无机非金属材料模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇无机非金属材料，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

引言

这些年，干法静电喷涂是一类先进的涂搪技术在搪瓷技艺中广泛的被应用。碳酸钙是一类重要的无机非金属材料，作为工业制品的关键填充剂与助剂。搪瓷性能的好坏直接关系到搪瓷粉末的发展和销量[1]，所以对其性能的测试及置换的配方调配都是需要重点关注的问题。鉴于此，本文对无机非金属材料的研制与性能表征进行分析与探究具有较为深远的意义。

1、无机非金属材料低温静电搪瓷的研制与性能表征

1.1基本研制原理

低温静电搪瓷的研制关键在于新型先进的静电粉末喷涂法。这种方法是根据粉末涂料在高压静电场条件下通过感应起电或者摩擦起电，同时让接地的被涂抹物拥有和粉末涂料相反的电荷[2]。本实验所使用的就是通过电晕放电式荷电静电粉末喷枪。这类喷涂工艺凭借压缩空气把搪瓷粉末利用管道传输到带有负电的高压喷枪例，让它拥有负电荷然后喷射出，被涂抹在带有正电荷的净坯上，从而构成了均衡的瓷粉层，通过烧纸最终得到了瓷器表面光滑、亮度很好的成品。当粉末涂料通过静电粉末喷枪给被涂物进行涂抹时，带电荷的粉末涂料被添加进带相反电荷的被涂物表层，之后被涂物进入烘烤炉例让粉末涂料融化流平或者交联固化成膜状。这是目前国内外使用的最多、最普遍的一种粉末涂料涂装方式。具体操作流程见图1-1、1-2所示

图1-1手动静电喷枪使用经过

a- 静电式喷枪 b-电离出的负氧离子 c-带电搪瓷粉末 d-附带有搪瓷颗粒的部件

图1-2静电喷涂的简单配置

1.流化粉桶 2.喷粉间 3.待涂部件 4.喷枪；Q：粉末流化率 n：沉积效率

1.2静电干粉搪瓷的优势与性能表征

静电干粉涂搪的技艺特征就是需要的粉量不多，瓷粉的使用率可以达到95%以上，工业品的品质较好[3]，底坯提前处理简单方面，属于涂搪技艺的跨越式改进，是以后国内外大、中型搪瓷生产企业发展的重要技术目标。因为这类涂搪技艺是根据基板和瓷釉粉末之间的静电作用而引发粘附的原理，一般需要让瓷釉粉末拥有很好的绝缘电阻率，大概是1014至1016欧姆.厘米。不然粘附于基板处的瓷釉就会因为缺乏电荷而掉落下来。所以，必须在粉末的外层覆盖上一层高电阻的有机聚合物，从而提升瓷釉的绝缘电阻。静电喷涂技艺有着过去的干法、湿法涂搪技艺所没有的显著优点：①在很好的光泽度、匀称的色彩、相一致的瓷壁厚度上，这项工艺都拥有其独特的效果[4]。②它在某些程度很好的降低了能源损耗，节约了一定劳动力。③瓷釉粉的使用率很高，同时可以在密封体系中完成回收再利用，减少了不必要的污染，主要是因为喷粉室利用了回收装备；④瓷壁较薄，材料的使用少，被喷涂的部件没有留下死角部分。⑤有关的金属坯件的前期提前处置需要不多。更加显著的优点是，它能够满足不间断大规模生产工业品制造的需求，和传统工艺比较它的工序更加简单高效。总而言之就是，它有着涂壁厚度匀称、表层品质好、耐酸碱腐蚀性、机械性能好、成品的使用期限长、无污染与生产效率高。具体见图1-3：

图1-3静电喷涂和过去涂搪方式的有关性能对比

静电搪瓷粉末老化的问题一般可以经过以下方式来有效处理：添加固化剂、增添催化剂、提升温度、预水解玻璃料表层。

2、无机非金属材料碳酸钙的研制与性能表征

2.1人工合成高聚物聚乙二醇对于碳酸钙晶体培育的调节

碳酸钙不但是矿物质中关键的一类，而且也是一类非常关键的无机非金属材料，是工业品中的关键填充剂与助剂。它作为一类重要的无机填料，目前已经广泛的应用在橡胶、涂料、油墨、日用化工、医药、食品等行业上。随着以上行业的迅速发展，碳酸钙制品正走向粒径极细化、晶型多样化和表明改性目标发展[5]，让它不仅有填充效果还有很好的补强性。为了适应多用途，调节晶体的培育化学工作已经在国内外开展起来了，拥有一定构造的有机表层包括自组装单分子膜、LB膜、生物大分子和某些离子、蛋白质等被普遍的用来当成模板调控碳酸钙的晶体培育。另外能够阻挡碳酸钙结晶形状相互变化，以此获得亚稳定状态的结晶形状。这些年，人工合成的高聚物在矿化中被普遍的使用，研究证明，拥有低分子量的聚合物添加剂能够有效促进碳酸钙晶体的成长[6]。其中聚乙二醇就属于这种聚合物，无毒，是非离子表面活性剂，有亲水基团与疏水基。碳酸钙的结晶发生在室温条件下，利用直接沉淀的方式完成。先调配实验需要的所有PEG溶液，然后2.22gCaCl2（0.02mol）和2.12gNa2CO3（0.02mol）分别溶于100mL上面的溶液里。然后把Na2CO3（100ml，0.2M）溶液在磁力搅动中慢慢滴进CaCl2（100mL，0.2M）溶液。搅动10分钟后把溶液密封，经过一天后的沉淀抽滤，从而得到碳酸钙沉淀，使用多次蒸馏水与无水乙醇洗涤。然后干燥。

2.2不同分子量的PEG体系中获得的碳酸钙晶体的表征

不同分子量的PEG的浓度调控在0.5%左右[7]。在PEG10000体系中获得的碳酸钙晶体，大部分是斜方六面体形状，颗粒大小不匀称，规模的差距显著，表层相当粗糙，棱角不太分明。而在PEG6000的体系中，不但有方解石的特点吸收峰，还有球霰石的吸收峰。因而得出结论，在PEG10000与PEG20000D的体系引发下，得到的CaCO3晶体是方解石晶型，属于高分子量的PEG体系有助于方解石晶型的稳固。

结语

通过本文探究，认识到无机非金属材料的研制的经过，因此对其性能表征进行加强便显得极为重要。然而，这是一项较为系统的工作，不能一蹴而就，需要从多方面完善，比如人工合成对于碳酸钙晶体培育。相信做好以上这些，无机非金属材料的研制将能够得到有效强化，进一步为无机非金属材料的发展奠定尤为坚实的基础。

参考文献

[1] 徐子阳. 低温无底釉耐酸搪瓷釉的研制[J]. 玻璃与搪瓷. 2005（02）

[2] 徐元萍. 表面活性助剂硅油对搪瓷及陶瓷光泽度的影响[J]. 中国搪瓷. 2003（Z2）

[3] 窦安民. 静电干粉搪瓷[J]. 中国搪瓷. 2002（04）

[4] 戴琦. 耐热高强搪瓷[J]. 玻璃与搪瓷. 2001（05）

篇2

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．

篇3

我国的经济发展为目前的无机非金属材料工程专业的改革提供了方向，做好基础性、根本性、原则性的工作任务是目前应该完成的要求，教学体系的改革首当其冲。当前专业的培养目标是：培养政治上合格的，在无机非金属材料学科领域内有广阔而扎实的理论基础、适应能力强、具有创新精神和技术开发能力的高级专门人才。无机非金属材料工程专业的课程体系改革应该从以下三个方面着手：首先加强科学基础以及计算机基础技术的学习，随着科技的发展，科学技术无疑成为了影响社会生产的第一要素，强化学生的自然科学基础能力同时结合计算机技术的适用，在加强其对自然科学本质理解的情况下，显著提高其运用科学技术解决基本问题的能力和速度；其次是重视对工程基础的学习，在无机非金属材料工程专业中，基础知识的学习能提高学生的工作适应能力，掌握了工程技术的共同理论、共同技术，即使就业工程中专业知识有所偏差，也能利用基础知识弥补，强化学生适应人才市场缺口的问题；最后，建立完善的学科专业知识实践教学平台，为了培养更全面的应用型人才，针对地方经济发展以及人才缺口方向，加大对实践教学环节的重视有利于让学生走入工作岗位就能迅速为企业创造产业价值，理应成为本次教学课程改革的重点，因此强化无机材料科学基础、热工基础以及水泥等研究方法和实验等实践环节至关重要。具体到应用步骤，应加大对每一个环节的检查力度，教师做出相应的实践要求，一环扣一环，分步完成。保证学生的实践环节无论是设计或是草图绘制等阶段都有配套的记录，以便于对实践教学质量的控制。同时，让学生运用所学知识进行实验，从事实验操作并对实验结果进行数据处理、误差分析，有助于观察问题、解决问题能力的提高。

2建构应用型人才培养体系

首先，建立一支教学水平高、技术能力硬、思想素质好的师资队伍，形成应用型学科的专兼职教学建设。“兵熊熊一个，将熊熊一窝”，一位高水平的教师给学生带来的好处是其他方面无法比拟的。教师不但要具有渊博的理论知识，更应该在实践教学上给学生正确的指导，从一开始就避免学生走入操作的误区。同时，学校可以与相关大型企业建立起互动关系，建立教学激励机制，鼓励教师与一线工作者多多交流，培养教师的创新能力；聘用基层工作经验丰富的技术骨干在学校担任客座讲师，让企业的技术人员向其讲解各个生产线的优缺点，保证本专业学生能够迅速掌握一线工作中的先进技术和经验，以帮助其迅速掌握学习中的要领，从而适应工作的需要。其次，积极开展与当地的企业相互合作，建立一批质量较高、相对稳定的校外技术实训基地；将校外实训基地建立在当地的相关企业内部，充分利用生产技术骨干和先进的生产设备；同时利用学校的实验室，“材料制备技术”、“工程测试技术”、“材料表征技术”三大课程实验及“专业综合实验”为建设重点，充分利用校内外的教学资源，把实验室打造成技术培训和理论知识结合的基地以满足应用型人才的培养工作。最后，要革新学生考核体系，开展校内证书认证制度过去的一卷考核体系已经不适应当前学习的需要，考生在考试前简单突击一下就能随意应付过去，为了让学生从深入理论研究，可以开展论文考察等形式，高屋建瓴的从应用的角度掌握理论的知识。目前，专业证书代表了各专业的等级水平，也得到了社会的承认。学校可顺应潮流构建校内证书认证制度，建立奖励机制，将职业资格证书引入人才培养机制，以鼓励学生多多考取专业资格证书，强化基础专业的理解，拓展相关知识的学习。

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中图分类号： TB321 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）02（c）-0000-00

无机非金属新材料具有耐高温、耐腐蚀、高强度、多功能等多种优越性能，是高技术产业不可缺少的关键材料，目前在各个工业部门以及空间技术、电子技术、激光技术、光电子技术、红外技术发展方面发挥了重要作用。本文以石墨烯为例，对磷化铜纳米粒子修饰石墨烯复合材料的制备及性能表征进行分析，旨在对石墨烯及其他无机非金属材料的制备和应用有所帮助。

1 石墨烯与磷化铜性能分析：磷化铜存在特殊的电化学嵌锂性能，作为锂离子电池负极材料极具潜力，而且其体积容量几乎是石墨的4倍。作为锂离子电池负极材，磷化铜优点是初始放电容量高，电化学活性高；缺点是在充放电的过程中，由于脱锂/嵌锂产生的应力使得磷化铜活性物质形貌结构发生变化，导致放电容量的迅速衰减。磷化铜纳米粒子与导电性、热稳定性较好的基体材料复合是改善材料电学性能的有效途径。

石墨烯具有很高的柔性、优良的导电性和热稳定性，可以从结构上限制磷化铜在充放电过程中的体积膨胀与收缩，同时石墨烯具有很好的导电性，可以提高电子的传导速率。因此，通过石墨烯复合磷化铜可以有效的提高其电学性能。

2 磷化铜纳米粒子修饰石墨烯复合材料制备

2.1一般材料：氯化铜（CuCl2・2H2O，AR，上海埃彼化学试剂有限公司）；白磷（P4，AR，天津富宇化工有限公司）；石墨粉（国药集团化学试剂有限公司）；十六烷基三甲基溴化铵（CTAB，西安化学试剂厂）；水（二次蒸馏水）。

2.2氧化石墨烯的制备：使用天然的石墨粉，采用改进的Hummers法合成氧化石墨烯。使用超纯水对粗产品进行洗涤，至pH约为6。最后进行真空冷冻干燥等到固体氧化石墨烯。

2.3复合材料的制备：精确的称量出10mg氧化石墨烯固体与准确量取40mL氨水溶液（28%）加入到50mL的聚四氟乙烯反应釜内衬中，超声分散2h，直到反应釜中的固体物质完全分散，溶液变的均匀。加入50mg十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）超声至CTAB完全溶解，将50mg氯化铜（CuCl2・2H2O）加入反应釜中，磁力搅拌30min。期间超声分散注意水温保持室温。加入100mg黄磷（YP），将内衬密封至不锈钢釜壳中，在140℃恒温干燥箱中连续反应12h。待反应完成后，取釜，自然冷却至室温。得到的黑色粗产物用苯、无水乙醇、蒸馏水依次洗涤数次，来除去副反应生成的杂质。最后将清洗完全后的产物，在60℃真空干燥箱内恒温干燥6h，完成后，收集样品待用。

3 磷化铜纳米粒子修饰石墨烯复合材料性能表征：样品的物相和纯度同样用D/Max-3c型XRD进行检测；样品的形貌分析利用日本HitachiS-4800型场发射扫描电镜（FE-SEM）、透射电子显微镜（TEM，FEITecnaiG2F20S-TWIN）观察。

3.1结构分析

Gr和Cu3P-Gr复合物的XRD图见图1所示。

通过图1可知，GO位于10.4°的（002）特征峰（图1a插图）对应0.850nm的层间距。当溶剂热反应完成后，Gr在大约24.4°处出现一个较宽的峰，其对应的层间距为0.365nm，这说明在该溶剂热体系下GO被还原成Gr。复合物中主要的（112），（202），（211），（300），（113）和（212）晶面分别出现在36.0°，39.1°，41.6°，45.1°，46.2°和47.3°，能够对应Cu3P的标准卡片值（JCPDS号为71-2261）。其中复合物XRD中出现明显的宽峰（图1a黑框标记处），这直接说明Cu3P锚定在石墨烯表面。EDS图分析结果表明在复合物中仅存在Cu、P、O和C四种元素，这点与XRD图分析结果一致。对存在的元素的含量分析发现，复合物中C：O接近11：1，这说明复合物中氧化石墨烯还原的程度较高。

3.2复合物的电学性能：石墨烯作为锚定点保留了其优异的电学性能，同时与纳米Cu3P粒子相互交叠加大了夹层间距和更丰富的微孔结构，两者协同提供更多的储锂空间。有效的提升了复合材料的充放电比容量，解决了单一组分材料的电学性能缺陷。

此外，Cu3P-Gr复合材料和单一组分Cu3P都在0.75V左右出现了明显的充放电平台，这可以归结于Cu3P+3LiLi3P+3Cu这一反应。同时，Cu3P-Gr复合材料比单一组分Cu3P充放电平台更长更平稳，这说明石墨烯的加入有效的减少了纳米Cu3P粒子所带来的体积效应，且石墨烯优异的电学性能提高了复合材料的整体导电能力，缩短了锂离子传输的距离，提高锂离子脱嵌过程的扩散速度。这一显著提高，更加有利于复合材料的实际应用。

4 结论

本文以石墨烯、氯化铜、白磷为原料成功制备出Cu3P修饰的石墨烯复合材料，并对其结构、尺寸和形貌进行了表征。石墨烯复合材料电学性能测试结果表明：复合物的放电容量及循环性能优于单一组分的石墨烯、磷化铜，循环性能突出，具有一定的应用价值。

参考文献

[1]张立彬，王金清，杨生荣，孔祥正.石墨烯-聚酰亚胺复合薄膜的制备及性能表征[J].高分子学报，2014，11：1472-1478.

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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。

篇6

在本世纪70年代， 逐步发展形成的现代生物技术（ 亦称生物工程技术）， 从广义上说， 它包括人类对动物、植物以及微生物有目的利用、控制和改造。随后80年代， 美国和口本便分别召开了 “用生物方法合成材料”和“使用生物技术创制新材料”等专题学术研公寸会。由此可见， 现代生物技术在材料学与上程中的应用前景颇为看好。例如现代生物技术在金属材料行业中的系统应用已经成功地形成生物冶金分支学科。所谓生物冶金或称细菌冶金， 即细菌萃取金属或生物浸出金属， 是一种利用细菌的氧化作用把不溶性金属化合物转变成可溶性化合物， 再用湿法冶金从溶液中回收金属的方法。又如开发研究生物降解高分子材料， 及时防止和解决当今世界上极为严重的“白色污染”的决定性措施， 亦是现代生物技术在有机高分子材料行业中的应用热点。至于现代生物技术在尤机非金属材料行业的应用前景， 是又可望又可即的。

1 生物提纯硅酸盐矿物原料

生物提纯是指现代生物技术利用生物浸出法在非金属矿选矿过程中的应用。这种技术的应用原理主要就是利用微生物能够让金属矿物进行液化的功能， 使得生物技术在矿物融滤过程中得到广泛的应用。由于这些铁杂质一般都以黄铁矿的形态存在于硅酸矿物质中， 人们可以利用氧化铁硫杆菌和其他菌类对黄铁矿变成可溶性化合物， 在形成这一反应时。根据调查显示， 这种真菌可以对高岭土壤中铁的含量至少降低4 %左右， 并且让高岭土的白亮度有很大的提高， 这成为陶瓷和造纸行业产品的质量关键的因素。根据上述分析， 现代生物技术将会为硅酸盐矿物原料。

2生物矿化过程

生物矿化过程是在一定的细菌分泌和特殊机质的作用下的成矿过程， 也是在特定的机质下长成晶体结构。以珍珠贝的珍珠层为例， 珍珠层的结构是由霞石的碳酸钙晶体组成， 并在这种情况下形成了大小不一的螺旋形， 由于这种基质的网络结构中存在不规则的钙物质， 能够使碳酸钙在一定的距离成核并且按照自身的生长规律形成霞石螺旋。碳酸钙的生物矿化过程既是一个化学过程， 也是一个生物过程，这是两者共同作用过程的结果。日本研究人员还培育出一种海藻和一种单胞藻， 它们都可以联系生产处石灰石颗粒， 每天这些形状的石灰石最佳生产率为15毫克每升和90 毫克每升， 并可以对回收后的细胞进行再生产。根据上述材料表明， 人类可以在人工手段下实现细胞固定化技术， 并利用生物的成矿能录生产石灰石质纳木材料和生物装饰材料， 也可能利用生物的成矿功能进行复合材料的生产。

3 用稻壳制备高纯度高性能碳化硅

从仿生学的角度来看， 人们可以利用稻壳制造出高浓度、高性能的碳化硅。主要的步骤为： 首先， 将稻壳进行碳化， 使稻壳中的纤维素进行分解， 形成不定性碳化物； 其次， 在还原性和惰性的条件下， 对稻壳进行高文炼烧下形成碳化硅。在稻壳中所存在的二氧化硅凝胶会与多糖基质进行紧密的结合， 多糖的谈话会在二氧化硅的表层发生， 并且二氧化硅一直处于高化学活性的多孔和微粒状态下， 因此， 在对它进行炼烧时，可以最快速度与二氧化硅产生反应。德国的一位建筑师利用自己设计的一种水下装置放到海中， 在经过两到三个月的时间用过海藻作用可以产生2 5尺长、五尺宽、2寸厚的生物大理石材料板。近期， 日本的工业技术研究所成功利用稻壳制备出碳化硅的新工艺， 这种技术与原来的硅石和煤气还原法相比， 同时达到了降低成本和实现了对稻壳的最大利用。在稻壳中存在碳、二氧化硅等有效化学成分， 这就具备了形成碳化硅的先决条件， 但是一旦在发生反应时磷成分过多时， 就无法形成碳化硅， 那么就必须研究减少磷产生的方法。这种工艺的原理是以弱酸性缓冲剂进行爆破性处理， 在多种酶的作用下可以溶出碳， 然后再对其进行氧化处理， 在无氧加热条件下形成高浓度、高性能的碳化硅。

4 生物混凝土

在很早以前， 我国就应经学会利用存在于粘土中的细菌对粘土进行发酵来增强它的可塑性。目前， 我国很多学者都预言几千年后老鼠建造洞穴的材料将用比混凝土还牢固的白蚁排泄物。这种材料是天然的高分子非金属材料的符合混凝土， 也是细菌作用下形成的生物混凝土。与此同时， 在日本也有相关报道曾预言提出这种单材质发酵技术的应用。新型生物混凝土具有多层结构：第一层是防水层，能够防止雨水渗入，避免对建筑结构造成破坏；第二层是生物层，能够收集雨水以供植物生长，例如它可以为微型藻类、菌类、地衣和苔藓等提供天然生物屏障；第三层是覆盖层，能够让雨水通过这一层渗入生物层，并可防止水分流失。与传统混凝土相比，这种新产品的最大优势是既能吸收二氧化碳，改善城市环境空气质量；又可美化墙体，改变城市色彩单一的外观面貌；还能提升建筑物的保温性，降低能源消耗。

5 生物铁氧体功能陶瓷材料

在常温条件下， 可以利用海洋水中想磁性细菌合成比较均匀的磁性微粒， 磁性微粒通常情况下也被称为生物铁氧体功能陶瓷材料， 它与人工制成的磁微粒材料相比， 它的表面积比较大， 而且表面部位被坚硬的有机薄膜覆盖， 在这种情况下很难将铁浸。

6 结语

将现代生物技术应用到非金属材料领域中比较重要的工程， 这也将大大推动生物非金属材料工业的发展和进步。我们必须积极探索现代生物技术的作用， 抓住现代生物技术的特点， 现代生物技术作为一种低能耗、高效益的新兴技术， 必将在非金属材料领域大面积的应用， 以推动我国经济和科技的发展。

参考文献：

[1]朱跃钊，卢定强，万红贵，韦萍，周华，欧阳平凯. 工业生物技术的研究现状与发展趋势[J]. 化工学报，2004（12）.

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）13-0116-02

专业英语是学生、学者和工程技术人员获取科研信息、掌握学科发展动态、参加国际学术交流的重要工具。《无机非金属材料专业英语》课程是针对无机非金属材料工程专业学生在学完公共英语课及必要的专业知识后开设的一门专业基础课。通过该课程的学习，使学生了解专业英语的结构、词汇、写作方法及其与普通英语的异同点；掌握无机非金属材料专业常用的英语词汇，能较顺利的阅读、理解和翻译有关的科技英文文献和资料；掌握科技应用文的书写格式与写作技巧。但是在目前的教学中仍存在一些问题，如教学内容、教学方法、考核手段等。本文针对材料专业英语的教学现状和存在问题，从教学内容、教学进度与模块、教学方法几个方面对无机非金属材料专业英语教学改革进行了初步探讨。

一、针对教学内容的改革：充实教学内容，丰富课文载体形式

目前本课程采用的教材为杜永娟主编的《无机非金属材料专业英语》（化学工业出版社），教材的内容基本覆盖了无机非金属材料专业的重要内容，但课文绝大部分来自20世纪80年代末和90年代以来的出版物，内容略显陈旧。另一方面，课文与阅读材料来自英文原版教科书、专著、国际著名学术期刊和国际学术会议，课文载体的形式略显单一。

经统计，本专业的学生毕业后除35%～45%就读研究生继续深造外，有55%～65%的毕业生直接参加工作，主要从事技术、管理、新产品开发等方面的工作。他们最需要的英语能力不是阅读英文基础理论的教科书，而是能走在无机非金属材料领域的前言，查阅、撰写各种与科技开发、生产实践密切相关的书籍、合同、专利、仪器使用说明书等文献情报，以及其他进行国际学术、科技及经贸交流的资料。因此，在教材的基础上需要对教学内容进行重新设计，对原教材中的课文进行筛选，保留实用性强、较为新颖的课文，同时兼顾课文的范围涵盖无机非金属材料的重要内容，以此作为基本专业知识阶段教学模块。在此基础上，补充其他形式的课文，包括专著文章、论文、专利、文摘、学术会议通讯、经贸合同、各种产品说明书等，丰富课文载体的形式。

二、针对教学进度和教学模块的改革：实施分阶段教学

以往无机非金属材料专业英语的教学主要依照无机非金属材料的类型的划分单元，即分别对各类无机非金属材料进行介绍。从材料的角度来看教学内容覆盖面较广，但从英语教学的角度来看，始终停留学习性阅读的教学层面，没有对教学内容作进一步的深化，难以进一步培养和拓展学生实际英语的应用能力。因此，在教学改革中有必要按照由浅入深、循序渐进的原则，合理安排教材和扩展内容，实施分阶段教学。结合材料专业英语教学的特点，将教学内容分为三个阶段，包括基本专业知识阶段、提高阶段和综合应用阶段。各教学模块的教学内容和重点如下表所示：

其中基本专业知识阶段主要围绕教材中的课文，设置无机材料物理化学、陶瓷、玻璃、水泥与混凝土、耐火材料、宝石、无机材料工程七个单元。在教学中重点对课文中的背景知识及语言点作讲解，结合课文和补充材料，使学生了解专业英语句法、词法、结构的特点，掌握无机非金属材料中常见的英语词汇和短语，培养学生阅读专业资料的能力，为专业英语的实际应用打好基础。本阶段的教学学时占整个学时的60%左右。

提高阶段的教学内容为常用英语科技应用文的阅读与写作。英语科技应用文范围较广，涉及说明书、合同、专利、简历、求职信、图表、科技论文、信函等。在本教学中结合材料专业的特点，选取说明书、专利、科技论文写作三大科技应用文作为主要内容，介绍其基本内容、文体要求和一般格式，在此基础上介绍相关的写作方法与技巧，分析科技英语写作中常见的问题，从而锻炼学生的翻译和写作能力。其中说明书部分包括说明的基本组成、说明与说明书书写的原则、说明与说明书的文体要求、说明书常用句型几个部分；专利部分包括专利基础知识简介、专利文献的结构两大部分。英语科技论文部分由三大检索简介、论文的结构安排与撰写、投稿及与编辑的联系三大部分组成。提高阶段的教学学时占整个学时的30%左右。

为了培养学生的综合能力，在前两个阶段基础上设计了综合应用阶段。在此阶段教学中，让学生根据各自实习、实验内容撰写英文摘要并作专题演讲和进行集体讨论，从而对前期所学到的知识进行灵活应用，锻炼写作、口语能力，使专业英语的实际应用能力进一步提升。综合应用阶段的教学学时占整个学时的10%左右。

按照上述三个阶段进行教学，可使学生由浅入深地掌握无机非金属材料专业英语的知识，既重视基础，又具有培养和拓展学生实际应用英语能力的能力和空间，形成有机关联的一个整体。

三、针对教学方法的改革：采用多样的教学手段

目前专业英语的教学方法仍主要采用以教师讲授为主的教学方法，这种传统的教学方法已不能满足本科教育的需要。因此有必要对教学方法进行改革。

在本教学中，将PBL（Problem-based leaning）教学方法引入专业英语的教学中。PBL教学方法在医学等教学领域已被证明是一种有效的教学方法，该方法能够调动学生的主动性和积极性，培养学生的综合素质。将PBL教学法引入专业英语的教学中，设计一些与专业密切相关的问题，引导学生利用专业英语解决实际问题。例如根据课文内容设定题目，如在“水泥与混凝土”这一单元中，要求学生就“什么是水泥”、“如何生产水泥”、“水泥的机械性质如何”等问题进行回答和讨论；将学生分组，将他们在实习阶段所参与的实习内容写成摘要，再通过专题演讲的形式在课堂上介绍给大家，再引导学生进行提问和讨论；按照本专业实验室某种仪器的英文说明书掌握仪器的使用方法等。在课堂教学中以学生为主体、教师为主导，改变过去以教师为中心的教学模式。

经过以上三方面的改革，整个教学内容的安排更加合理，提高了学生学习的积极性和课堂参与度，在了解理论知识的基础上进行了大量阅读、翻译和写作实践，使学生能真正以英语为工具，熟练地获取和交流本专业所需的信息，为将来在专业工作中使用英语打下良好的基础。

参考文献：

[1]陈洪美.芦笙高等学校材料类专业英语教学现状与改革[J].中国科教创新导刊，2011，（31）.

[2]王能利，柏朝晖，卢利平.无机非金属材料工程专业英语教学改革与实践[J].长春理工大学学报（社会科学版），2009，（03）.

[3]赵锴，罗晓东，董季玲.PBL教学模式在材料加工类专业英语教学改革中的探讨[D].第5届教育教学改革与管理工程学术年会论文集，2012.

[4]要玉宏，王正品.从本科毕业设计看材料类专业英语教学改革[J].新课程研究，2011，（213）.

[5]姚爱华，叶松，林健，王德平.材料专业英语教学的现状及其改革的几点建议[J].教育教学论坛，2013，（16）.

[6]邓雁希.材料专业英语教学改革探讨[J].中国科技信息，2010，（23）.

[7]皮锦红.材料专业英语教学改革初探[J].南京工程学院学报（社会科学版），2008，8（3）.

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（1）传统无机非金属材料方向（硅酸盐及耐火材料），培养学生利用高新技术提升传统产业（水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料等），在节能减排的技术改造中发挥作用。

（2）新型无机非金属材料方向。加强学生对“广泛材料”了解、认识、掌握的培养模式，通过对先进陶瓷材料、复合与功能材料、薄膜与微晶玻璃、材料表面改性等课程学习，在自主择业中能快速适应新材料领域的工作环境。我专业在这两个培养方向上，形成了以国家、企业需求为牵引，将材料基础研究与新材料应用开发相结合的特色发展模式。

2以应用型人才培养目标为中心，优化无机非金属材料工程专业课程体系

根据市场需求和学科发展，即主动适应社会发展，做到“一个专业，两个方向，自主选择”。“自主选择”，即强调学生个性发展，增加选修课和选修覆盖面，使学生有更大的自主选择空间。在此指导思想下，对无机非金属材料专业课程体系进行优化。

1）公共基础平台。按照教育部工科大学生培养要求由学校统一设置，分为必修课和选修课，该平台提供了工科大学生应掌握的基本知识和人文素质。

2）专业基础平台。分为必修课、无机非金属材料工程一级学科基础课程、无机非金属材料工程二级学科基础课程。该平台的设置可使学生掌握材料工程师所需的基础知识和基本理论，为后续课程学习奠定基础，对学生考研也有很好的作用。

3）专业课平台。分为：

（1）专业方向限选课，此为无机非金属材料工程专业的特色，学生在三年级自主选择，分传统无机非金属材料方向和新型无机非金属材料方向进行学习。

（2）专业任选课，专业任选课中的基础课程可以使学生加强材料工程专业知识。无机非金属材料专业学生就业的企业，既有新材料企业，也有水泥、玻璃、陶瓷等传统企业，因此在第六学期开始开设就业针对性强的课程，能有效增强学生就业能力。

4）实践平台。分为：通识实践课、学科实践课、专业特色实践课（分两个专业方向）、毕业设计（论文）。

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）44-0130-02

材料是社会文明的一个重要标志，也是当今社会各个国家与地区发展基础工业和开发新技术、新行业的源泉和动力。新材料的开发和使用，不仅需要材料研究的创新性思维，而且需要材料科学与技术人才的创新精神。当前，随着材料学的快速发展，将对材料人才提出了更多更高的要求，由原先的单一技术型人才逐步转变为具有多层次、多学科交叉的复合型人才[1，2]。复合材料学科近年的发展也反映了社会对材料的要求，人们对多功能材料的需求和要求也在不断提高，这加重了对学习材料人的要求，对于各类材料的结构原理及其制备技术需要更多的了解。无机非金属材料不仅是复合材料专业的必选课程，而且也是一门材料学科的综合性课程。该课程主要讲解无机非金属材料的定义、分类，以及无机非金属材料的共性与个性；无机非金属材料中原料的制备、配合料的计算、成型、干燥和烧成等生产工艺以及介绍无机非金属材料现在的发展状况与研究方向。复合材料专业开设无机非金属材料课程的目的是让学生能够了解无机非金属材料的基本知识，在学习复合材料专业的同时，拓展自己的学科知识，深化自己的专业领域，这对于增强学生就业竞争能力具有重要意义。

一、复合材料专业开设无机非金属材料的必要性

无机非金属材料是一门历史悠久的学科，在人类发展的历史上扮演着重要角色。在当今社会，无机非金属材料在建筑、航空航天、交通、电子科技以及能源等方面有着不可替代的作用，是国民经济的重要基础。复合材料作为一门新型学科，需要与其他专业进行交流融合，无机非金属材料与有机高分子材料、金属材料并称为材料界三大材料。通过对无机非金属材料课程的学习，不仅能够掌握无机非金属材料的组织结构特点、制备工艺和性能特点，而且可以将其和复合材料进行对比联系，从而更加快速地学习复合材料。单一的材料已经不能满足现在社会的要求，人们更加需要复合型材料，而无机非金属复合材料的出现适应了社会的要求。例如在石灰浆中掺入麻绳或其他纤维用作涂墙的材料，用钢筋、水泥、砂、石块制成钢筋混凝土，等等，这些都是生活中常见的无机非金属复合材料，所以在复合材料专业中开设无机非金属材料，不仅有利于学生学习复合材料，在以后的社会工作竞争中也有很大的作用。

二、复合材料专业开设无机非金属材料课程的教学现状

无机非金属材料课程作为复合材料专业的一门专业必选课，由于它涵盖了陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等内容，因此它比复合材料专业中开设的其他课程更加复杂。无机非金属材料多是离子键、共价键或离子―共价混合键，导致材料的性能及结构特征各有特点，并且制备过程中原料的比例或制备工艺也会对材料产生巨大的改变，学生在学习过程中容易将其混淆，使得教学达不到预料的结果。教学中大多数注重理论教学，不注重实践教学，让学生对无机非金属材料的了解只停留在理论知识。此外，作为一门选修课，学生对其重视程度也没有复合材料必修课高，在学习过程中态度也会有所下降，学习效率也会降低，那么开设无机非金属材料课程的初衷也没有达到。

三、复合材料专业开设无机非金属材料课程教学方法的探索

（一）教学内容的优化

由于无机非金属材料课程包含的内容较多，有陶瓷、水泥、玻璃以及耐火材料等内容，如果每一种材料都详细讲解，课时量必然不够，因此需要以某一种材料为主线，根据无机非金属材料的相同点和不同点进行穿插讲解。此外，在教学过程中由于教学内容较多，往往采用“填鸭式”教学，将所有的知识一股脑的塞进学生的脑中，这样导致学生不仅没有了解无机非金属材料，还对教学内容产生厌倦，所以在教学过程中还要注重知识点的连贯性和层次性，准确把握重难点。在教学过程中可以借助于生活中的事物来帮助记忆，比如可以根据树的模型，将树干比作无机非金属材料的组成、结构和性能。学生通过了解不同的组成，推断出将会产生怎样的结构，从而导致相应的性能，这样可以让学生抓住材料的本质，学习起来也就得心应手。然后，再由树干发散到枝干，逐一讲解无机非金属材料课程中水泥、陶瓷、玻璃以及耐火材料的原料和制备工艺等，将内容逐渐具体化，使学生更加轻松地学习无机非金属材料课程，让学生由浅入深，逐步了解无机非金属材料，从而达到掌握无机非金属材料课程的知识。

（二）教学方法的创新

无机非金属材料是一门具有较强理论性的课程，因此在课堂教学时，首先要调动学生的学习积极性，让学生能够跟着教师的步伐在上课开始提一些简单的问题，不仅能让学生快速进入学习状态，也可以检验学生课下的复习情况。其次，记笔记对于学习无机非金属材料是非常重要的，它不仅可以让学生建立自己的学习方法，也方便课下的复习。另外，实践教学是必需的，无机非金属材料是一门理论与实践相结合的课程，实践教学不仅能够让学生掌握课本知识，还可以增强学生对无机非金属材料的理解[3]。实验是实践教学的主要途径，实验可以培养学生的动手能力，激发学习兴趣。托尔斯泰曾经说过：“成功的教学，所需的不是强制，而是激发学生的学习兴趣”。此外，课堂多媒体教学的作用也很大，观看材料的微观组织结构视频可以让学生更加清晰的了解无机非金属材料的制备过程。

（三）考核方式的改革

学习无机非金属材料的目的是要让学生掌握无机非金属材料的种类、组成、共性和个性，掌握原料的制备过程和原料选择对无机非金属材料性能的影响，掌握陶瓷、玻璃和水泥的生产工艺流程等内容。在考核学生的学习结果时往往采用考试的方法，这样的方法会导致学生死记硬背课本内容，给学生造成巨大的思想负担，不利于培养学生的学习主动性和积极性，所以考试不是一种好的考核方法。采用论文考核也不是一种好的方法，现如今网络的发达造成了利用网络资源抄袭的现象，这样的考核也不能达到开设无机非金属材料课程的初衷。学习无机非金属材料一方面是为了让学生了解更多的材料学内容，拓展自己的视野；另一方面，通过对无机非金属材料课程的学习可以更好地学习复合材料，因此，可以将两者结合起来进行考核。将学生分成若干组，每一组负责完成一种无机非金属材料设计，最后对每组成果进行评价。这样既可以检验学生对无机非金属知识的了解，也能开发学生的创新能力，从而真正体现这门课程的教学成果。

四、结语

无机非金属材料课程一方面能够让学生了解无机非金属材料的基础知识，另一方面能够从无机非金属材料学习中更好地学习复合材料。本文针对当前无机非金属材料课程在复合材料专业教学中所面临的问题，结合复合材料专业开设无机非金属材料的必要性和教学现状，对教学内容、教学方法和考核方式等方面提出了一些建议，期望以此推进复合材料专业的发展，为国家培养更多优秀的人才。

参考文献：

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科技的高速发展，使更多高性能的材料的发现和应用成为可能。无机非金属材料以其优良的耐腐蚀性等特点被应用在防腐工程特别是管道防腐之中，这种材料其实又称陶瓷材料，有传统陶瓷与精细陶瓷之分。无机非金属材料具有其他材料无法比拟的优点，在声、电、光、磁等方面都具有特殊的功能，其中质子导电性无机非金属材料十分具有研究价值。

1 质子导电性的无机非金属材料发展概述

关于质子导体的研究早在20世纪初就已经出现并寻找到了银离子导体，其中还具有现今为止常温下最高的导电率的导体。但是银离子导体在性能上很不稳定，价格又很高，很快就被后来出现的铜离子导体给取代。铜离子导体中存在着迄今为止具有最高导电率的固体电解质，因为其具有与银离子导体相似的性质，价格有比其低很多，故收到了人们普遍关注，之后又发现了其他的离子导体，质子导电体是在20世纪70年代被发现的[1]。最近几年全球都十分关注能源相关的研究领域，具有质子导电性的无机非金属材料在功能上又十分特别，所以对这一领域的研究一直未中断过。

到目前，已经被发现的质子导电性的无机化合物主要包括：水合物型、氢键型、β-Al2O3型、氢嵌入型、晶格缺陷型，下面对这几种类型简单加以介绍。

水合物型的导电体，它的构造之中含有一些结晶水，如果在通电的状态下，水分子之间就会通过质子传递来导电。这一类型的导体如果在室温的条件下，导电率会相当高，而如果温度在此基础上升高，其结构之中的结晶水很容易流失，导电率就会明显的下降。

氢键型的质子导体是通过氢键连接离子团或者分子，使其形成链状或者是骨架类的结构，同样可以在通电的条件下，利用质子传递导电。氢键在高温时容易遭到破坏，使其本来连接在一起的结构分解，导电率会相应的降低。

β-Al2O3类的质子导体可以分为三种类型，而当制备的方法不一样的时候，又可以分成两种不同的类型。这其中的各种类型都具有高低不同的导电率，出现这种不同是由于结构中的质子能量降低，形成低能扩散的途径[2]，所有的类型在温度升高时都会降低其导电的效率。

氢嵌入型的质子导体中H+体积很小，对于部分晶体晶格的间隙可以很轻易的嵌入其中，在通电的条件下，H+会在晶体间隙之中进行定向的移动，从而导电。氢嵌入类型的导电体导电是通过电子进行导电为主，其质子的导电性很低，所以应用的价值也不大。

晶格缺陷型的质子导体，比之前的几种具有质子的导电性质的无机化合物发现的要晚，那些含氢的导体在高温的状态下会降低其导电性或者导电性直接消失，所以不适合在高于300摄氏度的状态下应用。后来发现的氧化物烧结体在一定条件下呈现电子导电性，但是当处于高温状态下，会产生水蒸气或者氢气，这时其电子的导电性就会降低，而质子的导电性反而增加，温度如果达到一定的标准，就能够基本上完全显示质子的导电性[3]。由于这种材料可以在高温状态下导电，所以在应用价值方面很高，也在现实中得到相应的应用，并取得一定成就。

2 质子导电性无机非金属材料的应用

2.1 氢传感器

一些陶瓷以SrCeO3、CaZrO3、BaCeO3作为母体，它们是固体的电解质，其中一端的H2压力较大，是负极，而另外一端的H2压力则较小，就是正极，从而形成了氢浓差电池。可以用测试电池对这种氢传感器进行检验，这样的电池性能稳定，又是固体的电解质，所以使用起来特别方便。

2.2 含有氢化合物的传感器

这种测试电池可以测试氢的含量，特别是可以在高温状态下测试空气中的氢化物，比如空气中的碳氢化合物或者水蒸汽等等。可以通过电动势的计算得出空气中水蒸气的含量，也可以在工业中加以应用，比如在工业烧结的过程中，为了提高熔融金属的品质，去除其中的氢，就可以应用这种传感器测定其中的氢含量。

2.3 燃料电池的应用

燃料电池多采用氧离子导体作为其电解质，现在的燃料电池也会采用质子导体作为固体电解质，后者相比前者而言，在使用上要方便许多。因为质子导体作为电解质的这类燃料电池，它的燃料电极之上根本没有水产生，所以燃料不需要进行循环[4]。而且，如果从热处理的角度来进行考虑，燃料电池中具有碳氢化合物的，如果产生氢气就会当作燃料被消耗，剩下的物质可以产生其他有用的产品。

2.4 可以应用在蒸汽电解产生氢气中

用质子导电性的无机非金属材料方法，可以获取极高纯度的氢气，那是由于这样的电池之中，质子是唯一可以由正极移动到负极去的导电体。

2.5 氢分离与氢泵

可以利用质子导电性的无机非金属材料制作出氢泵，只需要进行一步操作，就可以在高温的状态下将气体的混合物之中的氢气分离出来，而且分离的速度和效率很方便控制。

2.6 应用于蒸汽泵中

常温常态下的水蒸气可以通过在阳极进行放电从而产生质子，这些质子可以移动到阴极那里去，并且在阴极发生反应，通过空气中的氧气生成水或者是氢气等等。可以利用这种蒸汽泵去调节和控制高温封闭环境的湿度，也有人在高放射条件下的同位素浓缩中进行这一方法的应用研究。

2.7 氢化或者脱氢中的应用

用具有质子导电性的无机非金属材料作为固体电解质，与其他化学反应比较，在进行氢化和脱氢时，优势很明显。被进行氢化或者是脱氢反应的化合物，与生成产生的氢气是相互分离的，可以用电流对反应的速率进行有效的控制，电极电势不但可以控制氢的化学性，还可以控制催化性以及选择性。

3 总结

具有质子导电性的无机非金属材料在应用中与其他非质子的材料相比，都具有一定的优势。随着人们对其关注程度的加深，这种材料在今后的前景将更加广阔，相关研究会更全面系统，应用也会更广泛。

【参考文献】

[1]张义顺，李小雷.传统无机材料的现状及新材料的发展趋势[J].焦作工学院学报（自然科学版），2000（6）：471-474.