无机非金属材料范文1
无机非金属材料是20世纪40年代以后才提出来的，随着现代科学技术的发展，从传统的硅酸盐材料演变而来的。它与有机高分子材料和金属材料并列三大材料之一。主要用于传统工艺上面，比如水泥、陶瓷、玻璃以及耐火材料等等。对现代工艺发展，具有重要的意义。但是，无机非金属材料这个材料并不是大部分人都了解，为了其有利的发展，必须要将其引导至适用其发展的行业上面，本文针对无机非金属这一材料，在未来的发展道路上，该如何发展，如何适应时代要求，做出了相应的发展趋势的探讨。
【关键词】
高效；高科技设备；智能化；引进；升华
无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物，氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有从材料的统称。无机非金属材料是现代材料当中必不可少的，水泥、玻璃、陶瓷、等等材料的运用，尤其是建筑业，都是需要无机非金属材料的支撑，它关系着国家的命脉以及人类发展中所必要的材料。随着现代各行各业的发展速度，无机非金属材料也随着现代技术的发展而往更高层次的发展。
一、顺势环境发展，与环境合二为一
现在人们都追求“高利润”“高速度”发展，而没有考虑到环境对人类的重要性。特别是在材料这方面，材料的加工、制作以及运输都是特别容易产生废弃物，如果这些废弃物得不到很好的解决，最坏的结果就是破坏自然环境，打破生态环境。环境是人类赖以生存的基础，人类都是在环境里面生存的，这个是雷打不动的事实，如果一味的靠破坏环境来求得生存，最终都会被自然所抛弃。所以，在强调无机非金属材料的发展中，必须要保证与环境合二为一，确切的保证环境不能遭到污染，生态不能遭到破坏，做到人与自然“和谐发展”。
二、高效、节能、减排三合一
由于传统无机非金属材料产业是一个相对耗能高，环境污染严重的领域。随着世界各地对环境的关注度，务必使这种落后的传统生产方式得到改变，无论是在生产方式还是在经营理念方面，都要进行改变，以便探索出新的研发工艺。社会发展的速度很快，要想顺应社会的发展速度，必须要强调“高效”发展。而在环境保护这方面，必须要节能减排，以便做到与环境的合二为一。高效、节能、减排三合一是适应时展的产物，是社会经济发展与环境协调的体现。无机非金属材料在现实社会中的运用，必须要做到高技术设备与高素质人才并用。高效、节能、减排是国家发展中提出的综合考虑环境因素所做出的发展生产力的方案。
三、与国外发达国家相接
众所周知，中国国内的发展力跟某些发达国家相比较，还是有很大的差距的。中国的发展不能闭关锁国，或者是照搬外国的，这些都是错误的，而且是不现实的。要想获得发展，并且在技术上得到提升，必须要与发达国家相比较，再取其精华去其糟粕，最好是引进一些高素质的专业人才。最好是加快人才的培养，不断进行革新教育设置，把最新的相关知识写入教材，是学习者对无机非金属材料得到认识，让无机非金属材料技术得到升华，推动该项技术的发展。
四、引进国外的高科技设备，提升设备优势
综上所述，发达国家的技术以及设备，甚至是专业人才都是较高的。要想求得该项技术的发展，必须要适当的引进国外的高科技设备，综合所引进的技术，结合国内的发展，再加以提升，不能只是模仿，而不结合本国本地的实际需求，必须要做到“引进与提升”并用，促进无机非金属材料的更好的运用到实际中。
五、大型化生产能力逐渐取代单线生产能力
以往的无机非金属材料的生产能力就是流水线那种很简单的生产能力，大部分都是那种小厂甚至是私人承办的单线生产，没有达到大规模甚至大型化的生产能力。而现代社会发展速度如此之快，单靠这种小型的发展技术是不可能满足现代社会发展需求的，必须要有大型化的生产能力，来支撑这个市场。大型化的生产能力必须是要促进形成若干个有国际竞争力的大型建材集团，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。
六、智能化材料取代一体式
无机非金属材料范文2
[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．
无机非金属材料范文3
关键词：无机非金属材料；实验室开放；教学研究；综合性实验
无机非金属材料专业主要培养具备无机非金属材料特别是建筑材料科学与工程方面的知识，能够从事该领域的科学研究、技术开发、工艺和设备设计、建筑施工、监理、技术及经营管理等方面的高级工程技术人才。学生通过系统学习及专业训练，掌握该领域的基础理论、专业知识和基本技能，研究无机非金属材料及其复合材料的组成、结构与性能之间的关系，探索无机非金属材料的制备、加工工艺技术及性能测试评价。笔者结合无机非金属专业的特点和毕业生的就业方向，探讨和研究无机非金属材料专业的专业课实验教学，从调整课程设置、修改教学内容、改进考核方法、加大实验室的开放力度等几个方面进行了探讨性研究，提出了改革方案，为无机非金属材料工程专业实验教学改革提供了理论依据。
一、专业实验课的设置及实验内容
在20世纪90年代，高等学校的课程设置和教学内容都进行了改进，无机非金属材料专业经过调整后，把原有的胶凝材料、水泥工艺学、混凝土工艺学等专业课程的实验课的内容，统一调整为无机材料测试技术专业课的实验内容，由于无机材料测试技术课程实验学时较少，删除了现在无机行业使用较少的材料实验内容，如，石灰的消解温度、产浆量；石膏的性质、细度的比表面测定方法等实验内容，增加了一些新型材料的实验内容，这样能使学生及时掌握无机材料科学发展的方向，也增强了学生适应社会的能力。但是新型材料的发展，离不开基础材料，基础材料在无机材料的发展中起着重要作用，新材料及复合材料的实验也是在基础材料实验的基础上有所发展的，拼命地追求新材料的实验内容，忽略了基础实验和传统的实验内容，使得无机非金属材料专业学生在完成本科毕业论文阶段明显感觉到实验动手能力不足，在毕业后的工作中，表现出缺乏基础实验技能的训练。所以，基础材料的实验教学在实验课教学中尤为重要，专业实验课的实验内容更应重视基础材料的内容。
二、专业实验实行独立设课，引导学生重视实验课
高等学校的学生存在一个普遍的现象，重视理论课和考试课，忽视考查课和实验课。这种现象是中国应试教育模式的延伸，在这种教育模式下，学生习惯了考试，不适应考核与考查。只有把实验课与专业课分开，独立设置成一门课程，进行单独考核，单独计入学分，才能引起学生足够的重视，从而提高学生的专业技能。
在建筑领域对无机非金属材料的研究越来越广，各种新材料、复合材料大量更新。实验内容和实验工作量越来越大，在原来的基础上增加实验内容远远满足不了实验课的需求，所以无机材料专业的专业实验课应独立设课。课程时间设置成一段时间（一周或两周），课程应分三个阶段，第一阶段：学生必修实验内容（基础实验）；第二阶段：教师布置实验内容（综合性、设计性实验内容）；第三阶段：学生自主设计实验内容。通过这三个阶段的学习，学生能够把本科阶段的专业课以及专业基础课的内容贯穿起来，形成一个系统的知识链。
三、加大实验室的开放力度，培养学生的动手能力
要满足实验课独立设课的要求，实验室必须进行全面的开放，满足学生的实验需求。
在学生实验集中阶段，首先选一些验证性实验内容，并同时开放所有的实验室，学生可随时选做必修实验内容的任意一个，但是在规定时间内必须完成所有的必修内容。在这一阶段，要求学生熟悉必修试验项目涉及的实验仪器、原理、操作方法及国家的相关技术规程，掌握必修实验材料的技术性质。通过这一阶段的实践，使学生掌握基础材料的实验方法和评定方法，培养学生的动手能力。在第一阶段结束后，提交实验报告，教师布置下一阶段实验任务，这一过程也是必修内容，教师给定几个综合性试验或者设计性试验题目，学生分组选择后进行实验方案的设计，经教师同意后进行试验并写出实验报告。这一过程提高了学生的实验方案设计能力。最后，由学生根据自己的兴趣爱好提出实验题目、设计实验内容，经教师同意认可后，自行进行试验并提交报告。
学生经过这样一个过程后，使理论知识和实践技能有了衔接，同时也是对各门专业课知识的一个系统的总结，不但提高了理论水平，而且提高了学生的动手能力。
四、注重学科交叉渗透，开设综合性实验，提高学生的专业素质
无机非金属材料学涉及多学科领域，所以在专业实验教学过程中，应注重学科知识的交叉渗透。利用综合性试验项目，把许多相关的学科知识进行融合，使学生掌握相关知识，把理论与实践进行衔接。
在国家开展本科教学水平评估以来，学校为了提高本科教学质量，要求本科毕业设计题目是一人一题，不允许出现雷同论文。本科毕业设计时间持续一个学期，由教师命题，学生自主选择，然后根据自己的论文题目，设计实验方案。由于论文命题都是结合教师的科研内容和研究方向定的，所以实验内容除无机材料学外，还包括有机化学、无机化学、声、光、电、力学等多学科的方方面面。这时大多数学生显得很盲目。使学生在专业试验阶段掌握这些相关的实验内容，开设综合性试验、设计性试验就显得尤为重要。综合性、设计性试验能使学生对所学知识和感兴趣的知识进行整合和改进，在实验过程中掌握实践技能，培养学生的专业素质。
专业实验课改革和实践是一项长期的工作，它涉及相关学科的方方面面，是一项系统而艰巨的任务，必须寻求各方面的支持和帮助。无机非金属材料工程专业的毕业生分布在科研、生产、检测等不同领域，要使毕业生都能在自己的岗位上熟练地发挥自己的特长，充分发挥自己的潜能，是我们教学研究要达到的目的。为了达到这一目的，就要不断进行教学研究，探索无机非金属专业的教学改革和建设，培养学生理论联系实际的能力，增强分析问题、解决问题的能力，开发学生的潜在能力，把学生培养成实用型人才。
参考文献：
[1]陈桂华.材料化学专业实验教学研究[J].洛阳师范学院学报，2009：150-151.
[2]张刚.环境科学专业实验课教学改革探讨[J].实验室科学，2009（2）：44-46.
[3]肖佳.土木工程材料开放性试验教学研究与实践[J].长沙铁道学院学报：自然科学版，2006（2）：83-84.
无机非金属材料范文4
我国的高等教育在20世纪末进行了大力改革，取得了令人瞩目的成绩。但是，由于长期形成的教学理念及经费等方面的原因，各类理工科专业在实验教学体系改革中成效不显著。尤其对于无机非金属材料这类实验学科，必须将实验教学体系的改革和整个教学体系的改革通盘考虑，同时将高校培养自主创新人才的目标与实验教学改革相结合,只有这样才能在新的教学计划中实现既定的人才培养目标，培养出基础雄厚、勤于思考、善于动手的新时代大学生。
一、我校无机非金属材料专业现状
1998年，国家教育部新颁布了普通高校本科专业目录，对原有专业设置和专业结构进行了调整，旨在拓宽专业口径，提高学生基本素质，以增强学生对社会主义市场经济和科学技术不断发展的适应性[1]。
我校在新的专业目录中，无机非金属材料专业需要培养具备材料科学与工程方面的专业基础知识，掌握材料科学与工程领域的相关专业知识，能在无机材料、复合材料和纳米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、工艺设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。无机非金属材料专业课程体系、教学内容和实验教学体系的制定都是围绕着这一目标，对于培养综合型人才，实验教学环节显得尤为重要。
二、我校无机非金属材料专业实验教学体系中目前存在的主要问题
1、实验教学的内容设置过于依赖理论课程。在传统教学理念中，实验教学一直被认为是理论课程教学的补充，忽视了实验教学作为课程主体的独立性；在传统教学方法中，往往只考虑实验教学内容与理论课程设置的一致性，而忽视了实验课程本身所具有的规律及特点。
2、实验教学内容上，存在着“四多四少”：依赖于课程理论教学的验证性实验多，能发挥学生能动性、积极性的设计性实验少；经典的理论性实验多，有特色的、能反映学科最新研究动态和工程实践的实验少；孤立的单元性实验多，多学科内容复合的综合性实验少；老师讲解并演示指导操作的实验多，学生自主思考动手设计操作的实验少。
3、教学方法上，缺乏创新，教学手段单一、方法古板。在大多数的实验课程中，教师将实验讲义准备的越来越详细，实验用具也准备的越来越具体。对于学生而言，只需要按照老师的讲义，“照方抓药”即可完成实验。这类实验进行的多了，学生便会对实验缺乏兴趣与主动性，进而导致忽视实验课程在教学过程中的作用。
4、在其他方面，存在着实验设备陈旧；部分实验设备缺乏，不能满足每个实验组的要求，造成实验设备在实验教学时高负荷操作等问题。
三、无机非金属材料专业实验教学体系的改革思路
实验教学体系的构建是否科学、合理，对能否培养出既掌握扎实理论知识，又具有动手实践能力的综合性人才有着重要的影响。结合国家的教育方针与政策、无机非金属专业的培养目标、社会对本专业的实际需求、学生对实验教学内容的建议及上文中提到的所存在的各种问题等，我们提出了我校无机非金属材料专业实验教学体系的改革思路。
A、实验教学体系构建的指导思想及原则：
1、以创新能力、动手能力培养为实验教学的核心。从单纯的讲授知识、传授技能转变为培养学生自主创新能力；培养学生将课堂专业知识与实验技能相结合的能力；培养学生在实验中发现新现象，解释新现象的能力；培养学生动脑思考、独立设计实验并完成的能力。
2、优化课程实验配置，积极压缩验证性实验，多开设综合性和设计性实验，大力发展开放性实验。开设能够反映本学科最新研究动态及工程实践方面的实验内容，增加学生自主设计性实验、多学科综合性实验及单方向深入研究性实验。
3、提倡以学生为主体的意识，因材施教，注重学生个性的发展。改进教学方法，由以前的教师一包到底，转变到学生为主、教师辅导的形式，充分调动并发挥学生的主观能动性、积极性和创造性。
4、以无机非金属材料的制备工艺、性能测试、结果分析为主线，构建与专业理论教学相平行的实验教学体系。两者之间既要做到相互独立、各自发展，又要做到互相补充，共同进步。充分体现实验在材料设计、研究、生产过程中的主导地位。
5、在实验教学过程中，注意使用现代化教学手段，引入多媒体教学等内容；在实验教材的安排上，根据实验课程内容的调整，重新编制内容新颖的实验教材；在实验设备上，加大投资力度，尽可能满足学生对实验条件的要求。
6、合理设置实验室，加强实验室与教研室之间的联系，建立健全的实验教学体制。加强对实验教师的培训，使其能充分调动学生对实验课程的学习积极性。
B、实验教学体系的构建思路和具体方法
遵循上述指导思想和原则，我们拟定了无机非金属材料专业实验教学体系的构建思路和具体方法。我校的无机非金属材料专业实验教学体系应该是一个“四种方式、三个阶段、两种综合、一个目标、以能力培养为核心并贯穿整个培养计划始终的实验课程体系。”
1、“四种方式”是指学生在校期间的实验教学可以分为四种不同的方式。分别为：前期的公共性实验、中期的开放性实验和专业实验、后期的毕业论文实验。
公共性实验是指学生在大一大二学习基础课程时，对本专业相关的基础实验内容的学习。这种方式有利于学生打下良好的实验基础，有利于其熟悉实验操作、实验手段，掌握最基本的操作技能，为进一步的专业学习及实验打下良好的基础。
开放性实验和专业实验也非常重要，这是在学生学习专业知识的过程中进行的。我们一方面强化专业基础实验教学，提高教学时数，且单独设课，重要的是我们根据材料类专业的共同特点，建立了专业基础课的公共实验平台，即将专业基础实验构建为四类公共实验：材料合成与制备实验、材料成形与加工实验、材料结构与表征实验、材料性能测试实验；另一方面，我们针对无机非金属材料量多面广的特点，设立了各种设计性的专业实验，这些实验完整再现了一个具体材料的设计过程，而且多是教师们的科研课题，非常具有时效性、前沿性。
这两种方式非常有利于学生进一步了解自己所学专业的内涵及发展前景，有利于形成和强化学生的专业思想，为日后的进一步学习或工作打下基础。
毕业论文实验是对学生四年大学学习的一个总结，是理论知识和专业知识有效的结合。对于进一步考研深造的学生而言，可以尽早进入研究状态；对于工作的同学而言，也可使其更快的熟悉工作岗位。
2、“三个阶段”是指学生在校期间的实验教学可分为三个阶段，并使其对应到上述的“四种方式”中。
首先是前两年的理论学习及基础实验阶段。在这期间，学生需要掌握基础实验所需要的理论知识，如化学、物理及物理化学等；学会进行基本的实验操作，能够独立完成教师布置的实验任务。
中期是指学生在大三学年接触专业知识之后，安排一定的与专业知识内容相关的学科前沿课题，或者工程实践课题等实验项目。从而使学生在理论上及实践上均对专业内容进行了解。这一阶段应该是学生锻炼实验能力的主要阶段。
后期是指学生在大四阶段对专业知识深入了解之后，同时结合毕业论文环节，进一步查漏补缺，进而弥补自己在理论或实验技能上的不足。
3、“两种综合”是指在实验教学体系中要做到实验课程内容综合化和教学方法综合化。
实验课程内容综合化，是指在实验内容的安排上，尽量取消验证性实验，尽可能安排综合性和设计性实验，并注重体现专业特色。在条件允许的情况下，也可以选择跨专业的综合性实验安排。在实验内容的综合化方面，要根据不同的学生情况进行不同的安排。
教学方法的综合化是指在实验教学的过程中，引入各种教学方式，如多媒体教学，演示教学、计算机模拟等。对于验证性、综合性实验等，采取传统的封闭式教学方法；对于设计性、研究性实验，则可以采取学生分组，自主讨论研究，方案自定、共同协作的开放式教学方法。
4、“一个目标”即实验教学改革的唯一目标为培养具有丰富理论知识、具有自主创新思想和专业思想、拥有较强动手能力的新时代大学生，使学生在毕业后能顺利地进入研究或工作中。
四、结束语
无机非金属材料范文5
关键词:非金属；活化剂；硬化速度；耐高温；堵剂
中图分类号：C35文献标识码： A
无机非金属高温调堵材料是专门为稠油热采的高温调堵作业而研制的新材料。此类非金属材料主要采用具有特定性能的特殊矿物，并将矿物成分进行科学配比后采用均化湿法生产加工而成的一种气-水两硬性无机胶凝材料。五金非金属高温调堵材料具有其他常规调堵材料无可比拟的优势，其在常温条件下很难硬化，而且经过长时间水化其强度也很弱,基本不具有使用价值。40℃以上的温度是其被激活的必要条件之一,同时特殊的无机/有机复合活化剂是另一个必要条件。由于有稠化时间和凝固时间可控范围宽的特点,使其在稠油热采及注汽井的调堵封窜、油水井防沙固沙领域,更有其它材料所不可比拟的独特优势,现进行室内实验来研制一种配方的无机非金属高温调堵材料。
1.无机非金属高温调堵材料烧制
1.1试剂
佳木斯黏土矿黏土,佳木斯杨庄铁选场尾矿沙,伊春西林选矿厂尾矿沙,佳木斯大理石矿白云石,佳木斯粉煤灰。
1.2实验设备
0.4m×1m土立窑,4―72型离心风机,250×100mm2烘干标准磨,200×80mm2康必丹磨,万能试验机,恒温水浴,电子天平,电热恒温干燥箱。
1.3实验方法
试验所用原料化学分析结果、生料的原料配比及生料化学成分分别见表1、表2和表3。
表1原料的化学成分
矿物名称 Loss/% Sio2/% Al2O3/% Fe2O3/% CaO/% MgO/%
低钙白云石 33.53 14.71 4.33 1.52 40.12 3.74
佳木斯铁选尾矿 - 68.35 10.19 17.30 1.00 2.23
伊春铁选尾矿 - 72.16 4.55 14.72 3.39 2.19
佳木斯黏土 10.13 69.67 4.18 9.82 1.70 2.30
表2生料的原料质量配比（%）
方案编号 低钙白云石 佳木斯尾矿 伊春尾矿 佳木斯黏土
1 20.0 70.0 0.0 10.0
2 20.0 0.0 70.0 10.0
3 20.0 35.0 35.0 10.0
4 20.0 0.0 0.0 80.0
为得到高度缓凝的水硬性无机非金属高温调堵材料,设计方案时采用低饱和比配料方案,设定生料的石灰饱和系数为0.6左右,并按单位热耗3 500KJ/kg熟料配煤,在标准磨中粉磨成生料,每次10kg,粉磨45min。把配制好的生料在简易成球盘上成球,加水10%,球径控制在10mm左右,在土窑中锻烧成熟料,将熟料和佳木斯粉煤灰以70:30的比例在康必丹磨中粉磨成无机非金属高温调堵材料,粉磨时间1h,比表面积控制在500m2/kg,对磨制好的无机非金属高温调堵材料进行化学分析和物理检验,详见表3。
表3熟料质量对比情况
项目 方案编号 比表面积（m2`kg-1） 标准稠度 抗压强度/MPa 凝结时间/h
3d 7d 28d 初凝 终凝
熟料 1 530 28 1.6 2.3 3.8 5：25 7:00
2 530 28 1.4 1.8 4.0 4：28 5：45
3 530 28 1.5 2.1 3.8 4：55 5：45
4 530 28 5.5 11.1 44.0 0：52 1：41
由于1号方案,即以佳木斯铁选尾矿沙为主要原料烧成的无机非金属熟料的初凝时间明显长于其它方案。因此,初步确定以佳木斯尾矿为主料,进一步进行熟料烧制试验,生料的设计比例和烧成熟料的物理指标见表4和表5。
表4佳木斯尾矿为主料的生料原料配比（%）
方案编号 低钙白云石 佳木斯尾矿 佳木斯黏土
5 20.0 50.0 30.0
6 20.0 60.0 20.0
7 20.0 70.0 10.0
8 20.0 80.0 0.0
表5 佳木斯尾矿为主料的熟料物理指标
项目 方案编号 比表面积（m2`kg-1） 标准稠度 抗压强度/MPa 凝结时间/h
3d 7d 28d 初凝 终凝
熟料 5 530 28 1.5 1.8 3.7 5：20 6：35
6 540 28 1.5 1.8 3.5 5：40 7:05
7 540 28 1.7 2.2 4.1 5：00 6：25
8 550 28 1.9 2.6 4.2 4：50 5：50
从上表中可以看出，随着佳木斯尾矿作为主料比例的增加，烧成熟料的凝结时间逐渐增大，结合表4，我们可以看出，一旦佳木斯尾矿主料配比超过70%，其凝结时间反而减小，在编号6中，也就是按60%标准进行配比时，其凝结时间达到巅峰。因此,生料配方采用低钙白云石:佳木斯尾矿:佳木斯黏土=20%:60%:10%。
2.无机非金属高温调堵性能评测
取复合添加剂(是一种自制高分子共聚物,主要功能是抑制无机非金属材料的水化反应)3g,加水100mL,加热至(80～85)℃活化呈半透明状,得母液。在母液中分别加入过325目标准筛的无机非金属胶凝材料20g,搅拌均匀。将样品分别置于室温、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃恒温水浴中,观察样杯中泥浆液稠化时间和固化后无机非金属胶凝材料固结体的强度,另取相同样品在不添加复合添加剂在同条件下进行稠化实验。实验结果见表6
表6温度对稠化时间和无机非金属胶凝材料固结体强度的影响
t/摄氏度 20（室温） 40 50 60 70 80
稠化时间/h 40d不凝 63 51 34 12 4
抗压强度/MPa ... 0.2 2.4 3.3 3.7 4.6
试验结果表明:
①在室温下(约20℃),泥浆液至少40d不稠化;
②随着温度的逐渐升高,泥浆液失去流动性的时间在明显缩短,而无机非金属胶凝材料固结体的抗压强度则显著增高。
③没有添加复合添加剂的样品超过40d没有稠化。该实验结果说明温度是影响泥浆液和无机非金属胶凝材料固结体性能的最重要因素之一,它的胶凝活性需要有特殊的活化剂存在和一定的温度两个条件同时得到满足才能够出现。
结论
（1）当材料中无活化剂，并且处于常温条件时，无机非金属材料具有不凝胶和固话的良好性能。此外，此类非金属新材料在长时间的水浸下也不会凝胶和固话。
（2）无机非金属材料水化活性是可以激发和稠化、硬化强度、硬化速度的，其手段主要通过温度控制和活化剂控制。
（3）无机非金属胶凝材料具有良好的时间调节性能。在工程应用当中，此类新材料的稠化时间可以有效调节，其调节范围一般在几十分钟至几天内不等，更好的适应各种规模作业的油田调堵作业。
参考文献：
[1]杨钊,李瑞,吴宪龙.耐高温无机非金属胶凝材料堵剂[J].油田化学,2009,03:265-268.
[2]董伟霞,包启富,王艳香,石棋.新形势下《无机非金属材料专业实验》教学研究初探[J].景德镇高专学报,2010,02:45-46.
[3]张震.新型智能复合调堵、调驱体系及调堵机理研究[D].西安石油大学,2013.
无机非金属材料范文6
然而，尽管新教材中各个模块都不同程度地提供了相应的STSE素材，但较为分散。因此，目前中学化学教学中的STSE教育主要是在传统课堂教学中进行零星地渗透，使得目前的STSE教育没有能够得到全面、深入的开展[4]。
硅作为仅次于氧的最丰富的元素广泛存在于地壳的硅酸盐和硅石中；同时，作为无机非金属材料的主角，硅与人类生产实践和日常生活密切相关。因此，硅的课堂教学内容十分适合成为实施STSE教育的主题。
一、STSE教育在课前实践活动中的运用
【活动目的】寻找硅元素。通过小组研究学习，体会合作学习的重要性，学习与他人合作、分享，体验化学与自然、生活和社会的密切关系。
【具体做法】把全班52名学生以自愿组合的方式分成13组，推选出组长。要求：每个人都各自查找有关硅元素的资料，并分头去寻找身边接触到的含硅元素的物品，拍成照片（不能用网上图片代替）交给组长。每组选出5张优秀照片上交，经教师审阅后，小组进一步完善作品。最后，教师将每个小组的作品合并到一张投影上，并在课前循环播放。
当下一个环节要求学生将照片中的含硅材料分类时，他们看到的不再是一张张冷冰冰的离自己很遥远的漂亮图片，而有可能是某位同学的手机、家里的漂亮花瓶，也可能是校园里每天都能见到的太阳能电池板、教学楼的外墙，或是化学实验室常用的试管、烧杯等等。这样能激起学生强烈的兴趣和求知欲，并且产生满足感。
二、STSE教育在认识材料探究活动中的运用
【探究目的】通过分析各种资料，感受硅及其化合物在材料领域的重要地位，体会化学的实用性，激发对化学科学的兴趣。依据学生的认知心理，建立材料意识。真正做到“从生活走进化学，从化学走入社会”。
【具体做法】物品核心材料核心物质性质应用
1.物品核心材料
第一步：由教师选取学生的部分照片和一张学生感兴趣的影片《阿凡达》中罗浮山的图片编成三组图片：“校园一角硅元素”、“生活中的硅元素”和“自然界中的硅元素”。
第二步：由学生从上述图片找出含硅元素的物品。如学生从“校园一角硅元素”图片中找出水泥房顶、玻璃门、砖、硅太阳能电池板等；从“生活中的硅元素”中找出瓷水杯、石英表、电脑、手机等；从“自然界中的硅元素”中找出沙滩、高山、土壤等。
第三步：由学生从上述物品中提取出核心材料。提取出的核心材料有水泥、混凝土、玻璃、陶瓷、石英、晶体硅、沙子、岩石、泥土等。
通过上述步骤，使学生确实感受到“硅是无机非金属材料的主角”这一主题。
2.核心材料核心物质
由教师选取学生的部分照片，按核心材料的类型编成六组图片，采用连连看的方式分别找出所含的核心物质（分为“含硅单质”“含二氧化硅”“含硅酸盐”三类），由小组共同讨论完成。
3.核心物质性质
根据含有二氧化硅的六组图片，归纳出二氧化硅的性质。图片所附资料为“海边沙粒”“石英坩埚”“玛瑙研钵可粉碎陶瓷”“实验室盛装氢氧化钠溶液的试剂瓶不用玻璃塞”“用氢氟酸雕刻玻璃”“半导体工业的行话：从沙滩到用户”。学生通过独立思考―小组讨论―全班交流完成“从核心物质性质”的自主学习过程。
4.性质应用
由归纳出的二氧化硅的性质再延伸到如何更科学地使用材料。如玻璃中含有二氧化硅，在使用玻璃制品时要注意哪些问题等等。之后重点介绍获得2009年诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟制造出世界上第一根光导纤维，因此被冠以“光纤之父”的称号。
三、STSE教育在课堂反思活动中的运用
【活动目的】更好地从化学的视角认识生活。
【具体做法】
1.学生的认识
学生反思“寻找硅元素”实践活动和课堂活动中的体会，包括学到了什么知识、方法和新的认识，又是如何学到的，还有哪些没有得到，还想知道和研究哪些问题等等。让学生畅所欲言，充分反思硅元素在自然界、技术、社会和环境中扮演的重要角色。并通过课后问卷调查的方式进一步总结凝练。
2.教师谈自己的认识
教师感悟：“几年前，我去张家界时并不是很喜欢那里的山。大概因为我来自江南水乡的缘故吧，总觉得缺少了水，山也就少了那份灵气。而这次在查找《阿凡达》中罗浮山（据说其原型属张家界地貌）的图片时，了解到原来张家界属于世界上最完美的石英砂岩地貌。要是那时候我就能多了解这些知识，而且能多从化学的视角看生活，也许就能感受到一种别样的美了……”
