非金屬材料范文

導(dǎo)語：如何才能寫好一篇非金屬材料，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

摘 要： 所有的零件都是由材料組成的，有的是金屬材料，有的是非金屬材料，還有一些特殊材料，在飛機(jī)制造中也是一樣，在整個飛機(jī)上需要很多金屬材料和非金屬材料，飛機(jī)材料中非金屬材料的分類、特點(diǎn)尤為重要，要通過他們的特點(diǎn)和材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行飛機(jī)零部件的設(shè)計，保證合理利用它們，同時在飛機(jī)制造中還應(yīng)用了復(fù)合材料，通過應(yīng)用不同的材料，使飛機(jī)的性能達(dá)到更優(yōu)越。

關(guān)鍵詞： 非金屬材料分類、特點(diǎn)、材料結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料

1.非金屬材料分類、特點(diǎn)

在工程材料中，對材料的分類是金屬材料、非金屬材料、復(fù)合材料（如圖1.1），而對于非金屬材料又可以分為有機(jī)聚合物和無機(jī)材料，而纖維、橡膠、塑料構(gòu)成了有機(jī)聚合物，無機(jī)材料包含水泥、玻璃、陶瓷，以上這些材料都是非金屬材料。

而在飛機(jī)的制造中，對于非金屬材料是不單獨(dú)使用的，它是通過合成復(fù)合材料之后，加工成飛機(jī)零件，是復(fù)合材料基體或者改性材料之一，對于非金屬材料的性能特點(diǎn)就是硬度比較低，但是韌性和彈性較大，同時它的絕緣性能優(yōu)秀，導(dǎo)熱性低，耐熱性不好，容易融化。

在飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)最常見的非金屬材料就是塑料，例如行李架、座椅的把手、一些箱柜，它們都是通過塑料制成的，塑料的組成為樹脂、填料、固化劑、增塑劑、阻燃劑、穩(wěn)定劑，如果塑料按照樹脂分子結(jié)構(gòu)分類，可以分為熱塑性塑料和熱固性塑料，熱塑性塑料在w機(jī)內(nèi)的有機(jī)玻璃就是它的成分。

2材料結(jié)構(gòu)

非金屬材料的結(jié)構(gòu)一般是研究高分子材料的結(jié)構(gòu)，高分子材料的結(jié)構(gòu)是大分子鏈結(jié)構(gòu)，而大分子結(jié)構(gòu)鏈的形態(tài)有線型、支化型、網(wǎng)狀型，如圖2.1.

一般的結(jié)構(gòu)都是線型的，它可以伸展成直線，所以它的力學(xué)性能好，在外力作用下分子可以流動；支鏈這種結(jié)構(gòu)的非金屬材料在熔點(diǎn)升高時候，黏度會隨之增加；而第三種機(jī)構(gòu)的材料硬度好，但脆性較大。

3.復(fù)合材料

復(fù)合材料的性能如表3.1.

隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展，復(fù)合材料的性能的要求也不斷的越來越高，而要是性能高就必須使樹脂的性能提高，5250-2與5208樹脂的比較如圖3.1，這兩個樹脂型號都是作為戰(zhàn)斗機(jī)用復(fù)合材料的基體，5250-2碳纖維復(fù)合材料就有高的壓縮強(qiáng)度，同時5250-2樹脂的彈性也比較高，在美國YF-22戰(zhàn)斗機(jī)上使用。

在國內(nèi)，通過北京航空工藝研究所得研制，T-300/4211體系，它的性能具有耐熱性好，交聯(lián)密度大，已經(jīng)用機(jī)進(jìn)氣道外側(cè)壁版上。

結(jié)束語

在飛機(jī)的制造中還添加了特殊的材料，對于它們的應(yīng)用，使飛機(jī)在設(shè)計上更上一個層次，同時非金屬材料對機(jī)內(nèi)部零件是非常重要的，要根據(jù)材料本身的分子結(jié)構(gòu)和性能去應(yīng)用，航空航天復(fù)合材料是現(xiàn)今四大材料之一，它也是衡量一個國家制造水平和科技水平的一個指標(biāo)，同時它不僅應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域，在電子，運(yùn)動器材等領(lǐng)域應(yīng)用也非常廣泛。

參考文獻(xiàn)

1.應(yīng)榮華主編，材料成型原理與工藝，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005。

篇2

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料；水泥；玻璃；陶瓷

無機(jī)非金屬材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質(zhì)組成的材料。是除有機(jī)高分子材料和金屬材料以外的所有材料的統(tǒng)稱。

傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料是工業(yè)和基本建設(shè)所必需的基礎(chǔ)材料。如水泥是一種重要的建筑材料;各種規(guī)格的平板玻璃、儀器玻璃和普通的光學(xué)玻璃以及日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和電瓷等與人們的生產(chǎn)、生活休戚相關(guān)。

1 水泥

水泥作為三大建筑材料之一，是最大宗的無機(jī)非金屬材料。日前，傳統(tǒng)水泥的生產(chǎn)工藝日趨完善，水泥材料的發(fā)展主要表現(xiàn)在高性能水泥基材料、節(jié)能型水泥等方面。

1. 1高性能水泥基材料

對水泥材料高性能的要求首先是基于高強(qiáng)。通過降低孔隙率、改善孔結(jié)構(gòu)及孔徑分布可開發(fā)出高致密、高強(qiáng)度的水泥基材料，為此，一般可采用以下兒種方法:改變成型方法；摻加超細(xì)活性硅質(zhì)材料，摻加高分了材料;摻加纖維材料，取得了很好的增強(qiáng)和增韌效果，從理論上講，理想的纖維材料是硅酸鈣纖維，它與水泥材料的化學(xué)兼容性好，還可起品種作用促進(jìn)水化;發(fā)展新型水泥材料，傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥及其衍生品種的強(qiáng)度和耐久性均不夠理想，

1.1.1浸漬水泥基材料

采用高分子聚合物對水泥漿體浸漬，使整個材料非常密實(shí)，所得材料的抗壓強(qiáng)度可達(dá)240MPa。

1.1.2壓實(shí)水泥

根據(jù)巖石的成礦機(jī)理采用類似于制造陶瓷的熱壓工藝，在100MPa-345M P。的壓力和150°C - 250°C的溫度下獲得了抗壓強(qiáng)度達(dá)350MPa- 500MP的水泥材料，使其幾乎與金屬材料媲美。

1.1.3MDF水泥

又稱宏觀無缺陷水泥是指一種綜合性能優(yōu)異的抗壓強(qiáng)度高達(dá)300MPa，抗折強(qiáng)度更高達(dá)的200MPa，在電學(xué)、磁學(xué)、聲學(xué)和低溫使用性能方面也有某些性能的新型水泥制品。 MDF水泥抗折強(qiáng)度高韌性好，可用于制造各種管 道尤其是用其他材料不易制作的大直徑管道，及對抗折強(qiáng)度有較高要求的支撐材料。 MDF水泥絕緣性好，體積電阻率和擊穿電壓高，可代替陶瓷、塑料用作力學(xué)性能好的經(jīng)久耐用電絕緣材料； 經(jīng)微細(xì)化處理的MDF水泥，可用作唱片、音箱材料以及制作水泥彈簧等； MDF水泥還有望成為一些金屬材料、木材和陶瓷材料的廉價代用品。

1.2節(jié)能型水泥

節(jié)能型水泥的生產(chǎn)可通過改變熟料礦物組成、生產(chǎn)少熟料水泥等途徑達(dá)到。

1.2.1改變熟料礦物組成：在保證質(zhì)量的條件下以含鈣量低，形成溫底低的低能耗熟料礦物代替?zhèn)鹘y(tǒng)硅酸鹽水泥中的C3S,C3A等高能耗礦物。

1.2.2生產(chǎn)少熟料水泥： 利用堿―礦渣水泥的生產(chǎn)原理，提高混合材摻量，減少水泥用量可大幅度降低水泥生產(chǎn)能耗及成本，同時還可充分利用工業(yè)廢渣，如鋼渣、磷渣、鐵合金渣、鉛渣、鎳渣、鋁渣等，還可利用沸石、火山灰等天然或人工火山灰質(zhì)材料。提高混合村摻量通常對水泥長期強(qiáng)度沒影響，但使凝結(jié)變慢、早強(qiáng)下降，采用堿性激發(fā)劑充分激發(fā)混合材的活性或采用早強(qiáng)劑可彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)。

2玻璃

玻璃是另一類傳統(tǒng)的、歷史悠久的無機(jī)非金屬材料。傳統(tǒng)的玻璃材料及器皿等工藝技術(shù)己基本成熟，玻璃新材料包括醫(yī)用玻璃和生物工程玻璃、非線性光學(xué)玻璃、光通訊用玻璃、平面集成微光學(xué)玻璃、電致變色和光致變色玻璃等。

2.1醫(yī)用玻璃和生物工程玻璃

自發(fā)明生物玻璃以來，人們發(fā)現(xiàn)許多玻璃和微品玻璃能與生物骨形成鍵合，其中一些己應(yīng)用于臨床，用作牙周種植、人造中耳骨等。日前已經(jīng)利用玻璃、微品玻璃制備高韌性生物活性金屬，生物活性聚合物等。微品玻璃尤其是多孔微品玻璃可用作生物工程中的載體，用在固定床反應(yīng)器、固定床循環(huán)反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器上。

2. 2非線性光學(xué)玻璃

近年來，非線性光學(xué)玻璃，特別是未來全光學(xué)裝置所要求的具有高二階極化率X,快的響應(yīng)時間T和低的光吸收特性的材料研究引人注日。制備方法包括傳統(tǒng)微品玻璃制備法分離了交換法、溶膠―凝膠法和離了注入法。

2. 3光通訊用玻璃

目前利用摻稀土的氟化物光纖制作具有從可見光到中紅外光操作波長帶的纖維激發(fā)器和放大器，以滿足超高容量和適應(yīng)性強(qiáng)的光學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的需要。

3陶瓷

陶瓷是具有悠久歷史的材料，通常作為陶瓷器、磚瓦、衛(wèi)生陶器等民用產(chǎn)品用于人們的日常生活，作為工業(yè)產(chǎn)品，廣泛用著耐火材料、電絕緣子、磨削砂輪等。

精細(xì)陶瓷是相對于傳統(tǒng)陶瓷而言的。它是采用高度精選的原料，具有能精確控制的化學(xué)組成，按照便于控制的制造技術(shù)制造、加工的，便于進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的，具有優(yōu)異特性的陶瓷。精細(xì)陶瓷可分為:電了陶瓷、高溫陶瓷、生物陶瓷、結(jié)構(gòu)陶瓷等。

3. 1電陶瓷

電陶瓷可分為導(dǎo)電陶瓷、光電陶瓷、電介質(zhì)陶瓷等。

導(dǎo)電陶瓷：導(dǎo)電陶瓷有碳和SiC系陶瓷、BaTi03系半導(dǎo)體陶瓷等。可用作電阻器、高溫用電熱電阻、熱敏電阻器、濕敏電阻器、具有開關(guān)和存儲功能的非線性電阻器等。光電陶瓷：光電陶瓷制成光敏元件、光電導(dǎo)模元件、光生伏打模元件。燒結(jié)CaS多品可作成x射線到紫外線范圍的光檢測器。電介質(zhì)陶瓷：電介質(zhì)陶瓷可分為絕緣陶瓷、壓電陶瓷和鐵電陶瓷。

3.2高溫陶瓷

高溫陶瓷與金屬相比，能耐更高的溫度。高溫陶瓷有氧化物系陶瓷和非氧化物系陶瓷。碳化物、硼化物、氮化物等顯示出不同于以往氧化物系陶瓷的性能，成為超高溫度技術(shù)領(lǐng)域中的重要材料。

3. 3生物陶瓷

生物陶瓷是用于人體器官替換、修補(bǔ)和外科矯形的陶瓷材料，它己用于人體，近年來發(fā)展相當(dāng)迅速。這類材料卞要包括氧化鋁、烴基磷灰石、生物活性玻璃及生物活性玻璃陶瓷、涂層及可被吸收降解的磷酸鈣陶瓷。

3.4結(jié)構(gòu)陶瓷

結(jié)構(gòu)陶瓷以耐高溫、高強(qiáng)度、耐磨損、抗腐蝕等機(jī)械力學(xué)性能為主要特征，在冶金、宇航、能源、機(jī)械、光學(xué)待領(lǐng)域有重要應(yīng)用。在這些領(lǐng)域中用非金屬代替部分金屬是總的發(fā)展趨勢。

結(jié)語

未來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對各種無機(jī)非金屬材料，尤其是對特種新型材料提出更多更高的要求。由于對材料科學(xué)基礎(chǔ)研究的日益深入，各種精密測試分析技術(shù)的發(fā)展，將有助于按預(yù)定性能設(shè)計材料的原子或分子組成及結(jié)構(gòu)形態(tài)的早日實(shí)現(xiàn)。（鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院；河南；鄭州；450001）

參考文獻(xiàn)：

篇3

（一）碳族元素在周期表中的位置

ⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA

BCNOF

AlSiPSCl

GaGeAsSeBr

InSnSbTeI

TlPbBiPoAt

（二）碳碳元素及其單質(zhì)的性質(zhì)變化規(guī)律

元素名稱元素符號原子半徑

（nm）主要

化合價單質(zhì)的性質(zhì)

顏色、狀態(tài)密度

（g·cm—3）熔點(diǎn)

（℃)沸點(diǎn)

（℃）

碳C0.077+2，+4金剛石：無色固體

石墨：

灰黑色固體3.51

2.253550

3652

—3697

（升華）4827

4827

硅Si0．117+2，+4晶體硅：灰黑色固體2.32—2.3414102355

鍺Ge0．122+2，+4銀灰色固體5.35937.42830

錫Sn0．141+2，+4銀白色固體7.28231.92260

鉛Pb0．175+2，+4藍(lán)白色固體11.34327.51740

碳族元素化合價主要有+4和+2，C、Si、Ge、Sn的+4價化合物是穩(wěn)定的，而Pb的+2價化合物是穩(wěn)定的。

例PbO2有強(qiáng)氧化性

閱讀下列材料，回答有關(guān)的問題

錫、鉛兩種元素的主要化合價+2價和+4價，其中+2價錫元素和+4價鉛元素的化合物均是不穩(wěn)定的，+2價錫離子有強(qiáng)還原性，+4價鉛元素的化合物有強(qiáng)氧化性。例如Sn2+還原性比Fe2+還原性強(qiáng)。PbO2的氧化性比Cl2氧化性強(qiáng)。

（1）寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式

①氯氣跟錫共熱__________；②氯氣跟鉛共熱__________；③二氧化鉛跟濃鹽酸共熱__________；

（2）能說明Sn2+還原性比Fe2+還原性強(qiáng)的離子方程式______________。

答案：

（1）

①

②

③

（2）

二．碳族非金屬氧化物比較

COCO2SiO2

類別

酸性

氧化還原性強(qiáng)還原性弱氧化性弱氧化性

毒性有毒無毒無毒

反應(yīng)實(shí)例：

酸性：H2CO3>H2SiO3

與堿反應(yīng)：CO2+2OH—=CO32—+H2OCO2+H2O+CO32—=2HCO3—CO2+OH—=HCO3—

思考：CO2通入NaOH溶液中生成的鹽是什么？

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

思考：盛放堿液的試劑瓶為什么不能用玻璃塞？

氧化還原性

三、Na2CO3與NaHCO3的比較

Na2CO3NaHCO3

俗稱純堿（蘇打）小蘇打

溶解性易溶易溶

溶液度Na2CO3>NaHCO3

穩(wěn)定性穩(wěn)定不穩(wěn)定

與酸反應(yīng)出CO2速率慢（分二步）

CO32—+H=HCO3—

HCO3—+H+=H2O+CO2快（一步）

HCO3—+H+=H2O+CO2

相互轉(zhuǎn)化

方程式如下：

Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3

NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O

四、知識網(wǎng)絡(luò)

（一）碳及其化合物

（二）硅及其化合物

五．硅酸鹽工業(yè)

水泥玻璃陶瓷

原料黏土（CaCO3）純堿、石灰石、石英黏土

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關(guān)鍵詞：非金屬材料；球壓試驗；測量不確定度評定

引言

非金屬材料各種性能對溫度承受的能力都有一定界限。如在強(qiáng)高溫下，非金屬材料的電氣性能、機(jī)械強(qiáng)度及硬度等性能極容易被影響，從而失去其原有的特性。尤其當(dāng)非金屬材料所處溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常控制范圍時，有些產(chǎn)品的絕緣特性有可能逐漸被瓦解，甚至可能完全喪失殆盡，最終被高溫軟化或完全融化成液態(tài)糊狀。往往日常生活中的一系列火災(zāi)、觸電等安全事故都是因非金屬材料因所處溫度太高，導(dǎo)致其自身固有的機(jī)械強(qiáng)度、硬度以及電器性能等逐漸喪失而引發(fā)的。目前，我國衡量非金屬材料耐熱性能最主要的方法之一就是進(jìn)行球壓試驗。為此，文章力圖對非金屬材料進(jìn)行球壓試驗，以及測量不確定度評定來論證非金屬材料的生產(chǎn)是否合乎國家安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，從而保障好人們的日常安全。

1 實(shí)驗依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)和試驗過程

此次球壓試驗的依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)有GB/T5169.21-2006《電工電子產(chǎn)品著火危險試驗第21部分：非正常熱球壓試驗》中對非金屬材料耐熱性球壓試驗的規(guī)定。試驗過程：（1）試驗前將被試樣片在溫度20～35℃之間，相對濕度50～75%之間的恒溫恒濕裝置內(nèi)至少放置24h。（2）球壓置于烘箱中，烘箱溫度設(shè)為80±2℃，在此狀態(tài)下穩(wěn)定24h或達(dá)到熱平衡，取二者間小者。（3）從恒溫恒濕箱內(nèi)取出樣片，置于球壓裝置中，保持表面水平，并向被試樣片表面施加20N的壓力，烘箱溫度保持80±2℃，時間60±2min。（4）把球壓裝置從烘箱移開，取出被試樣片，浸入到水溫為20±5℃的水中2～5s，冷卻6±2mim后從烘箱取出，在2～3min內(nèi)測量由球面引起的壓痕直徑，并如實(shí)做好記錄。

2 試驗數(shù)據(jù)分析

2.1 評定條件和方法

據(jù)研究，影響壓痕直徑評定的因素主要有：測量儀器、測量人員、材料的材質(zhì)、溫度、材料厚度等。本次測量人員是由專業(yè)知識扎實(shí)，儀器設(shè)備使用熟練、科學(xué)，以及測量經(jīng)驗豐富、高效的試驗人員進(jìn)行測定。本次采用的測試樣品是無色條狀的聚碳酸酯樣片，標(biāo)稱尺寸讀取為80×40mm的長度，厚度則為3.0mm且可切割。本次球壓轉(zhuǎn)置所使用的鋼珠球直徑為5mm，將模擬一定條件下的強(qiáng)高溫環(huán)境，并對試驗樣品施加一個垂直其水平表面的20N的壓力，1小時后使用測量儀器觀察鋼珠壓力球在無色透明聚碳酸酯樣片表面的壓痕直徑大小，同時計算出其測量不確定度值，最終評定出非金屬材料聚碳酸酯樣片在強(qiáng)高溫性能的變化。

2.2 測量儀器引入的不確定度

測量儀器是由制造商標(biāo)注為PEAK，型號規(guī)格2034-20的測量顯微鏡。該款顯微鏡刻度放大倍數(shù)為20倍，能清晰確定壓痕尺距；根據(jù)廠商提供的校準(zhǔn)證書不確定度標(biāo)明為U=0.01mm，k=2的包含因子以及95%置信水平，適用測量不確定度B類方法進(jìn)行評定。

根據(jù)擴(kuò)展不確定度U=0.01mm，包含因子k=2，計算出標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

UE1=0.01/2=0.005mm

2.3 測量人員測量引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

在滿足重復(fù)性條件下，按照以往的球壓試驗經(jīng)驗，對人員測量的不確定度評定采用A類不確定度方法分量。人員測量不確定度誤差主要是因測量時多次調(diào)焦以及頻繁十字線卡邊界時導(dǎo)致，因此要求在同等條件下多次測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計評定。本次試驗選擇同一材料，按照標(biāo)準(zhǔn)要求切割為10個樣品，讀取數(shù)據(jù)測量，得到如下數(shù)值：0.882，0.857，0.872，0.843，0.860，0.872，0.855，0.857，0.864，0.862（單位mm）。

10次獨(dú)立測量數(shù)據(jù)平均值計算為：X=0.862

由貝塞爾公式可得：s==0.011mm

實(shí)際工作中，要求每個樣品各測量3次取平均值，由以上條件得出人員測量引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

UE2=S/3=0.004mm

3 試驗數(shù)據(jù)的討論

由于測量顯微鏡儀器與測量人員不確定度等兩個不確定度分量不存在相關(guān)性，故兩者測量讀取數(shù)據(jù)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算為：

Uc=（UE12+UE22）1/2=0.00640mm

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可估計為正態(tài)分布，取包含因子k=2，對應(yīng)于包含概率約為95%的壓痕直徑測量的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算為：

U（d）=Uc×k=0.013mm

本次非金屬材料聚碳酸酯樣片球壓試驗結(jié)果通過壓痕直徑d的顯微鏡測量結(jié)果來進(jìn)行評定，本次壓痕直徑的測量結(jié)果由10次不同方向測量數(shù)據(jù)計算平均值給出：

d=1.76

通過以上球壓試驗壓痕直徑測量結(jié)果不確定度的分析、計算表明，影響非金屬材料球壓試驗結(jié)果的兩個主要因素是測量人員和測量儀器。然而，經(jīng)過最終分析，影響測量結(jié)果不確定度的因素主要是測量人員對樣片的重復(fù)性讀取誤差以及顯微鏡刻度誤差所導(dǎo)致。因此，注重規(guī)范對球壓試驗儀器的操作和人員的操作，對于球壓試驗有科學(xué)性指導(dǎo)意義。必要時可加強(qiáng)對試驗人員試驗操作培訓(xùn)和相應(yīng)的練習(xí)，以減小球壓直徑測量結(jié)果的不確定度，從而提高非金屬材料耐熱性能評定的精確度。

4 結(jié)束語

對非金屬材料進(jìn)行球壓試驗，如測量數(shù)值經(jīng)評定后在科學(xué)合理范圍內(nèi)，則說明此非金屬材料合乎國家安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，其在異常高溫下不會因電壓問題導(dǎo)致性能改變，以及引起火災(zāi)等危險事故。雖然球壓試驗看上去形式簡單，環(huán)節(jié)不多，然而要得出一個科學(xué)、有效的試驗測試結(jié)果必須要做到嚴(yán)格按照實(shí)驗標(biāo)準(zhǔn)，謹(jǐn)遵實(shí)驗步驟，徹

底避免試驗過程的任何失誤，以確保試驗完滿成功。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：復(fù)合材料；無機(jī)非金屬材料；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）44-0130-02

材料是社會文明的一個重要標(biāo)志，也是當(dāng)今社會各個國家與地區(qū)發(fā)展基礎(chǔ)工業(yè)和開發(fā)新技術(shù)、新行業(yè)的源泉和動力。新材料的開發(fā)和使用，不僅需要材料研究的創(chuàng)新性思維，而且需要材料科學(xué)與技術(shù)人才的創(chuàng)新精神。當(dāng)前，隨著材料學(xué)的快速發(fā)展，將對材料人才提出了更多更高的要求，由原先的單一技術(shù)型人才逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂卸鄬哟巍⒍鄬W(xué)科交叉的復(fù)合型人才[1，2]。復(fù)合材料學(xué)科近年的發(fā)展也反映了社會對材料的要求，人們對多功能材料的需求和要求也在不斷提高，這加重了對學(xué)習(xí)材料人的要求，對于各類材料的結(jié)構(gòu)原理及其制備技術(shù)需要更多的了解。無機(jī)非金屬材料不僅是復(fù)合材料專業(yè)的必選課程，而且也是一門材料學(xué)科的綜合性課程。該課程主要講解無機(jī)非金屬材料的定義、分類，以及無機(jī)非金屬材料的共性與個性；無機(jī)非金屬材料中原料的制備、配合料的計算、成型、干燥和燒成等生產(chǎn)工藝以及介紹無機(jī)非金屬材料現(xiàn)在的發(fā)展?fàn)顩r與研究方向。復(fù)合材料專業(yè)開設(shè)無機(jī)非金屬材料課程的目的是讓學(xué)生能夠了解無機(jī)非金屬材料的基本知識，在學(xué)習(xí)復(fù)合材料專業(yè)的同時，拓展自己的學(xué)科知識，深化自己的專業(yè)領(lǐng)域，這對于增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競爭能力具有重要意義。

一、復(fù)合材料專業(yè)開設(shè)無機(jī)非金屬材料的必要性

無機(jī)非金屬材料是一門歷史悠久的學(xué)科，在人類發(fā)展的歷史上扮演著重要角色。在當(dāng)今社會，無機(jī)非金屬材料在建筑、航空航天、交通、電子科技以及能源等方面有著不可替代的作用，是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。復(fù)合材料作為一門新型學(xué)科，需要與其他專業(yè)進(jìn)行交流融合，無機(jī)非金屬材料與有機(jī)高分子材料、金屬材料并稱為材料界三大材料。通過對無機(jī)非金屬材料課程的學(xué)習(xí)，不僅能夠掌握無機(jī)非金屬材料的組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、制備工藝和性能特點(diǎn)，而且可以將其和復(fù)合材料進(jìn)行對比聯(lián)系，從而更加快速地學(xué)習(xí)復(fù)合材料。單一的材料已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在社會的要求，人們更加需要復(fù)合型材料，而無機(jī)非金屬復(fù)合材料的出現(xiàn)適應(yīng)了社會的要求。例如在石灰漿中摻入麻繩或其他纖維用作涂墻的材料，用鋼筋、水泥、砂、石塊制成鋼筋混凝土，等等，這些都是生活中常見的無機(jī)非金屬復(fù)合材料，所以在復(fù)合材料專業(yè)中開設(shè)無機(jī)非金屬材料，不僅有利于學(xué)生學(xué)習(xí)復(fù)合材料，在以后的社會工作競爭中也有很大的作用。

二、復(fù)合材料專業(yè)開設(shè)無機(jī)非金屬材料課程的教學(xué)現(xiàn)狀

無機(jī)非金屬材料課程作為復(fù)合材料專業(yè)的一門專業(yè)必選課，由于它涵蓋了陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等內(nèi)容，因此它比復(fù)合材料專業(yè)中開設(shè)的其他課程更加復(fù)雜。無機(jī)非金屬材料多是離子鍵、共價鍵或離子―共價混合鍵，導(dǎo)致材料的性能及結(jié)構(gòu)特征各有特點(diǎn)，并且制備過程中原料的比例或制備工藝也會對材料產(chǎn)生巨大的改變，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易將其混淆，使得教學(xué)達(dá)不到預(yù)料的結(jié)果。教學(xué)中大多數(shù)注重理論教學(xué)，不注重實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生對無機(jī)非金屬材料的了解只停留在理論知識。此外，作為一門選修課，學(xué)生對其重視程度也沒有復(fù)合材料必修課高，在學(xué)習(xí)過程中態(tài)度也會有所下降，學(xué)習(xí)效率也會降低，那么開設(shè)無機(jī)非金屬材料課程的初衷也沒有達(dá)到。

三、復(fù)合材料專業(yè)開設(shè)無機(jī)非金屬材料課程教學(xué)方法的探索

（一）教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

由于無機(jī)非金屬材料課程包含的內(nèi)容較多，有陶瓷、水泥、玻璃以及耐火材料等內(nèi)容，如果每一種材料都詳細(xì)講解，課時量必然不夠，因此需要以某一種材料為主線，根據(jù)無機(jī)非金屬材料的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)進(jìn)行穿插講解。此外，在教學(xué)過程中由于教學(xué)內(nèi)容較多，往往采用“填鴨式”教學(xué)，將所有的知識一股腦的塞進(jìn)學(xué)生的腦中，這樣導(dǎo)致學(xué)生不僅沒有了解無機(jī)非金屬材料，還對教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生厭倦，所以在教學(xué)過程中還要注重知識點(diǎn)的連貫性和層次性，準(zhǔn)確把握重難點(diǎn)。在教學(xué)過程中可以借助于生活中的事物來幫助記憶，比如可以根據(jù)樹的模型，將樹干比作無機(jī)非金屬材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能。學(xué)生通過了解不同的組成，推斷出將會產(chǎn)生怎樣的結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致相應(yīng)的性能，這樣可以讓學(xué)生抓住材料的本質(zhì)，學(xué)習(xí)起來也就得心應(yīng)手。然后，再由樹干發(fā)散到枝干，逐一講解無機(jī)非金屬材料課程中水泥、陶瓷、玻璃以及耐火材料的原料和制備工藝等，將內(nèi)容逐漸具體化，使學(xué)生更加輕松地學(xué)習(xí)無機(jī)非金屬材料課程，讓學(xué)生由淺入深，逐步了解無機(jī)非金屬材料，從而達(dá)到掌握無機(jī)非金屬材料課程的知識。

（二）教學(xué)方法的創(chuàng)新

無機(jī)非金屬材料是一門具有較強(qiáng)理論性的課程，因此在課堂教學(xué)時，首先要調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生能夠跟著教師的步伐在上課開始提一些簡單的問題，不僅能讓學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，也可以檢驗學(xué)生課下的復(fù)習(xí)情況。其次，記筆記對于學(xué)習(xí)無機(jī)非金屬材料是非常重要的，它不僅可以讓學(xué)生建立自己的學(xué)習(xí)方法，也方便課下的復(fù)習(xí)。另外，實(shí)踐教學(xué)是必需的，無機(jī)非金屬材料是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，實(shí)踐教學(xué)不僅能夠讓學(xué)生掌握課本知識，還可以增強(qiáng)學(xué)生對無機(jī)非金屬材料的理解[3]。實(shí)驗是實(shí)踐教學(xué)的主要途徑，實(shí)驗可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。托爾斯泰曾經(jīng)說過：“成功的教學(xué)，所需的不是強(qiáng)制，而是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣”。此外，課堂多媒體教學(xué)的作用也很大，觀看材料的微觀組織結(jié)構(gòu)視頻可以讓學(xué)生更加清晰的了解無機(jī)非金屬材料的制備過程。

（三）考核方式的改革

學(xué)習(xí)無機(jī)非金屬材料的目的是要讓學(xué)生掌握無機(jī)非金屬材料的種類、組成、共性和個性，掌握原料的制備過程和原料選擇對無機(jī)非金屬材料性能的影響，掌握陶瓷、玻璃和水泥的生產(chǎn)工藝流程等內(nèi)容。在考核學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果時往往采用考試的方法，這樣的方法會導(dǎo)致學(xué)生死記硬背課本內(nèi)容，給學(xué)生造成巨大的思想負(fù)擔(dān)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性，所以考試不是一種好的考核方法。采用論文考核也不是一種好的方法，現(xiàn)如今網(wǎng)絡(luò)的發(fā)達(dá)造成了利用網(wǎng)絡(luò)資源抄襲的現(xiàn)象，這樣的考核也不能達(dá)到開設(shè)無機(jī)非金屬材料課程的初衷。學(xué)習(xí)無機(jī)非金屬材料一方面是為了讓學(xué)生了解更多的材料學(xué)內(nèi)容，拓展自己的視野；另一方面，通過對無機(jī)非金屬材料課程的學(xué)習(xí)可以更好地學(xué)習(xí)復(fù)合材料，因此，可以將兩者結(jié)合起來進(jìn)行考核。將學(xué)生分成若干組，每一組負(fù)責(zé)完成一種無機(jī)非金屬材料設(shè)計，最后對每組成果進(jìn)行評價。這樣既可以檢驗學(xué)生對無機(jī)非金屬知識的了解，也能開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，從而真正體現(xiàn)這門課程的教學(xué)成果。

四、結(jié)語

無機(jī)非金屬材料課程一方面能夠讓學(xué)生了解無機(jī)非金屬材料的基礎(chǔ)知識，另一方面能夠從無機(jī)非金屬材料學(xué)習(xí)中更好地學(xué)習(xí)復(fù)合材料。本文針對當(dāng)前無機(jī)非金屬材料課程在復(fù)合材料專業(yè)教學(xué)中所面臨的問題，結(jié)合復(fù)合材料專業(yè)開設(shè)無機(jī)非金屬材料的必要性和教學(xué)現(xiàn)狀，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面提出了一些建議，期望以此推進(jìn)復(fù)合材料專業(yè)的發(fā)展，為國家培養(yǎng)更多優(yōu)秀的人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟凡桂.材料化學(xué)專業(yè)無機(jī)非金屬材料課程教學(xué)的實(shí)踐與探索[J].廣州化工，2010，（38）：205-207.

篇6

【關(guān)鍵詞】金屬材料；能源狀況；相關(guān)技術(shù)

0 引言

人類的發(fā)展歷史證明，在人類生存和發(fā)展中，主要的物質(zhì)基礎(chǔ)就是材料，現(xiàn)代文明基礎(chǔ)的重要支柱就是材料工業(yè)和能源。材料工業(yè)的發(fā)展在人類社會發(fā)展中占據(jù)著比較重要的位置，人們常常將主要的材料體系分為四個：一是金屬材料；二是有機(jī)高分子材料；三是無機(jī)非金屬材料；四是復(fù)合材料等。無機(jī)非金屬材料是由比較傳統(tǒng)的硅酸鹽材料形成的，對于現(xiàn)代來說，無機(jī)非金屬材料得到了較大規(guī)模的擴(kuò)展，涉及從最早的硅酸鹽領(lǐng)域到現(xiàn)在的碳化物、鹵化物以及磷酸鹽等等多個方面的領(lǐng)域。

1 無機(jī)非金屬材料的結(jié)構(gòu)以及特性

無機(jī)非金屬材料的相關(guān)元素結(jié)合力主要分為三種，一是離子鍵；二是共價鍵；三是離子共價鍵的結(jié)合。這種化學(xué)鍵具有的高鍵較強(qiáng)的特點(diǎn)，就會給材料帶來一些主要的特性，一是熔點(diǎn)高；二是具有較高硬度；三是較強(qiáng)的耐磨損性能；四是很高的強(qiáng)度；五是較好的抗氧化性能，六是良好的導(dǎo)電性能；七是較好的透光性；八是鐵電性能；九是鐵磁性能；十是具有一定的壓電性能。

2 無機(jī)非金屬材料的發(fā)展

無機(jī)非金屬材料主要分為兩大類，一是比較傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料；二是新型無機(jī)非金屬材料。傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料主要有四類：一是水泥和一些相關(guān)的制品；二是玻璃和一些相關(guān)的制品；三是日常能夠遇到的陶瓷；四是電瓷和磨料等等，它們不僅和人們的生活有密切的聯(lián)系，同時還和生產(chǎn)有著聯(lián)系，也是工業(yè)以及基礎(chǔ)建設(shè)過程中不能缺少的材料之一。新型無機(jī)非金屬材料不僅具有一些比較特殊的功能，同時也是具有一定用途的材料，它是現(xiàn)代新技術(shù)和產(chǎn)業(yè)、生物工程中都不能缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)，主要有非晶體材料、人工晶體等等。無機(jī)非金屬材料都是在高溫的情況下才能夠制成的，產(chǎn)生高溫的主要來源就是能源，由此可以看出，無機(jī)非金屬材料在一定程度上和能源相關(guān)的工業(yè)具有一定的聯(lián)系。

3 相關(guān)行業(yè)技術(shù)狀況的分析

隨著人類文明以及科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，無機(jī)金屬材料工業(yè)也在不斷的發(fā)展起來，我們主要介紹一下無機(jī)非金屬材料在相關(guān)能源行業(yè)技術(shù)狀況。

3.1 陶瓷工業(yè)

隨著經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，先進(jìn)技術(shù)得到了比較廣泛的使用，發(fā)展了具有現(xiàn)代技術(shù)的窯車式隧道窯，不僅產(chǎn)品的質(zhì)量得到了比較大的提高，還降低了能源損耗，同時也減少了工人的勞動強(qiáng)度，對生活的環(huán)境起到了一定的改善作用，并在窯車的基礎(chǔ)上進(jìn)行不斷的改造，最后推出了像步進(jìn)窯以及氣墊窯等等。輥道窯的使用，促進(jìn)了燒成的速度，輥道窯在進(jìn)行燒成的過程中，要求也是比較嚴(yán)格的，使其實(shí)現(xiàn)了全自動控制的相關(guān)操作，在一定程度上對人力資源起到了節(jié)省的作用。使用高質(zhì)量的燃料對其進(jìn)行燒成，并會燒制成高質(zhì)量的產(chǎn)品，大多數(shù)的廠家都會拋棄傳統(tǒng)的燃料，轉(zhuǎn)而使用比較潔凈低污染的燃料，減少了對環(huán)境的污染。

3.2 水泥工業(yè)

隨著對水泥生產(chǎn)的工藝進(jìn)行不斷的改善和發(fā)展，產(chǎn)生了充分利用現(xiàn)代技術(shù)的科學(xué)管理方法，同時制造出新型的干法回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)，水泥的生產(chǎn)開始朝向高質(zhì)量、低料消耗和低熱消耗以及低電消耗等方面發(fā)展。隨著水泥窯單機(jī)生產(chǎn)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，產(chǎn)生了一種新的干型法水泥回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的相關(guān)系統(tǒng)，它在水泥生產(chǎn)的整個過程中占有著比較重要的位置，可以進(jìn)一步對生產(chǎn)的能耗進(jìn)行降低，促進(jìn)了生產(chǎn)效率的提高，符合低消耗生產(chǎn)的發(fā)展規(guī)律。由此可以看出，傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料已經(jīng)朝向低污染、高增長的方向發(fā)展。

3.3 新型無機(jī)非金屬材料

針對新型無機(jī)非金屬材料來說，雖然在用量上不是很大，但它所具有的特殊性能會在一定程度上滿足各種比較特殊的需求，隨著經(jīng)濟(jì)和科技不斷的發(fā)展，人們對其進(jìn)行了比較深刻的研究，在一定程度上擴(kuò)寬了其發(fā)展的領(lǐng)域。現(xiàn)在的使用范圍主要分為：一是納米材料上的應(yīng)用；二是梯度材料上的應(yīng)用；三是超導(dǎo)陶瓷材料上的應(yīng)用；四是電壓陶瓷材料上的應(yīng)用；五是生物陶瓷材料上的應(yīng)用以及仿生材料上應(yīng)用；六是復(fù)合新技術(shù)材料生的應(yīng)用等等。

3.4 無機(jī)非金屬能源材料

從無機(jī)非金屬能源材料和與其相關(guān)比較密切的能源工業(yè)方面來看，無機(jī)非金屬材料在工業(yè)上用的主要就是燃料以及電能，燃料主要是在工業(yè)的生產(chǎn)上進(jìn)行應(yīng)用，電能主要在新型的無機(jī)非金屬材料生產(chǎn)的過程中進(jìn)行有效的應(yīng)用。相對來說燃料是一次性能源，而無機(jī)非金屬行業(yè)經(jīng)常用到的燃料主要是煤、天然氣、以及城市煤氣等等。煤的燃燒會給環(huán)境帶來一定的污染，而天然氣對環(huán)境污染的程度相對來說是比較小的。

4 總結(jié)

大多數(shù)的無機(jī)非金屬工業(yè)在生產(chǎn)的過程中，使用的都是非清潔的燃料，在生產(chǎn)消耗上有較大的浪費(fèi)，熱效率相對來說也是比較低的，由此可以看出，能源是不能夠進(jìn)行持續(xù)發(fā)展的，在一定程度上也會給環(huán)境帶來污染。同時生產(chǎn)過程中使用的也是一些不可再生的資源，這樣就會導(dǎo)致資源枯竭的可能，所以要找到一種新的能源進(jìn)行替補(bǔ)，才能保護(hù)我們賴以生存的環(huán)境，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]徐宏，黃偉，程存康，古宏晨.鈦乙二醇鹽的制備及其在聚酯縮聚催化與原位功能復(fù)合中的應(yīng)用[C]//北京：科技、工程與經(jīng)濟(jì)社會協(xié)調(diào)發(fā)展――中國科協(xié)第五屆青年學(xué)術(shù)年會論文集，2004，25（12）：130-138.

[2]吳冬梅.懸浮液進(jìn)樣電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜在無機(jī)非金屬材料分析中的應(yīng)用[D].華東師范大學(xué)，2007，23（02）：135-140.

[3]靳正國.天津大學(xué)材料學(xué)院無機(jī)非金屬材料系簡介[C]//北京：復(fù)合材料：生命、環(huán)境與高技術(shù)――第十二屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議論文集，2002，28（13）：138-142.

篇7

關(guān)鍵詞 卓越工程師；無機(jī)非金屬材料工程；實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2014）08-0072-03

目前，工程技術(shù)人才培養(yǎng)已提升到國家戰(zhàn)略高度。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010―2020年）》明確提出實(shí)施“卓越計劃”，探索建立工程技術(shù)人才校企聯(lián)合培養(yǎng)的新機(jī)制，創(chuàng)新工程師培養(yǎng)模式，完善卓越工程師培養(yǎng)體系，以期培養(yǎng)適應(yīng)我國社會發(fā)展需要的工程技術(shù)人才 [1]。

洛陽理工學(xué)院是一所具有鮮明建材特色的本科院校。無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)作為河南省特色專業(yè)，在長期的辦學(xué)過程中，一直以為建材行業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)優(yōu)秀人才為己任，工程實(shí)踐教學(xué)中高校、科研院所與企業(yè)廣泛參與，全程監(jiān)督，重視技術(shù)能力的訓(xùn)練，重視工程素養(yǎng)的發(fā)展，培養(yǎng)了一大批“下得去、用得上、留得住”的工程技術(shù)人才。本文以無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)為例，根據(jù)教育部卓越工程師計劃的培養(yǎng)目標(biāo)及學(xué)校辦學(xué)特色和專業(yè)建設(shè)經(jīng)驗，對卓越工程師人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建進(jìn)行研究與探索。

1 卓越工程師的培養(yǎng)模式

國外卓越工程師培養(yǎng)模式 國外卓越工程師培養(yǎng)具有代表性的是以美國為代表的《華盛頓協(xié)議》成員模式和以德、法為代表的歐洲大陸國家模式。美國工程教育經(jīng)歷了最初的以實(shí)用主義為目的的工程技術(shù)教育（20世紀(jì)30年代以前）、重基礎(chǔ)科學(xué)研究（20世紀(jì)40―50年代）、通識教育與基礎(chǔ)科學(xué)教育并重（20世紀(jì)60―80年代）和回歸工程教育（20世紀(jì)90年代以后）等過程，即美國在經(jīng)歷了“技術(shù)模式”“科學(xué)模式”后，正實(shí)踐著當(dāng)前的“工程模式”[2]。美國大學(xué)生在校期間完成基礎(chǔ)科學(xué)、人文與社會科學(xué)和工程科學(xué)的學(xué)習(xí)，畢業(yè)后通過職業(yè)教育考試獲取職業(yè)資格認(rèn)證后成為工程師。而歐洲大陸國家工程教育呈現(xiàn)“分合辯證統(tǒng)一”的特點(diǎn)，如德國工程教育采用了由理工科大學(xué)（TU/TH）培養(yǎng)研究型工程師和應(yīng)用技術(shù)大學(xué)（FH）培養(yǎng)應(yīng)用型工程師的辦學(xué)模式，法國則采用“雙軌制”高教體制，通識教育與精英教育在職業(yè)教育中互為補(bǔ)充[3]。德法國家大學(xué)生在校期間完成工程師的基本訓(xùn)練，畢業(yè)時獲得工程師學(xué)位以及職業(yè)資格。國外卓越工程師的培養(yǎng)，都要求注重實(shí)踐教學(xué)，企業(yè)的參與和支持非常普遍。

我國卓越工程師的培養(yǎng)模式 對應(yīng)于目前我國高等教育的人才培養(yǎng)模式，卓越工程師的培養(yǎng)采用三段式人才培養(yǎng)模式：應(yīng)用型工程師培養(yǎng)階段（四年制本科）、設(shè)計型工程師培養(yǎng)階段（2年全日制碩士）和研究型工程師培養(yǎng)階段（3～5年工程博士）。各個培養(yǎng)階段安排相應(yīng)的企業(yè)實(shí)習(xí)時間，強(qiáng)化工程能力的培養(yǎng)。不同類型的高校對工程人才的培養(yǎng)目標(biāo)定位不同，洛陽理工學(xué)院作為新建應(yīng)用型本科院校，在辦學(xué)定位、服務(wù)面向、人才培養(yǎng)目標(biāo)以及教學(xué)模式與途徑等方面有別于辦學(xué)實(shí)力雄厚的傳統(tǒng)大學(xué)，應(yīng)結(jié)合自身發(fā)展特點(diǎn)，在應(yīng)用型卓越工程師人才培養(yǎng)上找到突破點(diǎn)，創(chuàng)新工程技術(shù)人才培養(yǎng)模式，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2 卓越工程師培養(yǎng)方案的設(shè)計

培養(yǎng)方案應(yīng)充分體現(xiàn)培養(yǎng)工程技術(shù)人才的工程知識、工程素質(zhì)和工程能力的特征[4]。洛陽理工學(xué)院無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)在實(shí)施卓越工程師計劃試點(diǎn)時，以為企業(yè)培養(yǎng)所需的工程師儲備人才為目標(biāo)，加大實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)比例，培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、素質(zhì)全面、工程實(shí)踐能力強(qiáng)且具有一定創(chuàng)新能力的應(yīng)用型技術(shù)人才和工程管理人才。

人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建 根據(jù)學(xué)校辦學(xué)特色與辦學(xué)規(guī)格，“卓越工程師”人才培養(yǎng)模式采用“3+1”培養(yǎng)模式，即累計有3年時間在校學(xué)習(xí)，1年時間在企業(yè)學(xué)習(xí)。企業(yè)學(xué)習(xí)階段主要包括兩方面的訓(xùn)練內(nèi)容，即企業(yè)培訓(xùn)內(nèi)容和專業(yè)培訓(xùn)內(nèi)容。企業(yè)培訓(xùn)內(nèi)容包括企業(yè)課程、企業(yè)文化與規(guī)章制度教育、行業(yè)法規(guī)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)、生產(chǎn)技能培訓(xùn)、生產(chǎn)過程控制與生產(chǎn)實(shí)習(xí)等，這部分內(nèi)容主要由企業(yè)的人力資源部門和企業(yè)兼職教師負(fù)責(zé)實(shí)施。專業(yè)培訓(xùn)是針對承擔(dān)具體企業(yè)業(yè)務(wù)所需要的相關(guān)專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，并通過畢業(yè)設(shè)計（畢業(yè)論文）培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識解決工程實(shí)際問題的能力，為其后續(xù)的發(fā)展打好基礎(chǔ)。專業(yè)培訓(xùn)可以在學(xué)校教師和企業(yè)兼職教師的共同指導(dǎo)下在學(xué)校相關(guān)平臺或企業(yè)工作平成。

專業(yè)方向的定位 洛陽理工學(xué)院無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)以服務(wù)建材行業(yè)為主，對國內(nèi)建材企業(yè)進(jìn)行充分調(diào)研，了解當(dāng)前與未來的市場和企業(yè)對人才的需求，分析、比較國內(nèi)設(shè)置同專業(yè)高校的培養(yǎng)目標(biāo)與學(xué)生工作定位。根據(jù)學(xué)校建材方向上的傳統(tǒng)優(yōu)勢，確定水泥工藝方向為“卓越工程師”計劃的主要實(shí)施點(diǎn)。學(xué)校選擇洛陽水泥工程設(shè)計研究院、河南天瑞集團(tuán)水泥有限公司、中國聯(lián)合水泥集團(tuán)公司等企業(yè)作為合作伙伴，與其建立產(chǎn)學(xué)研戰(zhàn)略聯(lián)盟，協(xié)助完成本專業(yè)“卓越工程師”企業(yè)學(xué)習(xí)階段的培養(yǎng)。企業(yè)的參與是實(shí)施“卓越計劃”人才培養(yǎng)的關(guān)鍵，因此，學(xué)校與河南省內(nèi)具有較強(qiáng)實(shí)力和良好合作基礎(chǔ)的多家企業(yè)共同承擔(dān)培養(yǎng)無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)卓越工程師的任務(wù)，培養(yǎng)的后備人才可以直接進(jìn)入對口的企業(yè)就業(yè)，既解決了學(xué)生的就業(yè)問題，也為企業(yè)培養(yǎng)了“下得去、用得上、留得住”的合格人才，企業(yè)參與積極性很高。

課程體系的設(shè)置 在課程體系的設(shè)置上，按“通識教育、專業(yè)教育及綜合教育”的方式實(shí)施無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)卓越工程師人才培養(yǎng)。通識教育與專業(yè)教育以第一課堂（校內(nèi)）為主要形式實(shí)施，教學(xué)任務(wù)的實(shí)施由學(xué)校和合作企業(yè)共同完成。“通識教育”課程主要包括公共基礎(chǔ)課與人文社會科學(xué)等課程，通過這些課程對學(xué)生的價值觀、個人品德、職業(yè)道德、邏輯思維及語言表達(dá)等基本能力和素質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)。“專業(yè)教育”課程包括專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程。專業(yè)基礎(chǔ)課主要包括無機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)、工程圖學(xué)、機(jī)械設(shè)計與制造基礎(chǔ)、材料工藝CAD基礎(chǔ)、熱工檢測與自動控制、電工與電子技術(shù)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料工程基礎(chǔ)和材料研究與測試方法等。在這些課程的教學(xué)中，明確要求教師在授課時要引入相應(yīng)工程案例，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中了解專業(yè)基礎(chǔ)知識在實(shí)際生產(chǎn)中的實(shí)用性，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。專業(yè)課程主要包括水泥工藝學(xué)、新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備、水泥廠工藝設(shè)計概論、水泥性能檢測、混凝土工藝學(xué)和低溫余熱發(fā)電技術(shù)等。綜合教育在人才培養(yǎng)中起到開拓視野、強(qiáng)化能力、提高素質(zhì)、增強(qiáng)團(tuán)隊協(xié)作和交流等作用，通過課外科技創(chuàng)新、學(xué)術(shù)講座活動、基礎(chǔ)技能競賽等形式，對學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊協(xié)作能力進(jìn)行培養(yǎng)[5]。

3 卓越工程師的培養(yǎng)方式與途徑

校企共建，聯(lián)合培養(yǎng) 洛陽理工學(xué)院先后與中國建材國際工程有限公司、河南天瑞集團(tuán)公司、中國聯(lián)合水泥有限責(zé)任公司、河南省同力水泥集團(tuán)、洛陽水泥工程設(shè)計研究院等建立了產(chǎn)學(xué)研戰(zhàn)略聯(lián)盟，以此為平臺，建立了學(xué)科鏈、專業(yè)鏈對接產(chǎn)業(yè)鏈的辦學(xué)模式，專業(yè)設(shè)置緊貼產(chǎn)業(yè)需求。采取校企聯(lián)合培養(yǎng)的方式，邀請企業(yè)全過程參與學(xué)校相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)方案的制訂、課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、實(shí)踐教學(xué)工作的安排等人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)，共同實(shí)施培養(yǎng)方案，共同評價培養(yǎng)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)學(xué)校與企業(yè)的零距離對接，人才培養(yǎng)規(guī)格很好地滿足社會需求，成為培養(yǎng)具有“勤奮、求是、創(chuàng)新、奉獻(xiàn)”精神的卓越工程師的搖籃。

構(gòu)建校內(nèi)實(shí)踐平臺，培養(yǎng)學(xué)生工程能力 近年來，實(shí)踐教學(xué)受到學(xué)生人數(shù)規(guī)模、工程實(shí)踐條件等限制，實(shí)踐要求與實(shí)踐條件存在巨大反差，其教學(xué)效果明顯下降。為了有效保障實(shí)踐教學(xué)效果，進(jìn)一步深化專業(yè)教學(xué)改革和滿足高等工程教育培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需要，不斷加強(qiáng)具有建材特色的校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)平臺的構(gòu)建[6]。目前，學(xué)校與建材專業(yè)相關(guān)的省級實(shí)踐教學(xué)平臺有水泥工程實(shí)驗教學(xué)中心和建材機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗教學(xué)中心，此外，還有粉體工程實(shí)訓(xùn)中心、材料測試中心、河南省固廢開發(fā)利用工程實(shí)驗室和洛陽市硅酸鹽材料重點(diǎn)實(shí)驗室等。借助校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)平臺，有效開展教學(xué)與科研工作，學(xué)生熟練掌握工程設(shè)計、生產(chǎn)操作、材料設(shè)計與檢測等基本技能，培養(yǎng)學(xué)生工程觀念與工程實(shí)踐能力。同時，這些平臺也是企業(yè)的技術(shù)人員培訓(xùn)基地，如中國建筑材料工業(yè)協(xié)會、中國機(jī)冶建材工會全國委員會的洛陽培訓(xùn)基地就是以此為依托建立的。校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)平臺的構(gòu)建，包含有一項重要的內(nèi)容就是具有自主知識產(chǎn)權(quán)工程教學(xué)軟件系統(tǒng)的研究開發(fā)，通過產(chǎn)、學(xué)、研的緊密結(jié)合，既鍛煉教師隊伍，又培養(yǎng)了大批工程技術(shù)人才，取得良好的成績。如水泥工程的仿真教學(xué)系統(tǒng)獲得河南省教學(xué)成果一等獎，學(xué)生在參加全國首屆水泥中控操作技能大賽中獲得團(tuán)體一等獎。

構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研實(shí)踐基地，服務(wù)建材行業(yè) 產(chǎn)、學(xué)、研的緊密結(jié)合，有利提升科研水平，加快科技轉(zhuǎn)化，解決企業(yè)生產(chǎn)難題，是企業(yè)與高校專業(yè)服務(wù)對接、互動的橋梁與紐帶。自洛陽理工學(xué)院升本以來，該專業(yè)與國內(nèi)20多家建材企業(yè)簽訂了實(shí)習(xí)基地協(xié)議，開展產(chǎn)、學(xué)、研的互動活動。一方面，企業(yè)生產(chǎn)上的難題可以提出、討論，通過校企之間的合作解決生產(chǎn)問題，企業(yè)獲得技術(shù)支持，學(xué)生得到實(shí)踐鍛煉；另一方面，學(xué)校也可為企業(yè)提供優(yōu)秀人才和優(yōu)質(zhì)的職工技術(shù)培訓(xùn)服務(wù)。

4 “卓越計劃”的組織與管理

為了加強(qiáng)對無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)實(shí)用型“卓越工程師”教育培養(yǎng)工作的領(lǐng)導(dǎo)與指導(dǎo)，材料系成立了一個由系領(lǐng)導(dǎo)、專業(yè)教師和企業(yè)專家組成的“卓越工程師培養(yǎng)計劃”項目工作小組，負(fù)責(zé)制定“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方案等，并聘請專家對“卓越計劃”實(shí)施內(nèi)容進(jìn)行論證。

無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)“卓越工程師”培養(yǎng)計劃試點(diǎn)班的生源采取“學(xué)生自愿報名，學(xué)院擇優(yōu)錄取”的雙向選擇原則，建立了“因材施教、分流培養(yǎng)、能進(jìn)能出”的“卓越工程師計劃”試點(diǎn)班動態(tài)管理機(jī)制，旨在培養(yǎng)實(shí)踐能力突出、富有創(chuàng)新精神且有志于從事水泥工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)管理的工程技術(shù)人才。

5 結(jié)語

卓越工程師培養(yǎng)是一項長期的、復(fù)雜的人才培育工程。地方高校在構(gòu)建應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系時，應(yīng)突出自身的專業(yè)特色，找準(zhǔn)專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)的定位，在實(shí)際操作中積極探索，在發(fā)展中不斷完善，將應(yīng)用型人才培養(yǎng)專業(yè)越辦越出色。

參考文獻(xiàn)

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[2]王世斌，郄海霞，余建星，等.高等工程教育改革的理念與實(shí)踐：以麻省、伯克利、普渡、天大為例[J].高等工程教育研究，2011（1）：18-23.

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篇8

關(guān)鍵詞:非金屬；活化劑；硬化速度；耐高溫；堵劑

中圖分類號：C35文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

無機(jī)非金屬高溫調(diào)堵材料是專門為稠油熱采的高溫調(diào)堵作業(yè)而研制的新材料。此類非金屬材料主要采用具有特定性能的特殊礦物，并將礦物成分進(jìn)行科學(xué)配比后采用均化濕法生產(chǎn)加工而成的一種氣-水兩硬性無機(jī)膠凝材料。五金非金屬高溫調(diào)堵材料具有其他常規(guī)調(diào)堵材料無可比擬的優(yōu)勢，其在常溫條件下很難硬化，而且經(jīng)過長時間水化其強(qiáng)度也很弱,基本不具有使用價值。40℃以上的溫度是其被激活的必要條件之一,同時特殊的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合活化劑是另一個必要條件。由于有稠化時間和凝固時間可控范圍寬的特點(diǎn),使其在稠油熱采及注汽井的調(diào)堵封竄、油水井防沙固沙領(lǐng)域,更有其它材料所不可比擬的獨(dú)特優(yōu)勢,現(xiàn)進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗來研制一種配方的無機(jī)非金屬高溫調(diào)堵材料。

1.無機(jī)非金屬高溫調(diào)堵材料燒制

1.1試劑

佳木斯黏土礦黏土,佳木斯楊莊鐵選場尾礦沙,伊春西林選礦廠尾礦沙,佳木斯大理石礦白云石,佳木斯粉煤灰。

1.2實(shí)驗設(shè)備

0.4m×1m土立窯,4―72型離心風(fēng)機(jī),250×100mm2烘干標(biāo)準(zhǔn)磨,200×80mm2康必丹磨,萬能試驗機(jī),恒溫水浴,電子天平,電熱恒溫干燥箱。

1.3實(shí)驗方法

試驗所用原料化學(xué)分析結(jié)果、生料的原料配比及生料化學(xué)成分分別見表1、表2和表3。

表1原料的化學(xué)成分

礦物名稱 Loss/% Sio2/% Al2O3/% Fe2O3/% CaO/% MgO/%

低鈣白云石 33.53 14.71 4.33 1.52 40.12 3.74

佳木斯鐵選尾礦 - 68.35 10.19 17.30 1.00 2.23

伊春鐵選尾礦 - 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生料的原料質(zhì)量配比（%）

方案編號 低鈣白云石 佳木斯尾礦 伊春尾礦 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

為得到高度緩凝的水硬性無機(jī)非金屬高溫調(diào)堵材料,設(shè)計方案時采用低飽和比配料方案,設(shè)定生料的石灰飽和系數(shù)為0.6左右,并按單位熱耗3 500KJ/kg熟料配煤,在標(biāo)準(zhǔn)磨中粉磨成生料,每次10kg,粉磨45min。把配制好的生料在簡易成球盤上成球,加水10%,球徑控制在10mm左右,在土窯中鍛燒成熟料,將熟料和佳木斯粉煤灰以70:30的比例在康必丹磨中粉磨成無機(jī)非金屬高溫調(diào)堵材料,粉磨時間1h,比表面積控制在500m2/kg,對磨制好的無機(jī)非金屬高溫調(diào)堵材料進(jìn)行化學(xué)分析和物理檢驗,詳見表3。

表3熟料質(zhì)量對比情況

項目 方案編號 比表面積（m2`kg-1） 標(biāo)準(zhǔn)稠度 抗壓強(qiáng)度/MPa 凝結(jié)時間/h

3d 7d 28d 初凝 終凝

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號方案,即以佳木斯鐵選尾礦沙為主要原料燒成的無機(jī)非金屬熟料的初凝時間明顯長于其它方案。因此,初步確定以佳木斯尾礦為主料,進(jìn)一步進(jìn)行熟料燒制試驗,生料的設(shè)計比例和燒成熟料的物理指標(biāo)見表4和表5。

表4佳木斯尾礦為主料的生料原料配比（%）

方案編號 低鈣白云石 佳木斯尾礦 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 佳木斯尾礦為主料的熟料物理指標(biāo)

項目 方案編號 比表面積（m2`kg-1） 標(biāo)準(zhǔn)稠度 抗壓強(qiáng)度/MPa 凝結(jié)時間/h

3d 7d 28d 初凝 終凝

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

從上表中可以看出，隨著佳木斯尾礦作為主料比例的增加，燒成熟料的凝結(jié)時間逐漸增大，結(jié)合表4，我們可以看出，一旦佳木斯尾礦主料配比超過70%，其凝結(jié)時間反而減小，在編號6中，也就是按60%標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配比時，其凝結(jié)時間達(dá)到巔峰。因此,生料配方采用低鈣白云石:佳木斯尾礦:佳木斯黏土=20%:60%:10%。

2.無機(jī)非金屬高溫調(diào)堵性能評測

取復(fù)合添加劑(是一種自制高分子共聚物,主要功能是抑制無機(jī)非金屬材料的水化反應(yīng))3g,加水100mL,加熱至(80～85)℃活化呈半透明狀,得母液。在母液中分別加入過325目標(biāo)準(zhǔn)篩的無機(jī)非金屬膠凝材料20g,攪拌均勻。將樣品分別置于室溫、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃恒溫水浴中,觀察樣杯中泥漿液稠化時間和固化后無機(jī)非金屬膠凝材料固結(jié)體的強(qiáng)度,另取相同樣品在不添加復(fù)合添加劑在同條件下進(jìn)行稠化實(shí)驗。實(shí)驗結(jié)果見表6

表6溫度對稠化時間和無機(jī)非金屬膠凝材料固結(jié)體強(qiáng)度的影響

t/攝氏度 20（室溫） 40 50 60 70 80

稠化時間/h 40d不凝 63 51 34 12 4

抗壓強(qiáng)度/MPa ... 0.2 2.4 3.3 3.7 4.6

試驗結(jié)果表明:

①在室溫下(約20℃),泥漿液至少40d不稠化;

②隨著溫度的逐漸升高,泥漿液失去流動性的時間在明顯縮短,而無機(jī)非金屬膠凝材料固結(jié)體的抗壓強(qiáng)度則顯著增高。

③沒有添加復(fù)合添加劑的樣品超過40d沒有稠化。該實(shí)驗結(jié)果說明溫度是影響泥漿液和無機(jī)非金屬膠凝材料固結(jié)體性能的最重要因素之一,它的膠凝活性需要有特殊的活化劑存在和一定的溫度兩個條件同時得到滿足才能夠出現(xiàn)。

結(jié)論

（1）當(dāng)材料中無活化劑，并且處于常溫條件時，無機(jī)非金屬材料具有不凝膠和固話的良好性能。此外，此類非金屬新材料在長時間的水浸下也不會凝膠和固話。

（2）無機(jī)非金屬材料水化活性是可以激發(fā)和稠化、硬化強(qiáng)度、硬化速度的，其手段主要通過溫度控制和活化劑控制。

（3）無機(jī)非金屬膠凝材料具有良好的時間調(diào)節(jié)性能。在工程應(yīng)用當(dāng)中，此類新材料的稠化時間可以有效調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)范圍一般在幾十分鐘至幾天內(nèi)不等，更好的適應(yīng)各種規(guī)模作業(yè)的油田調(diào)堵作業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

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篇9

關(guān)鍵詞 鈦合金；鉆削；銑削

中圖分類號：V262 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）13-0072-01

當(dāng)前我國復(fù)合材料疊層制孔的主要方式是手工加工，加工質(zhì)量滿足不了生產(chǎn)設(shè)計的需求，且工作強(qiáng)度大，效率低，對于大直徑、大厚度的鈦合金材料疊層結(jié)構(gòu)來說更是如此。本文聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐，為改進(jìn)和提升鈦合金材料構(gòu)件制孔效率以及質(zhì)量，從鉆削制孔缺陷的形成機(jī)理，探尋用銑削取代鉆削制孔的新

工藝。

1 螺旋銑孔加工工藝

1.1 鉆孔加工方式的缺陷

采用傳統(tǒng)的鉆削工藝進(jìn)行鈦合金疊層結(jié)構(gòu)制孔有幾個特點(diǎn)：一是在鉆孔過程中，切屑從鉆頭螺旋槽中排出，極易和以加工孔表面相觸，劃損已經(jīng)加工過的孔壁，造成孔的表面的損傷。二是在鉆削的時候，鉆頭橫刃處的轉(zhuǎn)速是零，切削條件較差，橫刃處的材料全部依靠鉆頭擠壓成切屑排出，因而制孔的軸向力很大。當(dāng)鉆孔的軸向力大于鈦合金層間結(jié)合力將會造成分層。三是鈦合金是一種導(dǎo)熱性差、加工硬化嚴(yán)重的材料，當(dāng)鉆頭開始鉆削時，切削的溫度會急劇升高，刀具磨損失效加重，通常會因為道具進(jìn)行不了有效的切削失去效用。總而言之，傳統(tǒng)的鉆孔加工需仰賴其他的工序來確保孔的表面質(zhì)量，且滿足不了飛機(jī)制造業(yè)的精度需求，加工成本不但提高了，工作效率也跟著降低。

雖然有很多專家在提高加工效率、改善刀具形式等方面都做了許多研發(fā)工作，但是這些刀具盡管提升了鉆孔質(zhì)量和刀具壽命，刀具本身對機(jī)床設(shè)備卻有很高的要求，而且價格昂貴，并不能全部用于裝配線環(huán)節(jié)。在飛機(jī)制造業(yè)的全部環(huán)節(jié)上，尤其是加工比較大的裝配孔，都已不再適合使用傳統(tǒng)的鉆孔工藝，不管是從經(jīng)濟(jì)角度上還是技術(shù)可行性上。

1.2 螺旋銑孔加工

螺旋銑孔采取的加工方式與傳統(tǒng)的鉆削加工是完全不同的。在螺旋銑孔加工工藝中，其軸向力是沿銑刀軸線方向的分力，消耗掉的功率較少；但作用在銑刀圓周切線方向上的分力是其主切削力，銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動是銑削的主運(yùn)動，因而消耗較多的功率；而對鉆削來說技術(shù)來說，極易出現(xiàn)鈦合金翻邊現(xiàn)象，因為向下的切削加工是它的主運(yùn)動，消耗掉的功率非常大，因而具有非常大軸向力。螺旋銑孔工藝中不會產(chǎn)生分層缺陷、鉆入缺陷、鉆出缺陷、毛刺等毛病是因為其制孔時的軸向切削力被減弱了，加工孔的質(zhì)量因此得以提升：①偏心加工的方法使切屑有充足的空間從空槽排出，排屑方法不會再成為影響孔質(zhì)量與刀具磨損的主要原因。②螺旋銑孔經(jīng)過是斷續(xù)銑削，方便刀具散熱，以此使得碳纖維板樹脂因為溫度的累積而融化的風(fēng)險降低。③刀具中心的軌跡不是直線而是螺旋線，也就是說刀具中心沒有和所加工孔的中心重疊，屬于偏加工過程。④不但避開了常規(guī)方式制孔的缺點(diǎn)，而且還省略了經(jīng)由拆卸消去毛刺的工藝。螺旋銑孔加工技術(shù)超越了傳統(tǒng)中一把刀具加工同一直徑孔的鉆孔技術(shù)，加工孔都能夠完成一次成形，完成了單直徑刀具加工一系列直徑孔技術(shù)（經(jīng)由變動徑向偏移量完成一把刀具加工一系列直徑的孔）。這不但減少了存刀種類與數(shù)量，還大大的提升了加工效率，減少加工成本。

2 試驗驗證

主要采用硬質(zhì)合銑刀和硬質(zhì)合金麻花鉆對鈦合金疊層板進(jìn)行制孔，經(jīng)由分析在不一樣的條件下（是不是采用MQL技術(shù)，即微量技術(shù)）采取不一樣的制孔方法下孔質(zhì)量與軸向力的大小，驗證以銑取代鉆的實(shí)用價值與微量技術(shù)的效果。

2.1 試驗條件

1）刀具：Φ4，Φ6硬質(zhì)合銑刀，Φ5，Φ8硬質(zhì)合金麻花鉆，（Φ8的孔用Φ6的銑刀銑，Φ5的孔用Φ4的銑刀銑）。

2）工件材料：10 mm鈦合金材料。

3）機(jī)床。Mikron UCP710五坐標(biāo)高速加工中心，有關(guān)參數(shù)：功率：16 kW；行程（X/Y/Z）：710 mm/550 mm/500 mm；轉(zhuǎn)速：100 r/min～18000 r/min；最大工作進(jìn)給速度：20 m/min。

4）測試儀器。選用Kistler5019電荷放大器，與之對應(yīng)的是Kistler9265B動態(tài)測力儀。Kistler9265B測力儀使用壓電晶體傳感器，能夠在同一時間內(nèi)測量三個方位的銑削力，它性能指標(biāo)是：Z方向量程-10 kN～30 kN，固有頻率2.5 kHz，靈敏度3.7pC/N；X，Y方向量程-15 kN～15 kN，固有頻率1.5 kHz，靈敏度8pC/N。

2.2 軸向力對比

銑削與鉆削相同孔徑的軸向力相較，鉆削力比銑削力大。在鉆Φ5的孔時鉆削力對于鈦合金是700 N，對于CFRP大概是190 N；而在銑Φ5的孔時銑削力對于鈦合金是320 N，對于CFRP大概是120 N。在鉆Φ8的孔時鉆削力對于鈦合金是1000 N，對于CFRP大概是300 N；而在銑Φ8的孔時銑削力對于鈦合金是400 N，對于CFRP大概是150 N。

在銑削孔時，不使用MQL技術(shù)與使用MQL技術(shù)時軸向力的相較：不使用MQL技術(shù)在銑鈦合金材料時軸向力大概是340 N，使用的時候軸向力大概是320 N；不使用MQL技術(shù)在銑CFRP材料時軸向力大概是120 N，而使用的時候其軸向力大概是110 N。由此可知使用MQL技術(shù)能夠減弱軸向力。

在鉆孔時，不使用MQL技術(shù)鉆孔與使用MQL技術(shù)鉆孔相較：不使用MQL技術(shù)在鉆CFRP材料時軸向力大概是180 N，使用的時候大概是200 N；不用MQL技術(shù)在銑鈦合金材料時軸向力大概是700 N，使用的時候大概是800 N。由此可知在鉆孔時使用MQL技術(shù)軸向力會增大。

3 結(jié)束語

綜上所述，一定直徑以上的裝配孔，銑削制孔比鉆孔更有優(yōu)勢：一是孔的質(zhì)量要比鉆孔的好很多；二是銑削制孔時可以采取高轉(zhuǎn)速并可以在一個工序內(nèi)實(shí)現(xiàn)對不同孔的加工，縮短換刀時間，提升制孔效率，并省略經(jīng)由拆卸來消去毛刺的工藝；三是柔性較好，螺旋銑孔工藝能夠用同一直徑的刀具加工不一樣直徑的孔，減少刀具支出；四是可使所需制孔力明顯下降，通常是鉆孔的50%左右；五是MQL技術(shù)的應(yīng)用使制孔力降低，有利于節(jié)約能源。

參考文獻(xiàn)

[1]秦旭達(dá)，陳仕茂，劉偉成.螺旋銑孔技術(shù)在航空制造裝配業(yè)中的發(fā)展應(yīng)用[J].航空制造技術(shù)，2009（6）：58-60.

篇10

【關(guān)鍵詞】材料成型；模具制造；控制工程

模具是工業(yè)生產(chǎn)重要的技術(shù)支持。工業(yè)產(chǎn)品主要特性在于標(biāo)準(zhǔn)化，而模具是實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)。簡單來理解，模具首先可以確定產(chǎn)品形狀，模具保證精準(zhǔn)性；其次，不同工藝手法，需要差異模具類型。例如采用壓鑄生產(chǎn)，模具必須保證在壓力下不會變形；最后，模具必須要保證質(zhì)量，不會在生產(chǎn)時發(fā)生變形或損毀。由此來看，提升工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，前提要保證模具質(zhì)量。而模具是否能夠符合工業(yè)生產(chǎn)的需求標(biāo)準(zhǔn)，則依托于生產(chǎn)中的材料成型技術(shù)和控制工程。因此，本文以此為出發(fā)點(diǎn)，探討技術(shù)形式對模具影響，進(jìn)而找到增強(qiáng)模具質(zhì)量的有效方案。

1材料經(jīng)過加工直接成型技術(shù)

直接成型技術(shù)一直以來被認(rèn)為模具制造的首選。原因在于：一是一次性成型技術(shù)，可以減少材料之間的銜接，以加強(qiáng)模具生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量；二是材料穩(wěn)定性更高。例如采用壓鑄法所使用的模具，材料分子結(jié)構(gòu)，會因為壓力而更加穩(wěn)定。眾所周知，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可以增強(qiáng)器件的整體性能，例如物理抗壓、耐熱、耐寒等。可以理解為，采用直接成型技術(shù)所生產(chǎn)的器件，在器件性能上，要整體超過非直接成型技術(shù)；三是該生產(chǎn)方式，具有良好可塑性，即不用再考慮材料原始形狀和外觀，以直接成型技術(shù)，能夠塑造出任何所需要形態(tài)。由此可以發(fā)現(xiàn)，直接成型技術(shù)在模具制造上，存在著一定的優(yōu)勢。不過，采取直接成型也需要一定的前提條件。目前我國所能夠達(dá)成的技術(shù)，仍舊需要在材料配比并混合完成后，才能夠采取直接成型。說明，相對分散的材料，將難以達(dá)成理想狀態(tài)。

2加工材料技術(shù)成型的前景

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展，讓越來越多企業(yè)重視技術(shù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用。然而，在發(fā)展中，很多企業(yè)都沒有認(rèn)識到技術(shù)正確發(fā)展方向。從技術(shù)層面上來看，并不是所有技術(shù)發(fā)展，對于工業(yè)生產(chǎn)都是有益的。例如某些特定技術(shù)需求的提升，所造成技術(shù)難度急劇提高。由于企業(yè)難以有效的配置此類技術(shù)，高新技術(shù)或?qū)⒊蔀槠髽I(yè)發(fā)展的阻力，甚至是扼殺企業(yè)罪魁禍?zhǔn)住９识髽I(yè)必須要正確認(rèn)識技術(shù)的發(fā)展方向。近年來，各類生產(chǎn)加工領(lǐng)域，開始廣泛的討論技術(shù)成型發(fā)展前景。所謂的技術(shù)成型，是指可以“自由化調(diào)節(jié)”，以技術(shù)為根本的技術(shù)生產(chǎn)優(yōu)化模式。簡單理解為，為了更好的提升技術(shù)生產(chǎn)速度，企業(yè)應(yīng)采取相對規(guī)劃化的工藝生產(chǎn)方式。但是，考慮到企業(yè)對于生產(chǎn)技術(shù)靈活性的需求，在技術(shù)成型的同時，應(yīng)為其設(shè)置一定的可操控空間。即可以自由的調(diào)節(jié)部分參數(shù)，以高效率的完成工業(yè)生產(chǎn)工作。與此同時，從加工材料技術(shù)成型的發(fā)展趨勢來看，企業(yè)還需要準(zhǔn)確的把握時代性。嚴(yán)格意義上來講，雖然技術(shù)革命可以推動時展。但是，時代的需求，也是技術(shù)革命主要動因之一。企業(yè)先天使命在于獲取收益，市場是獲得收益唯一源泉，而市場則受到時代主導(dǎo)和控制。因此，歸根結(jié)底，企業(yè)必須在考慮時代性基礎(chǔ)上，才能夠達(dá)成理想收益。

3非金屬材料的初步制作和控制工程模具再次加工工藝

近年來在模具的制作上，開始大量使用非金屬材料。原因在于：第一，非金屬材料雖然坑熱和抗壓性較低，但是材料的成本遠(yuǎn)低于金屬；第二，非金屬材料制作成本較低，并不需要采取過于復(fù)雜的制作工藝實(shí)現(xiàn)；第三，非金屬材料能夠避免導(dǎo)電的發(fā)生，故而適合一些特殊生產(chǎn)環(huán)境。然而，非金屬材料雖然有時明顯，仍舊存在著一些問題，以下具體來看：首先，非金屬材料制作較為復(fù)雜。較比于金屬材料來看，非金屬材料需要復(fù)雜的元素構(gòu)成。因此，除了多項工藝的銜接外，還需要完整的處理系統(tǒng)，以保證元件能夠得到正常使用。舉例來看，注射成型技術(shù)是目前廣泛使用的手段，具備良好的液態(tài)材料處理能力，并使材料整體發(fā)生良好的轉(zhuǎn)變。而該技術(shù)的處理方式便十分復(fù)雜，首先必須配比結(jié)構(gòu)穩(wěn)定液態(tài)材料，再采取加熱技術(shù)，將材料控制在穩(wěn)定溫度區(qū)間上，再以注射形式，改變現(xiàn)有材料的結(jié)構(gòu)。之后需要添加一些制劑，根據(jù)材料的特性，可以選擇放入加速凝結(jié)或延緩凝結(jié)的制劑。待材料完全冷卻后，獲取所要使用的元件。事實(shí)上，該方式與非金屬材料模具的制作工藝相同。由此也可證明非金屬材料處理的復(fù)雜性。其次，物理擠壓處理方法。一些原材料由于熔點(diǎn)過高，或多材料熔點(diǎn)差異等問題，難以采用熱熔方法處理。故而，對于一些特殊材料，會選擇物理擠壓的方式。但是，并不是每種材料韌性，都能夠承受物理擠壓。故此，物理形式雖然可以作為輔助手段，但局限性頗大。最后，基于上述兩種形式實(shí)現(xiàn)材料操作。液體和擠壓的方式，都存在著局限性。因此，可以采用兩種方式結(jié)合，例如對液體實(shí)現(xiàn)加壓冷卻，如此便無需考慮材料的韌性問題。

4結(jié)束語

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，將有效促進(jìn)材料成型領(lǐng)域和控制工程模具進(jìn)步。但是，由于相關(guān)領(lǐng)域的不完善，或會影響到上述領(lǐng)域，在工業(yè)生產(chǎn)所發(fā)揮的作用。因此，本文進(jìn)行技術(shù)層面分析，希望能夠為其發(fā)展略盡綿薄之力。

【參考文獻(xiàn)】

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