無機(jī)非金屬材料工藝學(xué)

InorganicNon-metallicMaterialsTechnology

［課程編號(hào)】XZ27115［課程類別］專業(yè)選修課

【學(xué)分?jǐn)?shù)】2【先修課程】無機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)

【學(xué)時(shí)數(shù)】30

【適用專業(yè)】化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程、環(huán)境工程

一、教學(xué)目的、任務(wù)

《無機(jī)非金屬材料工藝學(xué)》是化學(xué)專業(yè)的專業(yè)限選課，也可作為應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程與

工藝及環(huán)境工程等專業(yè)的專'也仟詵課。本課程的教學(xué)目的和仟?jiǎng)?wù)是：

1.通過本課程的學(xué)習(xí)，加強(qiáng)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，拓寬知識(shí)面，使學(xué)生全面系統(tǒng)地掌握無

機(jī)非金屬材料的制備原理、生產(chǎn)過程的共性與個(gè)性及生產(chǎn)過程中發(fā)生的物理化學(xué)變化，理解

工藝因素對(duì)無機(jī)非金屬材料產(chǎn)品性能與結(jié)構(gòu)的影響，能夠從技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的角度分析各類無機(jī)

非金屬材料生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題。培養(yǎng)智能型和復(fù)合型人才。

2.掌握無機(jī)非金屬材料的組成、工藝、結(jié)構(gòu)、性能和效能之間的關(guān)系。

3.了解當(dāng)前無機(jī)非金屬材料的新產(chǎn)品、新技術(shù)和盼工藝。

二、課程教學(xué)的基本要求

本課程要求學(xué)生掌握用于制備無機(jī)非金屬材料的天然礦物原料的工藝特性，人工合成原

料的基本特性和合成方法；原料的加工、處理方法的基本原理和效果，加工與處理方法對(duì)無

機(jī)非金屬材料成型、燒結(jié)、材料性能的影響；熟練掌握常用無機(jī)非金屬材料的配料計(jì)算，熟

悉常用的坯體成型的方法與原理。熟悉常用無機(jī)非金屬材料的燒成方法與原理，能根據(jù)材料

組成、坯體形狀選擇合適的燒成方法，確定合理的燒成工藝制度。通過工藝課程的學(xué)習(xí)，能

解決無機(jī)非金屬材料與制品制備過程中存在的工藝問題，提出制備高性能無機(jī)非金屬材料、

高精度無機(jī)非金屬材料制品的工藝方法與制度。

三、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配

(~)緒論學(xué)時(shí)4

主要內(nèi)容：材料及無機(jī)非金屬材料的定義與分類；無機(jī)非金屬材料生產(chǎn)過程的共性與個(gè)性；

典型無機(jī)非金屬材料；無機(jī)非金屬材料現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)；無機(jī)非金屬材料在人類生活中的地

位與作用；無機(jī)非金屬材料工藝學(xué)的研究?jī)?nèi)容；典型無機(jī)非金屬材料工藝。

教學(xué)要求：

1.了解無機(jī)非金屬材料的定義與分類，典型無機(jī)非金屬材料的種類、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)

及其在人類活動(dòng)中的地位與作用：

2.掌握無機(jī)非金屬材料工藝學(xué)的研究?jī)?nèi)容及典型無機(jī)非金屬材料的工藝。

其它教學(xué)環(huán)節(jié)：

（-）第一篇無機(jī)非金屬材料工藝原理學(xué)時(shí)20

主要內(nèi)容：

1.天然礦物原料的工藝特性及加工處理方法的基本原理、效果及對(duì)材料成型、燒結(jié)和

性能的影響；玻璃生產(chǎn)中碎玻璃的作用與使用；稀土元素氧化物的應(yīng)用。

2.無機(jī)非金屬材料的組成及配料計(jì)算。

3.配合料的加工、成型與干燥等制備工藝的方法和原理。

4.硅酸鹽水泥熟料的喂燒方法和工藝原理；材料的組成、坯體的形狀對(duì)陶瓷材料的高溫

燒成制度的影響；材料的組成對(duì)玻璃的熔化工藝的影響。

5.水泥熟料的冷卻、陶瓷的冷卻和玻璃生產(chǎn)過程中的冷卻工藝。

6.水泥制成；混凝土、玻璃的成型與玻璃制品的加工、陶瓷釉料制備及陶瓷冷加工。

教學(xué)要求：

1.了解無機(jī)非金屬材料的原料種類及其預(yù)處理工藝技術(shù).

2.熟練掌握無機(jī)非金屬材料的組成及配料計(jì)算.

3.熟悉陶瓷水泥和玻璃等典型無機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)工藝技術(shù)。

其它教學(xué)環(huán)節(jié)：工廠見習(xí)

（三）第二篇無機(jī)非金屬材料的物化性能學(xué)時(shí)4

主要內(nèi)容：

1.硅酸鹽水泥的物理性能、水化和硬化及化學(xué)侵蝕等物化性能及其影響因素。

2.陶究的硬度、脆性斷裂與強(qiáng)度及其透光性等物理性能及其影響因素。

3.玻璃的黏度與表面張力、密度、熱學(xué)性質(zhì)、機(jī)械性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)及化學(xué)

穩(wěn)定性等物理化學(xué)性質(zhì)及其影響因素。

教學(xué)要求：

1.了解硅酸鹽水泥、陶瓷和坡摘的基本物埋化學(xué)性質(zhì)。

2.掌握化學(xué)成分、水灰比及其使用環(huán)境等因素對(duì)硅酸鹽水泥水化硬化及化學(xué)侵蝕的影

響；掌握氣孔率、雜質(zhì)、結(jié)構(gòu)缺陷等因素對(duì)陶瓷的硬度、斷裂強(qiáng)度及透光性等性能的影響；

掌握化學(xué)組成、熱處理溫度等對(duì)玻璃的粘度、表面張力、密度、光學(xué)性質(zhì)、機(jī)械性質(zhì)及化學(xué)

穩(wěn)定性的影響。熟練掌握原料的加工、材料的組成、高溫處理工藝和冷卻工藝技術(shù)對(duì)材料的

結(jié)構(gòu)和性能的影響

其它教學(xué)環(huán)節(jié)：實(shí)驗(yàn)

（四）第三篇其他膠凝材料和新材料學(xué)時(shí)2

主要內(nèi)容：

1.石灰、氯氧鎂水泥和石膏膠凝材料的組成性能和制備。

2.無機(jī)非金屬基復(fù)合材料的組成、種類和性能。

3.納米材料、智能材料、梯度功能材料和巧合功能材料等發(fā)展中的新材料的性能、用

途和發(fā)展趨勢(shì)。

教學(xué)要求：

1.掌握石灰、氯氧鎂水泥和石膏膠凝材料的組成和制備工藝條件對(duì)其性能的影響。

2.熟悉無機(jī)非金屬基復(fù)合材料的組成、種類和性能。

3.了解納米材料、智能材料和梯度功能材料的發(fā)展趨勢(shì)。

其它教學(xué)環(huán)節(jié)：

四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及教學(xué)方法

教學(xué)重點(diǎn)：本課程介紹無機(jī)非金屬材料科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)及其最新發(fā)展。重點(diǎn)要求掌握一般無

機(jī)非金屬材料的組成設(shè)計(jì)和制備技術(shù)，掌握無機(jī)非金屬材料組成、工藝、結(jié)構(gòu)、性能和效能

之間的關(guān)系。課程較全面地介紹了天然礦物材料、玻璃、陶瓷、耐火材料、膠凝材料等無機(jī)

非金屬材料的組成、制備、結(jié)構(gòu)、性能等方面的基礎(chǔ)知識(shí)和相互關(guān)系，當(dāng)前無機(jī)非金屬材料

的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝，具有較好的廣度和一定的深度。

教學(xué)難點(diǎn)：本課程包括面廣，幾乎每一篇章都可以獨(dú)立為一門課程，所以要求學(xué)生有扎實(shí)的

基礎(chǔ)知識(shí)和一定的知識(shí)面，把握課程的基本要求與因材施教的關(guān)系，這是本課程的難點(diǎn)之一。

本課程是一門專業(yè)選修課，它一方面需要基礎(chǔ)理論的指導(dǎo)，另一方面由于無機(jī)非金屬材料在

制備過程中實(shí)際情況的復(fù)雜性，一般只有根據(jù)實(shí)際情況找出主要矛盾，進(jìn)行近似處理。而這

是學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)課時(shí)比較缺乏的，也是本課程的難點(diǎn)之一。本課程是一門工藝性很強(qiáng)的課程，

而且無機(jī)非金屬材料工藝仍處在不斷發(fā)展中，采取怎樣的教學(xué)方式，直觀簡(jiǎn)潔的表現(xiàn)不同無

機(jī)非金屬材料的工藝原理和過程，以及如何在教學(xué)過程中適時(shí)的以比較成熟的新內(nèi)容更新陳

舊內(nèi)容，并且有意識(shí)地結(jié)合有關(guān)章節(jié)介紹現(xiàn)代材料領(lǐng)域的新成果和前沿信息，也是本課程需

要不斷探索的課題。

教學(xué)方法：采用多媒體的教學(xué)方法。

五、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定方式

（一）考核方式：開卷考或或?qū)懻n程論文

（-）成績(jī)?cè)u(píng)定方式：平時(shí)成績(jī)X30%++期考成績(jī)X70%

六、教材及參考書目

（-）教材

1.《無機(jī)非金屬材料工藝學(xué)》，王琦編，中國(guó)建材工業(yè)出版社，2007年

（二）主要參考書

1.李家駒編，《陶瓷工藝學(xué)》，輕工業(yè)出版社，2001年，第1版

2.西北輕工業(yè)學(xué)院編，《陶瓷工藝學(xué)》，輕工業(yè)出版社，1991年，第1版

3.欽征騎編，《新型陶瓷材料手冊(cè)》，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1995年，笫1版

4.李世普編，《特種陶瓷工藝學(xué)》，武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1992年，第1版

5.西北輕工業(yè)學(xué)院編，《玻璃工藝學(xué)》，輕工業(yè)出版社，1991年，第1版

6.沈威編，《水泥工藝學(xué)》，武漢理工大學(xué)出版社，2005年，第2版

7.姜建華主編，《無機(jī)非金