长春理工大学无机非金属材料工程(光学材料方向)就业怎么样？未来发展如何？

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无机非金属材料是由氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物、硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐和某些元素的其他物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的总称。20世纪40年代以后，随着现代科学技术的发展，无机非金属材料的配方由传统的硅酸盐材料演变而来。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。

组成结构

从晶体结构来说，无机非金属的晶体结构远比金属复杂，没有自由电子。它具有比金属键和纯价键更强的离子键和混合键。这种化学键独特的高键能和高键强度赋予了这类材料高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本性能，以及宽广的导电性、隔热性、透光性和良好的铁电性、铁磁性和压电性。

硅酸盐材料是无机非金属材料的主要分支之一，硅酸盐材料是陶瓷的主要成分。

应用领域

无机非金属材料品种繁多，名称繁多，用途各异，没有统一完善的分类方法。它们通常分为两类:普通(传统)和先进(新)无机非金属材料。传统无机非金属材料是工业和基本建设不可缺少的基础材料。比如水泥是一种重要的建筑材料；耐火材料与高温技术密切相关，尤其与钢铁工业的发展密切相关；各种规格的平板玻璃、仪器玻璃、普通光学玻璃，以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工炻器、电瓷等，都与人们的生产生活息息相关。它们产量大，用途广。其他产品，如搪瓷、磨料(碳化硅、氧化铝)、铸石(辉绿岩、玄武岩)等。)、碳素材料和非金属矿物(石棉、云母、大理石等。)也属于传统的无机非金属材料。20世纪中期以来，新的无机非金属材料得到了发展，它们具有特殊的性能和用途。它们是现代新技术、新产业、传统产业技术改造、现代国防和生物医药不可或缺的物质基础。主要有高级陶瓷、非晶材料、人造晶体、无机涂层和无机纤维。

传统手工艺品

传统无机非金属材料:

水泥和其他胶凝材料硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰、石膏等。

陶瓷粘土，长石，滑石和骨灰陶瓷。

耐火材料包括二氧化硅、铝硅酸盐、高铝、氧化镁、铬氧化镁等。

玻璃状硅酸盐

搪瓷钢板、铸铁、铝和铜轮胎等。

铸石辉绿岩、玄武岩、铸石等。

研磨材料包括氧化硅、氧化铝、碳化硅等。

多孔材料包括硅藻土、蛭石、沸石、多孔硅酸盐和硅酸铝。

碳材料，如石墨、焦炭和各种碳制品。

非金属矿物粘土、石棉、石膏、云母、大理石、水晶和钻石等。

新型无机非金属材料

绝缘材料包括氧化铝、氧化铍、滑石、镁橄榄石陶瓷、应时玻璃和玻璃陶瓷。

铁电和压电材料，例如钛酸钡和锆钛酸铅。

磁性材料，如铁氧体，如锰锌、镍锌、锰镁和锂锰，磁记录和磁泡材料等。

导体陶瓷、钠、锂和氧离子的快离子导体以及碳化硅等。

半导体陶瓷，如钛酸钡、氧化锌、氧化锡、氧化钒、氧化锆和其他过滤金属氧化物材料。

光学材料:YAG激光材料、氧化铝和氧化钇透明材料、应时系列或多组分玻璃光纤。

耐高温化合物，如高温结构陶瓷的高温氧化物、碳化物、氮化物和硼化物。

碳化钛、人造金刚石、立方氮化硼等超硬材料。

人造晶体铝酸锂、钽酸锂、砷化镓、氟金云母等。

生物陶瓷长石牙材料、氧化铝、磷酸盐骨材料和酶的载体材料等。

无机复合材料陶瓷基、金属基和碳基复合材料

传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的比较传统无机非金属材料和新型无机非金属材料具有性能稳定、耐腐蚀、耐高温等优点，但脆性大，经不起热冲击。它除了具有传统无机非金属材料的优点外，还具有高强度、电学、光学和生物功能等特点。

业务发展目标:

本专业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师。

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。

主要学科:

材料科学与工程

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。

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)。

主要专业实验:

材料的物理化学性质，材料的工艺性能实验，材料的晶相分析等。

学习时间:四年

授予的学位:工程学学士

开放学院和大学

合肥大学化工系辽宁大学大连轻工业学院大连理工大学

吉林大学、北京科技大学、吉林建筑大学

贵州大学西南科技学院

昆明理工大学Xi安建筑科技大学陕西科技大学

河北理工大学燕山大学太原理工大学

鞍山科技大学沈阳化工学院，内蒙古工业大学

齐齐哈尔大学哈尔滨理工大学

上海大学、南京化工大学和江苏大学

盐城工学院安徽工业大学安徽工业大学合肥工业大学

安徽建筑职业技术学院景德镇陶瓷学院江西理工大学

武汉化工学院、山东轻工业学院、暨南大学

武汉科技大学广西大学桂林工学院

哈尔滨工业大学、沈阳建筑大学

成都理工大学Xi安科技学院石家庄铁道学院

中国北方大学东华理工学院长春理工大学

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

湖南大学中南大学湖南科技大学华南理工大学长沙理工大学湖南理工学院

四川大学沈阳工业大学淄博学院

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

甘肃工业大学河南城建学院

巢湖大学

无机非金属材料工业的发展趋势

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产业(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。

强化生态环保意识，建立科学的评价体系，实现可持续发展。

西方发达国家采取了许多重要措施来促进传统无机非金属材料工业的健康持续发展。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。

向节能降耗方向发展。

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。

单线生产能力向大型化发展。

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。

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。

向复合型、多功能方向发展。

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。

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工业的发展存在许多问题，特别是传统无机非金属材料与国外先进水平的差距很大，主要包括:

(1)产品等级低

在传统的无机非金属材料中，水泥、玻璃、陶瓷等产品档次普遍较低。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，水泥和陶瓷行业更为突出。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)严重的环境污染

水泥行业每年排放约5.55亿吨温室气体二氧化碳、68.6万吨二氧化硫和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

(5)单线生产规模小，存在大量落后工艺。

以悬浮预热和预分解技术为核心技术的“新型干法”是世界水泥行业广泛应用的最先进的现代水泥生产技术。日本96%的水泥产量，意大利96.5%，韩国65，438+000%，泰国90%使用这种新型干法生产线，而中国只有65，438+05%。中国水泥制造业处于先进技术和落后技术并存的复杂状态。在玻璃行业，中国浮法玻璃生产线平均生产规模为450吨/日，而西方国家法国玻璃生产线平均生产规模为550吨/日。而且玻璃产品质量也远远落后于国外。

3.2无机非金属新材料

虽然我国在无机非金属新材料方面取得了不少成就，但由于无机非金属材料研发和产业形成起步晚，基础薄弱，投资强度低，与发达国家相比仍有较大差距。

(1)基础研究和关键技术落后。

我国新型无机非金属材料是从试制开始的，研制过程主要遵循型号需求。由于时间和人力的限制，以及长期以来我国对基础研究的重视和投入不足，无机非金属材料的系统基础十分薄弱。

(2)材料性能低，品种少，批量生产质量不稳定。

我国虽然基本建立了无机非金属材料的研发和部分产品的生产体系，但材料品种不全，一些重要项目的关键配套材料必须进口。性能低、质量差的问题依然存在，批量生产质量不稳定、产量低、效益差的问题严重，必须下大力气解决。比如电磁屏蔽玻璃，目前国内只能达到85dB的屏蔽水平，而美国已经达到110dB。我们在屏蔽频段范围上远远不能满足国防工业发展的需要。然而，对高强度和多功能(隐身、反激光等)的研究。)航空玻璃中的圆弧整体风挡在我国刚刚起步，极大地制约了我国航空工业的发展。

(3)落后的制备技术

无机非金属新材料产业不仅制备技术落后，而且产能和效率低，直接影响高新技术产品的质量(性能)、成本和能耗。如国外发达国家玻璃纤维生产多采用800-6000孔漏板池窑拉丝法，占总数的95%以上。非织造材料全部采用池窑法生产，坩埚拉丝法早已淘汰。但我国现有的池窑拉丝技术大多采用800-2000孔生产技术，4000孔技术正在研发中，坩埚拉丝尚未完全淘汰，与国外仍有较大差距。我国纤维增强复合材料的机械化生产仅占40%，60%仍采用落后的手工成型，与发达国家差距较大。再比如集成电路(IC)应时扩散管的制备技术。国内单机间歇式气体精炼生产技术只能提供100mm以下的ic管，而国外采用一步连续熔炼拉管技术生产大规模集成电路用∮200~300mm直径的石英管，使得我国IC用石英扩散管失去竞争力，完全依赖进口。

(4)技术和设备落后

目前，我国无机非金属新材料的制备技术和装备明显落后，导致研发周期长，新产品开发难度大。预研成果不能及时进入工程研究，即使生产出来也会存在产量低、规模小、经济效益差等问题。

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。