化,其先决条件必须使其表面导电成为导体,才能使用一些在非金属表面上沉积金属的方法。非金属材料表面金属化后,可用非金属件代替金属件,可节约大量金属,简化加工工艺,降低成本,使其具有金属的光泽,能导电、导磁、焊接,并能提高其机械性能及热稳定性。使它既具有非金属的固有性质,又具有金属材料的一些特性,成为一种复合材料,因而扩大了非金属材料的使用范围。非金属材料表面金属化是材料科学的一个重要组成部分,对于研究新材料,开拓新型材料的应用领域,具有很重要的实践意义。此外,非金属材料表面金属化后有良好的耐腐蚀性,在潮湿的环境中,金属层与非金属基体之间不产生原电池作用。非金属材料包括有机材料(如各种塑料、纤维、树脂)和无机材料(主要有各种陶瓷、玻璃、单晶材料等)。这些材料与其表面覆盖金属层之间的键合力十分微弱,其外表面的影响显得比较突出,也就是说,这些材料与金属覆盖层之间的结合强度低,为了提高基体与镀层之间的结合力,在非金属表面金属化前,必须对其表面进行处理,以获得理想的表面形态和增加其润湿性能。此外,赋予非金属材料基体表面催化活性的一些工艺过程都会影响其金属化层的结合力。非金属材料的种类繁多,仅就新型工程材料而言就层出不穷,它们之间的物理、化学性质各不相同,有的相差十分悬殊。如塑料脱模时使用的脱模剂,各个生产厂使用的都不一样,这就促使其表面处理技术会不一样。因此,研究非金属材料表面金属化的前处理技术和金属化工艺是获得性能优良的金属化表面的关键。2 非金属材料表面金属化工艺非金属材料多是电和热的不良导体,在非金属材料表面金属化之前,往往需要首先使非金属材料表面变成导体,覆盖一层金属膜才有可能实现金属化。形成金属膜的方法很多,有涂导电胶法、银粉浆高温还原法、化学镀膜法和金属粉喷涂法等。具体采用哪种方法需根据材料和使用场合而定。非金属材料表面金属化工艺主要由前处理工艺和获得金属层的方法两部分组成。1 前处理工艺1 消除内应力塑料成型带来的内应力必须首先消除。一般采用热处理的方法消除内应力,也可以采用冰醋酸浸渍法或有机溶剂浸渍法来消除内应力。2 表面粗化用手工、机械或化学的方法,使非金属材料表面变得粗糙、无光泽的过程叫粗化。粗化可以提高表面的亲水性和形成粗糙度,以保证金属层有良好的附着力。粗化方法有机械粗化和化学粗化两种,应根据非金属材料的尺寸、形状、数量和物理化学性质确定使用某种或几种粗化方法。机械粗化是用滚磨、喷沙或用砂纸打磨等方法去除其毛边,增加其表面积,从而提高金属层的结合力。化学粗化是用化学浸蚀剂使非金属材料表面变得粗糙,增加表面积和生成某些极性基团,使其表面由疏水性变成亲水性。化学粗化是目前广泛应用的一种方法,对于不同的非金属材料应采用不同的化学粗化溶液及工艺规范。对于塑料粗化,高铬酸型粗化液使用较广。这种粗化液粗化速度快,效果较好。其参考配方和使用条件如下:铬酐(CrO3)400~430g/L;浓硫酸180~220ml/L;温度60~70℃;时间10~30min。为了将在化学粗化过程中残留在材料表面上的Cr6+清洗干净,需在10%的氨水中进行中和并在1%~5%的亚硫酸钠溶液中进行还原。3 除油由于材料表面会被油污染,可采用有机溶剂或化学除油法除油,粗化和除油工序可以颠倒进行,但必须彻底除油后方可进行下一工序。4 敏化在经过粗化和除油的洁净表面上,吸附一层易于氧化的金属离子,它是覆膜金属的还原剂,在化学镀和电镀过程中,使溶液中的金属离子易于沉积在工件的表面上,这个工序叫作敏化。敏化液的参考配方和工艺如下;氯化亚锡10~100g/L;盐酸10~50ml/L;金属锡条1根;温度18~25℃;时间3min;敏化液的pH值应控制在5~9之间。5 活化在敏化的工件表面沉积具有催化活性的金属层,这个工序叫活化。活化的目的是为下一步进行化学镀提供结晶中心,以提高沉积速度和镀层的均匀性。目前广范采用的活化液有硝酸银活化液和氯化钯活化液。前者是一种碱性溶液,主要由硝酸银和氨水配制而成;后者有酸性和碱性两种,但较常用的为酸性活化液,它在化学镀时诱导时间短,镀层的结合力好。硝酸银活化液常用配方和工艺如下:硝酸银2~5g/L;氨水(25%)20~25ml/L;温度15~25℃;时间1~5min。配制时必须使用蒸馏水,否则银离子和水中的氯离子会生成氯化银沉淀而降低银的含量。2 获得金属层的方法获得金属层的方法有许多种,可根据不同材料参考有关专著选用。常用的方法有化学镀和电镀。这里介绍化学镀工艺。化学镀又叫无电解镀,它是无须电流通过而借助还原剂在同一溶液中发生氧化还原反应,从而使金属离子还原沉积在工件的表面上的一种镀覆方法,是一种可以沉积金属的、可控制的、自催化的化学还原过程。经过粗化、敏化和活化后的工件表面,密布着催化活性中心,当把它浸入化学镀液时,镀液中的金属离子便被还原,连续不断地沉积在工件的表面上,活化后的催化活性中心成了金属离子还原的结晶中心,金属离子还原后首先沉积到活性中心上,然后逐渐扩大,形成连续的、具有一定厚度的金属层,非金属材料表面金属化的全过程到此告终。化学镀可镀镍、铜、钴、金、银等金属,而化学镀镍是化学镀工业中发展最快的行业。它以其优异的性能,在几乎所有的工业部门都得到了广泛的应用,创造了巨大的经济效益,而且每年还在以5%~7%的速度递增。常用的化学镀镍的配方与工艺如下:硫酸镍25~30g/L;次亚磷酸钠20~25g/L;醋酸钠15g/L;柠檬酸钠10g/L;添加剂5g/L;光亮剂少量;pH值5~5;温度85~90℃。3 非金属材料表面金属化的应用1 表面装饰一些大型商厦门前的招牌、单位名称,往往是请知名书法家题写,如用金属制作,机械加工十分困难,而用木材、塑料或水泥制作就容易得多,制成后进行金属刷镀即可获得金碧辉煌的效果。在一些大型纪念馆中的馆名和每一部分的标题都用醒目的大字展现出来,这些字可用塑料板切割而成,然而用化学沉积或刷镀工艺制成所需要的金属颜色,能起到以假乱真的效果。现在市场上卖的各种工艺品,如万里长城、乌龙戏珠、观音菩萨、释加牟尼像等,都是由非金属刷镀制作而成的,颇受中外宾客的青睐,成为社会交往的高级礼品。2 提高非金属材料的耐磨性非金属材料具有重量轻、加工容易等优点,但存在表面缺乏光泽、不耐磨等缺点。如一些家用电器及仪表设备上的零件,可用塑料制造,然后在其表面镀上一层金属镀层,这样既有金属光泽又提高了它的耐磨性。3 制造超硬材料大家知道,人造金刚石、立方碳化硼是人工合成的一种硬度大的材料,如果采用化学镀的方法,在其表面镀上一层镍磷合金,就得到了一种耐磨性好、硬度高的新型超硬材料。4 陶瓷金属化工程陶瓷具有硬度高、耐蚀性和介电性能好等诸多优点。特别是近年来纳米陶瓷的出现,已成为令人关注的一种新型工程材料。然而,陶瓷不具有导电性、韧性和可焊性,因此,使用陶瓷时往往要进行表面金属化处理。由于陶瓷表面存在大量的孔隙,在金属化处理前先要用树脂将陶瓷表面进行封孔处理,以防处理液进入,接着再进行一系列的粗化、敏化和活化处理,以获得具有催化活性的可镀表面,再用化学镀或电镀的方法将表面镀层加厚,以得到满足用户要求的、具有金属表面的陶瓷。5 改变非金属的焊接性一些电子设备的零部件,为了节省金属材料,减轻重量或简化生产工艺,常采用塑料生产,然后采用非金属电镀或化学镀工艺,使其表面成为导电层,就克服了塑料零件不能焊接的不足。6 使非金属材料具有导电性大多数非金属材料为绝缘体,为了使其局部导电,可采用非金属刷镀技术。如大量使用的印刷电镀板,在板上局部线路发生断裂时可用非金属刷镀进行修补。电子仪器的塑料外壳,如在其内壁上镀上一层金属镀层,利用金属镀层的导电性能可以起到良好的屏蔽作用,可防止外部电磁场对仪器的干扰。7 使非金属材料具有导磁性非金属材料本身没有导磁性能,如果在塑料上镀一层镍钴或镍铁合金等磁性材料,就可作为电子计算机中的磁性记忆元件。8 提高抗老化能力某些塑料的耐光热性能差,在阳光照射下极易老化,如在其外表上镀上金属镀层,就可以提高其抗老化能力,延长其使用寿命。4 非金属材料表面金属化的发展与展望 非金属材料表面金属化是材料科学中的一个重要领域。国内外许多学者都致力于这方面的研究,是开发新型材料的研究方向,发展很快,前景十分广阔。非金属材料表面金属化的关键是前处理技术,在前处理技术中敏化和活化又是主要的研究内容。目前已开发出各种胶体活化剂,并已形成商品。要加强活化机理的研究,用理论指导实践。在非金属材料表面金属化中,化学镀是常用的一种技术,其中化学镀液的配方是技术核心,镀液的稳定性是关键,要采用多元络合以增加镀液的稳定性,还要加强光亮剂的研究,提高镀件的外观效果。非金属材料表面金属化的市场前景好,社会需求量大,依托此项技术开发新产品,将会获得很好的社会经济效益。5 结语非金属材料表面金属化是前处理技术和制取金属层相结合的产物,其方法繁多,原理、材料、工艺和设备各异,可根据不同的基体材料、不同的工艺要求选用不同的表面金属化的方法。非金属材料表面金属化是研究新材料的一个重要方法,研究出与此有关联的新材料将会取得很好的社会、经济效益。参考文献:[1]姜晓霞,沈伟化学镀理论及实践[M]北京:国际工业出版社,237-[2]张允诚,胡如南,向荣电镀手册上册[M]北京:国际工业出版社,607-[3]林春华,葛详荣电刷镀技术便览[M]北京:机械工业出版社,205-
材料工程是研究、开发、生产和应用金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料的工程领域。其工程硕士学位授权单位培养从事新型材料的研究和开发、材料的制备、材料特性分析和改性、材料的有效利用等方面的高级工程技术人才。研修的主要课程有政治理论课、外语课、工程数学、材料物理化学工程、材料工程理论基础、材料结构与性能、材料结构和性能检测技术、材料合成与制备技术过程控制原理、计算机技术应用、近代材料的研究方法、材料科学与工程的新进展以及现代管理学基础等。
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非机非金属材料岛论论文
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材料工程是研究、开发、生产和应用金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料的工程领域。其工程硕士学位授权单位培养从事新型材料的研究和开发、材料的制备、材料特性分析和改性、材料的有效利用等方面的高级工程技术人才。研修的主要课程有政治理论课、外语课、工程数学、材料物理化学工程、材料工程理论基础、材料结构与性能、材料结构和性能检测技术、材料合成与制备技术过程控制原理、计算机技术应用、近代材料的研究方法、材料科学与工程的新进展以及现代管理学基础等。
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金属材料一般是指工业应用中的纯金属或合金。自然界中大约有70多种纯金属，其中常见的有铁、铜、铝、锡、镍、金、银、铅、锌等等。而合金常指两种或两种以上的金属或金属与非金属结合而成，且具有金属特性的材料。
材料科学技术是国民经济发展的重要支撑，是航天、航空、信息、国防等高新技术进步的基础。材料科学与工程学院培养从事金属、无机非金属、高分子材料的制备与加工和电子封装技术领域的高级研究和工程技术人才。材料科学与工程专业以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面研究的学科。该专业学生既掌握材料科学与工程领域的基本理论与技术，又具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程领域的扎实基础，还具有较强的实践动手能力，从业的适应面广，能在材料科学与工程及其相关领域从事教学、科研、技术开发及管理工作。
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上课，师生问好）教师：同学们，请大家观看以下1些住宅图片（附图），注意它们各自的构成材料。看到这些图片，你想到了什么？（学生观察图片并思考）教师：从观察到第1张图片----原始人居住的洞穴开始，从古到今，人类所居住的条件是----学生：越来越好，越来越高级，越来越进步的。(学生大声齐说)教师：大家回答的非常好。以上图片说明这样1个事实，在人类社会发展的过程中，大自然馈赠于人类的材料，如泥土、木材、石头等，已远远不能满足人类社会发展的需求。为了满足人类自身发展的需要，人们总是在大自然的馈赠之外，用自己的聪明才智和勤劳的双手，不断地研制、创造着各种各样的新材料。人类使用和制造材料有着悠久的历史，从制造出第1种材料----陶开始，发展到今天，材料的品种越来越多，各种材料组成了1个庞大的材料家族。在材料家族中，有1类非常重要的材料叫无机非金属材料。无机非金属材料又可以分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料，本节课我们首先来了解传统无机非金属材料。无机非金属材料在我们日常生活中大家已经见到过了。比方说水泥、玻璃、陶瓷，这些都属于无机非金属材料。这些形态不1、用途各异的物质却源自于同1类物质----含硅物质。它们都是以含硅物质为原料经加热制成的，我们把这类物质就叫做硅酸盐材料，以生产硅酸盐材料为主的工业就称为硅酸盐工业。上周全班同学分为3大组，安排同学们课下搜集1些有关这3类硅酸盐材料的知识，现在就请各组同学将你们搜集到的知识汇总，推荐本组1名同学为代表将你们的学习成果展现给大家。首先有请第1组同学介绍第1种硅酸盐材料----水泥。（学生热情很高鼓掌欢迎）学生（汤雨薇）：各位老师、同学，大家下午好！现在先由我给大家讲1段有关水泥的小故事。18世纪中叶，英国工业迅速崛起，建筑师斯密顿奉命在英吉利海峡上建造1座灯塔。面对波涛汹涌的大海，斯密顿难住了。由于当时没有水泥，在水下用石灰砂浆砌砖，灰浆1见水就失去黏结力。于是他动手实验寻找代替石灰的新材料。当时黏土烧陶已是成熟的技术，1次斯密顿用石灰石、黏土、砂子和铁渣等经过煅烧，粉碎后用水调和，注入水中，发现这种混合料不但没有被水冲稀，反而越来越牢。这样，他终于筑成了海上的第1座灯塔。在斯密顿成功的启发下，另1英国建筑师亚斯普丁作了配方上的改进，制成了在地面上干而不裂，在水中越来越硬的水泥，并于1824年取得专利。今天，水泥已有许多品种，但基本原料和配方仍沿用至今。现在大家对这个小故事已经了解了吧？那么就请我们组的王莹莹同学为我们介绍水泥的其他知识。（学生认真听“水泥的由来”小故事）学生（王莹莹）：下面我就和大家1起学习第1种无机非金属材料水泥水泥是1种建筑材料，它是灰绿色或棕色固体，近年来也有白色水泥出现，我们先来学习它的原料。主要原料是黏土和石灰石，黏土1般含有1定量的硅酸盐，所用的是高龄土或1般黏土，石膏的作用是调节水泥的硬化速度。水泥原料学到这里，再看1下它的设备（多媒体展示图片），这就是水泥回转窑，大家看清楚了吗？再来看1下水泥的制作过程。水泥的生产过程可以概括3个字----磨、烧、磨，第1步，将石灰石和黏土按照1定比例混合磨碎后，第2步，“烧”；将生料放入水泥回转窑中，制成熟料。第3步，将熟料加入1定量石膏磨成细末制成了水泥。水泥的制作过程是1个非常复杂的物理变化和化学变化，不需要了解，现在我们看1下水泥的生产过程。（多媒体播放水泥厂生产水泥的过程录像）看完这段录像，水泥的生产过程我想大家已经了解了吧。（通过观看录像学生已经了解了水泥的生产过程）。看1下水泥的主要成分，硅酸3钙（3CaOSiO2）、硅酸2钙（2CaOSiO2）、铝酸3钙（3CaOAl2O3）需要我们掌握。水泥的特性就是水硬性，在空气中和水中会慢慢硬化，硬化是1不可逆的过程。水泥的1个弱点是容易被酸腐蚀，水泥的重要用途是建筑和修路。这是生产水泥的地方（见图片）。另外这幅图片是解放前我国水泥的产量示意图，水泥产量非常少,那个时候，水泥被称为洋灰。经过中国人们的长期努力，水泥产量非常多，我国现在是世界上生产和使用水泥最多的国家。在座的各位应该努力学习，掌握更多的知识，致力于多方面的研究，让这个“洋”字越来越少。大家肯定有想成为著名建筑师的吧？（学生积极回答：有）那我们必须掌握关于水泥的这些知识。水泥的知识就介绍到这里，下面请第2组同学为我们介绍随处可见的玻璃。1 23下1页学生（付景鹏）：首先请大家看大屏幕，现在为大家展出的是玻璃工艺品，可以看到它们非常的精美、精细。玻璃与我们的生活联系非常密切，我们喝水用的玻璃杯，做实验用的仪器都是玻璃制品，今天我们就来认识、了解1下玻璃。请大家看我手中的玻璃，通过预习，你都想了解玻璃的哪些知识呢？（学生说出自己想要了解的知识）现在，我先给大家介绍1下玻璃的历史。玻璃是公元前3500年由埃及人发明的，我们的祖先在3000多年前的西周就已经能够制作玻璃了，玻璃在我国有2000多年的发展史，在清代达到了顶峰，也是世界玻璃发展的鼎盛时期。我们已经知道了玻璃的历史，现在我们来学习1下玻璃的生产原料是纯碱（Na2CO3）、石灰石（CaCO3）和石英（SiO2）。生产玻璃的主要设备是玻璃熔炉。生产玻璃的步骤有3步：第1步，将原料磨碎，以1定比例加入玻璃熔炉中；第2步，在玻璃熔炉中加强热，发生复杂的物理变化和化学变化，第3步，玻璃冷凝成型，这就是生产玻璃的过程。生产玻璃的主要原理有2个：，由玻璃的反应原理我们可以知道，玻璃的主要成分是硅酸钠、硅酸钙、2氧化硅。大家清楚了吗？刚才有同学还提到，想要了解玻璃的特性及种类，那就请我们组的周杰同学为大家介绍。学生（周杰）：下面我为大家介绍玻璃的特性。玻璃的化学性质非常稳定，硬度非常大，比1般金属都硬，为什么玻璃易碎呢？因为玻璃很脆，不耐冲击，所以大家在电视上没有见过玻璃文物吧？不代表中国古代就没有玻璃。玻璃的透光性非常好，但是光在玻璃中会发生折射，所以，仪器使用的都是1些特殊玻璃。玻璃有1个缺点，在受急热或急冷时会发生炸裂。所以在做化学实验时，要先给试管预热，用完之后不能马上用冷水冲洗，以免炸裂。人们利用玻璃的这个特性，对它进行切割。下面给大家介绍玻璃的种类,玻璃种类很多，有钢化玻璃、石英玻璃、钾玻璃、有色玻璃、变色玻璃、彩虹玻璃、保护玻璃、水玻璃……，下面我就给大家介绍1下普通玻璃，弱点是比较脆，钢化玻璃比较结实，耐高温、耐腐蚀、质轻，因此汽车、火车、飞机的玻璃都用这种玻璃。有色玻璃有各种各样的颜色，比较美观，是因为向玻璃中加入了1些金属化合物。加入氧化亚铜显红色，加入氧化亚铁显绿色，加入氧化钴显蓝色。还有玻璃纤维，特点是耐腐蚀、耐高温、用来做航天员的航天服。人们又发明了1些对人类生活具有极大益处的新型玻璃。首先为大家介绍夹丝网防盗玻璃，里面有1层极细的金属丝，金属丝与电源、与自动报警器相通，如果金属丝被滑破，自动报警器就响。因此，博物馆、银行、珠宝店可以安装这种玻璃。变色玻璃对光线有反射作用，建筑物安装这种玻璃，从室内向室外看，看的很清楚，但是从是外向室内看，什么也看不到。这种玻璃还会随着阳光的强弱改变玻璃的颜色，这种玻璃又被成为“自动窗帘”。通过以上的学习，我们会发现，知识的力量是伟大的，它能改变、美化生活。因此，让我们1起来崇尚科学、热爱科学，积极投入到伟大的科学事业当中。（大家对他精彩的介绍给予热烈的掌声）下面由第3组同学为大家介绍另1种硅酸盐材料----陶瓷。学生（王晨光）：中国陶瓷历史悠久、品种繁多，它是我国历代文化的结晶，古代劳动人民智慧的体现。这节课就让我们1起走近陶瓷，了解1些关于陶瓷的知识，第3个知识点陶瓷。首先请大家思考3个问题，第1个问题：人类制造的第1种材料是？学生：陶。学生（王晨光）：第2个问题：我国陶都和瓷都分别是？学生：江苏宜兴，江西景德镇。学生（王晨光）：大家很聪明。第3个问题：我想请1名同学翻译1下这个句子：China is made in China。学生（任津萱）：应该译成中国是陶瓷的故乡。学生（王晨光）：陶瓷在我国有着悠久的历史，我们先来了解人类历史上陶瓷发展的3大飞跃。从陶器到瓷器的发展是第1个阶段，第2次飞跃从传统陶瓷到先进陶瓷的发展，第3次飞跃是从先进陶瓷到纳米陶瓷，这是人类历史上陶瓷发展的飞跃。我们知道陶瓷在我国有几千年的历史，就让我们1起了解1下我国陶瓷悠久的历史。（音乐响起，王晨光伴随着音乐声为大家介绍陶瓷的发展史以及各朝代陶瓷技术发展的水平、代表作品）学生（王晨光）：“莹莹白玉瓷，漫漫陶瓷路”（学生欣赏图片并学习有关陶瓷的知识）学生（王晨光）：我们已经了解了陶瓷的历史，现在就让我们进1步探索陶瓷的简单知识。首先了解陶瓷的原料，谁能告诉我陶瓷的原料是什么？学生：粘土。学生（王晨光）：除了粘土还有长石、石英等。陶瓷的制作过程是混合、成型、干燥、烧结、冷却5个过程。最后就得到1个精美的陶瓷了。下面我想找同学来说1下陶瓷的种类。学生：陶瓷可以分为土器、瓷器、陶器、炻器。学生（王晨光）：谁能举1个土器的例子？所谓“秦砖汉瓦”是我国古代人们的骄傲，我相信也是在座同学们的骄傲。水缸和砂锅是炻器。最后1个机会了，举个瓷器的例子。花瓶，坩埚等都是瓷器。我们陶瓷就学习到这里。大家需要掌握陶瓷的原料，陶瓷的成分中有2氧化硅，所以坩埚不能用来盛放碱液。另外陶瓷还是1种很好的绝缘体。对陶瓷的了解到这里就结束了，但是对陶瓷的探索还没有结束，也许在座的各位中将来就有成为陶瓷工作者的，探索陶瓷是我们课下及将来要做的事情，大家能做到吗？学生：能。（信心百倍）上1页12 3下1页学生（王晨光）：我给大家留3道思考题，砖为什么有青红之分？陶瓷为什么易破碎？为什么陶瓷有陶器和瓷器之分？下节课给出答案。教师：3组同学已经将他们的学习成果展现给大家了，大家对他们的讲解清楚了吗？学生：清楚了。教师：现在大家对硅酸盐材料是不是已经有了初步的了解了？这节课你都学到了什么？学生：学习了水泥玻璃和陶瓷的制取原料，清楚了水泥是重要的建筑材料，了解了更多种类的玻璃，知道了陶瓷的制造工艺。教师：本节课我们以水泥、玻璃、陶瓷为例，简单介绍了硅酸盐材料，它们均是以含硅物质为原料，经过1系列复杂的物理、化学变化而得到的产品。王莹莹同学已经告诉我们水泥的知识点，在座各位将来会有成为工程师的，那你对水泥这种建筑业的粮食是不是要清楚呀？对于第2种硅酸盐材料，我们应该掌握玻璃的原料、主要成分。了解陶瓷的制取原料及种类。这3组同学的介绍各有千秋，王莹莹这组同学强调对知识点的学习，周杰这组同学强调对玻璃的种类及实用性的学习，王晨光同学重点介绍了对陶瓷历史的学习,这4位同学表现的非常出色，我相信他们只是你们组的1个代表，他们之所以能够展现出这么好的成绩，与同学的协作与帮助是分不开的。通过这节课的学习，我相信我们每个人都会为祖国文化的璀璨而感到光荣，为身在中国而感到高兴，更为自己是中国人而感到骄傲。希望你们现在好好学习，将来能有机会在材料研究领域里大显身手。教后反思 今天进行完《无机非金属材料》的学习后，我感到无比的欣慰。学生们在课堂上俨然1个“小老师”的形象，还长久的存留在我脑海中。课堂上他们出色的表现，让我对他们又有了新的认识。课前还曾担心他们能否将知识有序的介绍给大家，会不会怯场，能否搜集到有价值的知识。上完课后，我发现自己的担心是多余的。他们不仅将课上的很精彩，而且每个发言的同学还都将下1个同学的发言很自然的引出，并且很巧妙的借助自己所讲解的知识对全班同学进行思想上的鼓励和爱国主义教育。语言简练，教态自然，尤其是王晨光同学用自己富有感情的声音为我们介绍我国陶瓷的发展史，让我们每个人都感受到了祖国文化之美。由于无机非金属材料在日常生活和生产中有着广泛的应用。本节课主要介绍了材料的性能、用途，并简单提及硅酸盐的生产原料。对于复杂的生产过程，教材没有介绍,学生对所学知识有大致印象即可，所以基于以上原因，我将本节课设计成研究性学习的形式，将全班同学分成3大组，安排好组长，选定1个研究内容后，组长再将组员细分，每个人都有自己的学习内容，目的调动全体学生都参与到自主学习当中，通过学生的自主学习，加深他们对所学知识的认识与了解，并且通过对我国硅酸盐工业的发展以及陶瓷工业的历史的学习，对学生进行爱国主义教育。这节课总体来说还可以，基本实现了教学目标，让每位学生都参与到自主学习中来，通过学生的自主学习、自主归纳，培养了他们对知识进行加工处理的能力，语言表达能力，团结协作的能力，让他们清楚的认识到集体力量的伟大以及祖国文化的灿烂，加深了对祖国的热爱。但本节课仍存在许多不足的地方，首先参与讲解的同学毕竟是少数，没有机会让更多的学生来展示自己的学习成果，其次，由于是第1次进行研究性学习的教学难免有安排不当、想不到的地方，在评课时学校领导以及本组老师都11指出来了，在此表示感谢。我想我会吸取经验和教训，在今后的教学中力求做到教师是主导、学生是主体，优化教学，教书育人，坚持不懈的勤于学习，努力工作。
材料科学与工程专业包含的学科太多太大，毕业设计题目的方向很多，包括金属材料、无机非金属材料、材料物理、材料加工等等方向。