时间：2022-08-22 09:03:20
1、无机非金属材料工程专业学生毕业后可在无机非金属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、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作。一般就是水泥厂，陶瓷厂，玻璃厂，混凝土行业以及专业的相关部门。
2、无机非金属材料工程专业学生主要学习无机非金属材料及复合材料的生产过程、工艺及设备的基础理论、组成、结构、性能及生产条件间的关系，具有材料测试、生产过程设计、材料改性及研究开发新产品、新技术和设备及技术管理的能力。
（来源：文章屋网 ）
一、无机非金属材料工程技术专业人才培养模式
在三年制的高职教育中，可以将六学期分成六个大的模块，以实现通识课、专业课、专业拓展课的学习。无机非金属材料工程技术专业采用4+1+1工学结合的人才培养模式。“4+1+1”是指：学生前四个学期在校内学习，工学结合，掌握最基本的岗位理论知识和技能，完成专业核心课程的学习。第五个学期根据学生与企业签订的订单协议（准就业协议），学校与企业一起进行N门课程的设计和调整，校企合作共同完成N门课程学习及顶岗实习。第六学期校企合作共同完成顶岗实习、毕业设计、毕业答辩的教学任务和学生的就业指导任务。帮助学生完成从学生到员工的角色转变，同时强化学生的专业技能培养和职业综合素质培养，将学生的职业技能培养与毕业后的就业岗位直接对接。
二、设置拓展课的意义及“N门课程”的设想
在人才培养方案中，一方面体现工学结合的职业教育模式，让学生掌握一门专业技术；另一方面，也充分考虑学生知识、能力及就业途径各方面的拓展。为此分别在专业基础课、专业课及不同专业方向方面设置拓展课程。
拓展课程的设置主要是针对业务领域的拓展、新技术应用或者是知识的深化。如在玻璃制造技术专业中设置拓展课程《水泥的生产技术》或《陶瓷的生产技术》，以利于学生增加就业面，使学生不仅在玻璃行业就业，也可以拓展到陶瓷、水泥及其它硅酸盐行业；设置拓展课程《光伏玻璃生产技术》，以利于了解玻璃行业新的技术及应用，并培养学生接受新知识、关注行业发展趋势、运用基本的专业理论解决新问题的能力；设置拓展课程《岩相学》等，以利于学生对专业知识进行深化。
但学生的学习时间及精力毕竟有限，我们不能既要求学生学习面广，又要求学生对专业学习得非常深入。因此拓展课程的设置应有选择性，且这种选择应该是动态的。选择性有两方面含义，一是制定人才培养方案时，对拓展课程设置进行精选，二是适当多设置基本课程，让学生有所选择。而动态是在制定人才培养方案时，某几门拓展课程不严格定下来，而是在执行培养方案的过程中，根据当时的形式，如行业及相关行业发展的状况、企业的需求等，临时制定或调整相应的课程，第五学期的“N门课程”就是在这样的考虑下提出来的。
三、“N门课程”的设置及具体实施
与通常的先制定好人才培养方案，然后按方案执行的方式相比，这种方式多了很多不确定性及增加了教学过程中操作的难度，如师资、实训设备、教材等配备问题。“N门课程”究竟怎样临时制定和调整，具体怎样实施这样的方案，都是要提前考虑的问题。为此，根据对企业的调研及本校这几年的实践，提出具体的设置方案。
1.“ N”是一个可变量
N相当于是一个未知数，可以是几门课程，也可以等于0。将“N门课程”作为一个模块，安排在第五学期，具有相当的可操作性和选择性。通过前四学期的学习，学生具备有基本的通识课知识和主要专业方向的专业课知识，即具有基本的职业技能，根据调研，如果形势有利于学生就业，学生可直接进入专业实习，进一步进入就业准备阶段，也就是说N就等于0。而如果形势有所变化，可以根据情况在第五学期设置相应的课程。这里的选择性包括课程设置的可选择性和学生根据准就业情况对拓展课程学习的选择性。
2.“N”可以根据企业订单式培养的需要设置
在设置“N门课程”时，必须充分对本行业的发展、现状、企业对人才的需要量以及对哪个领域的学生需求更多，做好调研工作。
具体操作时，可以先根据对玻璃行业发展的调研制定出几门基本的学习课程，然后根据对合作企业的具体需要，对相应的课程进行调整，实行订单式的教学。
玻璃行业中包括建材用的平板玻璃、日用玻璃、石英玻璃、玻璃纤维、新型的光伏玻璃以及范围很广的玻璃深加工行业等，涉及的范围广。在人才培养方案中，我们以生产量最大的平板玻璃为主。为了学生的就业面更广，在课程设置时，可以先制定出基本的拓展课程如《玻璃的深加工技术》、《日用玻璃生产技术》、《光伏玻璃生产技术》等，然后，第四学期根据对市场的调研和与具体企业制定的校企合作的协议，以及学生准就业的状况，对设置的基本拓展课程进行调整。
这种方式的优势在于：
（1）整个人才培养方案中，前四学期的课程基本固定，通过前四学期通识课和专业课的学习，学生具备大学教育的基本知识和玻璃行业基本的专业理论及实践知识，从而具备大学生应具备的从事任何职业都需要的普遍适应的能力，以及从事玻璃行业工作所必须具备的专业技能。只在第五学期对专业拓展课进行调整，变化相对集中在一段时间内，这样，人才培养方案虽然是动态的，但其变化具有可操作性，有利于执行人才培养方案。
（2）“N门课程”的设置，真正体现了职业教育培养专门性人才的需要。如在基本的玻璃生产技术的基础上，设置《玻璃深加工技术》，是对专业的进一步深化，且直接面对玻璃加工企业，有利于培养真正专门性人才。
（3）“N门课程”的设置，能真正满足企业订单式的需求。在第五学期之前，根据与企业签订的校企合作实习、就业等协议，与企业共同完成“N门课程”的设计和调整。企业提供实习的场所，企业工程技术人员和学校教师共同完成教学任务，学生毕业后留下来工作。真正体现了工学结合的职业教育的理念，也满足了订单式培养的需求。这种方式能满足不同领域、不同企业的需要，也能解决课程频繁变换时教材、师资、实践等问题。
3.“N”可以根据行业发展的需求设置
在制定和调整“N门课程”之前，充分对本行业的发展状况进行调研，包括对玻璃行业的发展方向进行调研，对玻璃行业相关行业进行调研，以及对整个无机非金属材料行业的发展进行调研。根据发展方向设置“N门课程”的拓展课，培养学生具有可持续发展的能力，以及从事相近专业甚至跨专业工作的能力。
4.“N”可以根据玻璃行业发展的需求设置
对玻璃行业发展的前景进行深入调研，找出行业发展的方向，设置相应的拓展课，如《光伏玻璃生产技术》，以利于学生了解专业前沿的知识，培养学生可持续发展的能力。
【关键词】 材料 发展 金属材料 无机非金属材料 高分子材料
人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。历史上，材料被视为人类社会进化的里程碑。对材料的认识和利用的能力，决定着社会的形态和人类生活的质量。历史学家也把材料及其器具作为划分时代的标志：如石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代……
100万年以前，原始人以石头作为工具，称旧石器时代。1万年以前，人类对石器进行加工，使之成为器皿和精致的工具，从而进入新石器时代。现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器，在六千多年前已经冶炼出黄铜，在四千多年前已有简单的青铜工具，在三千多年前已用陨铁制造兵器。我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁，比欧洲要早一千八百多年以上。18世纪，钢铁工业的发展，成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶，现代平炉和转炉炼钢技术的出现，使人类真正进入了钢铁时代。与此同时，铜、铅、锌也大量得到应用，铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。直到20世纪中叶，金属材料在材料工业中一直占有主导地位。20世纪中叶以后，科学技术迅猛发展，作为发明之母和产业粮食的新材料又出现了划时代的变化。首先是人工合成高分子材料问世，并得到广泛应用仅半个世纪时间，高分子材料已与有上千年历史的金属材料并驾齐驱，并在年产量的体积上已超过了钢，成为国民经济、国防尖端科学和高科技领域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的发展。陶瓷是人类最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。50年代，合成化工原料和特殊制备工艺的发展，使陶瓷材料产生了一个飞跃，出现了从传统陶瓷向先进陶瓷的转变，许多新型功能陶瓷形成了产业，满足了电力、电子技术和航天技术的发展和需要。
现在人们也按化学成分的不同将材料划分为金属材料，无机非金属材料和有机高分子材料三大类以及他们的复合材料。
金属材料科学主要是研究金属材料的成分组织、结构、缺陷与性能之间内在联系的一门学科。金属材料科学与工程的工作者还要研究各种金属冶炼和合金化的反应过程和相的关系，金属材料的制备方法和形成机理，结晶过程以及材料在制造及使用过程中的变化和损毁机理。对其按化学成份进行分类可以分为钢铁、有色金属以及复合金属材料。按用途分类包括结构材料和功能材料。
金属基复合材料（MMC）因其良好的性能而得到了人们广泛的关注。它是一类以金属或合金为基体，以金属或非金属线、丝、纤维、晶须或颗粒状组分为增强相的非均质混合物，其共同点是具有连续的金属基体。目前，特别是航空航天部门推进系统使用的材料，其性能已经达到了极限。因此，研制工作温度更高、比刚度和比强度大幅度增加的金属基复合材料，已经成为发展高性能结构材料的一个重要方向。1990年美国在航天推进系统中形成了3250万美元的高级复合材料（主要为MMC）市场，年平均增长率16%，远高于高性能合金的年增长率1.6%。
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。无机非金属材料已从传统的水泥、玻璃、陶瓷发展到了新型的先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维、半导体材料以及光学材料。由于新型无机非金属材料除具有传统无机非金属材料的优点外，还有某些特征如：强度高、具有电学、光学特性和生物功能等,因此它们已成为现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。
高分子材料为有机合成材料，亦称聚合物。自20世纪20年代德国著名科学家斯托丁格开创这一学科以来，高分子科学和技术的发展极为迅猛，如今已形成非常庞大的高分子工业。它具有较高的强度，良好的塑性，较强的耐腐蚀性能，很好的绝缘性能，以及重量轻等优良性能，在是工程上的发展最快的一类新型结构材料。高分子材料按其分子链排列有序与否，可分为结晶聚合物和无定型聚合物两类。结晶聚合物的强度较高，结晶度决定于分子链排列的有序程度。工程上通常根据机械性能和使用状态将其分为三大类：塑料、橡胶以及合成纤维。其中，我国的合成纤维、合成树脂和合成橡胶已分别居世界产能的第一、二和三位。
参考文献
[1]谢盛辉．《材料科学发展史》．课程构想及教学纲要．2006：26（5）
[2]许顺生．金属材料科学概述．中国科学院上海冶金研究所
料是一种具有优良性能的能源材料，其在我国的经济发展中占有非常重要的地位，其不论是在建筑领域、信息技术领域还是在科研领域等都有着非常重要的作用，所以对于无机非金属材料要加紧其研发的力度，以适应当前社会发展的需要。以下就主要的对无机非金属才来的应用现状和其未来的发展的趋势做研究分析。
关键词：无机非金属；应用现状；发展趋势；探析
随着我国经济的不断的发展，各个领域对于能源的需求量随着不断地增大，无机非金属材料在各个行业的发展中有着非常重要的作用，无机非金属材料的良好的发展将对于我国经济发展有着非常重要的作用，所以要加快无机非金属材料的研究开发，为我国国民经济的发展做保障。
1、无机非金属材料概况
当前无机非金属材料已经在各个行业得到了广泛的应用，无机非金属材料主要的有以下几个方面的优点：整体性，无机非金属材料具有比较稳定的化学性质，其一般不容易发生老化和风化现象，在耐久性和有效性上也符合要求的标准，具有很强的整体性。防水性能，无机非金属材料的结构非常紧密，具有较好的防水渗透能力，其可以有效的防止雨水和地下水的渗透；防火性能，因为该材料本身为无机物，其是属于非燃烧类的材料；耐候性强，无机非金属材料使用的面积比较广泛，其广泛的应用于温带、热带和寒带，并且还能够在干燥、潮湿等气候比较差的环境中起作用；抗腐蚀性，无机非金属材料的化学特性和物理特性决定其具有一定程度的防腐性；
2、无机非金属材料应用现状
2.1传统无机非金属材料存在的问题
我国传统的无机非金属材料在发展的过程中存在着很多的问题：首先其产品的等级比较低，在传统的无机非金属材料中，大多数的产品的等级都是比较低的，比如：水泥的质量，我国水泥的平均的强度仅为50%，而发达国家的水泥平均的强度占90%，其质量严重的不合格；其次是资源的消耗和能源的消耗比较高，由于当前资源的无序的开发和未充分的利用，造成了没必要的能源的浪费，在其能耗上更是有着大量的消耗。相应的资源和能源的高消耗，从而是环境受到了严重的污染，这将直接的影响到人们的健康，造成不必要的疾病的发生。
2.2无机非金属新材料研发存在的问题
我国当前在无机非金属材料的研发上虽然取得了不错的成绩，但是整体上距离发到国家还有很大的不足。其主要的表现在基础设施和技术相对的比较的落后，我国对于无机非金属新材料的研究开发的起步比较晚，对于科研的费用以及相应的人力的投入还不是非常的充足，这也就严重的影响了无机非金属新材料的开发的力度。另外我国的制备技术也比较的落后，其相应的生产能力和生产的效率都比较低，这样会严重的影响到无机非金属材料产品的质量和生产的效率。此外就是无机非金属材料的本身性能比较低，其相应的品种也不齐全，在新材料的研发过程中要使用相应的无机非金属的原材料，许多关键的配套原材料还需要进口，这样就会导致材料的性能和质量存在着不少的问题，同时还会受到技术和设备落后等条件的限制，这样就严重的影响到非金属材料研发的进行。
3、无机非金属材料发展的趋势
3.1低维化发展
无机非金属材料会向着低维化的方向发展，在低维化的发展上主要的表现在宏观和微观两个方面，在宏观上面低维化是从体材料向薄膜材料和纤维材料的发展，现代的信息功能器件一般如光电子和微电子等都是由集成化，在此期间主要所使用的就是薄膜材料。薄膜材料的特殊的作用主要的体现在结构材料也可以使用薄膜来改性，从而使结构材料的整体的性能增强。另外作为结构复合材料的主体的纤维同样的也起着重要的作用，比如：光通信过程中的光信号的调制、放大以及选模等一般都是通过纤维来完成的，使其最终形成了纤维光网和光路。从其微观上来讲，无机非金属材料的结构和织构上的尺寸都是非常小的，当前人们更加的关注的是纳米尺度上的材料，在无机非金属材料主要的是向着纳米材料的合成和组装等方向发展。
3.2复合化发展
无机非金属材料向着复合化的方向上发展是必然的发展趋势，其复合化方向发展的最终是以应用为目标的，当前无机非金属材料已经广泛的应用到钢筋混凝土以及钢玻璃等方面，其主要的是使用有机高分子和无机玻璃纤维所组成，此种结构材料为主的复合型材料比一般单一的结构材料更加的具有使用的价值，更加的符合当前时展的趋势。
3.3智能化发展
材料的智能化已经成为当前人们所关注的焦点，材料的智能化主要是指材料性能的多元化，能够接受到外部环境变化的信息，并且能够及时的进行反馈。智能化功能材料大部分为多片压电以及铁电陶瓷的复试结构，当前的主要的发展方向是建筑材料的智能化的发展，提高建筑材料的安全的使用性能。
3.4节能和降耗方向的发展
传统的无机非金属材料是一个环境污染严重以及相对的能耗比较高的发展领域。随着可持续发展战略的提出，在各个行业中的发展中要坚持可持续发展的理念，为此就要改变传统比较落后的经营的理念和生产方式。在未来无机非金属材料中的发展中，要进行科研研发的力度，探索出相对污染小并且能耗低的新型的合成工艺，从而使产品的性能得到提高，使无机非金属材料的生产结构更加的合理完整。
总结
无机非金属材料由于其良好的性能，以及被应用到生产生活中的各个领域中，其对于我国经济建设的发展起着非常重要的作用，其的发展带动了各个科学领域的创新，推动了科学技术的快速的发展。
参考文献
[1]舒凯征.国内无机非金属材料的应用与发展概述[J].科技资讯.2012，10（11）：67-72
[2]王大博，孙艳艳.浅谈我国无机非金属材料的应用与发展[J].黑龙江科技信息.2011，07（05）：34-42
无机非金属材料专业实验建设与改革
1师资建设方面
无机非金属材料工程专业实验师资建设应遵循年龄结构均衡、职务结构合理和学历结构高层化的建设原则，在师资队伍发展方面，注重引进人才，同时从科研和教学两方面培养青年教师。材料实验中心现有专职教师5人，应加大人才的引进，鼓励高学历及高职称教师参与专业实验教学及实验室建设和管理，鼓励实验室人员不断深造和充电，加强自身修养和业务水平，鼓励实验室人员积极参与科学研究。力求经过几年的努力，使教师年龄结构日趋合理，教师学历和学位层次明显提高，职称结构平稳，师资队伍结构全面优化，现已形成一支富有奉献和创新精神、治学严谨、相对稳定的教师队伍。
2专业实验课程体系建设
无机非金属材料工程专业实验课程体系建设要从培养无机非金属材料行业生产一线的工程应用型本科人才出发，以素质教育为主题，以工程教育为主线，把人才培养与社会需求紧密结合起来，把材料学科及产业发展与传统办学特色紧密结合起来，把材料科学与材料工程紧密结合起来;把培养工程意识和工程能力与培养学习习惯和学习能力有机结合起来，把适应近期就业的针对性专业训练与适应职业变换的能力教育有机的结合起来［3］。在无机非金属材料专业实验课程体系建设中要注重以下几点:⑴以“深化课程基础实验教学、加强综合实验能力训练、注重创新意识和创新能力培养”为宗旨，根据无机非金属材料工程专业培养目标、要求，构建“大材料”学科共同的知识和技能平台实验室;⑵注重我院专业特色，充分体现土木工程材料的特点;⑶实验课程设计不完全依附理论教学，充分体现实验教学自身的作用;⑷增加综合设计性实验，充分体现学生的创新性;⑸编写自己的实验指导书，注重启发性教学，加强探索性引导;⑹专业实验课程应及时体现无机非金属材料的最新进展。
3实验室建设
无机非金属实验室的建设要根据专业培养计划开展，考虑到我院的经济状况，可采取整体规划，逐年完善的方针进行建设。经过近几年的发展建设，无机非金属专业实验室已有初步的雏形，但实验室建设仍然面临场地不足、设备老化、设备配置不合理、设备购置混料等一系列问题。考虑到我院土木建筑材料的特色，要加强这方面的建设，首先建设一条模拟水泥生产线，并开辟一块土木工程材料原料堆放场地。最后还要加强材料性能评价实验室的建设，争取配备一些先进的性能测试设备，争取在未来的几年内把无机非金属实验室建设成配置有大量国内外先进的实验设备，可进行先进材料的制备、结构分析、材料性能评价等实验，实验教学条件已达到省内一流先进水平的现代化实验室。
4实验室管理建设
加强实验室管理建设，是提高实验教学质量的保证。在实验室管理建设中，要规范与完善规章制度，在实验室工作中建立激励机制。完善实验室和仪器设备的责任制管理制度。分别制订实验室和仪器设备的责任制管理制度，由专人负责对贵重仪器和低值仪器设备分别进行分类管理。单价5万元以上的贵重仪器，除实行专人责任制管理外，并逐件建立仪器档案，仪器档案上交由学院综合档案室统一管理，既使贵重仪器实现了全院资源共享，也强化了管理。建立激励机制，实行工作业绩与晋升职称、津贴分配等挂钩的考核制度，有力地促进了实验室的管理建设。结合学院的有关规章制度，每学期进行一次考核，根据量化的考核标准，把考勤情况、实验室教学和科研工作量以及工作效率等综合考核结果，直接与个人的晋升职称、津贴分配等直接挂钩，鼓励多劳多得，优质优酬。加强开放实验室的管理机制［4］，制定具体开放流程，理清责任。实验室开放时，必须有指导教师值班，负责做好教学秩序、器材供应、实验室安全等管理工作，并认真做好实验室开放记录。学生进入实验室实行登记制度，在实验室进行实验应遵守实验室的各项规章制度。损坏仪器设备的需按有关规定处理。
小结
关键词：无机非金属材料；专业英语；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）13-0116-02
专业英语是学生、学者和工程技术人员获取科研信息、掌握学科发展动态、参加国际学术交流的重要工具。《无机非金属材料专业英语》课程是针对无机非金属材料工程专业学生在学完公共英语课及必要的专业知识后开设的一门专业基础课。通过该课程的学习，使学生了解专业英语的结构、词汇、写作方法及其与普通英语的异同点；掌握无机非金属材料专业常用的英语词汇，能较顺利的阅读、理解和翻译有关的科技英文文献和资料；掌握科技应用文的书写格式与写作技巧。但是在目前的教学中仍存在一些问题，如教学内容、教学方法、考核手段等。本文针对材料专业英语的教学现状和存在问题，从教学内容、教学进度与模块、教学方法几个方面对无机非金属材料专业英语教学改革进行了初步探讨。
一、针对教学内容的改革：充实教学内容，丰富课文载体形式
目前本课程采用的教材为杜永娟主编的《无机非金属材料专业英语》（化学工业出版社），教材的内容基本覆盖了无机非金属材料专业的重要内容，但课文绝大部分来自20世纪80年代末和90年代以来的出版物，内容略显陈旧。另一方面，课文与阅读材料来自英文原版教科书、专著、国际著名学术期刊和国际学术会议，课文载体的形式略显单一。
经统计，本专业的学生毕业后除35%～45%就读研究生继续深造外，有55%～65%的毕业生直接参加工作，主要从事技术、管理、新产品开发等方面的工作。他们最需要的英语能力不是阅读英文基础理论的教科书，而是能走在无机非金属材料领域的前言，查阅、撰写各种与科技开发、生产实践密切相关的书籍、合同、专利、仪器使用说明书等文献情报，以及其他进行国际学术、科技及经贸交流的资料。因此，在教材的基础上需要对教学内容进行重新设计，对原教材中的课文进行筛选，保留实用性强、较为新颖的课文，同时兼顾课文的范围涵盖无机非金属材料的重要内容，以此作为基本专业知识阶段教学模块。在此基础上，补充其他形式的课文，包括专著文章、论文、专利、文摘、学术会议通讯、经贸合同、各种产品说明书等，丰富课文载体的形式。
二、针对教学进度和教学模块的改革：实施分阶段教学
以往无机非金属材料专业英语的教学主要依照无机非金属材料的类型的划分单元，即分别对各类无机非金属材料进行介绍。从材料的角度来看教学内容覆盖面较广，但从英语教学的角度来看，始终停留学习性阅读的教学层面，没有对教学内容作进一步的深化，难以进一步培养和拓展学生实际英语的应用能力。因此，在教学改革中有必要按照由浅入深、循序渐进的原则，合理安排教材和扩展内容，实施分阶段教学。结合材料专业英语教学的特点，将教学内容分为三个阶段，包括基本专业知识阶段、提高阶段和综合应用阶段。各教学模块的教学内容和重点如下表所示：
其中基本专业知识阶段主要围绕教材中的课文，设置无机材料物理化学、陶瓷、玻璃、水泥与混凝土、耐火材料、宝石、无机材料工程七个单元。在教学中重点对课文中的背景知识及语言点作讲解，结合课文和补充材料，使学生了解专业英语句法、词法、结构的特点，掌握无机非金属材料中常见的英语词汇和短语，培养学生阅读专业资料的能力，为专业英语的实际应用打好基础。本阶段的教学学时占整个学时的60%左右。
提高阶段的教学内容为常用英语科技应用文的阅读与写作。英语科技应用文范围较广，涉及说明书、合同、专利、简历、求职信、图表、科技论文、信函等。在本教学中结合材料专业的特点，选取说明书、专利、科技论文写作三大科技应用文作为主要内容，介绍其基本内容、文体要求和一般格式，在此基础上介绍相关的写作方法与技巧，分析科技英语写作中常见的问题，从而锻炼学生的翻译和写作能力。其中说明书部分包括说明的基本组成、说明与说明书书写的原则、说明与说明书的文体要求、说明书常用句型几个部分；专利部分包括专利基础知识简介、专利文献的结构两大部分。英语科技论文部分由三大检索简介、论文的结构安排与撰写、投稿及与编辑的联系三大部分组成。提高阶段的教学学时占整个学时的30%左右。
为了培养学生的综合能力，在前两个阶段基础上设计了综合应用阶段。在此阶段教学中，让学生根据各自实习、实验内容撰写英文摘要并作专题演讲和进行集体讨论，从而对前期所学到的知识进行灵活应用，锻炼写作、口语能力，使专业英语的实际应用能力进一步提升。综合应用阶段的教学学时占整个学时的10%左右。
按照上述三个阶段进行教学，可使学生由浅入深地掌握无机非金属材料专业英语的知识，既重视基础，又具有培养和拓展学生实际应用英语能力的能力和空间，形成有机关联的一个整体。
三、针对教学方法的改革：采用多样的教学手段
目前专业英语的教学方法仍主要采用以教师讲授为主的教学方法，这种传统的教学方法已不能满足本科教育的需要。因此有必要对教学方法进行改革。
在本教学中，将PBL（Problem-based leaning）教学方法引入专业英语的教学中。PBL教学方法在医学等教学领域已被证明是一种有效的教学方法，该方法能够调动学生的主动性和积极性，培养学生的综合素质。将PBL教学法引入专业英语的教学中，设计一些与专业密切相关的问题，引导学生利用专业英语解决实际问题。例如根据课文内容设定题目，如在“水泥与混凝土”这一单元中，要求学生就“什么是水泥”、“如何生产水泥”、“水泥的机械性质如何”等问题进行回答和讨论；将学生分组，将他们在实习阶段所参与的实习内容写成摘要，再通过专题演讲的形式在课堂上介绍给大家，再引导学生进行提问和讨论；按照本专业实验室某种仪器的英文说明书掌握仪器的使用方法等。在课堂教学中以学生为主体、教师为主导，改变过去以教师为中心的教学模式。
经过以上三方面的改革，整个教学内容的安排更加合理，提高了学生学习的积极性和课堂参与度，在了解理论知识的基础上进行了大量阅读、翻译和写作实践，使学生能真正以英语为工具，熟练地获取和交流本专业所需的信息，为将来在专业工作中使用英语打下良好的基础。
参考文献：
[1]陈洪美.芦笙高等学校材料类专业英语教学现状与改革[J].中国科教创新导刊，2011，（31）.
[2]王能利，柏朝晖，卢利平.无机非金属材料工程专业英语教学改革与实践[J].长春理工大学学报（社会科学版），2009，（03）.
[3]赵锴，罗晓东，董季玲.PBL教学模式在材料加工类专业英语教学改革中的探讨[D].第5届教育教学改革与管理工程学术年会论文集，2012.
[4]要玉宏，王正品.从本科毕业设计看材料类专业英语教学改革[J].新课程研究，2011，（213）.
[5]姚爱华，叶松，林健，王德平.材料专业英语教学的现状及其改革的几点建议[J].教育教学论坛，2013，（16）.
[6]邓雁希.材料专业英语教学改革探讨[J].中国科技信息，2010，（23）.
[7]皮锦红.材料专业英语教学改革初探[J].南京工程学院学报（社会科学版），2008，8（3）.
[8]徐淑珍.材料专业英语教学改革与实践[J].安徽工业大学学报（社会科学版），2008，2（25）.
“电厂金属材料学”与火力发电厂生产实际紧密结合的专业课程，是热能与动力工程专业的一门必修专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握金属材料学的基础理论和锅炉、汽轮机以及相关辅机，比如泵、风机、加热器、除氧器、凝汽器等设备常用的金属材料及热处理方法等方面的知识；掌握解决工程实际问题的技能；为学生从事电力行业相关的设计、安装、检修工作奠定基础[1]。
根据我国“十五”规划教材对工程类应用型本科院校教材的要求，该课程针对热能与动力工程专业学生的教学课时已经缩短到32学时。鉴于本课程授课内容多、学时少、学生学习难度大、综合性强的特点，本文分析该课程的教学难点，希望对提高该课程的授课效果有所裨益。
一、教学体系构建与难点分析
首先精选教学内容，这就要求授课教师结合教学大纲要求，一方面照顾知识面的广度，另一方面要注重基本概念和基本原理的深度。该课程内容以大容量、高参数机组，主要以600MW及以上的火力发电厂主力机组主要设备的金属材料为主，兼顾300MW的火力发电厂主力机组主要设备的金属材料。授课时尽可能反映国内外电厂金属材料的先进的科学技术、新成果。
该课程涉及以前所学的各门专业课程较多，如“工程制图”、“机械设计基础”、“工程力学”、“工程热力学”、“金属工艺学”等。在讲授时帮助学生复习和回忆已学专业知识，比如“碳钢拉伸试验”这部分内容时，与“工程力学”课程内容基本相同，不必再次讲授，可以减少相关课时。在讲授“金属的晶体结构与结晶” 内容时，有的部分内容在高中曾经学习过，也不必再次讲授，可以减少相关课时。还比如教师在讲解“模具钢、切屑用钢”的教学内容时，由于热能动力专业的学生将来不可能从事金属切削加工、模具制造方面的工作，教师可以酌情相应缩减教学时间。
二、知识点的联系与巩固
对于热能动力专业学生学习“金属材料学”来讲，既不是材料专业学生学习“金属材料学”，也不是机械专业学生学习“金属材料学”，那么，摸索出一套培养适合热能动力专业学生学习“金属材料学”的方法，那就更为重要的。对于热能动力专业学生学习“金属材料学”来讲，不能过于专业学习金属材料理论，热能动力专业学生更多关注热力系统的热力计算，对于热力系统管道的金属材料的选定不熟悉。针对这种情况，在学习“金属材料学”时，哪些内容，热能动力专业学生可以作为一般了解，哪些内容，热能动力专业学生作为重点掌握，必须给学生明确交代。
“电厂金属材料”课程并不难学，没有多少计算题，计算题也没有积分和求导。“电厂金属材料”课程只有一个定律，即杠杆定律。但是“电厂金属材料”课程理论性强，规定条文多，需要记忆的概念多，有时一个概念套着另一个概念。相当于英语语法中的一个从句套着另一个从句。比如奥氏体的定义：碳原子溶入γ-Fe中形成的间隙固溶体，称为奥氏体。什么是固溶体，什么是间隙固溶体，什么是γ-Fe，在多少度形成γ-Fe，各个知识点串联起来，从而达到融会贯通，使学生加深理解和记忆。
教师在讲授“电厂金属材料学”开始时，为了提高学生的学习兴趣和爱好，搜集一些古代铸造金属的精美照片，比如司母戊鼎、四羊方尊、马踏飞燕、长信宫灯等部级青铜器出土文物，从一方面反映，我国的冶炼技术历史久远，冶炼技术水平精湛，从另一个方面反映我国悠久历史和灿烂的文化。
为了提高学生的学习兴趣和爱好，教师可以提出与金属相关的中国成语，学生加以补充。比如：金戈铁马、枕戈待旦、刀枪入库，马放南山、趁热打铁、点石成金、打铁还需自身硬、百炼成钢、铁打的营盘流水的兵，浪子回头金不换等成语。
为了提高学生的学习兴趣和爱好，教师可以向学生提出一些问题，比如：我们在日常生活和学习中，哪些用到铸铁材料、哪些材料是碳钢制造的。
“电厂金属材料学”课程有头重脚轻的感觉。比如“铁碳合金相图”内容非常重要，是金属材料学的重要基础理论，由于理论理解难度大，学生学习感觉有些吃力，教师需要增加课时。本课程围绕“铁碳合金相图”进行，所以要求学生必须掌握铁碳合金相图，必须徒手绘画，掌握各点、线和相区的物理意义。
教师讲解“电厂金属材料学”课程时，为了达到学生容易理解的目的，多媒体要配以火电厂锅炉本体及辅机、汽轮机本体及辅机、泵与风机等图片，便于学生理解和掌握[2]。如图1华能上海石洞口第二电厂的超临界压力600MW汽轮机组图片，图2超临界压力600MW汽轮机叶轮图片，图3超临界压力600MW锅炉屏式过热器图片。学生在学习过程中为“锅炉原理”、“汽轮机原理”奠定基础。
教师在讲授“铸铁”内容时，介绍制作阀门的材料不仅有钢制阀件、还有灰口铸铁阀件、可锻铸铁阀件、球墨铸铁阀件、铜合金等阀件。“铸铁锅炉”，额定出口热水温度低于120℃，且额定出水压力不超过0.7MPa，锅炉可以用不低于HT150灰口铸铁制造。“铸铁式省煤器”用于非沸腾式锅炉，适合中小型锅炉。
还可以介绍“城镇供热管网设计规范”CJJ34的相关内容。比如“室外采暖计算温度低于-10℃地区露天敷设的热水管道设备附件均不得采用灰铸铁制品；室外采暖计算温度低于-30℃地区露天敷设的热水管道，应采用钢制阀门及附件，蒸汽管道在任何条件下均应采用钢制阀门及附件。”
在讲授“不锈钢”的章节内容时，介绍高纯气体管道选材的有关规定，比如：“气体纯度大于或等于99.999%，露点低于-70℃，应采用内壁电抛光低碳不锈钢管EP。阀门应选用同等级的隔膜阀或波纹管阀。”“气体纯度大于99.99%、小于99.999%，露点低于-60℃，应采用BA管或EP管。阀门宜采用波纹管阀。”还可以介绍医用气体管道选材的有关规定，“医用气体的管材均应采用无缝铜管或无缝不锈钢管。其中无缝不锈钢管的材质性能不应低于0Cr18Ni9奥氏体。”“医用气体阀门应使用铜或不锈钢材质的等径阀门。”“无缝不锈钢管、管材和医用气体低压软管洁净度应达到内表面碳的残留量不超过20mg/m2。”
“金属材料学”与“金属工艺学”密不可分。一般地，热能动力工程专业没有设置“金属工艺学”课程，那么需要补充一些“金属工艺学”课程相关的知识，比如什么叫拉制管和挤制管，管材、线材、棒料等金属形式等。还比如：纯铜及黄铜管材按照制造方法分拉制管、挤制管，纯铜管常用材料：T2、T3、T4、TUP，黄铜管常用材料：H62、H68、HPbs9-1。比如：无缝钢管、电焊钢管，常用的直缝电焊钢管：一般用Q215、Q235、Q255普通碳素钢和08、10、15、20优质碳素钢制造，通常用于工作压力不超过1.6 MPa，介质最高温度不超过200℃凝结水管道中。
在讲授“轴承合金”内容时，联系相关汽轮机运行常见故障，比如：若汽轮机转子轴向推力过大或供油中断，有可能造成推力轴承巴氏和金熔化，使转子产生较大轴向位移，造成汽轮机的严重事故。比如，讲到“锡基轴承合金”时，锡基轴承合金含锡量为83%，锡材料比较软，适合于做轴承合金的材料，同时介绍云南个旧是中国最大锡矿产地等。
在讲授“汽轮机用钢”内容时，提高汽轮机单机最大功率的措施之一是采用高强度、低密度的材料，比如，钛基合金的密度只有不锈钢的57%，超硬铅合金材料LC4，其密度仅为一般不锈钢材料的35%，而其屈服强度σ0.2=550MPa，使用这些材料均可使汽轮机末级叶片高度增加，从而增大极限功率。
在讲授“有色金属及其合金”内容时，铜合金可以作为阀门使用，但是输送氢气的管道选用不带铜和铜合金阀门，防止碱对管道的腐蚀。由于电阻率低的特点，铜及铜合金作为导体使用。管壁导热率λ[w/m℃]，钢管λ=45-50 w/m℃，黄铜管λ=81-116w/m℃，铝λ=236 w/m℃，纯铜λ=349-465w/m℃。一般采用铜管作为导热管，采用铝材作为翅片。
在讲解电厂金属材料后，教师有时间情况下，可以介绍电厂非金属材料，比如，避免金属管道的腐蚀和磨损，可以采用陶瓷材料。扩大热能动力学生知识面，以适应将来工作需要。
三、授课的几点体会
根据培养方案的要求，“电厂金属材料学”教学课时已经缩短到32学时，在这么短的时间内，学生不可能成为金属材料学方面专家，也不可能办到。那么，学习这门课程的最终目的就是，要求热能动力的学生达到自己学会“查工程师手册”，教会学生使用选择需要的金属材料的牌号的方法。受人之鱼不如受之以渔，适应将来的工作需要。
选用金属材料总原则，在满足工程实际使用要求的前提下，尽可能选择价格低的金属材料，尽可能选择常用的金属材料，性价比高的金属材料，哪些材料是常用的金属材料，便于采购的金属材料。比如火力发电厂冷却水水质是选择表面式双流程凝汽器管材的主要依据，可以供选用的管材主要有：普通黄铜管、锡黄铜管、白铜管、钛管、不锈钢管等。钛管虽然对氯化物、硫化物和氨具有较好的耐腐蚀性，抗冲击腐蚀的性能也较强，可以在受污染的海水中使用，但价格较贵。不锈钢管耐腐蚀性，抗冲击腐蚀的性能优于黄铜管，但价格较高，随着需求和产量的提高，价格可以降下来。由于表面式双流程凝汽器用量非常大，数量达到Ф18内径4500根，考虑满足使用要求的前提下，尽量选用价格较低，使用较广的金属材料，表面式双流程凝汽器选择4500根黄铜管。授课过程中，如何选用金属材料的牌号总原则这条主线，理论和实际相结合，理论应用到实践中去，贯穿课程的始终。
按照金属材料的使用范围和用途，确定钢件的类型和牌号，与选取传感器型号类似[3]。要求学会金属材料应用就可以，金属材料牌号多。根据工程上的需要选择金属材料和金属材料热处理方法。
近年来，我国新建、改建、扩建机组向大机组、大容量方向发展，这些机组均是超临界、超超临界的高参数。大量新技术、新材料、新工艺被广泛应用，由于我国的冶炼技术和工艺制造技术还比较落后，需要引进大量国外材料和工艺技术。教师在讲授“合金钢的分类”内容时，讲解我国合金钢的分类方法以外，还介绍国外的合金钢的牌号，比如美国、日本、德国、俄罗斯、法国常用的合金钢的牌号，与我国合金钢相应钢号对比。
随着全球科技的迅猛的发展，授课的内容也要与时俱进，如果还沿袭教材的内容按部就班的授课，那就落后与时代的发展了。在各个章节中尽量多地介绍前沿性研究方向，开阔学生眼界、拓展思路。比如向学生们介绍“金属学报”、“新金属材料”等杂志，国内外的前沿技术，新技术、新工艺等。
材料类专业属于工科，包括金属材料工程、高分子材料与工程、无机非金属材料工程等专业。不同的专业对应的工作各不相同，需要结合自身实际情况选择就业。
材料类都是比较传统的专业，相对于理科文科就业形势要好很多，待遇中等偏上。工科较实用，国家政策比较照顾。
材料类行业发展比较慢，就业大体不难。不同的方向相差很大，高分子、生物材料、医用材料较好，金属和无机非金属范围广，更容易找工作。
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【关键词】非金属管道 新型材料 腐蚀问题
1 非金属管道应用现状
由于埋地钢质管道使用存在腐蚀和防腐材料老化问题，新工艺的不断涌现，对防腐技术的要求逐渐提高，金属管道的维修成本迅速升高。而非金属管道在解决油田腐蚀问题上具有金属管道所无法比拟的优势，有效的缓解了因管道内腐蚀而污染介质的问题。由于各类非金属管道在使用环境、介温、压力等方面具有不同的特点，其应用环境及效果也各不相同。
1.1 注水系统
目前，在注水系统中应用的非金属管道主要为高压玻璃钢管和钢骨架塑料复合管，具有良好的承压性能，压力为16MPa～25Mpa，管道内壁光滑，不易结垢结蜡，对输送介质无二次污染。
1.2 集输系统
用于集输系统的非金属管材主要有连续增强塑料复合管、钢骨架聚乙烯塑料复合管和玻璃钢管。
1.2.1连续增强塑料复合管
连续增强塑料复合管是以48股×10mm钢丝编织成网状骨架或以钢带缠绕骨架，内层为交联聚乙烯、外层为中密度聚乙烯复合而成，且为连续软管，可盘卷，对敷设地形要求低，无焊口，不会出现因焊口质量不过关而造成渗漏的现象。
1.2.2钢骨架聚乙烯塑料复合管
钢骨架聚乙烯塑料复合管采用低碳钢丝编网，并高速点焊、塑料挤出填注同步成型技术，两种材料均匀复合，管壁内外层塑料通过管壁中间的金属网孔连接为一体，以法兰和电熔两种方式连接，长期输送介质温度介于0℃～70℃之间，承压相对较低。
1.2.3玻璃钢管
玻璃钢管道采用无碱增强纤维为增强材料，环氧树脂和固化剂为基质，经过连续缠绕成型、固化而成的，主要用于集输系统输送气液混合油，压力为3.5MPa～7.0MPa。
2 油田非金属管道存在的问题分析
非金属管道是一种非均质工程材料，其原材料、生产工艺，结构特性等与传统的钢制管道有很大差异。因此，在应用过程中时有渗漏、穿孔或断裂等问题发生，影响了非金属管道耐蚀优势的发挥，目前油田应用的两大类非金属管道，即复合管和玻璃钢管。
2.1 复合管在生产中常见问题总结
2.2.1管线破裂穿孔
（1）复合管道材质多为脆性或柔性、抗外界冲击能力差，因此，在穿越井排公路时均需加套管保护，以防止地面载荷损坏管道。在使用钢套管保护时，管线频繁振动，使非金属管道产生局部应力磨损，易造成管线渗漏或断裂。
（2）非金属管道在敷设时，管沟沟底应尽量均匀平整，沟底高低不平会造成管道受力不均，使管线产生不均匀沉降，回填时，高起处会产生应力集中，损坏管道或造成不必要的磨损，在管道系统中有脉动压力时，这种现象将更为严重。
（3）非金属管道是一种脆性材质，如果在装卸搬运、施工时管材受到外力冲击，在长期内压作用下至使管线断裂穿孔，因此，在施工过程中应严格执行施工操作规程。
2.2.2连接处渗漏
（1） 连续增强塑料复合管
连续增强塑料复合管为连续软管，其连接采用扣压式接头，早期的接口内部采用六瓣密封，在管线运行过程中，在内压作用下，液体易从缝隙间渗出，出现渗漏现象；连续增强塑料复合管保温性差，在冻土层中发生故障率高于土层深埋，因此敷设时按施工要求操作，应越过冻土层。
（2）钢骨架聚乙烯塑料复合管
钢骨架聚乙烯塑料复合管在与管道连接时多采用电熔方式连接，主要用于埋地供水、污水输送，应用效果较好，但因部分钢骨架聚乙烯塑料复合管的电熔连接套筒内无钢骨架加强层，耐压强度不够，因此管线埋地敷设时采用电熔连接，地面敷设可以采用法兰连接。
2.3 玻璃钢管在生产中常见问题总结
2.3.1玻璃钢管线接头漏及玻璃钢管线与钢管连接处漏
玻璃钢管线接头及玻璃钢管与钢管连接处渗漏，漏点多集中在管线出站前和穿越井排公路的两侧。为防止玻璃钢管的振动发生磨损或者引起与钢管连接处渗漏，在钢管的一侧或靠近钢制转换接头处安装固定支座，在管线内压作用下，两种管道的振幅和频率不一，在连接处产生扭应力，长期在这种应力的作用下至使玻璃钢管螺纹接头渗漏或断裂。
2.3.2管线破裂穿孔
玻璃钢管道的树脂基体属于脆性材料，当变形率达到2%～3%时，材料就会产生永久性破坏，因此管线的弯曲度不得大于管道的最小弯曲半径，否则管道在运行前已经受到弯曲应力的作用，在运行过程中则容易出现管体环向开裂，甚至在接头的应力集中处出现断裂。因此管道在储存、装卸、安装过程中及生产运行或作业施工中，避免受外力冲击，尤其易受机械损伤。
3 认识及建议
（1）从非金属管道在油田应用效果看：
水系统：
①高压玻璃钢管道从设计、施工到生产管理技术已经成熟，适宜在高压注水系统使用；
②在供水、水处理管道中，可选用低压玻璃钢管和钢骨架塑料复合管。
油系统：从抗腐蚀性和环保角度，非金属管道宜用在低洼地、夏秋积水面广、腐蚀级别高的区域应用。
（2）非金属管道无法像金属管道一样能用仪器探测到，因此，应加强非金属管道标志桩的管理，避免丢失。
（3）在施工阶段，矿及小队应做好在新建非金属管道情况统计表，明确非金属管道的井号、起点、终点、长度、管道类型、管道规格、生产厂家等相关资料，有助于日后的维修。
（4）非金属材质为电的绝缘体，不易于热力解堵，管道在应用过程中应加强日常维护管理，防止管线冻堵现象发生，同时尽可能减少因交叉作业及其它人为因素而造成的机械损伤和渗漏。
作者简介
刘丽娟，女，1981年生，工程师。2003年毕业于齐齐哈尔大学化学工程与工艺专业，现在大庆油田第七采油厂规划设计研究所从事地理信息系统工作。
1水射流切割
水射流切割又称高压水射流切割，其原理是利用增压装置将水加压到200～400MPa后，经节流小孔（φ0.15～0.4mm）使水压热能转变为射流动能（流速高达900mm/s），冲击材料表层使其产生破碎和微裂纹，并使材料剥离，同时利用高速水流的冲击力将碎屑带走，从而形成切缝，其原理如图4所示。根据切割中是否添加磨料，可分为纯水射流和磨料射流两大类。水射流切割与激光和等离子切割都属于高能切割，但与它们利用熔融或气化去除材料方式不同，是一种真正意义上的冷切割技术，其加工特点是没有或很少产生热量，无热变形、无气体或蒸汽排出，无热影响区。水射流可以切割各类金属、非金属、塑性或硬脆性材料，工艺简单，不会改变或破坏被切割工件材料的物理、机械性能，切割中不产生有害气体，环保性好。
2切割技术间的差异性比较
目前这几种切割技术都在工程机械行业得到广泛应用，根据切割原理不同，这几种切割技术在切割厚度和材料上存在差异。火焰切割速度低，切割之前需要预热，耗时长，且无法切割不锈钢及铝、铜等多种有色金属，切割薄板时的热变形大；其优点在于切割设备和加工成本相对较低，且可采用多割炬同时加工。火焰切割是大厚度板材（最大切厚已达200mm）目前唯一的经济切割方式。等离子切割的精度及速度都优于火焰切割，能够切割有色金属以及很多非金属；缺点是由于等离子弧本身特点，导致切口易出现“上大下小”现象，在结构件拼装时需要打磨修整。等离子切割时会产生有毒气体，需配除尘装置，成本高，切割5～30mm钢板的经济性较好。激光切割的材料种类和切割表面质量优于上述2种切割设备，切割件可以不进行二次加工，主要用于对薄板件的高速、高精度切割。由于设备昂贵，对设备的保养要求高，切割中厚板材的成本要高于火焰和等离子切割。激光切割多用于板厚10mm以下的板材切割。高压水射流切精度介于激光和火焰、等离子切割之间。其最大优点是无切割热变形，割缝周围材质无变化，是一种冷切割技术，多用于石材、陶瓷等非金属硬脆性材料切割以及对切割热敏感的金属切割，如切割飞机机翼等。添加磨料后，可以显著提高板材的切割厚度。综上所述，火焰切割主要用于厚板材的切割；等离子用于中厚度板材的高速切割；激光切割用于对切口质量要求高的薄板材的高速切割；水射流主要用于对切割热变形要求高的薄和中厚板材切割。
3工程机械制造中的应用分析
本文以某公司生产的工程机械产品为例，其结构件焊接多采用低碳钢、低合金高强度钢板，用量很大；不锈钢板材、有色金属板材用量较少。大部分型号产品采用的板材厚度集中于15～35mm之间，大吨位型号产品主要采用40mm以上板材。针对该公司产品结构件的切割工艺性要求，对于工程机械零部件板材切割技术选择进行分析。（1）切割数量要求。工程机械制造业多采用机械化、自动化的门架式数控切割设备为主要的切割设备。通过结合FastCam、SigmaNEST等先进的自动套料软件，既节约人力，又提高了切割效率及材料利用率。以某公司某型工程机械产品为例，所需切割量如表1所示。如表1所示，需要切割的板材厚度大多集中在10～30mm之间，除配置大量等离子切割机用于切割中厚板材以外，出于经济性考虑，还应配置一定火焰切割机床用于厚板材的切割，同时配置少量的小型气割设备，以消化料边、提高材料利用率，解决小零件的下料。（2）切割质量要求。如驾驶室、机棚外壳等薄板件精度要求高，以及零件外形复杂，对易变形件，出于提高效率和质量要求，应配置一定的激光切割设备，减少机械加工修正过程；对于像拉板、平衡梁等工况恶劣，对切割热敏感的零件，除配置水下等离子切割机减小热变形外，还可以配置高压水射流切割机床，进行无热损伤切割。被焊接的厚板件一般需开坡口，除了采购具有坡口切割功能的数控火焰或者等离子切割机床外，还可以配置机器人切割系统满足结构复杂、异形、精度要求高的坡口切割。（3）安全与环保要求。在火焰切割的应用方面，传统的乙炔气体在制造中容易造成环境污染，应大力推广采用国家推荐使用的新型工业燃气；等离子切割过程产生的气体危害人体健康，应趋向于采用水下等离子技术；采用液氧取代瓶装氧，不仅提高了切割质量和效率，而且减少安全隐患。
4结论
本文对工程机械制造业常用几种切割技术进行了简单阐述，随着科技的进步将会出现越来越多的新型切割技术，如自动切割流水线、大功率激光切割等。目前在工程机械制造企业中，已经形成了大型与小型切割设备相结合、多种切割技术相兼容的格局。因此不仅要了解国内外切割技术的发展，还要从经济性、环保性方面多重考虑，根据加工对像的要求明确切割技术与设备的选用。加强先进套料软件应用，利用手工布料与自动套料相结合的方式，提高材料利用率。
作者：孙跃李翔李新群柳胜单位：徐工机械建设机械分公司
【关键词】材料科学与工程专业 新创新型人才 培养模式
【中图分类号】G647【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)06-0031-02
一、引 言
现阶段我国高等教育从“知识传授”向“能力培养”转变,从“精英教育”向“大众教育”转型,单一的学科发展很难培养出社会适应性好、厚基础、宽口径、高素质复合型创新人才。[1]材料科学与工程专业作为我校的优势学科,担负着服务西部地方经济建设的重任。探索如何培养适应服务西部、面向全国的厚基础、宽口径材料类人才是学校人才培养方面的重点研究课题。
过去在材料类专业人才培养中,按工种(行业)分割专业的单一培养模式已很难适应当前市场经济发展及毕业学生就业模式发生的变化。[2]国家通过四次专业大调整、四次材料学科专业目录调整和修订,在学科领域发展上已从单一的材料物理;材料化学;金属、非金属材料;高分子材料领域向交叉融合的方向发展,较大程度的拓宽了专业知识面。[3]随着材料科学与工程专业规范、专业目录的制定,学科知识体系趋向多学科、交叉融合发展,新材料的研发和工业化生产与材料的应用管理之间的有机联系正成为发展的主要趋势,这些变化将导致材料类专业教学体系、教育手段、教学方法与内容等诸多因素发生变革,势必导致专业教育模式的重大转变。
近年来,依托材料工程领域部级人才培养模式创新实验区建设,我校材料科学与工程专业在人才培养模式的探索上取得了很大的发展。建立了以材料的结构与成分、合成与加工、服役行为和性能四个基本要素为核心的知识体系,以材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养的创新型人才培养模式。从培养目标、课程体系设置等方面突出“科工贸并举,理工管渗透”的办学特色,体现了各学科间的相互融合和支撑,有利于培养厚基础、宽口径、高素质的创新复合型人才。
二、我校材料科学与工程专业发展历程
我院材料科学与工程专业最早可追溯到1956年开办的“混凝土及建筑制品”专业,即为后来的“水泥”专业前身,1979年撤销。1970年增设了西北地区唯一一家“耐火材料”专业,1993年,经原国家教委批准,又增设了“无机非金属材料”专业。1999年国家专业大调整,将“硅酸盐工程”专业和“无机非金属材料”专业合并为“无机非金属材料工程”专业。学院为了较大程度地扩大学生知识面,结合我院本专业发展历程,当时的“无机非金属材料工程专业”按一二年级统一培养,三年级分为“水泥、无机即耐火材料、建材”三个模块培养,这就成为当前新创新型人才培养模式的前身。2002年“无机非金属材料工程”专业调整,将其提升为“材料科学与工程”专业一级学科招生。三、新创新型人才培养模式的构建
1.培养模式的确定
全国200多所普通高校都设有材料科学与工程专业,其主要教育模式有三类:①基地班/试点班模式;②一、二年级统一开课,不分专业,三、四年级按二级学科分专业进行教学;③按照一级学科招生,按二级或三级学科进行培养。
结合我校办学实际,以及我校材料科学与工程专业的专业改革,从2002年开始我校材料科学与工程专业按材料科学与工程一级学科招生,以原有无机非金属材料工程专业为背景,下设的材料科学、材料工程、材料应用自主设立办学方向,这是独立于前三种教育模式之外的,具有我校特色的办学模式。这一培养模式的建立对其它开设有材料类专业的本科院校具有一定的参考和示范作用。
2.培养目标的定位
依据材料“四要素”,坚持“以无机非金属材料为主,向金属材料渗透,与土木建筑学科交叉融合”为特色的办学思想,在本科培养方案及课程设置制定中,将一级学科分为三个专业方向培养:即材料科学、材料工程与材料应用。
材料科学方向重点培养具有从事材料性质研究和新材料研发方面知识的高级专门人才;材料工程方向重点培养掌握各种材料工业化的生产技术、工艺过程和系统控制等方面知识的高级专门人才;材料应用方向重点培养具有材料的应用推广、流通中的材料管理、性能检测、商务活动等能力的高级专业人才。
3.培养方案的修订
学校在2004版、2008版培养方案的基础上,围绕教学改革的主导思想,结合社会人才市场的需要,按照材料科学与工程专业3个方向具体培养目标,对教学计划进行认真细致的研讨与修订,我校材料科学与工程专业2009版培养计划更加突出三个办学方向各自的办学特色。
(1)材料科学方向以高温陶瓷材料为背景,注重材料性能及结构表征研究、新材料研发,兼顾材料工艺设计与开发,以高温陶瓷材料和冶金工程专业的交叉融合为特色。
(2)材料工程方向以无机非金属材料为背景,注重与材料的规模化工业生产相关的理论及技术,以生态建筑材料新工艺、新设备开发为特色。
(3)材料应用方向以建筑材料为背景,注重建筑材料在土木工程中的应用,相关理论和技术以及土建施工过程中建筑材料的物流和管理,以建筑材料与土木工程及工程管理专业交叉融合为特色。
4.课程设置体系的构建
结合学校学分制改革,材料科学与工程专业2009版培养方案对原有培养方案总学分进行了压缩,课程设置由必修课、选修课(公选课、限选课、任选课)、实践性教学环节3部分组成,其中适当压缩必修课(尤其是专业必修课),增加了专业类选修课,提高了实践环节的比重,更加注重扩大学生知识面,培养学生的实践、创新能力。2009版培养计划中必修课、选修课、实践性教学环节三者比例为53∶22∶25。
课程体系设置在充分满足三个培养方向所需的共同理论与实践基础的同时,还按照三个方向各自的特点处理好各个方向之间的交叉、渗透和融合。三个方向具有相同的基础课和专业基础课,如:数理化、制图、英语以及材料科学基础、材料工程基础、材料研究方法等公共基础及专业基础课;在专业课模块中,开设具有各自特色的专业方向课和专业方向选修课,在满足学生兴趣的同时,扩大学生的知识面。
为了规范课程内容及知识体系,学校以材料科学与工程专业规范为依据,结合材料四要素,确定了知识领域、知识单元和知识点三个层次的知识体系。由知识点的任意组合来确定教学大纲,使课程体系更具体,实现课程设置、教学大纲的规范化,克服了任意设课、课程名称与教学内容不符等弊端。
5.教学手段、方法的改进
随着现代化教学手段不断成熟,多媒体课件、各类专业课程网站逐渐走进课堂,多媒体动画将繁杂的公式、实验等以动态化的形式向学生讲授。通过近几年的努力,我院《材料工程基础》、《土木工程材料》已获评省级精品课程,《材料科学基础》、《材料物理性能》获评校级精品课程。并在原有“材料与标本陈列馆”的基础上,结合先进网络技术和数字技术,建设“材料与矿物数字博物馆”网站,提高材料类相关学科及课程的教学质量。在双语教学方面,2007年开始在专业选修课部分增加双语内容,为了让学生更快的了解材料学科的前沿发展,学校在2009版培养方案中将双语课程提升为专业必修课,极大地促进了双语教学的开展。
6.创新平台的搭建
近年来,学校利用多年来在材料科学与工程领域所积累的雄厚的科研实力和完备的科研设施条件,不断为本科教学搭建平台。以“产学研”结合的培养模式,科研带动教学,加强本科生实践创新能力培养。学院依托“省部共建西部建筑科技重点实验室”;“部级材料工程领域人才培养模式创新试验区”;8个部级、省部级以上工程中心;10个校企工程中心和12个校外实习基地的建设,听取来自科研、生产一线的校外专家意见,着力实现理论教学和实践教学内容与社会的发展需求紧密结合,解决好青年教师和学生实践能力不强的问题,提高师资总体水平,改进实习基地及实验室条件。确保既有“科工贸并举,理工管渗透”的培养方向,又具有培养知识面宽、基础雄厚、综合实力、实践能力较强的复合型、创新型材料类本科专业人才的培养目标。
四、结束语
1.我校材料科学与工程专业本科按照材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养,从培养目标、课程体系设置等方面突出“科工贸并举,理工管渗透”的办学特色,体现了各学科间的相互融合和支撑,有利于培养厚基础、宽口径、高素质的创新复合型人才。
2.我校材料科学与工程专业按照材料的四要素确定了合理的专业培养目标及课程教学体系,并按照学科发展不断完善培养方案、规范课程教学,促进教学质量的提高。
3.学校通过创新平台的搭建,使教学内容及实践环节更贴近社会发展的需要,按照“产学研”结合的培养模式,以科研带动教学,同时促进学生实践能力及创新能力的提高,有助于培养知识面宽、基础扎实、实践能力较强的创新型材料类专业本科人才。
参考文献
1 张胜利、张小绒.厚基础宽口径培养高素质人才――关于高校本科教育培养模式的思考.中国林业教育,2007(4):11～14
由于金属的化学特性，使得金属材料很容易被腐蚀。目前金属材料被广泛的应用于各行各业，腐蚀问题严重的影响了金属材料的使用寿命，并且会带来安全性问题，因此金属的防腐是科学工作者重要的研究课题，本文从影响金属腐蚀的因素分析，对金属防腐的方法进行探究。
关键词：
金属材料；防腐；探究
目前，金属材料被广泛的应用于各个领域，对人们的生活有些重要的作用。每年由于腐蚀造成的大量的金属材料浪费，这极大的浪费了资源，也给人们造成了很大的经济损失，不利于社会的可持续发展。金属的腐蚀是有金属自身的化学性质决定的，金属的腐蚀是一种化学变化，是一种化学反应，金属的活动性决定了金属腐蚀的严重程度。我们要防止金属发生腐蚀，就必然要求我们从金属腐蚀的原理出发，采用物理隔离、化学防腐蚀等方面着手。随着社会的不断发展，工业领域金属的防腐能力也提出了越来越高的要求，需要研究人员对金属防腐方法进行深入的研究。众所周知，在工业化初期，我们对金属制品的防腐措施还很简单，还很不成体系。但是到今天，我们的工业社会高度发达，以钢铁制成品为主的多种金属制品正在改变着我们的生活，这些金属材料同样也在工业领域发挥着重要作用，而且对防腐蚀工作提出了更高的要求。
1金属材料的腐蚀概念及类型
金属由于外部介质的化学作用或者电化学作用而引起的破坏称为腐蚀。对于材料来讲，没有哪一种材料能够绝对耐腐蚀，一定类型的材料只有在一定的压力、温度、操作介质类型等因素的条件下，才具有耐腐蚀能力。不同的材料的耐腐蚀能力也存在差异，金属材料的耐腐蚀性能跟金属的种类有很大关系，一般人们通过金属的腐蚀速度来判断金属的耐腐蚀能力。评定金属材料是否受到腐蚀的方法有视觉观察、质量观察、电阻变化等因素，根据造成金属腐蚀的原因可以将金属的腐蚀分为两类，分别是化学腐蚀和电化学腐蚀[1]，而电化学腐蚀造成的金属腐蚀速度和严重程度都要高于化学腐蚀。
1.1化学腐蚀
化学腐蚀是一种不太普遍的腐蚀方式，一般是金属和所接触到的物质直接发生氧化还原反应的过程。化学腐蚀是金属和非电解质之间的发生化学反应而造成的破坏，例如铁在干燥空气下的腐蚀，这种化学反应遵循多相反应动力学的基本规律，在化学腐蚀过程中不会出现电流。化学腐蚀通常在金属和干燥的空气或者非电解质溶液接触时发生，高温下各种气体和金属的反应也属于化学腐蚀。在化学腐蚀过程中一般会出现不同厚度的膜，它是影响金属腐蚀速度的重要因素。化学腐蚀对于金属的破坏能力相对较低，腐蚀速度相较于电化学腐蚀也要慢。
1.2电化学腐蚀
电化学腐蚀一种普遍存在的、具有很强破坏力的金属腐蚀方式。电化学腐蚀是金属和和周围的电解质发生作用，形成腐蚀电池，并从热力学的不稳定状态变到稳定状态，并对金属结构造成破坏的过程，在这个过程中金属中会出现电流。生活中的电化学腐蚀有钢铁在潮湿的空气中生锈和金属在酸中的溶解等，一般来说金属腐蚀的主要因素是电化学腐蚀。金属的腐蚀还可以根据腐蚀环境分为大气腐蚀、水腐蚀、土壤腐蚀和化工介质腐蚀。电化学腐蚀是我们在金属防腐工作中的重点。
2影响腐蚀的因素
2.1金属本身因素的影响
金属的腐蚀和自身的内在条件有很大的关系，如金属的表面状态、应力和自身内部组织等因素都对金属的腐蚀有影响。表面状态良好的金属相对于表面状态不好的金属来讲就更耐腐蚀，应力对金属的腐蚀有加速作用，尤其是当应力集中时，其加速金属腐蚀的同时还会破坏金属的晶格机构，危害更大。对于合金来说，其内部成分对于腐蚀的速度也有影响，例如钢中的碳元素就会因为与铁组成原电池为加速钢铁的腐蚀，而在钢铁中添加铬元素则可以减缓钢的腐蚀速度。
2.2外部条件的影响影响
钢铁腐蚀速度的外部条件有很多，例如操作介质、溶液运动速度。温度和压强等因素都会影响金属的腐蚀。操作介质中对金属腐蚀速率影响最大的因素是pH值，它是来判断电解质溶液性质的重要指标。pH对于金属腐蚀的影响则比较复杂，在酸性条件下一般会加快金属的腐蚀速率，但是在氧化性酸中，例如硝酸或者浓度大于百分之七十的硫酸中，部分金属可以形成致密的氧化物薄膜来阻止其继续被腐蚀，例如金属铝就可以在硝酸中形成致密的三氧化二铝薄膜。在碱性溶液中电解质内形成不溶物时会减小腐蚀速度，反之则会增大腐蚀速度。介质溶液中的氯离子等也会加大金属的腐蚀速度。一般来说温度越高，对于金属的腐蚀速度会增大。随着压强的增大会造成溶液中气体的溶解度增大，从而加大金属的腐蚀速度。在不少金属设备中接触运动溶液也会加速金属的腐蚀。
3金属材料防腐方法
3.1根据不同条件选择金属材料
金属材料被广泛的应用于各种环境之中，但目前还没有发现任何一种金属在一切介质之下都可以耐腐蚀，因此需要合理的选择材料，是金属材料避开那些对其有高腐蚀性的材料，将金属材料更多的应用于其耐腐蚀的介质之中。例如尽量不能将铁、铜直接接触使用，这样会加速铁的腐蚀。这种方式并不需要对金属材料进行处理就可以较少金属的腐蚀，防止不必要的资源浪费。同时在一些环境中可以采用非金属材料例如陶瓷、石墨等来代替金属材料，这些材料都具有很好的化学稳定性，比金属材料更加耐腐蚀。
3.2基于电化学的保护方法
此前我们已经介绍过了电化学腐蚀是金属最主要的腐蚀方式，根据其腐蚀金属的原理对金属进行保护。基于电化学的金属防腐蚀主要由阳极保护或者阴极保护来实现。阳极保护是通过电流使阳极极化，提高阳极的电极电位，此时阴阳极之间的电位差减小，从而减缓金属的腐蚀速度。阴极保护则是通过阴极的极化来实现的，在导电介质中将金属接到直流电源的负极上，并且使电流通过，就可以使阴极极化，这种方法的能够比较的阻止金属被腐蚀，被广泛的应用于管道的防腐蚀之中。
3.3对金属进行覆盖
在金属表面上覆盖一层保护层是一种常用的保护金属不被腐蚀的方法，金属表面被覆盖后无法与介质接触，这样金属就不能和介质形成腐蚀电池，能够防止金属背腐蚀。这种方式要求保护层和金属能够很好地粘合，同时可以有效的阻止金属和介质的接触，同时不影响金属的强度等性质。金属的保护层主要有非金属保护层、金属保护层、化学保护层等。非金属保护层就是将非金属的有机或者无机化合物涂抹在金属的表面，例如人们通常用油漆覆盖钢铁来保护其不受腐蚀。金属保护层也是将金属或者合金作为保护层覆盖在受保护金属之上，来减缓受保护金属的腐蚀，像在金属表面镀铜等金属的工艺已经比较成熟。化学保护层是通过化学或电化学方法，在金属的表面上形成一层非金属膜，这种膜可以减少金属的腐蚀，这种方法是有关人员目前研究的热门方向。将金属进行磷化工艺处理是化学保护层方法的一种，其具体的操作方法是将表面清洁的钢铁放入磷酸盐中浸泡，经过一段时间之后金属表面就是形成一种不溶于水的磷化物膜，这层磷化物保护膜膜可以阻止金属进一步被腐蚀。同样的还可以让金属表面生成一层氧化物保护膜来阻止金属被腐蚀，其主要工艺是用强氧化剂和烧碱对钢铁进行热处理，是钢条表面生成一种氧化物膜，这层膜也可以保护钢铁不受腐蚀。
3.4离子注入工艺
离子注入工艺主要是利用对金属表面进行改性来进行金属防腐的。经过大量的研究和实验证明，离子注入工艺可以提高金属材料的摩擦因素、抗腐蚀性和抗氧化性等性能，从而使金属材料的使用性能得到提升。离子注入工艺和传统的金属防腐方法有很大的不同，它是利用高能量的离子的冲击金属表面来改变金属的表面性质，从而提高金属材料的防腐能力。为了增强金属的耐腐蚀能力，可以通过离子注入工艺在金属材料中注入比其生成氧化物自由能高的元素，使金属材料表面形成致密的金属氧化物薄膜。通过离子注入工艺提升金属表面耐腐蚀性能的方式主要有三种：第一，使金属表面形成稳定的合金，例如将Cr、Mn等金属元素注入到Fe的表面来形成不锈钢的表面。第二，使金属表面生成有利于改进金属耐腐蚀能力的化合物，这种方法可以通过注入非金属元素的方式来实现。第三，使金属表面形成无序态来改变金属的防腐蚀性能，可以通过注入B、S等元素来实现。离子注入工艺在金属防腐方面在未来还有比较大的前景。
4结论
现在金属材料被人们广泛的应用于各个领域，在未来也会是一种重要的材料，但是金属的腐蚀严重的影响了人们对金属的使用，限制了金属材料在人们生产生活中的作用，因此需要更多的研究金属防腐蚀的方法，以更好的发挥金属材料对人类的作用。目前金属腐蚀原因主要化学腐蚀和电化学腐蚀，其中电化学腐蚀的破坏能力更强，是金属腐蚀的主要原因。目前金属的防腐措施主要有电化学方法，和对金属进行包覆的方法，还需要研究人员不断的努力研究金属防腐的新方法。
参考文献：
[1]郑玲.探讨金属材料防腐能力优化对策[J].科学之友,2013(8):15-16.
[2]张志高,王锋,郭建达.金属材料防腐能力改进路径探析[J].山东工业技术,2015(13):201-201.
[3]吴国波.金属材料的腐蚀与防腐措施研究[J].科学故事博览,2009，(8):50-52.
[4]徐小刚.化工腐蚀与防护[M].北京:化学工业出版社，2010:121.
