材料测试与表征(无机非金属材料)
高校专业(类)介绍：无机非金属材料工程
高校专业（类）介绍：无机非金属材料工程
无机非金属材料工程
专业简介
培养目标
培养满足社会主义现代化建设和未来社会与科技发展战略需求，富有良知与社会责任感，兼具实践能力、研究能力、创新能力和国际视野的“德智体美劳”全面发展高素质复合型专业人才。
学生具备以传统无机非金属材料为基础、以新型无机非金属材料为主导、以矿物材料为特色的专业知识体系，并能够在无机非金属材料工程及相关领域从事科学研究、技术开发、设计制造、生产管理等工作。
主干学科及核心课程
主干学科：材料科学与工程
核心课程：材料科学基础（双语）、材料工程基础（双语）、材料研究方法与测试技术、材料性能与表征、结晶学基础、无机材料物理化学、粉体工程与设备、无机非金属材
料工艺学、无机非金属材料工厂设计概论、功能材料、矿物材料基础等。
主要实践课程（含实验、实习、毕业论文）：工程训练、认识实习、生产实习、无机非金属材料专业课程设计、无机非金属材料工厂课程设计、无机非金属材料综合实验、毕业设计（论文）、材料实验学、结晶学基础实验、材料研究方法与测试技术实验、材料性能与表征实验、材料工程基础实验、粉体工程与设备实验、矿物材料基础实验等。
无机非金属材料简介
目
录
一、材料的地位及分类 二、无机非金属材料 三、无机非材料的分类 四、传统无机非材料简介 五、新型无机非材料简介 六、我国无机非金属现状 七、无机非金属材料展望
什么是材料？
材料：指为人类社会所需要并能
用于制造有用器物的质。 材料是人类赖以生存和发展的 物质基础，是人类进步的一个重要里 程碑。
（3） 环境污染严重 水泥工业每年排放 温室气体 CO2 约 5.55 亿吨、SO2 68.6 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
（4） 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。
无机非金属 材料
传统无机 非金属材料 新型无机 非金属材料
材 料
金属材料 高分子材料
1.无机非金属材料 是以某些元素的 、 、 、 、 以及 、 、 、 等物质组成的材料。 2.无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后， 随着现代科学技术的发展从 演变 而来的，是与有机高分子材料和金属材料并列的 。
新型无机非材料：
新型的无机非金属材料主要指 用氧化物、氮化物、碳化物、 硼化物、硫化物、硅化物以及 各种无机非金属化合物经特殊 的先进工艺制成的具有特殊性 质和用途的材料。例如铁电、 压电陶瓷、微晶玻璃、光导纤 维等。
其他分类方法：
按照材料中的主要成分分类，有硅酸盐、铝酸盐、钛酸盐、磷
酸盐、氧化物、氮化物、碳化物材料等； 根据材料的用途分，有日用、建筑、化工、电子、航天、通信、 生物、医学材料等； 根据材料的性质分，有胶凝、耐火、隔热、耐磨、导电、绝缘、 耐腐蚀、半导体材料等 ；根据材料的物质状态分，有晶体(单晶体、多晶体、微晶体)、 非晶体及复合材料等, 材料的外观形态分,有块状、多孔、纤维、晶须、薄膜材料等。
无机非金属材料测试方法教学设计 (2)
无机非金属材料测试方法教学设计背景无机非金属材料的研究和生产已成为当今世界重要的产业之一。
随着科学技术的发展，无机非金属材料性能的测试方法也得到了不断的完善和创新。
因此，对于学习无机非金属材料相关专业的学生而言，熟练掌握基本的测试方法是必不可少的。
教学目标•熟练掌握无机非金属材料所有性能测试方法；•理解测试过程中需要注意的相关安全问题；•掌握无机非金属材料性能测试结果的分析方法。
教学内容1.无机非金属材料压缩试验方法 1.1 压缩强度测试 1.2 破坏应变测试1.3 应力-应变曲线绘制 1.4 压缩模量测定方法2.无机非金属材料拉伸试验方法 2.1 极限拉伸强度测试 2.2 屈服强度测试 2.3 断裂应变测试 2.4 断裂延伸率测试3.无机非金属材料硬度测试方法 3.1 布氏硬度测试 3.2 洛氏硬度测试3.3 维氏硬度测试4.无机非金属材料造粒和碎裂检测方法 4.1 阴影法检测 4.2 静态显微镜检测 4.3 动态显微镜检测 4.4 残留粉尘分析法5.无机非金属材料表面测试方法 5.1 扫描电子显微镜检测 5.2 红外光谱测试 5.3 X射线衍射测试教学方法1.课堂教学法：通过讲解理论知识，向学生介绍测试方法的基本知识；2.实验教学法：通过实验，引导学生感性认识测试方法的过程和结果；3.讨论教学法：通过分析讨论实际案例，教授测试方法应用的实践技巧。
教学资源1.实验室：提供实验室测试设备、无机非金属材料样品和实验环境；2.教材：选用《材料测试与分析》（第二版）等相关教材，结合实际情况，进行案例分析和课堂讲解；3.多媒体教学资源：结合多媒体教学设备，进行PPT、演示视频等教学。
评估方法1.实验报告：让学生通过实验，根据测试结果撰写实验报告，评分占比20%；2.课堂考试：考试题目涵盖本学期所学的基本理论知识，占比30%；3.讨论与分析：结合案例分析，进行课堂讨论与分析，评分占比50%。
教学进度第一周•课程介绍和安排；•无机非金属材料压缩试验方法讲解。
《无机非金属》课件
生物法
生物法是一种利用生物资源来制备无 机非金属材料的方法。
生物法可以制备出具有环保、可持续 性的无机非金属材料，但制备过程较 为复杂，且材料的性能和纯度不易控 制。
生物法通常需要使用微生物或植物提 取物等生物资源作为原料。
详细描述
热容表示材料在温度升高或降低时吸收或释放热量的能力，热导率表示热量在材料中的传导能力。热 膨胀系数表示材料在温度变化时尺寸变化的程度，抗热震性则表示材料在承受温度急剧变化时的稳定 性。
电学性能
总结词
无机非金属材料的电学性能主要包括电导率、介电常数和绝缘性等。
详细描述
电导率表示材料传导电流的能力，介电常数与材料的介电性能有关，绝缘性则表示材料 阻止电流通过的能力。
05
无机非金属材料的挑战 与未来发展
当前无机非金属材料面临的挑战
资源短缺
随着社会的发展，对无机非金属材料的需求量越来越大，而一些关键 资源的短缺问题逐渐凸显出来，如稀土元素、高岭土等。
环境负荷
无机非金属材料的生产过程中往往伴随着较高的能耗和排放，对环境 造成一定的压力，如水泥、玻璃等行业。
技术瓶颈
04
无机非金属材料的应用 实例
建筑领域的应用
总结词
广泛、重要
详细描述
无机非金属材料在建筑领域的应用非常广泛 ，如混凝土、石材、玻璃等，它们是建筑物 的主要构成材料，具有耐久、防火、隔音等 特点，为建筑物的安全和舒适提供了保障。
电子信息领域的应用
要点一
总结词
高科技、前沿
要点二
详细描述
在电子信息领域，无机非金属材料扮演着重要的角色，如 硅半导体材料、陶瓷电子元件等，它们是现代电子工业的 基础，为电子产品的微型化、高性能化提供了技术支持。
材料性能与表征无机材料物理性能教学大纲
材料性能与表征无机材料物理性能教学大纲一、课程介绍《材料性能与表征》是材料类专业学生的学科基础课程。
本课程主要介绍材料的力学、热学、光学、磁学、电学的特性和表征方法，目的是使学生充分认识材料的物理性能以及这些性能在人类物质生活中的意义，学会利用这些知识解释有关材料的许多现象，认识材料的宏观性能与微观机制的联系，为材料的合成、制备、加工和应用指明方向。
主要内容包括：材料的受力变形、材料的脆性断裂与强度，材料的热学性能，材料的光学性能，材料的磁学性能，材料的电学性能等。
教学部分共含32个理论学时，16个实践环节学时。
Introduction“Properties and Characterization of Materials” is the main professional fundamental course for materials science and engineering students. This course mainly introduces the mechanical, thermal, optical, electrical and magnetic properties and characterization method of materials. The main purpose of this course is to make students fully understand the physical properties of materials and theirs significance in human materials life, learn to explain many phenomena of the materials by these knowledge, to understand the relationship between the macroscopic properties and microscopic mechanisms of materials, and to point out the directions for the synthesis, preparation, processing and application of the materials. The main contents of this course are listed as follows: stress deformation of materials, brittle fracture and strength of materials, thermal properties of materials, optical properties of materials, magnetic properties of materials, electrical properties of materials. The teaching part of this course includes 32 theoretical credit hours and 16 practical credit hours.课程基本信息二、教学大纲1、课程目标1）掌握材料性能的基本理论及其主要影响因素，培养学生对抽象问题的认识，使学生能够针对具体的材料工程问题，建立数学模型并求解。
无机非金属材料工程专业认识
无机非金属材料工程专业认识简介无机非金属材料工程是一门研究无机非金属材料及其在工程应用中的性能与工艺问题的学科。
它涉及的材料主要包括陶瓷、玻璃、水泥、复合材料等，广泛应用于建筑、电子、化工、能源等领域。
本文将介绍无机非金属材料工程的相关知识以及专业认识。
专业特点1.无机非金属材料工程是一门学科综合性强、应用价值高的专业。
由于无机非金属材料在各个领域都得到了广泛应用，专业人才需求量大，就业前景较好。
2.无机非金属材料工程包含了材料科学、工程力学、化学工程等多个学科的知识。
学生需要掌握一定的基础知识，如晶体学、材料力学等，以便能够理解和解决实际工程问题。
3.无机非金属材料工程实践性较强。
学生需要参与实验、实习等实践活动，掌握实际操作技能，并能够独立进行科研工作。
学习内容1.材料基础知识：学习材料的物理、化学性质，了解材料的组成、结构和性能。
2.材料加工与改性：学习材料的加工工艺，掌握制备无机非金属材料的方法和技术。
3.材料分析与测试：学习材料的分析和测试方法，掌握常用测试设备的使用和数据处理技巧。
4.工程应用：了解无机非金属材料在建筑、电子、化工、能源等领域的应用，掌握材料的选型和设计原则。
就业前景无机非金属材料工程专业毕业生可以从事以下方面的工作：1.材料工程师：从事材料的研发、制备、应用和改性等工作。
2.工艺工程师：参与生产工艺的研究、开发和改进工作。
3.QC工程师：负责材料的质量控制和测试工作。
4.研发工程师：参与科研项目的研究和开发工作。
5.技术销售工程师：负责向客户解释材料性能和应用，并提供相关的技术咨询和支持。
结论无机非金属材料工程是一门具有广泛应用前景的专业，需要学生具备较强的综合素质和实践能力。
毕业后，学生有着丰富的就业选择，能够在各个领域找到满意的工作。
然而，专业知识的学习和实践经验的积累也是必不可少的，希望各位同学在学习和实践中能够不断提升自己，为无机非金属材料行业的发展做出贡献。
无机非金属材料实训报告
一、前言无机非金属材料，作为我国国民经济建设和国防科技的重要基础材料，具有广泛的应用前景。
为提高我国无机非金属材料的研究和应用水平，加强学生的实践能力和创新能力，我们组织了本次无机非金属材料实训。
通过本次实训，使学生深入了解无机非金属材料的制备、性能及应用，培养学生的动手能力和团队合作精神。
二、实训目的1. 熟悉无机非金属材料的分类、性质和制备方法；2. 掌握无机非金属材料的基本性能测试方法；3. 了解无机非金属材料在各个领域的应用；4. 培养学生的动手能力、团队协作精神和创新意识。
三、实训内容1. 无机非金属材料的分类及性质（1）无机非金属材料可分为：氧化物、硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐、碳酸盐等；（2）无机非金属材料的性质包括：硬度、密度、热稳定性、电绝缘性、化学稳定性等。
2. 无机非金属材料的制备方法（1）熔融法：将原料在高温下熔融，然后进行成型、烧结等工艺；（2）固相反应法：将原料在高温下进行固相反应，得到所需的产物；（3）化学气相沉积法：利用化学反应在基板上沉积材料，形成所需的结构。
3. 无机非金属材料的性能测试（1）硬度测试：通过硬度计测量材料的硬度；（2）密度测试：通过密度计测量材料的密度；（3）热稳定性测试：通过高温炉加热材料，观察其变化；（4）电绝缘性测试：通过电绝缘测试仪测量材料的电阻；（5）化学稳定性测试：将材料置于特定溶液中，观察其变化。
4. 无机非金属材料的应用（1）建筑材料：如水泥、玻璃、陶瓷等；（2）电子材料：如陶瓷电容器、光电子器件等；（3）能源材料：如燃料电池、太阳能电池等；（4）环保材料：如催化剂、吸附剂等。
四、实训过程1. 实训前期准备：了解实训目的、内容，准备实验材料、仪器等；2. 实训过程：按照实训指导书进行实验操作，观察实验现象，记录实验数据；3. 实训总结：分析实验结果，总结实验过程中的经验教训。
五、实训成果1. 学生掌握了无机非金属材料的分类、性质和制备方法；2. 学生熟悉了无机非金属材料的性能测试方法；3. 学生了解了无机非金属材料在各个领域的应用；4. 学生的动手能力、团队协作精神和创新意识得到提高。
无机非金属材料
无机非金属材料（1）主讲：黄冈中学优秀化学教师汪响林一、传统硅酸盐材料1、传统硅酸盐材料简介(1）含义：在材料家族里，有一类非常重要的材料叫做无机非金属材料。
最初无机非金属材料主要是指硅酸盐材料，所以硅酸盐材料也称为传统无机非金属材料.像陶瓷、玻璃、水泥等材料及它们的制品在我们日常生活中随处可见.由于这些材料的化学组成多属硅酸盐类，所以一般称为硅酸盐材料。
（2）原料:传统硅酸盐材料一般是以黏土（主要成分为）、石英（主要成分为SiO2）、钾长石（主要成分为）和钠长石（主要成分为）等为原料生产的。
(3)结构和性质特点:这些原料中一般都含有硅氧四面体——结构单元。
由于硅氧四面体结构的特殊性，决定了挂酸盐材料大多具有稳定性强、硬度高、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀等特点。
2、陶瓷(1)原料：黏土（2)设备：窑炉（3)工序:混合→成型→干燥→烧结→冷却→陶瓷器（4）原理：高温下，复杂的物理化学变化。
（5)种类:土器、瓷器、炻器等.(6）彩釉：烧制前，在陶瓷制品胚体表面涂一些含金属及其化合物的釉料，在烧结过程中因窑内空气含量的变化而发生不同的氧化还原反应，即产生表面光滑、不渗水且色彩丰富的一层彩釉。
彩釉中的金属元素烧制时空气用量与彩釉颜色空气过量空气不足黄、红、褐、黑蓝、绿黄绿红紫、褐褐、黑褐黄、绿、褐蓝绿蓝、淡蓝蓝（7）特性：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等许多优点。
3、玻璃(1）原料：纯碱、石灰石、石英砂(2）设备：玻璃熔炉（3）工序：原料粉碎→加热熔融→澄清→成型→缓冷→玻璃（4)原理:高温下，复杂的物理化学变化。
主要反应:(5）种类及特性：种类特性用途普通玻璃在较高温度下易软化窗玻璃、玻璃器皿等石英玻璃膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光化学仪器、高压水银灯、紫外灯罩等光学玻璃透光性好、有折光性和色散性眼镜、照相机、显微镜和望远用透镜等玻璃纤维耐腐蚀、耐高温、不导电、隔热、防虫蛀玻璃钢、宇航服、光导、通信材料钢化玻璃耐高温、耐腐蚀、高强度、抗震裂运动器材、汽车、火车用窗玻璃等有色玻璃蓝色（含）、红色（含）、紫色(含）、绿色（含）、普通玻璃的淡绿色（含二价铁)4、水泥(1)原料:黏土、石灰石、辅助原料(2）设备：水泥回转窑（3)工序：原料研磨得生料→生料煅烧得熟料→再配以适量辅料(石膏、高炉矿渣、粉煤灰等）→研磨成细粉→水泥(4)原理:复杂的物理化学变化。