无机非金属材料工程

无机非金属材料工程是材料科学专业。无机非金属材料工程是培养具有理工科无机非金属材料及其复合材料知识,能够从事无机非金属材料结构研究与分析、材料制备、材料成型与加工等领域的科学研究、技术开发、工艺与设备设计、生产与管理的高级工程技术人才。

业务培训要求:

本专业学生主要学习无机非金属材料和复合材料的基础理论、组成、结构、性能以及生产条件之间的关系,具备材料测试、生产工艺设计、材料改性、新产品、新技术、设备的研发和技术管理的能力。

[编辑本段]主要学科:

材料科学与工程

[编辑此段]主菜:

物理化学、无机材料的性质、测试与研究方法、粉体工程、材料制备原理、热加工与设备、无机材料技术(包括硅酸盐和复合材料)等。

【编辑本段】主要实践教学环节:

包括专业实验、金工实习、生产实习(含毕业实习)、课程设计、计算机应用与计算机实习、毕业设计(论文)。

【编辑此段】主要专业实验:

材料的物理化学性质,材料的工艺性质实验,材料的晶相分析等学习年限:四年。授予学位:重庆科技学院、合肥化工学院、辽宁大学、大连轻工业学院、大连理工大学、吉林科技大学、云南大学、吉林建筑工程学院、西南理工大学、贵州大学、昆明理工大学、Xi安建筑科技大学、陕西科技大学、河北工业大学、燕山大学、太原理工大学、 内蒙古工业大学辽宁科技大学沈阳化工学院齐齐哈尔大学哈尔滨理工大学上海理工大学江苏大学盐城工学院安徽工业大学安徽建筑科技学院江西理工大学景德镇陶瓷学院暨南大学山东轻工业学院武汉化工学院武汉科技大学广西大学桂林理工大学(原桂林工学院) 沈阳建筑大学哈尔滨海理工大学成都理工大学Xi安理工学院石家庄铁道学院东华理工学院中国北方大学长春理工大学北京化工大学天津大学华东理工大学东南大学武汉理工大学湖南大学中南大学华南理工大学长沙理工大学四川大学沈阳理工大学淄博学院湖南 理工学院山东大学河北工业大学河北科技大学河北工程大学河北建筑科技学院东华大学河海大学河南科技大学洛阳理工学院合肥工业大学河南城建学院甘肃工业大学巢湖学院长安大学

[编辑本段]无机非金属材料工业发展趋势

1.无机非金属材料在国民经济建设中的作用和地位。无机非金属材料产业作为四大材料(钢铁、有色金属、有机和无机非金属材料)之一,在我国经济建设中占有重要地位。近年来,无机非金属材料不仅在品种上有了前所未有的发展,而且在内涵上也有了进一步的延伸。根据无机非金属材料的不同功能和作用,无机非金属材料可分为传统无机非金属材料(建筑材料)和新型无机非金属材料。传统的无机非金属材料有很多种,主要是指散装无机建筑材料,包括水泥、玻璃、陶瓷和建筑(墙体)材料。其产量占无机非金属材料的绝大部分。建筑材料与人们的生活质量密切相关。无机非金属新材料是指具有高强度、轻质、耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗氧化和特殊的电、光、声、磁等一系列优异综合性能的新材料。它们是其他材料无法替代的功能材料和结构材料。无机非金属新材料具有独特的性能,是高技术产业不可缺少的关键材料。如掺稀土的应时玻璃广泛应用于导弹、卫星、坦克火控武器等激光测距系统,抗辐射的应时玻璃应用于各种卫星、航天器的姿态控制系统;光纤面板和微通道板在全天候武器中用作图像增强器和微光夜视组件。航空玻璃为中国各种军用飞机提供关键部件。人工晶体材料中的激光、非线性光学和红外晶体用于弹道制导、电子对抗、潜艇通信、激光武器等。特种陶瓷中,耐高温高韧性陶瓷可用于航空、航天发动机和卫星遥感,可用于制作防弹装甲陶瓷和具有特殊性能的特种纤维,用于电子对抗。目前,已开发出近4000种高性能、多功能的新型无机非金属材料。这些高性能材料在发展现代武器装备中发挥着非常重要的作用。2.国际发展趋势近年来,随着科学技术的进步,无论是传统的无机非金属材料还是无机非金属材料都出现了一些新的发展趋势。西方发达国家通过强化生态环保意识,建立科学的评价体系,实现可持续发展,采取了许多重要措施来促进传统无机非金属材料产业的健康持续发展。世界发达国家非常重视建材工业的可持续发展和绿色评价。生态评价也已成为世界可持续发展的重要手段。目前,许多国家正在进行“生态城市”的建设和实践,推广建筑节能技术材料,使用可回收材料改善城市生态系统。因此,绿色建材、环保建材和节能建材的概念被提出,并进行了大量的研究和实践工作。与西方发达国家相比,我国还存在较大差距,特别是缺乏立法支持、技术标准指导和相应组织的管理监督,使得我国传统无机非金属材料产业的发展还有很大的提升空间。面对资源和环境对中国经济发展的严峻考验,国民经济的可持续发展战略越来越重要。

[编辑本段]向节能降耗发展。

传统的无机非金属材料工业是耗能大户。在当今世界能源短缺的情况下,如何生产节能降耗产品,如何生产高质量的建筑节能保温产品,是建材行业发展的重要趋势。选择资源节约、污染最低、质量效益和科技领先的发展模式。新型墙体材料、优质门窗和中空玻璃将得到广泛应用。它正朝着提高材料性能和使用寿命的方向发展。低寿命设计和重复建设严重制约了城市建设的发展。现代建筑需要高性能建筑材料的支撑,提高建筑的耐久性对建筑材料的使用寿命提出了更高的要求。

[编辑此段]单线产能向规模化发展。

无论是水泥行业、玻璃行业还是陶瓷行业,单条生产线的产能都趋于庞大。大型生产线能有效提高产品质量,降低能耗。

[编辑本段]向智能化发展。

智能建筑需要建筑材料的支持。随着科技的进步和生活水平的提高,建筑材料安全智能诊断等智能技术将会更多的应用到建筑中。

[编辑本段]向复合化、多功能发展。

复合材料具有单一材料无法满足的功能,这是建筑材料的发展趋势,建筑材料的功能要求越来越趋向多功能。在美国、日本、西欧等发达国家,无机非金属新材料的发展被列为科技发展战略的重点。比如,美国为了保持高技术和军事装备的领先地位,先后制定了《先进材料与技术计划》(AMPP)和《国家关键技术报告》,其中新材料是六大关键技术之首,无机非金属新材料占了相当大的比重;日本公布的《20世纪初的工业支柱》中所列的新材料领域的14基础研究计划中,有7项与无机非金属新材料研究领域有关。例如,发达国家非常重视复合材料的工业化生产和应用技术研究。通过关键技术的突破,实现材料的产业化;工业应用促进了技术的成熟和创新;新材料的应用刺激了新产业的出现,创造了新的应用领域。

【编辑本段】3。中国无机非金属材料的差距和问题

3.1传统无机非金属材料我国无机非金属材料产业发展存在诸多问题,特别是传统无机非金属材料与国外先进水平差距较大,主要包括:(1)产品档次低在传统无机非金属材料中,水泥、玻璃、陶瓷的产品档次普遍较低。比如发达国家水泥熟料的强度一般在70MPa以上,而我国平均强度只有50 MPa。我国高标号水泥(ISO≥42.5)仅占18%,大量生产中低标号水泥(ISO≤32.5),而许多发达国家高标号水泥占90%以上。(2)资源消耗高在资源消耗方面,水泥和陶瓷行业较为突出。由于大量无序开采,有限的资源没有得到充分利用,造成了极大的浪费。比如生产水泥熟料的主要原料是比较优质的石灰石,其化学成分必须满足CaO含量不低于45%,MgO不高于3%的要求。中国满足水泥生产要求,可用量只有250亿吨左右。目前生产水泥每年消耗优质石灰石约5.5亿吨,所以这个储量只能生产200亿吨左右的水泥熟料,只能满足水泥生产40年左右的需要。(3)高能耗在建筑材料的生产过程中,消耗了大量的能源。比如水泥行业,每年消耗91.06万吨标准煤,650亿度电。中国水泥生产能耗远高于世界先进水平。以吨熟料综合能耗计算,世界先进水平是117Kg标准煤,我国是173.5Kg标准煤,高出50%以上。在国外,全氧燃烧技术已广泛应用于玻璃行业,但只有少数玻璃纤维生产线使用了该技术。(4)环境污染严重的水泥行业每年排放约5.55亿吨温室气体CO2、68.6万吨SO2和206万吨氮氧化合物;目前,其他先进国家每吨熟料的平均粉尘排放量

【编辑本段】4。发展无机非金属材料产业的对策和建议

针对我国无机非金属材料工业的现状,为了实现其快速、健康、稳定的发展,必须开展以下工作。

(1)加强政府在建材行业发展和产业结构调整方面的政策引导;

(2)加强资源综合利用和环境保护立法,严格执法;

(3)推动形成若干具有国际竞争力的大型建材产业集团,建立以企业为主体的建材产业技术创新新体系,促进产学研结合;(4)加强“绿色”和节能建材工业的应用基础研究,加强建材工业实验基地建设,促进工程技术创新;

(5)加强行业管理,建立科学、先进、合理的标准体系,建立产品质量认证制度,发挥行业协会、学会和各类中介机构的作用;

(6)尽快制定适应我国市场经济发展和科研体制、政府体制改革的科学有效的政策、措施和管理制度,加大投入和项目审核力度,确保无机非金属新材料研究、开发和生产的健康发展;

(7)按照需求牵引、科技推进的原则,结合无机非金属材料科学体系的特点,统筹考虑、协调发展,合理安排中长期科研项目。重视和加强基础研究,充分关注相关领域的科技前沿,提高我国无机非金属新材料的科技水平和开发能力;

(8)为适应无机非金属材料的快速发展,必须加快人才培养,不断创新无机非金属材料教育的课程和教材,尽快反映本领域及相关领域不断增加的新知识。要重视基础物理化学原理,加强原始创新,研究和探索未知的具有应用前景的新材料,研究新材料的合成与制备,特别是利用基础分析、计算机建模、微尺度结构控制、仿生等手段,开发创新的高性能、低成本的无机非金属新材料。新设备包括主要仪器的研究和配备要加强。没有先进的仪器设备,就不可能进行材料科学技术前沿的研发。

另外,任何材料都要经过工程化、实用化的过程。教育和培养一批工程能力突出、实践能力强的高素质人才已成为高等教育的重要内容。在培养学生的过程中,加强实践环节的教学是必由之路。为适应人才培养的要求,相应的实践教学和工程训练必须进行改革。