无机非金属材料结构与性能1

无机非金属材料结构与性能

第一章：绪论

一、材料的定义与分类

1.材料：将原料通过物理或化学方法加工制成的金属、无机非金属、有机高

分子和复合材料等固体物质，它们一方面作为构件、器件或物品的原材料或半成品，另一方面可以在单级工艺过程中制成最终产品。

●材料是物质，但它通常不包括：燃料、化学原料、工业化学品、药品、食

品

2.分类：

1)按物理化学属性分；金属、无机非金属、有机高分子、复合材料

2)按用途分：电子材料、生物材料、核材料、建筑材料、能源材料……

3)按性能分：结构材料（以力学性质为基础用以制造以受力为主的构件）、

功能材料（以物理、化学及生物等性质为主）

4)按材料发展分：传统材料（在工业中已批量生产并得到广泛应用的材料）、

先进材料（刚刚投产或正在发展并具有优异性能和广泛应用前景的材料）

二、无机非金属材料的定义、特点和科学内涵

1.定义：以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素等物质组成

的材料。是除高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。

●无机非金属材料（inorganic non-metallic materials）是20世纪40年

代以后，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。

●传统的“硅酸盐”材料：是指以天然的硅酸盐矿物（SiO2和金属氧化物所

形成的盐类，如粘土、石英、长石等）为主要原料，经高温窑烧制而成的一大类材料，故又称为窑业材料。包括日用及工业用陶瓷、玻璃、耐火材料、水泥、搪瓷、砖瓦等。

●在40所代中期，50年代初期，国内曾使用“陶业”与国际上广义的“陶

瓷”（Ceramics）以及日本的“窑业”具有同一涵义。由于历史的原因，在中国仍在杂志期刊、研究团体、研究院所等名称上沿用“硅酸盐”。在国际上却仍沿用“Ceramics”。

2.特点：

●结构：元素的结合力主要为离子键、共价键或离子共价混合键，所以具有

高的键能和键强。

●优点：由于结构特点，赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐

磨蚀、高强度和良好的抗氧化性等基本属性，以及宽广的导电性、导热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。这是无机非金属材料作为一门学科而迅速发展的最有利的一面。

●缺点：抗拉强度低、韧性差等，有待于进一步改善。将其与金属材料、有

机高分子材料一起合成为复合材料是一个重要的改性途径

3.科学内涵：

●无机非金属材料科学与工程是一门研究无机非金属材料的合成与制备、组

成与结构、性能、使用效能四者之间关系与规律的科学。

使用效能（性能与效果）

性能

合成与制备

组织与结构

●使用效能……是指材料的固有性能、产品设计、合成与制备、使用环境

等的综合表现。通常以寿命、效率、可靠性、成本等指标来衡量。它是无机非金属材料科学与工程追求的最终目标，在很大程度上代表了这一学科的发展水平。

●性能……与其组成及结构息息相关

●组成与结构……是合成和制备过程的结果

三、无机非金属材料的历史及在现代科技中的地位

1.发展历史：

●陶瓷：原始部落制作的粗陶器，中国商代开始出现原始瓷器和上釉的彩陶，

东汉出现了青瓷，经唐、宋、元、明、清不断发展，已达到相当高的艺术水平，并成为中华民族的瑰宝。

●玻璃：五、六千年前的古埃及文物中即发现有绿色玻璃珠饰品，三千年前

中国有了白色玻璃珠。17世纪由于工业纯碱代替天然草木灰与硅石、石灰石等矿物原料生产钠钙硅酸盐玻璃，各种日用玻璃和技术玻璃进入普通家庭和工业领域。

●胶凝材料：五六千年前的史前和古代建筑中已大量使用石灰和石膏等气硬

性胶凝材料，但人工方法合成硅酸盐水泥制品还只有100多年的历史。

19世纪初，发明用硅酸盐矿物和石灰原料经高温煅烧制成波特兰水泥（硅

酸盐水泥），从而开始了高强度水硬性胶凝材料的新纪元。

●耐火材料：主要是粘土质和硅质材料，从青铜器时代，铁器时代至近代钢

铁工业的兴起，都起过关键的作用。

……20世纪中期以后，随着科学技术的高速发展，对材料提出了越来越高的要求，促进了性能更为优良以及有特殊功能的新型陶瓷、玻璃、耐火材料、水泥、涂层、磨料等制品的飞速发展。它们在化学组成上远远超出了硅酸盐化合物的范围。因此无机非金属材料这一名称在学术界逐渐形成并获得使用。

2.现代科学技术的发展与无机非金属材料的关系：

●集成电路的发展是以硅为主的半导体材料相应发展的结果。进入上世纪90

年代，硅单晶的生长技术（直径增加，纯度提高，缺陷减少）和晶片的加工技术（0.3μm）有了显著的进步，使得芯片成品率大为提高，每位存储的价格急下降，集成电路的集成度大幅度提高……成为人类进入“信息时代”的里程碑。

●上世纪70年代气相沉积法制备出石英玻璃纤维，由此实现了光通信技术。

1976年出现第一条光通信线路，造价低，中继站少，保密性强，容量大。

●上世纪60年代发展的金属玻璃可以取代磁性材料“变压器硅钢片”，铁损

减少3/4，80年代出现了钕铁硼铁氧体，其磁能积比钢提高了近100倍，使音响设备体积变小，电机功率提高，起重磁吸盘耗能低。

●1986年出现氧化物超导体后，临界温度超过125K，进入液氮温度区域，

使得推广应用成为可能。磁悬浮列车，输电无损耗（目前15％），储能高效率（目前75％），变压器的体积和能耗可降低到1/6。

●现代工业陶瓷是航空航天材料研究的重点。如热机的工作温度愈高，其效

率也愈高，但目前所用的金属材料由于熔点及抗氧化能力所限，不能保证更高的使用温度。

第二章：无机非金属材料结构

一、材料结构的层次及研究方法

●性能主要决定于：内部因素，外部因素

●内部因素主要决定于：组成，结构

●结构存在的形式：晶态，非晶态

●结构的尺寸层次：微观结构，亚微观结构，显微结构，宏观结构

1.微观结构：结构组成单元为原子，分子，离子或原子团

其又分为：近程结构，远程结构

◆近程结构：(数?以内) 指结构单元内部结构，直接反映了化学键的

特性。对于晶态或非晶态它都是一个已知结构区。

其结构因素包括：原子和离子价，第一配位圈的配位数，键角，键距等。

研究方法：衍射法(diffraction)……X-射线衍射，中子衍射，电子衍射

光谱、能谱法(spectrum)……红外吸收光谱，拉曼光谱，可

见紫外光谱，核磁共振，电子顺磁共振，光电子能谱，扩展的

X射线吸收光谱精细结构分析

◆远程结构：（数?～数10?）指结构单元的连接方法，是晶态与非晶

态结构区别所在，且与非晶态物质的本性有关，对非晶态材料而言是

一个未知结构区。若能控制此范围的结构，便能精确获得预定的性质。

其结构因素包括：晶格点阵，关系到排列有序或无序

研究方法：衍射法可以确定材料的有序和无序。对于非晶态材料，没有很好的研究手段，仅有一些结构模型。

2.亚微观结构：（数10?～0.2μ）结构组成单元为微晶粒、胶粒等初始分相

的区域。

其结构因素包括：单个粒子的形状、大小和分布，关系到结构的均匀或不均匀。

研究方法：扫描电子显微镜，透射电子显微镜等。

3.显微结构：（0.2μ～100μ）结构组成单元为光学显微镜分辩率尺度范围

的各个相。

其结构因素包括：物相的种类、数量、颗粒的形貌及其相互之间的关系。

微晶集团：（0.2μ～10μ）；普通晶粒：（10μ～100μ）研究方法：光学显微镜

4.宏观结构：（100μ以上）结构组成单元为人眼或放大镜分辩率范围内的相、

颗粒及不同材料复合相。

其结构因素包括：大孔隙、裂纹、不同材料的组合与复合方式或形式，各

组成材料的分布等。

研究方法：肉眼，放大镜，实体显微镜

二、材料结构研究的基础

●材料内部结构与原子间键的类型关系密切，而原子间键又是由原子

内电子排布情况决定的。

●目前构成无机非金属材料的元素约占元素表上所有元素的75％

1.原子内的电子排布

原子---------- 带正电的原子核和四周带负电的电子所构成，核电荷数与电子数相同，即为原子序数

量子层------- 电子的能量随它们在原子核外的排列位置不同而不同，特定电子位于核外特定的电子层上，这些电子层就叫量子层。

主量子数n--- 每个量子层以主量子数表示，n＝1，2，3……能量依序增高。

2n2---------

----

为每个量子层电子的总数，依次为2，8，18，32 ……

亚层(轨道) -- 每个量子层分为若干个亚层或轨道s, p, d, f, 能量依序增高。

交错现象----- 核外电子的排布通常以主量子数顺序向外排，但随着原子序数和电子数的增加，电子之间、电子层之间的能量差减小，出现量子群之间的交错现象，d电子和f电子均具有这种特性（例：Fe：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6）

-------正由于各原子具有不同的电子结构以及某些原子中电子结构的特殊性，使我们可以获得不同的化学键，不寻常的重要的固体物质和性能。2.原子之间的化学键

1)离子键（极化键）……正负离子间的静电作用所产生的化学键，其没

有方向性，作用范围较大，原子间距与相对几何位置容易改变，因此当熔体在冷凝过程中，质点易排成有规则的离子晶体。（氧化物和卤化物） 离子晶体的结构（配位多面体、离子间距等）主要取决于达到电中性所需要的每个元素的原子数目和正负离子的相对尺寸。

●离子键形成的材料一般有特点如下：

a.可透过可见波长的光

b.能吸收红外波长的光

c.在低温下的导电率低

d.在高温下离子有导电性

e.离子键强随电荷的增加而增大，由多电荷离子组成的许多氧化物是

坚硬的，熔点较高。

例：Al2O3，ZrO2，Y2O3

2)共价键（非极化键）……原子间借用公用电子对而形成的化学键，其

具有方向性和饱和性，作用范围较小，常以分子状态存在，分子间以分子间连接，在熔体冷凝过程中，易形成分子晶格。（金刚石、碳化硅）●具有共价键结构的陶瓷材料一般很坚硬、强度大、熔点高。有机材料

通常也有共价键，但由于链内以共价键相连，链间以分子键相连，固与陶瓷材料完全不同。

●共价键的方向性使参加成键的原子具有非紧密堆积的结构，固该种材

料的热膨胀系数相对较低，这是因为单个原子产生的热量有一部分被结构中开口的空隙所吸收。

3)金属键……自由电子和正离子组成的晶体格子之间的相互作用力，共

是由数目众多的s轨道所组成，固无方向性和饱和性，倾向最紧密的排列，形成一种高配位数，原子相遇时组成晶格的几率最大。

●相邻原子的数目在空间允许的条件下无严格的限制，固紧密堆积的结

构含有许多位错和滑移面，在受到机械负荷时能沿着滑移面产生滑

动，这就是金属的延展性。纯金属在破坏之前能延伸：40～60％，超级合金也有紧密堆积的结构，但是不同尺寸的合金原子能扰乱滑移面的运动而降低延展性，一般为：5～20％。

●由于自由电子的作用，能使金属在电场的影响下具有很高的导电性，

在热源下具有很高的导热性。

●K，Na等，由于外s层电子键合，键能较低，固其强度低、熔点低，

且不稳定。但Fe，W等由内层电子键合，具有高得多的键强，固其具有高强度、高熔点和高稳定性。

注：以上三种键是原子间发生化学反应而彼此结合的根本动力，称为化学键。

4)分子键……由于是分子间的结合力，又称范德华力，气体分子就是依

赖这种力得以凝聚成液体和固体的。与化学键相比，分子间键要弱得多。

●具有层状结构的材料，如粘土、云母、石墨和六方晶系的氮化硼等中

都有分子键存在。所有它们在层内具有很强的结合力，但在层间结合力就很弱，易于滑移。所以这类材料具有低摩擦系数，自行润滑的表面。

●分子键有以下三种形式：

a.色散效应：对称的分子和惰性气体原子，由于电子运动的结果，有时

在分子或原子的内部会发生电子的偏离而引起瞬时的极化，就会形成很弱的吸引力，这样的吸引力在其它力不存在时能使分子间产生结合。

?惰性气体在很低的温度下的冷凝性、有机化合物分子之间的键合力、活性炭的吸附现象均属于这种效应。

b.分子极化：在原子、离子及分子相互靠近时，它们中的电荷会发生偏

移，开成电偶极。

?HF中的H＋和F－的共有电子在围绕两个不同尺寸核运转时，所化费的时间也不同，因而正负电荷中心并不重合，产生弱电偶极子，

就会导致一个分子对另一个分子的弱结合。

c.氢键：也是由于分子极化形成的键

?H2O 是含有氢键的典型，O的尺寸大，围绕有较多的电子而带有负电荷，在而发生极化。固多个水分子之间就会由于这种极化而产

生键合。

3.原子级结构因素

……原子或离子结合成化合物的结构，是材料的基本结构单元

●配位多面体：配位数Z=3，三角体

配位数Z=4，四面体

配位数Z=6，八面体

配位多面体不仅决定于离子的尺寸，而与离子的极化性有关，它可以使半径发生变化而形成多种配位多面体。无机非金属化合物具有较金属更为复杂的配位关系。

●键性:

在键的四种类型中，金属键不可能存在于纯无机非金属中，其他三种为常见。元素间电负性（原子在形成价键时吸引电子的能力）的差值ΔX决定了键的性质。

ΔX↑→离子键比例↑

ΔX↓→共价键比例↑

几种原子组合中的化学键型及其大约的百分数：

无机非金属材料元素的电负性值几乎覆盖整个电负性区域，即从最小的

0.7(Cs)到最大的4.0(F)，很少有单一键型，多以混合键存在。不同类型化学

键的混合是获得玻璃态物质的必要条件（Smekal 1951年提出）

●键能:

……主要决定于键性，共价键和离子键具有相对高的能量，金属键的能

量低得多。离子共价键键能：100～500KJ/mol（金属键；60～250

KJ/mol）

键性与键能直接影响材料的性质：弹性、塑性、脆性、力学强度和热学性能等。

?离子、共价键材料：熔点高，堆积密度大，硬度高，脆性大，透明度高，导电生低

?金属键材料：有弹性，可延展，导电性高透明度低。

●键距:

无机非金属材料，在电荷强的阳离子作用下，使阴离子或多或少产生极化，从而使电子轨道变形，共价键比例增加，离子间距缩短，配位

数降低，改变晶体结构，从宏观上将对性质产生显著作用：弹性、强度、硬度、颜色等。

氧化物RO2的离子极化和键性变化

4.物质的聚集状态及转变：

●物质聚集状态：气态（普通气体，等离子体）

液态（普通液体，液晶）

固态（晶态，非晶态）

●晶体与非晶体：

晶体（Crystal）：原子（离子或分子）在空间呈周期性规则排列的固体。

非晶体（Non-crystal，Amorphous）：原子排列不规则的固体。

●非晶态材料与玻璃

1)离子性无机玻璃*：氧化物、氟化物…

2)凝胶：SiO2，SiO2－Al2O3

3)非晶态半导体：

a.硫属化合物玻璃*：Se膜（复印机上硒鼓）

b.非晶态元素半导体：Ge，Si膜

4)无定形碳：玻璃碳，碳黑，碳膜

5)金属玻璃*：Fe80P13C7

注：打“*”为玻璃，

玻璃――表现出玻璃转变现象的非晶态物质

●物质三态间的转变：

Tg Tm Tb

三、晶体结构及其分类

1.晶体结构特点：

●内部质点（离子、原子、原子集团）在三维空间呈周期性排列，即晶格

阵点规则排列，近程有序，远程有序。

●达到稳定的晶体结构须满足：

1)电荷达到平衡

2)按照原子尺寸每个原子内键的数目和键的方向最紧密地堆积

3)静电排斥力为最小

●对应于每个晶体构造，都可以从几何的角度抽象出相应的空间格子，单

位平行六面体是晶体结构在三维空间的最小重复单位。

2.晶体结构的7大晶系14种布拉维格子：

●每一个结点由原子，离子或原子集团占据，该最小结构单元为晶胞，可

以用晶胞常数表征：a，b，c，α，β，γ，P-不带心，C-底心，I-体

心，F-面心

1)三斜晶系：三根晶轴互相斜交，长度又各不相同的晶系

a≠b≠c，α≠β≠γ≠90°

2)单斜晶系：三根晶轴中两根轴正交，另一根轴向一方斜交，三根轴长度

互不相等的晶系

a≠b≠c，β>90°，α＝γ＝90°

3)正交晶系：三根轴互相正交且长度不等的晶系

a≠b≠c，α＝β＝γ＝90°

4)三方晶系：三根轴互相不正交但长度相等的晶系

a＝b＝c，α＝β＝γ≠90°

5)四方晶系：互相正交的三根轴有两根等长，一根轴不等的晶系

a＝b≠c，α＝β＝γ＝90°

6)六方晶系：长度相同的两根轴在同一面内相互以120°角相交，长度不

同的另一根轴同它们正交的晶系

a≠b≠c，α≠β≠γ≠90°

7)立方晶系：三根轴相互正交且等长的晶系

a＝b＝c，α＝β＝γ＝90°

图：14种布拉维格子

3.离子晶体的结构单元：

●无机非金属中大多数化合物的晶格子被粗略认为是离子格子（但非理想

离子晶体），结点为阴离子和阳离子，组成阴离子配位多面体[MeX n]。

●配位数CN

从离子晶体理论解释：

从杂化轨道理论解释：

4.结构单元之间的连接（以[SiO4]为例）：

●结构单元的连接可以是共顶、共棱或共面，根据鲍林规则，以共顶最为

稳定。

●两个多面体通过共有一个氧离子达到连接，该氧离子为桥氧离子O b，

而属于一个多面体的氧离子为非桥氧离子O nb

●根据[SiO4]结构单元的连接情况不同分为：

1)架状结构：O b＝4

2)层状结构：O b＝3

3)链状结构：O b＝2

4)孤岛状结构；O b＝0

●实际硅酸盐晶体结构非常复杂：

5.多晶型与多晶转变：

●随着材料所处的环境（如温度及受力状况）不同、材料中原子间的距离

和原子振动的程度也发生变化，使得原来的结构在新的环境中不再是最稳定的。

多晶型：具有相同的化学组成却有不同晶体结构的材料

多晶转变：材料在一定条件下从一种晶体结构变成另一种晶体结构的过程●多晶型及其转变在金属、陶瓷材料中都存在。它们决定了材料的有效使

用范围。

如：石英玻璃使用温度通常须小于900℃，因为高温下易析出方石英，当制品冷却至275～180℃以下，会出现晶型转变α方石英→β方石英，体积效应达到：2.8％

● 在某种化合物晶体中掺入适量的添加剂，会改变多晶转变的温度。

如：ZrO 2是最耐高温的氧化物之一，其熔点高达：2680℃。

单斜ZrO 2????→←?C 1170 四方ZrO 2????→←?C 2370 立方ZrO 2

当温度升高到1200℃时，单斜晶型转变成四方晶型，并伴有7～9％的体积收缩和1420cal/mol 的吸热效应，该过程为可逆，而且转变速度很快。因此纯的ZrO 2制品在加热或冷却时易引起开裂，必定限制其使用温度范围。当引入MgO ，CaO ，Y 2O 3，La 2O 3等添加剂，在高温下形成固溶体，可使ZrO 2完全稳定为立方ZrO 2，不再出现单斜ZrO 2，阻止了开裂。

● 多晶转变的两种类型：

1) 位移型转变：结构畸变，仅键角发生变化，键不被破坏，为可逆转

变，速率较快。

2) 重建型转变：键被破坏，重新形成新的结构。转变所需的能量要更

大，速率较慢。

6. 晶体的缺陷：

凡实际晶体，均不具备理想格子

晶体缺陷???????

???面缺陷线缺陷

点缺陷相变等

催化原子的扩散引起材料的性质影响,,??→???→?

1)点缺陷（零维）：晶格中出现原子空位、间隙原子、原子错位、杂

质原子等。

●空位→周围的原子会向它靠近，从而导致晶格畸变

●间隙原子→使晶格常数变大，从而产生较大的晶格畸变

2)线缺陷（一维）：晶格中某处有一列或若干列原子发生规律性的错

排现象，即位错。

●刃型位错

●螺型位错

3)面缺陷和堆积缺陷（多维）：层错、晶界、相界以及晶体堆积纷乱

的缺陷。

●层错：是由规律性的阶梯位错和螺旋位错组成的平面。

●晶界：凡结构、组成相同而取向不同的晶粒相互接触的面。

●相界：不仅取向不同，结构、组成也不相同的两个相接触的面。

从结构来说，它是周期性被破坏的严重区域（从有突变为无）

●晶界和相界上的原子都处于畸变状态，而且具有非晶态的特征，

处于界面上的原子具有较高的能量

四、非晶体结构

1.非晶体结构的特点及非晶态材料的形成：

●内部质点（离子、原子、原子集团）在三维空间的排列缺乏对称性和周

期性的重复，即近程有序，远程无序。

●非晶态物质有玻璃、凝胶和气相沉积膜等。

1)玻璃为应用最广泛的非晶态材料，大多以熔体冷却法得到，也可以通

过液相法、气相法和固相法得到。

2)凝胶是通过化学反应得到的非晶态固体。

清洗,硅胶

如：水玻璃＋强酸??

?凝胶

?→

?

?

水解,硅胶

正硅酸乙酯＋水??

?→

?缩合

?

?

3)气相沉积非晶态膜是通过气化粒子在基板表面快速冷凝或反应得到。

可以采用PVD，或CVD。

2.玻璃的结构：

1)玻璃定义：

2)玻璃特性：

3)玻璃的转变：

4)玻璃的结构：

5)玻璃态SiO2，B2O3，P2O5的一些结构问题：

6)影响结构变化的一些因素：

7)玻璃形成的条件：

8)玻璃形成范围：

9)玻璃的核化晶化与分相

高分子材料与无机非金属、金属材料的区别

高分子材料与无机非金属材料、金属材料的区别有机高分子化合物简称高分子化合物或高分子，又称高聚物，与无机非金属材料、高分子材料并称三大材料。高分子材料一般具有以下特点: （1）力学性能：比强度高,韧性高，耐疲劳性好，但易应力松弛和蠕变; （2）反应性:大多数是惰性的，耐腐蚀，但粘连时要表面处理，加聚合物共混时需要表面处理，另外，有的高分子材料容易吸收紫外线或红外线及可见光发生降解; （3）物理性能：密度小，很高的电阻率，熔点相比金属较低，限制了使用领域高分子化合物的一般具有特殊的结构，使它表现出了非同凡响的特性。例如，高分子主链有一定内旋自由度，可以弯曲，使高分子链具有柔性；高分子结构单元间的作用力及分子链间的交联结构，直接影响它的聚集态结构，从而决定高分子材料的主要性能。 此外高分子材料可用纤维增强（复合材料）制成高性能的新型材料，可设极性大，部分性能超过金属。当前，高分子材料正趋向功能化，合金化发展，比传统材料有更大的发展空间和更广阔使用的领域。 高分子化合物固、液、气三种存在状态的变化一般并不很明显。固体高分子化合物的存在状态主要有玻璃态、橡胶态和纤维态。固体状态的高分子化合物多是硬而有刚性的物体。无定形的透明固体高分子化合物很像玻璃，故称它为玻璃态。在橡胶态下，高分子链处于自然无规则和卷曲状态，在应力作用下被拉伸，去掉应力又恢复卷曲，表现出弹性。纤维是由高分子化合物构成的长度对直径比大很多倍的纤细材料。 通常使用的高分子材料，常是由高分子化合物加入各种添加剂所形成，其基本性能取决于所含高分子化合物的性质，各种不同添加剂的作用在于更好地发挥、保持、改进高分子化合物的性能，满足不同的要求，用在更多的方面。 无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮

材料结构与性能历年真题

材料结构与性能历年真 题 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

2009年试题 1.一外受张应力载荷力500MPa的无机材料薄板(长15cm，宽10cm，厚，其 中心部位有一裂纹(C=20μm)。该材料的弹性模量为300GPa，(1Pa=1N/m2)断裂能为15J/m2(1J=1Nm)。 a)计算该裂纹尖端应力强度因子K I (Y=) b)判断该材料是否安全 ,可知，即材料的裂纹尖端应力强度应子超过了材料的临界断裂应子，则材料不安全。 2.测定陶瓷材料的断裂韧性常用的方法有几种并说明它们的优缺点。 答： 方法优点缺点 单边切口梁法(SENB)简单、快捷①测试精度受切口宽度的影响，且过分要求窄的切口；②切口容易钝化而变宽，比较适合粗晶陶瓷，而对细晶体陶瓷测试值会偏大。 Vickers压痕弯曲梁法 (SEPB)测试精度高，结果较准 确，即比较接近真实值 预制裂纹的成功率低；控制裂纹的深度尺 寸较困难。 直接压痕法(IM)①无需特别制样；②可 利用很小的样品；③测 定H V的同时获得K IC， 简单易行。 ①试样表面要求高，无划痕和缺陷；②由 于压痕周围应力应变场较复杂，没有获得 断裂力学的精确解；③随材料性质不同会 产生较大误差；④四角裂纹长度由于压痕 周围残余应力的作用会发生变化；产生压 痕裂纹后若放置不同时间，裂纹长度也会 发生变化，影响测试精度。

3.写出断裂强度和断裂韧性的定义，二者的区别和联系。 答： 断裂强度δr断裂韧性K IC 定义材料单位截面承受应力而不发生断裂的能力材料抵抗裂纹失稳扩展或断裂能力 联系①都表征材料抵抗外力作用的能力；②都受到E、的影响，提高E、既可提高断裂强度，也可提高断裂韧性；③在一定的裂纹尺寸下，提高K IC也会提高δr，即增韧的同时也会增强。 区别除了与材料本身的性质有关外，还与 裂纹尺寸、形状、分布及缺陷等有关 是材料的固有属性，是材料的结构和显微 结构的函数，与外力、裂纹尺寸等无关 4.写出无机材料的增韧原理。 答：增韧原理：一是在裂纹扩展过程中使之产生有其他能量消耗机构，从而使外加负载的一部分或大部分能量消耗掉，而不致集中于裂纹扩展上；二是在陶瓷体中设置能阻碍裂纹扩展的物质场合，使裂纹不能再进一步扩展。 根据断裂力学，抗弯强度，断裂韧性，可以看出要提高陶瓷材料强度，必须提高断裂表面能和弹性模量以及减小裂纹尺寸；要提高断裂韧性，必须提高断裂表面能和弹性模量。 5.试比较以下材料的热导率，并按大小顺序排列，说明理由。氮化硅(Si3N4)陶 瓷、氧化镁(MgO)陶瓷、镁橄榄石(2MgO·SiO2)、纯银(Ag)、镍铬合金 (NiCr)。 答：热导率大小顺序：纯银>镍铬合金>氮化硅>氧化镁>镁橄榄石 理由：1)一般金属的热导率比非金属的热导率高，这是由于金属中存在大量的自由电子，电子质量轻，平均自由程很大，故可以快速的实现热传导；而非金属主要是通过声子来进行热传导的，声子的平均自由程要比自由电子的小很多，自由电子的热传导速率是声子的20倍，故纯银和镍铬合金的热导率高。2)单质的热导率要比混合物质的热导率高，故纯银大于镍铬合金。3)固溶体的热导率要比纯物质的小，故镁橄榄石的热导率小于氮化硅和氧化镁。4)共价键强的晶体热导率高，故氮化硅的热导率强于氧化镁。 6.对于组成范围为0-50%K2O，100-50%SiO2的玻璃，推断其膨胀系数的变 化，试通过玻璃的结构来解释所得的结果。

新型无机非金属材料有哪些

新型无机非金属材料有哪些 新材料全球交易网 新型无机非金属材料有哪些？“新材料全球交易网”收集整理最全新型无机非金属材料知识点。更多增值服务，请关注“新材料全球交易网”。 一、重要概念 1、新型无机非金属材料 （1）是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。 （2）包括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。 2、陶瓷 （1）从制备上开看，陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。 （2）从组分上来看，陶瓷是多晶、多相（晶相、玻璃相和气相）的聚集体。 3、玻璃 （1）狭义：熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机非金属物质。 （2）一般：若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质，则不管其组成如何都可称为玻璃（具有玻璃转变温度 Tg）。 玻璃转变温度：玻璃态物质在玻璃态和高弹态之间相互转化的温度。 具有Tg的非晶态新型无机非金属材料都是玻璃。 4、水泥 凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，能在空气或水中硬化，并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。 5、耐火材料 耐火度不低于1580℃的新型无机非金属材料 6、复合材料 由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微观）上组成具有新性能的材料。 通过复合效应获得原组分所不具备的性能。可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得更优秀的性能。 二、陶瓷知识点 1、陶瓷制备的工艺步骤 原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结 2、陶瓷的天然原料 （1）可塑性原料：黏土质陶瓷成瓷的基础（高岭石、伊利石、蒙脱石） （2）弱塑性原料：叶蜡石、滑石 （3）非塑性原料：减塑剂——石英；助熔剂——长石 3、坯料的成型的目的

第四节 无机非金属材料的结构

首页 >> 网络课程 >> 第二章 >> 第四节 绪论 第一章第一章 工程材料的分工程材料的分类类及性能 第二章第二章 材料的材料的结结构 第三章第三章 材料制材料制备备的基本知的基本知识识 第四章第四章 二元相二元相图图及应用 第五章第五章 材料的材料的变变形 第六章第六章 钢的热处热处理理 第七章第七章 工业用钢 第八章第八章 铸铁 第九章第九章 有色金有色金属属及其合金 第十章第十章 常用非金常用非金属属材料 第十一章第十一章 工程材料的工程材料的选选用 第四节 无机非金属材料的结构 一、陶瓷材料的结构特点 对工程师来说，陶瓷包括种类繁多的物质，例如玻璃、砖、石头、混凝土、磨料、搪瓷、介 磁性材料、高温耐火材料和许多其它材料。所有这些材料的共同特征是：它们是金属和非金 合物由离子键和共价键结合在一起。陶瓷材料的显微组织由晶体相、玻璃相和气相组成，而且很大，分布也不够均匀。 与金属相比，陶瓷相的晶体结构比较复杂。由于这种复杂性以及其原子结合键强度较大，所以 例如，正常冷却速率的玻璃没有充分时间使其重排为复杂的晶体结构，所以它在室温下可长 二、陶瓷晶体 1． AX型陶瓷晶体 AX型陶瓷晶体是最简单的陶瓷化合物，它们具有数量相等的金属原子和非金属原子。它们可以 如MgO，其中两个电子从金属原子转移到非金属原子，而形成阳离子（Mg3+）和阴离子（O2－）是共价型，价电子在很大程度上是共用的。硫化锌（ZnS）是这类化合物的一个例子。 AX化合物的特征是：A原子只被作为直接邻居的X原子所配位，且X原子也只有A原子作为第一或离子是高度有序的，在形成AX 化合物时，有三种主要的方法能使两种原子数目相等，且有如 位。属于这类结构的有： （1）CsCl型 这种化合物的结构见图2-25。A原子（或离子）位于8个X原子的中心，X原子（或离子）也处但应该注意的是，这种结构并不是体心立方的。确切的说，它是简单立方的，它相当于把简单 子晶格相对平移a/2，到达彼此的中心位置而形成。 重庆大学精品课程－工程材料

无机非金属材料专业试题

(无机非金属材料专业)试卷 一、单选：（每题1分，共20分） 1、影响熟料安定性的主要因素是（）。 A. 一次游离氧化钙 B.二次游离氧化钙 C.固溶在熟料中的氧化镁 D.固溶在熟料中的氧化钠 2、粉磨水泥时，掺的混合材料为：矿渣16% ，石灰石5%，则这种水泥为（） A. 矿渣硅酸盐水泥 B.普通硅酸盐水泥 C.复合硅酸盐水泥 D.硅酸盐水泥 3、以下哪种措施有利于C3S的形成？（） A.降低液相粘度 B.减少液相量 C.降低烧成温度 D.缩短烧成带 4、国家标准规定，通用硅酸盐水泥中各个品种的初凝时间均不得早于（） A. 45分钟 B.55分钟 C. 60分钟 D.390分钟 5、和硅酸盐水泥相比，掺有混合材料的水泥的如下那个性质较差（） A. 耐水性 B.后期强度 C.抗冻性 D.泌水性 6、引起硅酸盐水泥熟料发生快凝主要原因是（） A.C3S水化快 B. C3A水化快 C.C4AF水化快 D.C2S水化快 7、水泥产生假凝的主要原因是（） A.铝酸三钙的含量过高 B.石膏的掺入量太少 C.磨水泥时石膏脱水 D.硅酸三钙的含量过高 8、根据GB/T175-2007，下列指标中属于选择性指标的是（） A. KH减小，SM减小，铝率增大。 B. KH增大，SM减小，铝率增大。 C. KH减小，SM增大，铝率减小。 D. KH增大，SM增大，铝率增大。 9、硅酸盐水泥熟料的烧结围一般在（） A.50-80℃ B. 80-100℃ C. 100-150℃ D.150-200℃ 10、国家标准规定矿渣硅酸盐水泥中SO3 （） A ＜3.5% B ≤3.5% C ＜4.0% D ≤4.0% 11、复合硅酸盐水泥的代号是（） A P·S B P·O C P·F D P·C 12、国家标准规定骨质瓷的热稳定性为（） A. 140℃ B.160℃ C. 180℃ D.200℃ 13、一般来说，凡烧成温度降低幅度在( ）以上者，且产品性能与通常烧成的性能相近的烧成方法可称为低温烧成。 A. 40-60 ℃ B.60-80℃ C. 80-100℃ D.100-120℃ 14、炉温为1250-1400℃的电炉，电热体可采用（）。

无机材料物理性能重点

一·辨析 1. 铁电体与铁磁体的定义和异同 答：铁电体是指在一定温度范围内具有自发极化，并且自发极化方向可随外加电场作可逆转动的晶体。铁磁体是指具有铁磁性的物质。 2. 本征（固有离子）电导与杂质离子电导 答：本征电导是源于晶体点阵的基本离子的运动。这种离子自身随着热振动离开晶体形成热缺陷。这种热缺陷无论是离子或者空位都是带电的，因而都可作为离子电导载流子。显然固有电导在高温下特别显著；第二类是由固定较弱的离子的运动造成的，主要是杂质离子。杂质离子是弱联系离子，所以在较低温度下杂质电导表现显著。 相同点：二者的离子迁移率 和电导率 表达形式相同 不同点：a.本征离子电导载流子浓度与温度有关，而杂质离子电导载流子浓度与温度无关，仅决定于杂质的含量 B.由于杂质载流子的生成不需要提供额外的活化能，即他的活化能比在正常晶格上的活化能要低得多，因此其系数B 比本征电导低一些 C.低温部分有杂质电导决定，高温部分由本征电导决定，杂质越多，转折点越高 3. 离子电导和电子电导 答：携带电荷进行定向输送形成电流的带点质点称为载流子。载流子为离子或离子空位的为离子电导；载流子是电子或空穴的为电子电导 不同点：a.离子电导是载流子接力式移动，电子电导是载流子直达式移动 B.离子电导是一个电解过程，符合法拉第电解定律，会发生氧化还原反应，时间长了会对介质内部造成大量缺陷及破坏；而电子电导不会对材料造成破坏 C.离子电导产生很困难，但若有热缺陷则会容易很多；一般材料不会产生电子电导，一般通过掺杂形式形成能量上的自由电子 D.电子电导的电导率远大于离子电导（原因：1.当温度升高时，晶体内的离子振动加剧，对电子产生散射，自由电子或电子空穴的数量大大增加，总的效应还是使电子电导非线性地大大增加；2.在弱电场作用下，电子电导和温度成指数式关系，因此电导率的对数也和温度的倒数成直线关系；3.在强电场作用下，晶体的电子电导率与电场强度之间不符合欧姆定律，而是随场强增大，电导率有指数式增加 4.铁电体与反铁电体 答：铁电体是指在一定温度范围内具有自发极化，并且自发极化方向可随外加电场作可逆转动的晶体；反铁电体是指晶体中相邻的离子沿反平行方向发生自发极化，宏观上自发极化为零且无电滞回线的材料 不同点：1.在反铁电体的晶格中，离子有自发极化，以偶极子形式存在，偶极子成对的按反平行方向排列，这两部分偶极子的偶极矩大小相等，方向相反；而在铁电体的晶格中，偶极子的极性是相同的，为平行排列 2.反铁电体具有双电滞回线，铁电体具有电滞回线 3.当外电场降至零时，反铁电体无剩余极化，铁电体存在剩余计 铁电体 铁磁体 自发极化 自发磁化 不含铁 含铁 电畴 磁畴 电滞回线 磁滞回线

无机非金属材料总结(完整版)

第一章 1. 粘土的定义：是一种颜色多样，细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合体。 粘土是自然界中硅酸盐岩石（主要是长石）经过长期风化作用而形成的一种疏松的或呈胶状致密的土状或致密块状矿物，是多种微细矿物和杂质的混合体。 2. 粘土的成因：各种富含硅酸盐矿物的岩石经风化，水解，热液蚀变等作用可变为粘土。一次粘土（原生粘土）风化残积型：母岩风化后残留在原地所形成的粘土。（深层的岩浆岩（花岗岩、伟晶岩、长石岩）在原产地风化后即残留在原地，多成为优质高岭土的矿床，一般称为一次粘土）。 二次粘土（次生粘土）沉积型：风化了的粘土矿物借雨水或风力的迁移作用搬离母岩后，在低洼地方沉积而成的矿床，成为二次粘土。 一次粘土与二次粘土的区别： 分类化学组成耐火度成型性 一次粘土较纯较高塑性低 二次粘土杂质含量高较低塑性高 3. 高岭土、蒙脱土的结构特点： 高岭土晶体结构式：Al4[Si4O10](OH)8，1:1型层状结构硅酸盐，Si-O四面体层和Al-(O,OH)八面体层通过共用氧原子联系成双层结构，构成结构单元层。层间以氢键相连，结合力较小，所以晶体解理完全并缺乏膨胀性。 蒙脱土（叶蜡石）是2:1型层状结构，两端[SiO4]四面体，中间夹一个[AlO6]八面体，构成单元层。单元层间靠氧相连，结合力较小，水分子及其它极性分子易进入晶层中间形成层间水，层间水的数量是可变的。 4. 粘土的工艺特性：可塑性、结合性、离子交换性、触变性、收缩、烧结性。 1)可塑性：粘土—水系统形成泥团，在外力作用下泥团发生变形，形变过程中坯泥不开裂， 外力解除后，能维持形变，不因自重和振动再发生形变，这种现象称为可塑性。 表示方法：可塑性指数、可塑性指标 可塑性指数（w）：W=W2-W1W降低——泥浆触变厚化度大，渗水性强，便于压滤榨泥。 W1塑限：粘土或（坯料）由粉末状态进入塑性状态时的含水量。 W2液限：粘土或（坯料）由粉末状态进入流动状态时的含水量。 塑限反映粘土被水润湿后，形成水化膜，使粘土颗粒能相对滑动而出现可塑性的含水量。 塑限高，表明粘土颗粒的水化膜厚，工作水分高，但干燥收缩也大。 液限反映粘土颗粒与水分子亲和力的大小。W2上升表明颗粒很细，在水中分散度大，不易干燥，湿坯强度低。 可塑性指标：在工作水分下，粘土（或坯料）受外力作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积，也可以以这时的相应含水率表示。 反应粘土的成型性能：应力大，应变小——挤坯成型；应力小，应变大——旋坯成型根据粘土可塑指数或可塑指标分类： i.强塑性粘土：指数＞15或指标＞3.6 ii.中塑性粘土：指数7～15，指标2.5～3.6 iii.弱塑性粘土：指数l～7，指标<2.5 iv.非塑性粘土：指数<1。 2)结合性：粘土的结合性是指粘土能够结合非塑性原料而形成良好的可塑泥团，并且有一

无机非金属材料工程专业毕业实习报告范文

无机非金属材料工程专业 毕 业 实 习 报 姓名：杜宗飞 学号：2011090118 专业：无机非金属材料工程 班级：无机非金属材料工程01班指导教师：赵建明 实习时间：XXXX-X-X—XXXX-X-X 20XX年1月9日

目录 目录 (2) 前言 (3) 一、实习目的及任务 (3) 1.1实习目的 (3) 1.2实习任务要求 (4) 二、实习单位及岗位简介 (4) 2.1实习单位简介 (4) 2.2实习岗位简介（概况） (5) 三、实习内容（过程） (5) 3.1举行计算科学与技术专业岗位上岗培训。 (5) 3.2适应无机非金属材料工程专业岗位工作。 (5) 3.3学习岗位所需的知识。 (6) 四、实习心得体会 (6) 4.1人生角色的转变 (6) 4.2虚心请教，不断学习。 (7) 4.3摆着心态，快乐工作 (7) 五、实习总结 (8) 5.1打好基础是关键 (8) 5.2实习中积累经验 (8) 5.3专业知识掌握的不够全面。 (8) 5.4专业实践阅历远不够丰富。 (8) 本文共计5000字，是一篇各专业通用的毕业实习报告范文，属于作者原创，绝非简单复制粘贴。欢迎同学们下载，助你毕业一臂之力。

前言 随着社会的快速发展，用人单位对大学生的要求越来越高，对于即将毕业的无机非金属材料工程专业在校生而言，为了能更好的适应严峻的就业形势，毕业后能够尽快的融入到社会，同时能够为自己步入社会打下坚实的基础，毕业实习是必不可少的阶段。毕业实习能够使我们在实践中了解社会，让我们学到了很多在无机非金属材料工程专业课堂上根本就学不到的知识，受益匪浅，也打开了视野，增长了见识，使我认识到将所学的知识具体应用到工作中去，为以后进一步走向社会打下坚实的基础，只有在实习期间尽快调整好自己的学习方式，适应社会，才能被这个社会所接纳，进而生存发展。 刚进入实习单位的时候我有些担心，在大学学习无机非金属材料工程专业知识与实习岗位所需的知识有些脱节，但在经历了几天的适应过程之后，我慢慢调整观念，正确认识了实习单位和个人的岗位以及发展方向。我相信只要我们立足于现实，改变和调整看问题的角度，锐意进取，在成才的道路上不断攀登，有朝一日，那些成才的机遇就会纷至沓来，促使我们成为无机非金属材料工程专业公认的人才。我坚信“实践是检验真理的唯一标准”，只有把从书本上学到的无机非金属材料工程专业理论知识应用于实践中，才能真正掌握这门知识。因此，我作为一名无机非金属材料工程专业的学生，有幸参加了为期近三个月的毕业实习。 一、实习目的及任务 经过了大学四年无机非金属材料工程专业的理论进修，使我们无机非金属材料工程专业的基础知识有了根本掌握。我们即将离开大学校园，作为大学毕业生，心中想得更多的是如何去做好自己专业发展、如何更好的去完成以后工作中每一个任务。本次实习的目的及任务要求： 1.1实习目的 ①为了将自己所学无机非金属材料工程专业知识运用在社会实践中，在实践中巩固自己的理论知识，将学习的理论知识运用于实践当中，反过来检验书本上理论的正确性，锻炼自己的动手能力，培养实际工作能力和分析能力，以达到学以致用的目的。通过无机非金属材料工程的专业实习，深化已经学过的理论知识，提高综合运用所学过的知识，并且培养自己发现问题、解决问题的能力

无机材料物理性能_完美版

无机材料物理性能试卷 一．填空（１×２０＝２０分） 1．CsCl结构中，Ｃs+与Cl-分别构成＿＿＿＿格子。 ２．影响黏度的因素有＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿. ３.影响蠕变的因素有温度、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿. ４．在＿＿＿＿、＿＿＿＿的情况下，室温时绝缘体转化为半导体。 ５．一般材料的＿＿＿＿远大于＿＿＿＿。 ６．裂纹尖端出高度的＿＿＿＿导致了较大的裂纹扩展力。 ７．多组分玻璃中的介质损耗主要包括三个部分：＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿。 ８．介电常数显著变化是在＿＿＿＿处。 ９．裂纹有三种扩展方式：＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿。 １０．电子电导的特征是具有＿＿＿＿。 二．判断正误。（２×１０=２０分） １．正应力正负号规定是拉应力为负，压应力正。（） ２．Ａl2Ｏ3结构简单，室温下易产生滑动。（） ３．断裂表面能比自由表面能大。（） ４．一般折射率小，结构紧密的电介质材料以电子松弛极化性为主。（）５．金红石瓷是离子位移极化为主的电介质材料。（） ６．自发磁化是铁磁物质的基本特征，是铁磁物质和顺磁物质的区别之处。 （） ７．随着频率的升高，击穿电压也升高。（） ８．磁滞回线可以说明晶体磁学各向异性。（） ９．材料弹性模量越大越不易发生应变松弛。（） １０．大多数陶瓷材料的强度和弹性模量都随气孔率的减小而增加。（） 三.名词解释（4×4分=16分） 1.电解效应 2.热膨胀 3.塑性形变 4.磁畴 四.问答题（3×8分=24分） 1.简述晶体的结合类型和主要特征： 2.什么叫晶体的热缺陷？有几种类型？写出其浓度表达式?晶体中 离子电导分为哪几类？ 3.无机材料的蠕变曲线分为哪几个阶段，分析各阶段的特点。

无机非金属材料专业没工作经验能考什么证-

无机非金属材料专业没工作经验能考什么证? 篇一：无机非金属材料专业的同学的就业指导 无机非金属材料专业的同学的就业指导！！非常珍贵的经验之谈 关于工作 很早就想写一篇关于工作的文章，以前一直很奇怪自己找工作的时候为什么学校没有人写一篇具体点的分析意见，谈谈我的一些看法，就当是抛砖引玉，自己也想听听大家的看法。就具体专业而言，我自己的专业是无机非金属材料工程，可能谈的工作主要是关于这方面。关于专业问题，其实越是大型的公司（外企）反而不是很注重专业对口，只要你能够胜任工作，当然国企还是很在意的。大四的时候原本没打算找工作，真正开始关注这方面的消息也是从大四开学之后。招聘信息的主要来源分为3个方面：学校就业办举行的招聘会、学校就业网站上的就业信息、各个学院各自获得的就业信息。当然很多nB的企业是没有到我们学校来的，来我们学校的主要是化工，建筑，材料相关的企业比较多，而且是以大型国企居多。如果你的目标是五百强外企的话，那你就要自己多留意别的学校就业信息，比如南京大学的小百合，东南大学的就业网都可以去关注，还可以去关注大型的招聘网站如前程无忧，还有几个自己认为对于应届生比较不错的网站有HiaLL，应届生毕业网，大街网等。 为了叙述方便，按照时间顺序来。大四开始之后，9月份开始会有零

零散散的招聘会，我们专业而言记得当时好像就有海螺集团（主要是水泥厂）来招人，待遇应该开始是1800左右，其它什么之类的不大清楚。这里提醒一下，找工作的时候不光要打听清楚工资的数目，还应弄清楚各种补助的数目、五险一金的数目及年终奖的数目。因为这些东西零零散散加起来你就发现占据不少的数目。比如说住房公积金一般公司给你交的是工资的10%左右（自己工资再扣10%），就算你一个月工资3000，一年到头，住房公积金也有7200，如果你户口不在工作所在地的话，离职的时候是可以直接取出来的。除此之外，还有各种补贴是不计算工资之内的，有的补贴可能加起来有500~1000/月左右。一般来说，年薪是这么计算的，13月工资+年终奖。年终奖可能各不相同根据企业效益来，一般应该在2~6个月工资左右。因此有时候如果没有弄清楚的话，你就会发现可能一家企业给你开4000/月工资（有五险没有住房公积金、无补贴、无13月工资），到头来反而没有月薪3000/月的钱拿得多。继续接上文，应该来说10~11月是大四上学期招聘的高峰期。就我们专业而言来的比较多的行业是: 1.太阳能行业的企业（估计这几年太阳能很火）,多数都为私企或中外合资企业。如果去工厂的话一般就是工艺工程师，就是负责生产车间的一段工艺的，工厂一般都不会建在很发达的地方，如果真的是去厂里的话一定要注意，当然如果是去做销售、行政之类的在总部的话地理位置应该会不错。就我们班而言没有人去，无锡尚德应该是最好的，还有常州的天合光能也不错，但是来学校招聘的是技术销售岗位的，如果感兴趣的话到不错。我们这届进了爱康的比较多，第一次来招，

无机非金属材料的现状与前景

无机非金属材料的现状与前景 【摘要】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材料的统称。在材料学飞速发展的今天，无机非金属材料有这广阔的应用前景和良好的就业形势。 【关键字】无机非金属材料方向前景智能 1. 无机非金属材料的特点及应用 无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)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材料的统称。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传统的硅酸盐材料演变而来的。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。 在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂，并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。 无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。 普通无机非金属材料的特点是：耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。此外，水泥在胶凝性能上，玻璃在光学性能上，陶瓷在耐蚀、介电性能上，耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性，为金属材料和高分子材料所不及。但与金属材料相比，它抗断强度低、缺少延展性，属于脆性材料。与高分子材料相比，密度较大，制造工艺较复杂。

无机材料物理性能期末复习题汇总

期末复习题参考答案 一、填空 1.一长30cm的圆杆，直径4mm，承受5000N的轴向拉力。如直径拉成3.8 mm，且体积保持不变，在此拉力下名义应力值为，名义应变值为。 2.克劳修斯—莫索蒂方程建立了宏观量介电常数与微观量极化率之间的关系。 3．固体材料的热膨胀本质是点阵结构中质点间平均距离随温度升高而增大。 4．格波间相互作用力愈强，也就是声子间碰撞几率愈大，相应的平均自由程愈小，热导率也就愈低。 5．电介质材料中的压电性、铁电性与热释电性是由于相应压电体、铁电体和热释电体都是不具有对称中心的晶体。 6．复介电常数由实部和虚部这两部分组成，实部与通常应用的介电常数一致，虚部表示了电介质中能量损耗的大小。 7．无机非金属材料中的载流子主要是电子和离子。 8．广义虎克定律适用于各向异性的非均匀材料。 ?（1-m）2x。9．设某一玻璃的光反射损失为m，如果连续透过x块平板玻璃，则透过部分应为 I 10．对于中心穿透裂纹的大而薄的板，其几何形状因子Y= 。 11．设电介质中带电质点的电荷量q，在电场作用下极化后，正电荷与负电荷的位移矢量为l，则此偶极矩为 ql 。 12．裂纹扩展的动力是物体内储存的弹性应变能的降低大于等于由于开裂形成两个新表面所需的表面能。 13.Griffith微裂纹理论认为，断裂并不是两部分晶体同时沿整个界面拉断，而是裂纹扩展的结果。14．考虑散热的影响，材料允许承受的最大温度差可用第二热应力因子表示。 15．当温度不太高时，固体材料中的热导形式主要是声子热导。 16．在应力分量的表示方法中，应力分量σ,τ的下标第一个字母表示方向，第二个字母表示应力作用的方向。 17．电滞回线的存在是判定晶体为铁电体的重要根据。 18．原子磁矩的来源是电子的轨道磁矩、自旋磁矩和原子核的磁矩。而物质的磁性主要由电子的自旋磁矩引起。 19. 按照格里菲斯微裂纹理论，材料的断裂强度不是取决于裂纹的数量，而是决定于裂纹的大小，即是由最危险的裂纹尺寸或临界裂纹尺寸决定材料的断裂强度。 20.复合体中热膨胀滞后现象产生的原因是由于不同相间或晶粒的不同方向上膨胀系数差别很大，产生很大的内应力，使坯体产生微裂纹。 21.晶体发生塑性变形的方式主要有滑移和孪生。 22.铁电体是具有自发极化且在外电场作用下具有电滞回线的晶体。 23.自发磁化的本质是电子间的静电交换相互作用。 二、名词解释 自发极化：极化并非由外电场所引起，而是由极性晶体内部结构特点所引起，使晶体中的每个晶胞内存在固有电偶极矩，这种极化机制为自发极化。 断裂能：是一种织构敏感参数,起着断裂过程的阻力作用，不仅取决于组分、结构，在很大程度上受到微观缺陷、显微结构的影响。包括热力学表面能、塑性形变能、微裂纹形成能、相变弹性 能等。 滞弹性：当应力作用于实际固体时，固体形变的产生与消除需要一定的时间，这种与时间有关的弹性称为滞弹性。 格波：处于格点上的原子的热振动可描述成类似于机械波传播的结果，这种波称为格波，格波的一个

济南大学无机非金属材料工艺性能与测试期末复习重点.doc

材料工艺性能与实验期末复习重点 1.火山灰反应：材料木身不只备水硬性，但是在碱性条件下，其水硬性能够被激发，发生 水化反应产生强度。 2.当硅酸盐水泥混凝土建筑工程遇到硫酸盐侵蚀的条件，应如何调整？ 答：⑴减少熟料中的GA的含量； ⑵增加活性混合才掺量，减少水化产物中03（014）2的含量； ⑶增加水泥细度，提高水泥混凝土的致密度； ⑷使用抗硫酸盐水泥或硫铝酸盐水泥。 3.水泥的三个率值：石灰石饱和系数、硅率、铝率。 IM铝率乂称铁率，其数学表达式为：IM = Al2O3/Fe2O3铝率表示熟料中氧化铝与氧化铁含量的质量比，也表示熟料熔剂矿物中铝酸三钙与铁铝酸四钙的比例。 硅率表示熟料中氧化硅含量氧化铝、氧化铁之和的质量比。（表示熟料中硅酸盐矿物 与熔剂矿物的比例。）SM=———— ^2°3 + Fe2°3 K H =CaO-' 65Al:O r035Fe A石灰饱和系数KH是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙 2.8S Z O2 （C3S + C25 ）所需的氧化钙量与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需的氧化钙含量的比值。（即KH表熟料中二氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度. 4.碳酸钙滴定值的测定意义及测定原理： （1）测定原理：水泥生料中所有的碳酸盐（包括碳酸钙、碳酸镁）均能与标准盐酸溶液作用，生成相应的盐与碳酸（又分解为（：02与1420）,然后用NaOH标准溶液滴定过剩的盐酸， 根据消耗XaOH标准溶液的体积毫升数与浓度、计算生料中的碳酸钙的滴定值。 ⑵测定意义：①水泥生料的主耍成分是石灰石，提供所需的CaO量，以确保熟料中形成足够 的C3S;②控制生料中CaO含量，亦即控制KH;③控制生料成分的均匀性；④是对生料质量控 制的主要项目之一，可以很好地控制水泥的连续化生产。。 5.游离氧化钙：游离氧化钙是指熟料中没有以化合状态存在而是以游离状态存在的氧化钙，又称游离石灰（f-CaO）o 6.为什么过量的游离氧化钙会引起水泥安定性不良？ 答：游离氧化钙水化很慢，在水泥浆体硬化后体积继续膨胀，造成硬化水泥局部膨胀应力。因而若游离氧化钙过量，会使水泥的强度下降，造成水泥的安定性不良。 7.为什么过量的游离三氧化硫会引起水泥的安定性不良？ 答：水泥熟料在粉磨过程中，必须加入适量的石膏起到缓凝作用，石膏和C3A反应生成钙矶石，包裹在C3A表面，阻止了快速水化和闪凝，AFt （钙矾石）形成需要大量结晶水， 如果水泥中含有过量的S03,水化后会有该反应，在硬化后的水泥中产生针棒状的Aft 晶体， 造成水泥体积膨胀，从而造成水泥安定性不良。

无机非金属材料专业没工作经验能考什么证-

竭诚为您提供优质文档/双击可除 无机非金属材料专业没工作经验能考什 么证? 篇一：最新无机非金属材料工程专业毕业自我总结 最无机非金属材料工程专业大学生 毕业自我总结优秀范文 个人原创欢迎下载 无机非金属材料工程专业毕业论文答辩完成之际，四年大学生活也即将划上一个句号，而我的人生却仅仅是个逗号，我即将开始人生的又一次征程。作为×××大学（改成自己无机非金属材料工程专业所在的大学）毕业生的我即将告别大学生活，告别亲爱的无机非金属材料工程专业的同学和敬爱的老师，告别我的母校——×××大学。 回顾在×××大学无机非金属材料工程专业的求学生涯，感慨颇多，有酸甜苦辣，有欢笑和泪水，有成功和挫折！大学——是我由幼稚走向成熟的地方，在此，我们认真学习无机非金属材料工程专业知识，拓展自己的知识面，培养自己的无机非金属材料工程实践活动能力。

在思想道德上，×××大学（改成自己就读无机非金属材料工程专业所在的大学）学习期间我系统全面地学习了思政课程的重要思想，不断用先进的理论武装自己的头脑，热爱祖国，热爱人民，坚持四项基本原则，树立了正确的人生观、价值观、世界观，使自己成为思想上过硬的无机非金属材料工程专业合格毕业生。 在无机非金属材料工程专业学习上，我严格要求自己，刻苦钻研 篇二：无机非金属材料专业的同学的就业指导 无机非金属材料专业的同学的就业指导！！非常珍贵的经验之谈 关于工作 很早就想写一篇关于工作的文章，以前一直很奇怪自己找工作的时候为什么学校没有人写一篇具体点的分析意见，谈谈我的一些看法，就当是抛砖引玉，自己也想听听大家的看法。就具体专业而言，我自己的专业是无机非金属材料工程，可能谈的工作主要是关于这方面。关于专业问题，其实越是大型的公司（外企）反而不是很注重专业对口，只要你能够胜任工作，当然国企还是很在意的。大四的时候原本没打算找工作，真正开始关注这方面的消息也是从大四开学之后。招聘信息的主要来源分为3个方面：学校就业办举行的招聘会、学校就业网站上的就业信息、各个学院各自获得的

高一化学人教版必修第二册 第五章 第三节 无机非金属材料

无机非金属材料 核心知识点一： 一、硅酸盐材料 硅酸盐是由盐、氧和金属组成的化合物的总称，在自然界分布极广。硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，大多不溶于水，化学性质很稳定。 1. 硅酸 （1）物理性质 不溶于水、无色透明、胶状（硅胶）。 硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用催化剂的载体。 （2）化学性质 ①弱酸性：所以在与碱反应时只能与强碱反应

H2SiO3 + 2NaOH＝Na2SiO3 + H2O H2SiO3 + 2OH－＝SiO32－+ 2H2O 比碳酸酸性弱：Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+ H2SiO3 ②硅酸的热稳定性较弱，受热易分解为SiO2和水：H2SiO3H2O＋SiO2 （3）制备方法 由于SiO2不溶于水，所以硅酸只能用间接的方法制取，一般用可溶性硅酸盐+酸制得。 Na2SiO3 + 2HCl＝2NaCl + H2SiO3 ↓ SiO32－+ 2H+＝H2SiO3 ↓ 【注意】①硅酸不溶于水，不能用SiO2与水反应制取硅酸 ②硅酸的酸性比碳酸的酸性还弱，所以往可溶性硅酸盐溶液中通入CO2也可以制取硅酸： Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3 ↓ SiO32－＋CO2＋H2O＝CO32－＋H2SiO3 ↓ ③如前所述， SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，该反应在高温条件下进行，有利于CO2从体系中挥发出来，而SiO2为高熔点固体，不能挥发，所以反应可以进行，符合难挥发性酸酐制取易挥发性酸酐的原理；而上述反应“Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+ H2SiO3↓”可以进行，是因为该反应是在溶液中进行的，符合复分解反应的原理，两者反应原理不矛盾【想一想】碳酸和硅酸的酸性比较 2. 硅酸钠 （1）物理性质：最简单的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。 【注意】①硅酸钠溶液可用玻璃瓶盛装，但是不能用玻璃塞，应用橡胶塞或木塞。 ②玻璃中含有二氧化硅，盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。 （2）化学性质

无机材料的性能特点分类

无机非金属材料性能 一、绪论（2学时） 1、无机非金属材料的特点 (1)化学组成上为无机化合物或非金属元素单质，包括传统的氧化物、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐等含氧酸盐、氮化物、碳化物、硅化物、硼化物、氟化物、硫系化合物、硅、锗及碳材料等。 (2)形态与形状上包括多晶、单晶、非晶、薄膜、纤维、复合材料等。 (3)晶体结构复杂。单个晶格可能包含多种元素的原子，晶格缺陷种类多。 (4)原子间结合力丰要为离子键、共价键或者离了—共价混合键，具有高的键能、大的极性。 (5)制备上通常要求高纯度、高细度原料，并在化学组成、添加物的数量和分布、晶体结构和材料微观结构上能精确控制。 (6)性能多样。具有高熔点高强度、耐磨损、高硬度、耐腐蚀及抗氧化，宽广的导电性能、导热性、透光件以及良好的铁电性、铁磁性和压电性等待殊性能；但大多数无机材料拉伸强度低，韧性差，脆性大。 (7)应用极其广泛。几乎在所有的领域都有无机材料的应用，尤其新型无机材料更是现代技术的发展基础、在电子信息技术、激光技术、光纤技术、光电子技术、传感技术、超导技术以及空间技术的发展中占有十分重要的地位。 2、传统无机非金属材料与新型无机非金属材料 传统无机材料一般是指以天然的硅酸盐矿物(粘土、石英、长石等)为主要原料，经高温窑烧制而成的一大类材料。故又称窑业材料，主要有陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料四种，其化学组成均为硅酸盐，因此也称为硅酸盐材料。新型无机材料则是指应用于高科技领域的用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种无机非属化合物经持殊的先进工艺制成的具有优异性能的无机新材料，包括特种陶瓷、特种玻璃、特性水泥、新型耐火材料、人工晶体、增导体材料等。 3、无机非金属材料的分类 无机材料种类繁多、性能各异。从传统硅酸盐材料到新型无机材料，众多门类的无机材料已经渗透到人类生活、生产的各个领域，需从多个角度对无机材料进行分类。无机材料按成分特点、可分为单质和化合物两大类；按结构特征，可

无机非金属材料性能

无机材料光学性能 1、折射率定义，影响因素 介质对光的折射性质 光在真空和材料中的速度之比即为材料的绝对折射率。介质材料的折射率一般为大于1的正数。折射实质：介质密度不同 光通过时速度不懂 折射率的影响因素（1）构成材料元素的离子半径(离子半径+ 介电系数+ 折射率+)（2）材料的结构、晶型、非晶态（3）材料的内应力（4）同质异构体 温度+折射率- 2、散射本质：光波遇到不均匀结构产生次级波，与主波方向不一致，与主波合成出现干涉现象，使光偏离原来的方向，引起散射。 8、影响材料透光性的原因。影响材料散射的原因？晶体双折射对散射的影响？ 吸收系数:材料的性质相关。反射系数:相对折射率、表面粗糙度相关 散射系数: 影响透光性的主要因素。影响材料散射的原因： （1）材料的宏观及显微缺陷：材料中的缺陷与主晶相不同，于是与主晶相具有相对折射率，此值越大，反射系数越大，散射因子也越大，散射系数变大。 （2）晶粒排列方向的影响：各向异性体，存在双折射。多晶无机材料，相邻晶粒之间的结晶取向不同,晶粒之间会产生折射率的差别，引起晶界处的反射与散射损失。影响多晶无机材料透光率的主要因素就是晶体的双折射率。 左晶粒的寻常光折射率n0与右晶粒的非寻常光折射率ne 两个晶粒相对折射率相同， n0/n0=1，无反射损失； n0/ne =1，S=0,K=0;n0/ne >1，S 、K 都较大（S 吸收系数K 散射因子） 应用：α-Al2O3晶体的n0=1.76，ne =1.768，若相邻晶粒的取向互相垂直，晶界面的反射系数为：m=(n0/ne-1)^2/(no/ne+1)^2 材料厚2mm ，晶粒平均直径为10μm ，理论晶界为200个，由于晶界的反射损失，剩余光强： 反射损失小 d >>λ时，S=3KV/4R, n 21=n0/ne =1.768/1.76≈1，K ≈0，S ≈0，折射损失小 （3）气孔引起的散射损失：所以气孔引起的反射、散射损失比杂质、不等向晶粒排列等因素引起的损失大。气孔引起的散射损失与气孔的直径有关。 应用：改善烧结工艺（热等静压烧结、热压烧结），使气孔直径减小到0.01μm （小于可见光波长的1/3)，气孔的含量0.63%， Al2O3陶瓷透光: 材料厚3mm ： 9、材料吸收带边/带隙宽度的计算，光吸收的一般律及光散射的一般规律、公式计算？ 材料厚度计算： α 取决于材料的性质和光的波长。 1． 一入射光以较小的入射角i 和折射角r 通过一透明玻璃板,若玻璃对光的衰减可忽略不计,试证明：透过后的光强为(1-m)2、 W ，W ′，W ′′分别为单位间内通过单位面积的入射光、反射光和折射光的能量流。 反射系数m = W ′/W 透射系数T ：W ′′/W=1-m=1- W ′/W 621014.51760.1/768.11760.1/768.1-?=??? ??+-=m 0 2000%897.99)1(I m I =-())(0032.0276.1176.1106.00063.0)10005.0(322132122243334222434---=??? ? ??+-????=???? ??+-=mm n n V R S πλπ0 030032.00%99.099.0I I e I I ===?-

无机非金属材料工程专业本科培养方案

无机非金属材料工程专业 >>> 无机非金属材料工程专业本科培养方案 一、专业简介 无机非金属材料工程专业于1995年正式招生，所属一级学科为材料科学与工程，国家A++级专业，湖南省重点专业和湖南省特色专业。专业具有优良的教学、科研条件，拥有1000余平方米的功能实验区和国家级实验教学中心，拥有原子力显微镜、X射线粉末衍射仪、显微图像仪、比表面孔径测试仪、综合力学性能测试仪等结构和性能表征设备，先后在中国建材南方公司、海螺公司、广西渔峰水泥公司、旗滨公司、新华联、湖南航天磁材、湘福建材、兖矿北海高岭土公司等公司建立了实习基地，拥有教职员工16人，15人拥有博士学位，其中两院院士2人，教授5人，副教授5人，讲师3人。立足行业领域，坚持学科交叉，为矿物材料、建筑材料、资源高效利用和功能材料领域培养高级专门人才。 二、培养目标 培养适应社会主义建设需要，德、智、体、美全面发展，具有较强的知识获取能力、实践能力和创新创业能力，具备无机非金属材料工程的基础理论、基本知识、工程技术和研究技能，能从事无机非金属材料生产、质量控制和性能改进、非金属矿物深加工、新型无机材料的开发与设计等无机非金属材料工程及其相关领域的工艺和工程设计、技术开发和改造、科学研究和教学、生产和管理等方面工作的创新型高级工程技术人才。 三、培养要求 主要强化无机非金属材料工程的基础理论、基本知识和基本技能的学习，掌握无机非金属材料的专业知识和专业技术(结构性能、生产工艺和设备、实验研究、设计方法)，应用开发技术、经济管理、相关的机电及计算机知识等，接受科学思维、科学实验以及工程实践能力方面的基本训练，具有运用其基础理论、基本知识和实验技能进行高新无机非金属材料研究创新和技术开发的能力。毕业生应获得以下几方面的知识和能力： (1)系统地掌握数学、物理、化学等自然科学基础知识，了解一定的人文社会科学和管理科学基础知识； (2)掌握本专业所需的工程制图、电工及电子技术、信息及网络技术、计算机应用等方面的基本知识和技能； (3)熟练掌握一门外语，具有听、说、写、译、阅读基本能力； (4)全面系统地掌握无机非金属材料专业的基础理论、生产工艺和无机非金属材料工厂设计的基本知识和基本技能，主要包括：无机非金属材料基础知识、无机非金属材料制备与加工专业知识、无机非金属材料结构性能表征和分析以及控制方法、无机非金属材料工厂设计及设备选型配置能力、无机非金属材料科学的研究方法和测试技术；