无机材料答案

2024-07-19

无机材料答案(7篇)

1.无机材料答案 篇一

中科院系统99-01年研究生入学考试无机化学试题汇编

99年无机化学试题

选择题(30分):

下列溶剂最能溶解离子型溶质的是-----------------------------()A CCl4;

B CH3OH; C C5H12; D(C2H5)2O。

下列物质中碱性最强的是---------()A R4NOH ; B R3NHOH; C R2NH2OH; D NH3(aq)。3 硼酸晶体中质点间的作用力是---()A 氢键,范德华力; B 共价键; C 离子键; D 离子键,共价键。4 对于常见分子筛的成分中,硅铝比越大,下列说法正确的是-------------------------()

A 耐酸性强,热稳定性差; B 耐酸性差,热稳定性差; C 耐酸强,热稳定性强; D 耐酸怀差,热稳定强。5 下列金属中,熔沸点相差最大的是----------------------------()A Li; B Al; C Ga; D In。6 NCl3的水解产物是

-------------------()

A NH3+HOCl ; B NH3+HCl; C HNO2+HCl; D NH2OH+HCl。

已知某反应的活化能为114kj.mol-1,采用一种催化剂可使其活化能降低一半,该反应速率将加快倍数约是-------------------()

A 1×102;

B 1×1010; C 1×106; D 1×108。8 有两个平行反应:A→B和A→C,如果要提高B的产率,降低C的产率,最好的办法是()A 增加A的浓度; B 增加C的浓度; C 控制反应温度; D 选择某种催化剂。9 下列物质在水中溶解度最小的是()A LiF; B NaF; C KF; D CsF。10 下列离子中最易水解的是---------()A Fe3+;

B Sc3+; C Y3+; D La3+。

下列氟化物中,估计最强的氟化剂是---------------------------()A PF5;

B AsF5; C SbF5; D BiF5。12 BF3路易斯共振结构式数目有

----()A 1; B 2; C 3; D 4。13 关于单质硅,下列叙述正确的是-()A 能溶于盐酸中; B 能溶于硝酸中;

C 能溶于氢氟酸中; D 能溶于氢氟酸和硝酸组成的混酸中。14 下列化合物中,热稳定性最高的是-----------------------------()A NaN3;

B AgN3; C Pb(N3)2; D Ba(N3)2。15 制备NO2时最好采用的热分解物质是

------------------------()A Pb(NO3)2;

B NaNO3; C KNO3; D NH4NO3。16 下列物质的水溶液易变成黄色的是----------------------------()A Na2S ; B AgNO3; C HBr; D NH4SCN。17 下列各晶体中,易吸收HCl气体的是---------------------------()A NaCl; B Na2SO4.10H2O; C KAl(SO4)2.12H2O;D。CuSO4.5H2O 18 Ni(CN)4 2-的实际几何构型为

-------()A平面正方形; B 四面体; C 变形平面四方; D 变形四面体。

某金属离子形成配合物时,在八面体弱场中的磁矩为4.98B.M;而在八面体强场中的磁 矩为零。该金属离子可能是-------()A Cr3+;

B Mn2+; C Mn3+; D Fe2+。20 M为配合物的中心原子,a,b,c为单齿配体,下列各配合物中有顺反异构体的是-----()A Ma2bc(平面四方);B Ma3b(平面四方);C Ma2bc(四面体);D Ma2b(平面三角形)。---------()-----------------()-----()

24-----------()25)26 是----()----())

----------()------------()

A Ne; B Ar; C Kr; D Xe。1-Al2O3的

________和______都很高,它不溶于水,2 式为________,它在 21 在(1)Co(NO3)4 2-,(2)(NH4)4CeF8,(3)UO2(NO3)2.2H2O,(4)MoO3中 ,中心离子配位数为8 的是

-A(1)(2)(3); B(1)(4); C(2)(4); D(3)(4)。22 下列金属中,与汞不能生成汞齐合金的是------A Cu; B Ag; C Zn; D Fe。23 分离溶液中的Cr3+和

Al3+的方法可采用-------------------A 加入过量NaOH溶液并煮沸; B 加入过量(NH4)2S 溶液并加热;

C 加入过量硫代乙酰胺溶液,并加热;D 加入过量NH4F 溶液,再加入NaOH溶液。锌与NH4VO3的稀硫酸溶液作用 ,溶液的最终颜色是----------------------------A 紫色; B 蓝色; C 绿色; D 黄色。经分析某化合物的组成为:Cr:21.37%,NH3:34.93%,Cl:43.70%。称取该化合物0.2434g,以适量水溶解,然后加适量的AgNO3(aq), 得白色沉淀,经干燥称量此沉淀重0.2866g。试由上述实验数据判断此化合物为-----------------------------(A [CrCl2(NH3)4]Cl ; B [CrCl(NH3)5]Cl2;C [Cr(NH3)6]Cl3; D [CrCl3(NH3)3]。

已知某黄色固体化合物不溶于热水,可溶于热的稀盐酸,生成一橙色溶液,当所得溶液 冷却时,有一白色沉淀析出,加热该溶液时,白色沉淀又消失。此黄色固体 A Fe(OH)3;

B CdS; C AgBr; D PbCrO4。27 下列各羰基化合物中,不符合EAN规则的是------------A Fe(CO)5;

B Co2(CO)8; C Co(CO)4; D Ni(CO)4。

在碱性溶液中,下列各配离子的水解反应速率最快的是--(A [CoCl(CN)5]3-;

B [CoCl(NH3)5]2+; C [CoCl(NO2)(en)2]+;D [CoCl(en)2py]2+。

下列各元素中,4f壳层为半充满的+3价离子是----A Pr3+;

B Eu3+; C Gd3+; D Dy3+。

在空气中含量最高(以体积计)的稀有气体是---

填空题(20分): 自然界存在的α-Al2O3俗称________,α-Al2O3的晶体属于六方紧密堆积结构,氧离子

按六方紧密堆积,6个氧离子围成一个___________空隙,若整个晶体有N个这种空隙的 话,那么其中有________空隙为铝离子所占据。由于这种紧密结构,加上铝离子与与氧 离子之间吸引力强,晶格能大,所以α 也难溶于___________溶液中。KMnO4粉末与浓

H2SO4作用,可生成________的液体,该物质的化学 00C 以下才是稳定的,室温下立即爆炸,分解为_____和______。

经结构研究证明,滕氏蓝与普鲁士蓝具有同样的组成和结构,其化学式可以表示为_____________。在该结构中,氰根离子位于立方体的______,铁离子位于立方体的 ______,其中一半铁离子的氧化态为_______,另一半铁离子的氧化态为______,它们 4 年,它的衰变常数为________,某医院购得该同位 素20mg,十年后还剩________毫克。程式(10分): rO3溶液; 铵溶液中;

氢铂酸盐溶液与可溶性草酸盐溶液反应。

法测定Co2+的存在及其浓度时,为什么要用浓 NH4SCN溶 4 A并无

沉淀生成,但加入少许Na2S 溶液时,则立即析出黑色沉淀。试加以解释。1 质G。试判断A→G各为何物?写出上述相应各步变化的化学方程式。分别占据立方体的________,K+则占据

______________。60Co广泛用于治疗癌症,其半衰期为5.26 三

正确书写下列各反应的离子方 1 将F2通入碱性的NaB 2 Si与浓碱液反应;

将硫化氢气体通入到钼酸 4 将硝酸亚汞溶液碱化;

简答题(可用合适的反应方程式表达,10分): 1 在焊接金属时,为什么可用ZnCl2溶液清除金属表面上的氧化物(如FeO)? 在用生成蓝色Co(SCN)4 2-的方

液并加入一定量的丙酮? 3 在用稀H2SO4清洗被

Co(OH)3和MnO(OH)2污染的玻璃器皿时,为什么要加些H2O2? gNO3溶液中滴加

KCN溶液时,先生成白色沉淀,而后溶解,再加入NaCl溶液时,五

推断题(15分): 化合物A可以用作火箭燃料,其水溶液呈碱性。用硫酸酸化一定浓度的A溶液,可得白

色沉淀物B。在浓NaOH介质中将A溶液作氧化剂,可放出碱性气体C。气体C的水溶液 可使Cu2+溶液变成深蓝色溶液

D。C的水溶液不能溶解纯净的Zn(OH)2,但若加入适量 的NH4Cl 固体后,Zn(OH)2即溶解变成含E的溶液。将气体C通过红热的CuO粉末,可得

到一种固体单质F和气体G。A溶液也有很强的还原能力,它能还原Ag+,本身被氧化成气体单

计算题(15分): 1 设有一金属M,其二价离子不易变形,它与二元弱酸H2A可形成化合物MA。根据以下

数据计算MA在水中的溶解度。

MA(s)== M2+(aq)+A2-(aq)Ksp=4 ×10-28 H2A == H++HA-K1=1 ×10-7 HA-== H++A2-K2=1 ×10-14 H2O == H++OH-Kw=1 ×10-14 2 已知:PbO2__1.455__Pb2+__-0.126__Pb, Ksp(PbSO4)=1.0 ×10-8(1)以H2SO4作介质 ,通过计算设计电动势为2.05V的铅蓄电池;

(2)充电时,阳极上发生什么反应?(写出电极反应式,H2SO4作为二元强酸)

参考答案 一 选择题(30分): 1(B); 2(A); 3(A); 4(C); 5(C); 6(A); 7(B); 8(D); 9(A); 10(A);

11(D); 12(D); 13(D); 14(A); 15(A); 16(A); 17(D); 18(C); 19(D); 20(A); 21(A);22(D); 23(A); 24(A);25(B); 26(D); 27(C); 28(B); 29(C);30(B)二

填空题(20分): 1 刚玉,八面体,2N/3,熔点,硬度,酸和碱。2 黄色油状,Mn2O7,MnO2,O2, 浓缩到20%以上就分解为MnO2和O2。3 KFe[Fe(CN)6],每一条棱,每个顶点,Fe(Ⅱ)或Fe(Ⅲ),Fe(Ⅲ)或Fe(Ⅱ),立方体互不相邻 的角顶,每隔一个立方体的立方体体心。4 1.132年,5.35mg。

方程式(10分): 1 BrO3 2Ag(CN)2+ H3SO4+ 所以纯硫酸是HNO3和 HClO4的区分溶剂

因为ClO2不稳定,易爆炸。当

KClO3与H2C2O4反应时,生成ClO2的同时,也生成CO2,能起到稀释ClO2的作用,从而使反应得以安全进行。

SiH4 +(n+2)H2O == SiO2.nH2O ↓+ 4H2 5 因为Ksp(MnS)值较大,可以溶

Mn2++H2S == MnS+2H+,致使溶液的酸度急速增大,故 MnS沉淀不完全。

完成下列化学反应方程式(10分 1 As2S3 + 3Na2S == 2Na3AsS3;

4MXO3 == MX + 3MXO4, 2MXO3 == 3 NH4Cl + NaNH2 == NaCl + 2NH 4 Cl2 + NaNO2 + H2O == NaNO3 + 2HC 6 RePO4 + 3NaOH == Re 7 TiO2 + BaCO3 == BaTiO3 + CO2 8 P4 + 3OH-+ 3H2O == 3H2PO2+ 8H+ == 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O Fe3+ + [Fe(CN)6]4-== KFe[Fe(CN)6] 10分): :φ0(Fe(phen)3

题(3+/Fe(phen)32+)=0.7 =0.771+0.059lgβ(Fe(phen)3 2+β1=[Ag(NH3)+]/([Ag+][NH3])β2=[Ag(NH3)2 +]/([Ag+][NH3]2)[Ag(NH3)+]= β1[Ag+[Ag(NH3)2 +]= β2[Ag+][NH3]2 根据物料平衡:[Ag+]+[Ag(NH3)+]+[Ag(NH3)2 +]=0.010mol.dm-3[Ag+]=0.010/(1+ β1[NH3]+β2[NH3]2)设[NH3]=xmol.dm-3 则[Ag+]=0.010/(1+ β1x+ 同理可得:[NH3](1+ β1[A 将[Ag+] 代入上式,整理得:β21.12×107x3+1.74×103x2+0.826x-

2.无机材料答案 篇二

(1) 在教学观念上重理论、轻实验。把实验教学放在从属于理论教学的地位, 导致对实验教学重视不够, 就从课时上来说, 我校制定的教学计划无机非金属材料专业的无机化学实验只安排一学期来设, 总学时仅有30课时, 应用化学专业开设两学期的无机化学实验, 总学时达到56学时, 所以说要在如此短的教学时间培养学生的各方面实验素质相当困难, 也影响了实验教学效果。

(2) 在实验教学内容上, 仍以“理论验证、性质验证”或“仪器的使用和操作方法训练”为主要实验内容, 且部分内容为了实验而实验, 这样的教学模式中教师通常是把实验目的、原理和实验步骤以及仪器设备的使用方法通通灌输给学生, 学生接受知识的方式很被动, 按部就班按照老师说得做。具有一定的重复性, 学生在实验中缺乏必要的思考, 导致学生实验的兴趣不高, 造成实验中态度较差, 实验准备不足等问题, 影响了实验效果。

(3) 在实验操作过程中, 实验过程中, 学生协作精神较差, 部分无机化学实验是2人一组, 需要2个学生进行协作才能完成, 但实际上一般都是1个人操作, 另一个无所事事, 缺乏协作的精神。

针对以上的各种问题, 我们提出以开放性实验为平台, 来培养学生C3H3素质, 打造合格的无机非金属材料专业人才。

1 在开放性实验中培养学生良好的实验习惯

C3H3中Clean Habit (整洁的习惯) 是良好的实验习惯, 简单地说就是做实验时要保持实验仪器的清洁、实验台的整洁;复杂地说即是做实验过程中要有条不紊, 做到心中有数。学生良好实验习惯的养成, 并非一朝一夕可以形成的, 要在实验中不断强调, 实验过程中长期锻炼。那么也就是说要养成良好的实验习惯, 只是在上无机化学实验课的时候养成似乎是不可能, 因为我们的实验课程课时太短, 长期以来各高校都存在重理论、轻实验的现象, 尽管各高校老师已经意识到实验课程在人才培养中所具有的作用, 各高校纷纷采取了一定的措施力图提高对实验教学的重视, 但是, 与理论课相比, 实验课的重视程度始终达不到[2]。这在潜移默化中也影响学生对于实验课的重视, 学生也认为理论课比实验课重要。学生做实验时会经常出现仪器药品到处乱放, 试剂取完不盖瓶盖, 试剂瓶的滴管胡乱放置, 实验后仪器药品乱摆, 玻璃仪器清洗不到位, 实验台不及时整理等等;还有一些学生做实验没有预习、毫无条理, 要么忘记做某项实验内容, 要么重复某项实验内容, 浪费人力物力。

教育的目的是培养好习惯。在无机化学实验教学中, 要训练学生养成良好的实验习惯, 我们的大多数高校教育工作者首先是思想上对实验教学引起重视, 譬如配备专职有经验的实验教师, 年轻教师在老教师指导下逐步开展实验教学, 实行传帮带[3]等教学制度, 实验教师在学生实验过程中不断巡视, 发现问题及时纠正, 使学生逐步养成整洁的习惯。除了以上的措施以外, 我们希望通过开放性实验教学来约束和改善学生的实验习惯。

开放性实验, 是指将实验室为实验教学、科学研究所提供的条件 (时间、设备、场所、经费、指导教师等) 部分或全部向实验对象有目的地开放。提高学生的动手能力, 掌握基本无机仪器的使用及基本实验操作技能。开放实验室基本是老师仅仅提供必要的药品和适度的监管, 所有的实验包括试剂的配制和仪器的调试都是学生自己动手, 在实验的过程中, 学生掌握许多关于实验的细节, 这些细节是在平时实验中无法遇到的, 可以帮助教师参与实验准备工作, 规划实验的操作, 了解实验的整个过程, 避免现有实验都由教师准备好, 学生在基础实验课只参与其中一个阶段的弊端, 学生在自己动手的过程中更能体会有良好的实验习惯的重要性。

2 在开放性实验中训练学生规范的实验操作

C3H3中Clever Hand (灵巧的双手) 指的是动手能力强, 会动手最起码的标准是实验基本操作的规范性。实验基本操作的规范性是保障实验安全的必要, 也是实验成功的基础, 只有熟练掌握实验基本操作, 才能做到动作娴熟、规范、准确, 才能保证实验的成功[4,5]。对于在高中时没有时间和条件做化学实验的同学, 无机化学实验应该算是化学实验的“启蒙”课, 训练学生形成规范性的实验操作既是无机化学实验宗旨之一。对于化学实验基本操作, 通常是指导教师在讲台上边讲述边操作, 下面围着一圈学生, 教师在进行操作演示时, 难以保证实验操作中每一个细节学生都清楚明白, 因此很难使学生形成规范性的实验操作。比如移液管的使用, 总会有学生注意不到左右手的分工、食指的使用以及食指离管的距离, 结果无法准确快速地移取液体, 而且操作不规范;再如抽滤操作, 总有一些学生由于没有注意到真空泵的开关顺序导致倒吸的发生。为了改善这样的状况, 可以采取的措施有多配备实验教师, 因为人的精力有限, 一个教师如果同时指导三十多名学生工作量太大而且效果很不好, 如果3~4个老师同时指导, 肯定效果明显。其次可以采用多媒体教学, 在实验室中配备多媒体设备, 对于本次实验的规范操作不间断播放, 让这位“不知疲倦”的老师来反复指导。

当然, 在规范学生的操作中学习的主体仍然是学生, 所以最主要还是发挥学生的主观能动性, 我们都知道在教学过程中, 教学是相辅相成的, 对无机化学实验这样实践性较强的课程, 没有学生的主动动手能力, 教师的教自然是无用的, 开放性实验恰能调动学生的积极性, 只有学生自己想学了, 想动手了, 而非在老师的逼迫下被动动手, 才能真正的学到东西。实验室开放提供了发挥个人潜能的实验环境, 并适应不同水平和能力的学生的个性要求, 从而使学生由被动转为主动, 激发学生的主观能动性, 调动学生积极参与实践活动, 只有这样学生才能真正掌握实验的规范操作。当学生开始进入开放实验室, 就要严格遵守实验室的各项规章制度。损坏仪器设备的须按学校有关规定处理[6], 这就强调学生必须掌握基本规范的实验操作, 即使没有掌握也不敢擅自行事, 指导教师会注意从旁协助, 加强对学生实验素质和技能的培养;更要做好安全和开放情况的记录。在开放性实验实践中, 还可以提高学生协作能力, 从设计实验开始, 到实验审核, 实验准备, 实验操作, 都是学生自愿组合, 合作人数根据实验难度不同而变化, 学生需要互相配合才能完成实验工作, 这样没有协作精神的学生或者不愿意做事的学生是没法进行实验的。

3 在开放性实验中训练学生的创新思维

C3H3中Clear Head (清醒的头脑) 指的是勤于思考, 善于思考, 有创新思维。学生创新精神、创新能力的培养是素质教育的要求, 也是实验教学的宗旨。实验教学过程中, 教师不断地激励、启发、引导学生开动脑筋, 勤于思考, 善于思考, 进行创造性思维。众所周知, 在无机化学实验中, 较大的比例都是元素及其化合物的性质实验, 当然这是由它的课程特点决定的。但是这类实验通常只是简单的试管实验, 而且可以“照方抓药”, 现象和结论自然也是千篇一律, 肯定不利于学生勤于思考—善于思考—创新思维的培养, 也不利于学生C3H3素质的培养。通常学校采取的办法是减少性质验证性实验, 增开设计性、综合性实验, 无可厚非, 这样的改变对于学生勤于思考—善于思考—创新思维的培养具有很好的作用[7,8,9]。

我们还是想利用开放性实验来加强学生的创新思维能力, 通过开放实验来激发与引导学生的兴趣、训练和改进他们的思维方法、培养与端正他们的态度, 进而培养他们的创新思维, 实验室开放使学生对于实验的学习态度由被动转为主动, 激发学生的主观能动性, 调动学生积极参与实践活动, 在实验和创新的过程中提高分析问题和解决问题的能力, 培养创新意识和创新能力。在开放性实验中, 教师不可能像平时的实验课将步骤和结果都告知学生, 更多的是向学生渗透研究意识, 让学生以探索者的身份, 认真实验, 仔细观察, 勤于思考, 碰到偏离预期结论的“意外”现象时, 开动脑筋进行寻根溯源, 同时鼓励学生有自己的“小发现”和“延伸”, 这将会在很大程度上提高学生的创新意识。

4 结语

C3H3素质的培养是化学类人才素质教育的要求, 强化实验教学中学生C3H3素质的培养, 是我们每个化学实验教师义不容辞的责任, 应该贯穿于整个实验教学活动中。开放无机化学实验作为无机非金属材料专业无机实验的一种新形式, 既具有实验的趣味性、主动性、灵活性和创造性等特点, 又有开放性本身所特有的条件不完备性、结论不确定性、内涵可发展性、思维不约束性等特点, 受到越来越多的学生的欢迎, 也得到了越来越多的教师的肯定, 其在培养学生良好的实验习惯、规范的实验操作和提高学生创新思维发挥的C3H3素质中发挥特殊的作用。我们会不断总结经验, 始终围绕如何提高大学生素质展开工作, 已取得了初步的成效。在此基础上, 要不断总结教学经验, 开拓教学思路, 改革实验教学, 相信在我们的共同努力下, 一定能培养出合格的应用型无机非金属材料专业人才。

摘要:分析了应用型本科高校无机非金属材料学专业无机化学实验课的特点和教学中存在的问题, 提出相应的改革措施, 探讨如何采用开放性实验的方式培养学生形成良好的实验习惯, 掌握规范的实验操作, 养成创新的实验思维, 逐步培养学生的C3H3素质。

关键词:无机化学实验,无机非金属材料专业,开放性实验,C3H3素质

参考文献

[1]黄晓华, 徐孝文, 吴波, 等.无机化学实验“教、学、考”三位一体教学研究初探[J].大学化学, 1999, 14 (5) :12-14.

[2]郑典慧.无机化学实验教学的改革思考[J].云南师范大学学报, 2004, 24 (4) :76-78.

[3]陈烨.借鉴质量管理模式规范实验教学管理[J].实验室研究与探索, 2000 (4) :110-113.

[4]曹小华, 张康华, 徐常龙, 等.强化C3H3元素培养提升学生综合素质[J].化学教育, 2008 (12) :58-60.

[5]陈晓耘.实验课中的C3H3与学生能力素质培养[J].重庆师专学报, 2000, 19 (1) :87-88.

[6]欧阳玉祝, 李佑稷, 石爱华.深化实验教学改革构建多层次实验教学体系[J].实验室研究与探索, 2009, 28 (10) :111-113.

[7]孙文斌.开放性创新实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索, 2006 (2) :149-151.

[8]李小昱, 王为, 胡波.研究型实验教学改革的探索与思考[J].实验室研究与探索, 2008, 27 (6) :105-107.

3.无机材料答案 篇三

关键词:开放式教学 无机材料工学实验 教学实践

中图分类号: G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)08(c)-0134-01

无机非金属材料(包括水泥、玻璃、陶瓷、及先进功能材料等)是我国国民经济的重要支柱性材料。《无机材料工学实验》在培养本专业学生探索材料物理化学特性、开发新材料和解决实际生产问题等方面发挥着举足轻重的作用。然而,由于长期以来对实验教学的定位认识不足,把实验教学仅作为理论课的补充,培养方案显得比较零散,验证性和演示性实验较多,设计性和综合性实验较少[1]。学生的实践和创新能力有待加强。

另一方面,近年来,人才市场呈现出学术型和管理类人才供大于求,创新型人才严重短缺等现象。“就业难”和“人才荒”的双重压力,成为困扰我国经济发展的主要问题。其根本原因在于高等教育没有很好的与时代发展同步,教学与企业脱节,理论与实践脱节。而开放式教学改变传统教学模式中重理论轻实践、重知识轻能力的倾向,融知识传授、能力培养、素质教育为一体,已成为各高校研究的热点。

1 无机材料工学实验教学研究现状

《无机材料工学实验》是我校无机非金属材料工程专业三年级本科生必修的一门专业课, 与本专业《无机材料工学》理论课配合进行实施,也是毕业实习的先修课程。学习内容主要涵盖陶瓷、玻璃、水泥、先进功能材料的合成、表征、掺杂改性;以及相应的实验设计及误差分析、数据处理的方法等[2]。当前,《无机材料工学实验》存在的主要问题如下。

1.1 实验教学理念、教学内容相对落后,被动实践情况突出

《无机材料工学实验》的教学理念仍然停滞在传统的验证型教育上,对实践和创新能力的培养没有引起重视。实验课依附于理论课,验证性实验过多,缺乏综合性、设计性的大实验。实验教学内容主要是针对基础知识和理论的验证。学生在实验中处于被动和从属的地位。此外,被动实践也导致学生在解决实际问题以及创新能力方面的不足。这种教学理念及相应的教学模式,不利于发挥学生的主动性、积极性和创造性。

1.2 实验教学过程中教学方法单一

《无机材料工学实验》的教学手段仍以讲授为主,学生自由探索、自主学习的机会较少。教师按照讲义讲解实验目的、原理和内容,演示实验过程;学生则根据实验指导书的内容,按同样的操作步骤,开展验证性实验。很多学生只是从形式上完成了实验,却并不理解实验中原材料、制备工艺的选用规则、实验性能测试和数据处理的方法,不利于培养学生的实践操作能力。

1.3 实验教学培养方案封闭,不适应社会需求

《无机材料工学实验》的培养方案大多是在理论教学培养方案的基础上建立的,实验教学与工厂一线的生产活动联系不紧密,学生在经过实验课程的锻炼后并不了解最新的生产工艺,不具备自主学习、主动实践的能力。实验教学没有将理论课与毕业实习很好的链接,起到承上启下的作用。学生在实习过程中不能主动发现生产中的关键技术以及工艺中可能存在问题,而只是停留在走一走看一看的层面上,实习效果很不理想。

2 《无机材料工学实验》教学实践内容

2.1 实验教学观念的转变

分析现有教学观念的不足,以学生为主体,教师为主导,探索一种融知识传授、能力培养、素质教育全面协调发展的教学理念。同时制定科学合理的《无机材料工学实验》教学大纲。课堂上教师要少讲、精讲,甚至不讲,重在启发、引导,把实验的主动权交给学生,让学生独立思考,自己动手,激发学生进行实验的主动性和积极性。

2.2 实验教学内容的优化

当前本专业《无机材料工学实验》的教学内容包括:粉体真密度的测定,材料显微硬度的测定,材料色度、陶瓷白度的测定,煤的工业分析,浆料性能的测定等。验证性实验过多,综合性和设计性实验缺乏。此外,教学内容集中在传统的玻璃和陶瓷领域,与占实习总数2/3的建筑材料及功能材料领域关联不大。

为了满足社会发展的需求及不同层次学生的需要,开放式无机材料工学实验教学应符合学生的认知规律,贴近实习企业实际,将《无机材料工学实验》的内容分为三个层次:基础型实验、综合设计型实验和研究创新型实验。循序渐进,由简单到复杂,不同层次的实验内容在学生的实验能力培养中担负不同的任务。

同时,通过精减低层次验证性实验,如煤的工业分析,浆料性能的测定等;增加与实习企业密切相关的综合性、设计性的实验项目,如某冶金公司的浸出液除铁工艺、富氨废水回收工艺等,将《无机材料工学实验》的教学内容涵盖水泥、陶瓷、先进功能材料等三大领域,提高学生综合素质和创新能力,以适应后续毕业实习的学习。

2.3 改革单一的教学方法

改革《无机材料工学实验》课程中以讲授型为主的教学方法。精简实验指导书,只提供实验目的、要求和实验原理,不列出具体操作步骤,在教学过程中积极采用启发式、讨论式等现代教学方法,鼓励学生通过不同途径完成实验,达到实验要求。同时应用多媒体演示、网络化教学平台进行辅助教学。

(1)启发式教学法:教师提出无机材料企业实际生产中的一些问题,并给出相应的资料,引导学生自己去搜集文献、分析思考、制定方案、动手进行实验,通过数据分析得出结论,并对最后的结果进行评价。

(2)讨论式教学法:教师通过预先设计与组织,启发学生就企业生产中的特定问题发表自己的见解,并在同学之间、师生之间开展积极的讨论或辩论,使学生主动获取知识的方法。

(3)网络教学平台:综合运用视频、动画、图像、声音等多媒体教学手段,开发无机材料工学实验等网络课件,并应用于实际教学。

2.4 实验教学评价的开放

《无机材料工学实验》拟采用全程性、多元化的考核方式,全面反映学生掌握知识和综合能力的情况。以发展的眼光评价学生,在评价手段上应不局限于考测,还应包括实验操作、回答问题、实验报告等形式。教师记录学生在实验中的表现,在整个课题设计结束后,根据设计方案的正确性与合理性、实验动手能力与创新能力、总结报告、设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神等方面,综合评定成绩。同时,考核方式多样化,包括实验操作、回答问题、实验设计报告和答辩等形式,从多个方面考察学生的综合能力。

3 结语

笔者以本校的《无机材料工学实验》课程为实践平台,通过开放式教学将实习企业的生产工艺及存在的技术问题引入《无机材料工学实验》的教学内容中,有利于加强理论课与实践教学之间的衔接,缩短学校与企业间的距离;有利于培养“零适应期”的本科生,为蓬勃发展的无机材料领域培养优秀的工程技术人才。

参考文献

[1]宋刘斌.基于创新型人才培养的地方高校实验教学改革[J].实验教学与仪器,2012(9):21-22.

4.无机材料科学基础试卷 篇四

1.不一致熔融化合物,连线规则

答: 不一致熔化合物是一种不稳定的化合物,加热到一定温度会发生分解,分解产物是一种液相和一种固相,液相和固相的组成与化合物组成都不相同。(2.5分)

连线规则:将一界线(或其延长线)与相应的连线(或其延长线)相交,其交点是该界线上的温度最高点。(2.5分)2.非本征扩散,稳定扩散 非本征扩散:受固溶引入的杂质离子的电价和浓度等外界因素所控制的扩散。或由不等价杂质离子取代造成晶格空位,由此而引起的质点迁移。(2.5)

稳定扩散:若扩散物质在扩散层dx内各处的浓度不随时间而变化,即dc/dt=0。这种扩散称稳定扩散。(2.5分)3.非均匀成核, 一级相变

非均匀成核:是指借助于表面、界面、微粒裂纹器壁以及各种催化位置等而形成晶核的过程 一级相变:体系由一相变为另一相时,如两相的化学势相等但化学势的一级偏微商(一级导数)不相等的称为一级相变。(2.5)4.晶粒生长,二次再结晶

晶粒生长:平衡晶粒尺寸在不改变其分布的情况下,连续增大的过程。(2.5分)二次再结晶:是少数巨大晶粒在细晶消耗时成核长大的过程。(2.5分)5.一致熔融化合物,三角形规则

答:一致熔融化合物是一种稳定的化合物,与正常的纯物质一样具有固定的熔点,熔化时,产生的液相与化合物组成相同。(2.5分)三角形规则:原始熔体组成点所在副三角形的三个顶点表示的物质即为其结晶产物;与这三个物质相应的初初晶区所包围的三元无变量点是其结晶结束点。(2.5分)6.晶粒生长,二次再结晶

晶粒生长:平衡晶粒尺寸在不改变其分布的情况下,连续增大的过程。(2.5分)二次再结晶:是少数巨大晶粒在细晶消耗时成核长大的过程。(2.5分)7.液相独立析晶,切线规则

答:液相独立析晶:是在转熔过程中发生的,由于冷却速度较快,被回收的晶相有可能会被新析出的固相包裹起来,使转熔过程不能继续进行,从而使液相进行另一个单独的析晶过程,就是液相独立析晶。(2.5)

切线规则:将界线上某一点所作的切线与相应的连线相交,如交点在连线上,则表示界线上该处具有共熔性质;如交点在连线的延长线上,则表示界线上该处具有转熔性质,远离交点的晶相被回吸。

8.本征扩散,不稳定扩散,.答:本征扩散:空位来源于晶体结构中本征热缺陷,由此而引起的质点迁移。(2.5)不稳定扩散:扩散物质在扩散层dx内的浓度随时间而变化,即dc/dt≠0。这种扩散称为不稳定扩散。(2.5分)9.均匀成核,二级相变, 答:均匀成核是晶核从均匀的单相熔体中产生的过程。(2.5分)

相变时两相化学势相等,其一级偏微商也相等,但二级偏微商不等的相变。(2.5分)10.烧结,泰曼温度

答:烧结:由于固态中分子(或原子)的相互吸引,通过加热,使粉末体产生颗粒粘结,经过物质迁移使粉末体产生强度并导致致密化和再结晶的过程。(2.5)泰曼温度:反应物开始呈现显著扩散作用的温度。(2.5)

二、选择题(12分):

1.据范特荷夫规则,纯固相反应,反应过程是(A)A.放热过程 B.等温过程 C.吸热过程

2.在反应温度下,当固相反应的某一相发生晶型转变时,反应速度是(B)A.无影响 B.加快 C.减慢

3.表面扩散系数Ds,界面扩散系数Dg,晶格扩散系Db的关系是(A)A.Ds﹥Dg﹥Db B.Ds﹥Db﹥Dg C.Db﹥Ds﹥Dg D.Db﹥Dg﹥Ds 4.同一种物质在晶体中的扩散系数(C)在玻璃中的扩散系数 A.大于 B.等于 C.小于 D.不确定

5.A,B进行反应生成AmBn,为扩散控制的固相反应,若DB》DA,则在AmBn-A界面上,反应物B的浓度CB为(B)

A.1 B.0 C.不确定

6.烧结中晶界移动的推动力是(B)

A.表面能 B.晶界两侧自由焓差 C.空位浓度差 7.陶瓷经烧结后在宏观上的变化表述不正确的是(D)

A.强度增加 B.体积收缩 C.气孔率降低 D.致密度减少 8.金斯特林格方程采用的反应截面模型为(B)A.平板 B.球体 C.球壳 D.圆柱

9.下列过程中,哪一个能使烧结体的强度增加而不引起坯体收缩?(A)A.蒸发-凝聚 B.体积扩散 C.流动传质 D.溶解-沉淀 10.下列属于逆扩散过程的是(B)

A.二次再结晶 B.杂质的富集于晶界 C.布朗运动

11.在制造透明Al2O3陶瓷材料时,原料粉末的粒度为2μm,在烧结温度下保温30分钟,测得晶粒尺寸为10μm。若在同一烧结温度下保温4小时,晶粒尺寸为(D), 为抑制晶粒生长加入0.1%MgO,此时若保温4小时,晶粒尺寸为(B)。A.16μm B.20μm C.24μm D.28μm 7.同一种物质在晶体中的扩散系数(C)在玻璃中的扩散系数 A.大于 B.等于 C.小于 D.不确定 10.纯固相反应,反应过程是(A)

A.放热过程 B.等温过程 C.吸热过程

1、杨德尔方程采用的反应截面模型为(A)。A.平板 B.球体 C.球壳 D.圆柱

3、一般情况下,离子晶体较大离子的扩散多半是通过(A)

A.空位机构 B.直接易位 C.间隙扩散 D.亚间隙机构

4、在反应温度下,当固相反应的某一相发生晶型转变时,反应速度是(A)A.加快 B.减慢 C.无影响

5、表面扩散活化能Qs,界面扩散活化能Qg,晶格扩散活化能Qb的关系是(B)A.Qs﹥Qg﹥Qb B.Qb﹥Qg﹥Qs C.Qb﹥Qs﹥Qg D.Qs﹥Qb﹥Qg 4.下列属于逆扩散过程的是(B)

A.二次再结晶 B.晶界的内吸附 C.布朗运动 7.以下属于马氏体相变特征的是(A)

A.无扩散性 B.不存在习性平面 C.相变速度低 D.有特定的转变温度

三、填空题(18分)

1.烧结的主要传质方式有蒸发-凝聚传质、扩散传质、流动传质和溶解-沉淀传质四种,产生这四种传质的原因依次为(压力差)、(空位浓度差)、(应力—应变)和(溶解度)。2.均匀成核的成核速率Iv由(受核化位垒影响的成核率因子)和(受原子扩散影响的成核率因子)因子所决定的。

3.菲克第一定律的应用条件是(稳定扩散),菲克第二定律的应用条件是(不稳定扩散)。4.液-固相变过程的推动力为(过冷度)、(过饱和浓度)和(过饱和蒸汽压)。5.固体内粒子的主要迁移方式有(空位机构)、(间隙机构)。

6.如晶体纯度降低,扩散系数与温度关系曲线中本征与非本征扩散的转折点(向左)。7.合成镁铝尖晶石,可选择的原料为MgCO3 , MgO, γ-Al2O3, α-Al2O3, 从提高反应速率的角度出发选择(MgCO3),(α-Al2O3)原料较好。

8.在均匀成核时,临界成核位垒ΔGk=(1/3Akγ),其值相当于(新相界面能的1/3)

具有临界半径rk的粒子数nk/N=(exp(-ΔGk/RT))。

9.液-固相变时,非均匀成核位垒与接触角θ有关,当θ为(180º)时,非均匀成核位垒与均匀成核位垒相等。

10.成核生长机理的相变过程需要有一定的过冷或过热,相变才能发生,在(相变过程放热)情况下需要过冷。

11.在制硅砖时,加入氧化铁和氧化钙的原因(作为矿化剂,产生不同晶型石英溶解度不同的液相),能否加入氧化铝(不能)。

12.在液相线以下的分相区的亚稳区内,其分解机理为(成核-生长机理),新相成(孤立的球形颗粒)状,不稳定区的分解机理为(旋节分解区(Spinodale)),新相成(高度连续性的非球形颗粒)状。

6.如杂质的量增加,扩散系数与温度关系曲线中本征与非本征扩散的转折点(向左)。9.液-固相变时,非均匀成核位垒与接触角θ有关,当θ为(0°)时,非均匀成核位垒为零。

1、根据扩散的热力学理论,扩散的推动力是(化学位梯度),而发生逆扩散的条件是(热力学因子<0,正扩散>0)。

2、熔体是物质在液相温度以上存在的一种高能量状态,在冷却的过程中可以出现(结晶化)、(玻璃化)和(分相化)三种不同的相变过程。

3、马氏体相变具有以下的一些特征:(存在习性平面)、(相变速率高)、(无特定相变温度)和()等。

4、从熔体中析晶的过程分二步完成,首先是(成核),然后就是(晶体生长)过程。均匀成核的成核速率Iv由(P)和(D)因子所决定的。

本征扩散是由(热缺陷)而引起的质点迁移,本征扩散的活化能由(形成能)和(空位迁移能)两部分组成。

熔体的析晶过程分二步完成,先是(),然后是()过程。均匀成核的成核速率Iυ由()因子()和()因子所决定的。

7、菲克第一定律J=-Ddc/dx的应用条件是(稳定扩散),菲克第二定律dc/dt=Ddc/dx的应用条件是(非稳定扩散)

8、相变过程的推动力为(过冷度)、(过饱和度)和(过饱和蒸汽压)

9、在三元系统中,无变量点有三种,分别是(低共熔)、(单转熔)和(双转熔)

11、扩散系数D=D0exp(-Q/RT)中,空位扩散活化能Q由(形成能)(空位迁移能)组成,间隙扩散活化能Q由(间隙原子迁移能)组成。

12、实验测得NaCl的扩散系数与温度关系如右图所示

如提高NaCl晶体纯度,两直线的转折点

变化规律为(向下移动)。

高温区是(本征)扩散,低温区是(非本征)扩散。

14、析晶相变过程的推动力是(过冷度),过饱和浓度),(过饱和蒸汽压);在均匀成核时,临界成核位垒ΔGk=(1/3Akγ),其值相当于(新相界面能的1/3),具有临界半径rk的粒子数nk/N=(exp(-ΔGk/RT))。

15、液-固相变时,非均匀成核位垒与接触角θ有关,当θ为(90°)时,核化位垒下降一半

16、成核生长机理的相变过程需要有一定的过冷或过热,相变才能发生,在(△H<0)情况下需要过冷,(△H>0)情况下需要过热。

18、某硅酸盐熔体,无析晶区,要使其析晶应采取(加入成核剂,作为成核基体,移动成核速率曲线)办法;自发析晶能力大的熔体,采取(急冷)的措施使熔体来不及析晶而玻璃化。

19、在液相线以下的分相区的亚稳区内,其分解机理为(成核生长机理),新相成(孤立球形状)状,不稳定区的分解机理为(调幅分解机理),新相成(连续蠕虫)状。

四、简答题(32分)

1、影响固相反应的因素有那些?(6分)

答:影响固相反应的因素有反应物化学组成与结构的影响;颗粒度和分布影响;反应温度、压力、气氛影响;矿化剂的影响。(6分)

2、从热力学、动力学特性、形貌等对比不稳分解和均匀成核成长这两种相变过程。如何用实验方法区分这两种过程?(9分)

答:不稳分解:在此区域内,液相会自发分相,不需要克服热力学势垒,无成核-长大过程,分相所需时间极短,第二相组成随时间连续变化,在不稳分解分相区内,随着温度的降低、时间的延长,析出的第二相在母液中相互贯通,形成蠕虫状结构。(4分)

成核-生成:在此区域内,在热力学上,系统对微小的组成起伏是亚稳的,形成新相需要做功,即存在成核势垒,新相形成如同结晶过程的成核-长大机理,分相所需时间长,分出的第二相组成不随时间变化。随着温度的降低、时间的延长,析出的第二相在母液中逐渐长大,形成孤立球状结构。(4分)

用TEM观察分相以后形貌,若两相无明显的连续性,第二相呈孤立球状,则为成核-生长分相;若两相形成互相交织的“蠕虫状”,则为不稳分解相变过程。(1分)

3.晶界移动遇到气孔时会出现几种情况,从实现致密化目的考虑,晶界应如何移动?怎样控制?(10分)

答:烧结初期,晶界上气孔数目很多,此时气孔阻止晶界移动,Vb=0。(2分)烧结中、后期,温度控制适当,气孔逐渐减少。可以出现Vb=Vp,此时晶界带动气孔以正常速度移动,使气孔保持在晶界上,气孔可以利用晶界作为空位传递的快速通道而迅速汇集或消失。(2分)继续升温导致Vb》Vp,晶界越过气孔而向曲率中心移动,气孔包入晶体内部,只能通过体积扩散排除,这是十分困难的。(2分)

从实现致密化目的考虑,晶界应带动气孔以正常速度移动,使气孔保持在晶界上,气孔可以利用晶界作为空位传递的快速通道而迅速汇集或消失。(2分)控制方法:控制温度,加入外加剂等。(2分)

4.试比较杨德尔方程和金斯特林格方程的优缺点及其适用条件。(7分)答:杨德尔方程在反应初期具有很好的适应性,但杨氏模型中假设球形颗粒反应截面积始终不变,因而只适用反应初期转化率较低的情况。(4分)而金氏模型中考虑在反应进程中反应截面积随反应进程变化这一事实,因而金氏方程适用范围更广,可以适合反应初、中期。两个方程都只适用于稳定扩散的情况。(4分)5.相变过程的推动力是什么?(8分)

答:总的推动力:相变过程前后自由能的差值 ①、相变过程的温度条件

在等温等压下,ΔG=ΔH-TΔS 在平衡条件下,ΔG=0,则ΔS=ΔH/T0 式中:T0——相变的平衡温度;ΔH——相变热。

在任意一温度了的不平衡条件下,则有ΔG=ΔH-TΔS≠0 若ΔH与ΔS不随温度而变化,ΔG=ΔH-TΔH/T0=ΔH(T0-T)/T0=ΔHΔT/T0 相变过程放热ΔHO,TO,要使ΔG<0,须有ΔTT0,过热。

因此相平衡理论温度与系统实际温度之差即为该相变过程的推动力。(2分)②.相变过程的压力和浓度条件

(1)气相,恒温下ΔG=RTlnP0/P 欲使ΔG <0,须P>P0 即汽相过饱和。(2分)(2)溶液 ΔG=RTlnC0/C 欲使ΔG <0,须C>C0 即液相过饱和。(2分)综上所述,相变过程的推动力应为过冷度、过饱和浓度、过饱和蒸汽压。即相变时系统温度、浓度和压力与相平衡时温度、浓度和压力之差值。(2分)6.烧结的主要传质方式有那些?分析产生的原因是什么?(8分)

答:烧结初期,晶界上气孔数目很多,此时气孔阻止晶界移动,Vb=0。(1分)烧结中、后期,温度控制适当,气孔逐渐减少。可以出现Vb=Vp,此时晶界带动气孔以正常速度移动,使气孔保持在晶界上,气孔可以利用晶界作为空位传递的快速通道而迅速汇集或消失。(2分)继续升温导致Vb》Vp,晶界越过气孔而向曲率中心移动,气孔包入晶体内部,只能通过体积扩散排除,这是十分困难的。(2分)

从实现致密化目的考虑,晶界应带动气孔以正常速度移动,使气孔保持在晶界上,气孔可以利用晶界作为空位传递的快速通道而迅速汇集或消失。(1分)控制方法:控制温度,加入外加剂等。(2分)7.说明影响扩散的因素?(6分)

答:化学键:共价键方向性限制不利间隙扩散,空位扩散为主。金属键离子键以空位扩散为主,间隙离子较小时以间隙扩散为主。(1分)

缺陷:缺陷部位会成为质点扩散的快速通道,有利扩散。(1分)

温度:D=D0exp(-Q/RT)Q不变,温度升高扩散系数增大有利扩散。Q越大温度变化对扩散系数越敏感。(1分)

杂质:杂质与介质形成化合物降低扩散速度;杂质与空位缔合有利扩散;杂质含量大本征扩散和非本征扩散的温度转折点升高。(1分)

扩散物质的性质:扩散质点和介质的性质差异大利于扩散。(1分)

扩散介质的结构:结构紧密不利扩散。(1分)

8、MoO3和CaCO3反应时,反应机理受到CaCO3颗粒大小的影响,当MoO3:CaCO3 =1:1,r MoO3 =0.036㎜, r CaCO3 =0.13㎜时, 反应是扩散控制的。当MoO3:CaCO3 =1:15,r CaCO3﹤0.03㎜时,反应由升华控制,试解释这种现象。(8分)

答:当MoO3的粒径r1为0.036mm,CaCO3的粒径r2为0.13mm时, CaCO3颗粒较大且大于MoO3,生成的产物层较厚,扩散阻力较大,所以反应由扩散控制,反应速率随着CaCO3颗粒度减小而加速,(4分)当r2

9、试用图例说明过冷度对核化、晶化速率和晶粒尺寸等的影响,如无析晶区又要使其析晶应采取什么措施?(8分)

答:过冷度过大或过小对成核与生长速率均不利,只有在一定过冷度下才能有最大成核和生长速率。(2分)若ΔT大,控制在成核率较大处析晶,易得晶粒 多而尺寸小的细晶;(1分)

若ΔT小,控制在生长速率较大处析晶则容易获 得晶粒少而尺寸大的粗晶;(1分)

如果成核与生长两曲线完全分开而不重叠,则无析 晶区,该熔体易形成玻璃而不易析晶;若要使其在一定 过冷度下析晶,一般采用移动成核曲线的位置,使它向

生长曲线靠拢。可以用加人适当的核化剂,使成核位垒降低,用非均匀成核代替均匀成核。使两曲线重叠而容易析晶。(2分)要使自发析晶能力大的熔体形成玻璃,采取增加冷却速度以迅速越过析晶区的方法,使熔体来不及析晶而玻璃化。(2分)

10、简述晶粒生长与二次再结晶的特点,以及造成二次再结晶的原因和控制二次再结晶的方法。(10分)

答:晶粒生长:坯体内晶粒尺寸均匀地生长,服从Dl∝d/f公式;平均尺寸增长,不存在晶核,界面处于平衡状态,界面上无应力;晶粒生长时气孔都维持在晶界上或晶界交汇处。(3分)

二次再结晶是个别晶粒异常生长,不服从上式;二次再结晶的大晶粒的面上有应力存在,晶界数大于10的大晶粒,成为二次再结晶的晶核;二次再结晶时气孔被包裹到晶粒内部。(3分)

5.无机材料答案 篇五

1传统无机材料

无机非金属材料的传统产品主要有水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料、耐磨材料等。1.1 水泥

水泥是加入适量水后可成塑性浆体,既能在空气中硬化又能在水中硬化,并能将砂石等材料牢固地胶结在一起的细粉状水硬性胶凝材料,它是建筑工业三大基本材料之一。我国水泥的产量居世界第一位, 1997年的产量是5.1亿t,占亚洲产量的2/3,世界产量的1/3,其中回转窑生产的占18%,立窑生产的占82%。目前世界上优质水泥熟料,绝大部分都是回转窑烧制而成的,国外已基本淘汰了立窑。主要原因是立窑单机产量低,熟料质量不够均匀。但由于立窑具有基建投资较低、钢材用量少、占地面积小、建厂快及热耗低等优点而适合地方工业发展,所以我国仍以立窑为主。加之我国水泥民用量大,对水泥标号要求不高,所以立窑仍在大量使用。目前,国家在水泥工业方面主要发展回转窑,逐步淘汰普通立窑,改造和提高机立窑。对污染严重的小水泥厂采取了关、停、并、转的相关措施。

水泥行业存在的主要问题一是污染严重,二是小厂上得太多。这主要是20世纪80年代末到1995年这一阶段水泥价格增长快、小厂纷纷上马对市场造成冲击,使价格回落而造成的。1998年国家为刺激经济增长,大修铁路、公路、搞房地产。水泥价格2000后已经发生了显著的回升。1.2 陶瓷

陶瓷是指陶器和瓷器,广义上讲还包括玻璃、搪瓷、耐火材料、砖瓦、水泥、石灰、石膏等人造无机非金属材料。在国外,陶瓷这一概念,实际上是各种无机非金属材料的通称。传统陶瓷主要指粘土制品,在我国有悠久的历史。我国是发明瓷器最早的国家,所以我国的英文名字China另一个意思就是瓷器。陶瓷按性能特点和用途,可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电器绝缘陶瓷(高压电瓷)、化工陶瓷、多孔陶瓷等,近些年来,我国的陶瓷工业有很大发展,可从以下3方面说明:一是新技术与新工艺不断采用,例如高梯度磁场选矿及其它选矿技术的应用,使陶瓷生产使用的天然原料质量得到保证。二是对陶瓷材料的性能与本质有了更深入的了解,这主要是因为一些研究材料组分和结构技术与仪器的出现,使人们对陶瓷的认识进入了更高层次。三是新品种的开发,由于科学技术的推动和需要,使得能充分利用陶瓷的物理与化学特性开发出许多高科技领域中应用的功能材料与结构材料,例如人造骨骼或器官的生物陶瓷,耐高温、高强度、高韧性的陶瓷部件等。

我国陶瓷工业目前存在的主要问题是产品质量差,花色品种少。我国是陶瓷大国,但不是陶瓷强国。大宾馆、饭店的陶瓷用品大都靠进口,即我国高档陶瓷不够好。我国出口的陶瓷,如焦作陶瓷有限公司的产品,外商购买的主要原因是因其价格低、炻瓷结实等优势,若要提高价格还应提高产品的档次和质量。影响陶瓷产品性能、质量的主要因素一是原料的质量,二是生产过程。因为缺少符合质量标准的原料,要制造性能合格、质量高的产品是十分困难的,甚至是不可能的。所以,陶瓷工业的原料标准化是非常重要的,即对天然原料的原矿进行加工精制、分选、除杂质、粉碎和混合等预处理,严格按矿物组成、化学组成的不同并考虑使用的要求实行合理分级,以供陶瓷厂家使用。生产过程也不可忽视。若使用原生粘土为原料,如粘土中游离石英过多,则需要增加淘洗这一工序。若生产方法与过程选择恰当,各工序质量控制严格,则质量稍差的原料也可制造出合格的产品。因此,提高陶瓷产品质量应从两方面着手,一是正确选料,二是注重生产方法和工艺,这样才能获得优质、高产、低成本的陶瓷产品。1.3玻璃

玻璃是无机非金属材料的又一重要产品,它和我们的生活密切相关,几乎每一个人都要接触和使用玻璃产品。玻璃具有良好的光学和电学性能,有较好的化学稳定性,透明而质硬,易成型,可满足不同条件的需要,另外原料易获得,价格低。因此,玻璃被广泛应用于建筑、轻工、航天等各个领域。衡量一个国家玻璃工业发展的水平主要是平板玻璃,因为它是与国民经济和人民密切相关的极为重要的生产资料和生活资料。平板玻璃的生产工艺有传统工艺和浮法工艺。浮法是指熔窑熔融的玻璃在流入锡槽后在熔融金属锡液的表面上成型平板玻璃的方法。此法生产出的玻璃可与磨光玻璃相媲美。目前,工业发达的国家几乎全部用浮法技术生产平板玻璃,在平板玻璃总产量中,浮法玻璃所占比例已达80%。我国的玻璃工业发展迅速,建国初期为91.2万重箱,到1993年发展为1.1亿重箱,目前约为1.6亿重箱,提高了约180倍,其中浮法生产约占40%。

玻璃行业存在的主要问题是品种少、装备水平低、热耗高、质量差等;另外,目前浮法玻璃的板宽、厚度、表面平整度等指标均低于国际水平。再从市场上看,小厂上得太多,供大于求,价格回落快,导致国内许多厂家处于保本甚至亏损的状态。

总之,对我国传统无机非金属材料的评价是发展速度快,产量大;水泥、玻璃、耐磨材料等产品居世界第一位,但花色品种、质量档次不高。影响发展的主要原因是企业多、竞争无序、人员素质差、低水平重复建设、产品质量不稳定且互相压价,以致造成今天的困难局面。另一严重的问题是在资源和环保方面。传统的无机材料工业普遍存在着污染环境、资源有效利用不够等缺陷。进入21世纪,无机材料前景看好,需要量大,但质量等方面要求会越来越高。在激烈的市场竞争下,硅酸盐行业的工厂要面临一半被淘汰的危险,即对某些工厂要实行关、停、并、转的政策。要想生存,必须提高材料的稳定性、可靠性,要有ISO名牌意识,必须注重效益、信誉、质量,增加高附加值。同时价格要合理,企业要不断有新产品推出,还要和大专院校、科研单位合作,这是传统无机材料发展的必由之路。2新型材料的发展

新型材料是指那些新近开发的、具有优异性能的材料。新材料是高科技的一部分,同时它又为高科技服务,是许多高科技的基础。

2.1新材料的特点

新材料是一种知识、技术、资金密集的一类新兴产业的产品,是大量研究工作的结晶。它们中的多数是固体物理、固体化学、有机化学、冶金学、陶瓷学乃至生物学及微电子学等多学科交叉的结果,即近20多年形成的材料科学的新成就,因此属于高投入(一般占纯收入的1/3)、高风险、高回报的产品。

新材料的发展与新技术密切相关。从新材料的合成与制造来看,往往利用极端条件作为必要的手段,如超高压、超高温、超高真空、极低温、超高速冷却及超高纯等。因此,对技术水平要求很高,超微量杂质、原子级的缺陷、电子的迁移、微小的裂纹,以及材料对环境的微小变化的反应,都必须根据不同的目的进行精确的测定,所以离开计算机就无能为力。由于新型材料是多种学科互相交叉和互相渗透的结果,因而其品种多,式样杂,更新换代快。

2.2 新型材料在工业上的重要作用

新型材料对新技术和高技术具有十分关键的作用,没有新材料就没有发展高新技术的物质基础。因而,所有工业发达国家都把新型材料的研究与开发放在特别重要的地位。例如高技术陶瓷,即一种新型无机非金属材料,被称为材料领域的革命。此种陶瓷在生产工艺、性能及应用方面完全突破并超越了传统陶瓷的概念和范畴,它是用人工合成的高纯超细粉体原料,采用各种先进成型方法、现代烧结工艺、精密加工技术精制而成的,具有高性能、高附加值,可广泛应用于新兴技术和尖端领域。高技术陶瓷包括工程结构陶瓷和功能陶瓷。工程结构陶瓷具有耐高温,硬度、刚度、强度高,耐磨、耐腐蚀等优点,可用于制造陶瓷切削刀具、陶瓷机械零件和陶瓷热机等。功能陶瓷则在制造集成电路基极、各种传感器、电容器等方面得到了应用。专家认为,高技术陶瓷是支撑21世纪的新型材料,在某种程度上成为衡量一个国家经济和科技水平的标志。目前,高技术陶瓷全球销售额每年递增15%,1986年为54亿美元,1992年为150亿美元,1995年为245亿美元,2000年达到500亿美元。

再如纳米技术,即用单个原子和分子制造出新物质的技术,目前已取得可喜的成果并呈现出光明的前景。科学家们称,它的开发将“引起一场世界性的产业革命,堪与18世纪的工业革命相媲美”。近几年来,美、日、德、英等科学发达国家纷纷投巨资对纳米技术进行研究与开发,并取得了很大进展。当前被列为西方国家研究重点的纳米碳管,其直径仅为1.4 nm,5万根这种碳管并排起来才相当于头发丝那样粗细,其强度是钢的100倍。应用纳米技术制造的新型电脑,比当前的微型电脑更小,但其性能更优良,精确度更高。

美国已制造了超碳分子算盘、纳米管、微电子系统、微型机器等.科学家们设想未来的微电机化坦克结构在遭到敌人火力袭击时会“变硬”。日本丰田汽车公司的一个下属公司用微型部件组装了一辆一粒米大的能开动的微型汽车。日本制成了只有一两毫米的静电发动机,只有常规车床万分之一的工作车床,有朝一日可在核电厂有角的弯管里爬行探索裂缝的尺蠖。日本目前已研制出只有蚂蚁大的机器人,可推起比自己大许多倍的重物。我国制造了目前世界上体积最小,重量最轻的直升飞机。这架双螺旋桨直升飞机的机长仅18 mm,高5 mm,机重100 mg。可在两粒花生米大小的飞机场上作垂直起降。这是上海交大科研人员继研制成功世界上最小的1 mm马达(仅有芝麻的1/4大)后,创造的又一项世界纪录,也是纳米技术的又一成功应用。

纳米技术作为高新技术,在国防上有显著地位。如纳米硅基陶瓷粉,此粉涂在飞机上,雷达测不出,世界上只有少数国家有此技术,我国已能批量生产此粉。再如火箭燃烧若采用超细镍粉,燃烧效率可提高1倍。用某些超细粉涂在火箭上,耐热度可由3 000℃提高到13 000℃。采用超细后的这些变化,主要是表面原子数的增加,表面能的增加所致。因此,要使材料达到极端状态,则往往要改变材料的原有属性,而改变属性的方法之一就是使材料粒度细化至微细或超微细状态后再行组合。这也是研制新材料的必由之路。

2.3新材料的重要应用领域及性能特征

用作敏感元件,新型无机材料以及它所具有的全失电、压电、半导、磁性能及对外界环境产生的敏感反应等,使它可用作制造稳定可靠的敏感元件或传感器。例如压电陶瓷可用作测压力、应力及振动的传感器;半导性陶瓷是氧分压测定的最常用传感器;氧化钛、氧化锌系统材料是作为若干碳氧化合物气体敏感元件的基础。这些传感器越来越普遍地以薄膜的形式使用,因此,它们与半导体集成电路相结合是今后的发展方向。

用作集成电路及电容器,变阻器等。先进无机材料中的电子陶瓷,利用无机材料一般具有较大的禁带宽度,可在很宽的范围内调节它们的介电,光及导电性能。近些年来,薄膜多层结构用于集成电路及电容器方面进展迅速。其集成度、速度成百倍的提高,无机多层封装结构日趋微小,精度越来越高。铁电陶瓷、陶瓷变阻器要求严格的显微结构与晶界组成的控制,研究进展同样很快。目前超细结构的变阻器材料已使它的耐压特征从5 kV/cm提高到120 kV/cm。

用作结构材料,新型无机材料的许多性能特征使它在结构材料领域具有许多现实的和潜在的应用价值。它们的重要应用领域包括切削工具,在各种恶劣环境下的耐磨材料,防弹等军用材料,人工骨骼、牙齿等生物陶瓷材料,以及近年来颇能引起关注的陶瓷发动机材料等。未来无机材料的发展展望

目前,迅速发展的电子工业、空间科学、核技术、激光技术、高能电池、太阳能利用等领域,对材料性能提出了各种新的要求。因而在传统无机非金属材料基础上发展出了高温材料、高强材料、电子材料、光学材料以及激光、铁电、压电等材料,这些说明了新材料发展和高科技发展是紧密联系的。因此,它在现代工业、现代国防、现代生活的应用方面前景广阔。未来新材料的发展方向是各种

6.无机材料答案 篇六

《无机非金属材料》是无机非金属材料专业的必修课和其他专业的选修课,它包括玻璃、陶瓷、耐火材料、胶凝材料(水泥,石膏,石灰)及无机非金属材料基复合材料,系统地介绍了这些材料的组成、结构和性能之间的关系,以及通过工艺调整这种关系的方法。该课程内容广泛、公式繁多,传统的考试方式大多采用笔试,并且大多数都采用闭卷方式,学生在考试中需要记忆的知识较多。高校学生将分数看得十分重要,会为分数而学,因为从免试研究生的推荐、学习优秀生及三好学生的选拔到奖学金的评定无一不与成绩有关。因此这种考试方式容易培养出一批只会死记硬背的人,他们在考前集中精力突击一下往往能够取得较好的成绩,但却抑制了学生个性的发展,挫伤了学生学习的积极性,不利于创新精神的培养;同时还会助长学习态度不端正的不良学风。另外,大学校园内的英语、计算机课程的学习热情有增无减,学生必须花费大量时间和精力去面对大学英语四、六级考试和计算机等级考试。再加上当今社会对大学生的要求也越来越高,所以大学生会普遍感到一种前所未有的压力。在这种情况下,如果继续采取闭卷考试的方式,会大大增加学生的学习负担,极有可能会挫伤一部分学生学习该课程的积极性,这对后面专业课的学习也是极为不利的。

总之,闭卷考试的方式和后果已不太适应当今高等教育发展的基本要求。所以,适当改变考试方式,让大学生在学习上由被动变主动,在目前形势下显得尤为迫切。

二、考试方式改革的内容

针对《无机非金属材料》这门课程内容广泛、公式繁多的特点,笔者认为较为理想的考试方式应该是半开卷考试形式。所谓半开卷考试,即“一页纸开卷”考试。具体实施方法为:期终考试前一周,发给学生一张A4大小的专用纸(本专用纸可带入考场)。专用纸使用规则为[1]:

1. 学生可以将自己对全课程学习内容的总结,包括重点、难点、不好记忆的公式、定理等写在这张A4纸正反两面上,作为参考;

2. 每位学生的“专用纸”上所写的内容必须是本人手抄体,考试时“专用纸”上所写内容若是复印、复写则视为舞弊处理;

3. 专用纸上的学生基本信息要填写完整,考试时“专用纸”不得相互传递、借用,否则视为舞弊处理。

4. 考试结束后,该纸专用纸随试卷一同上交,作为评分依据的一部分。

这种考试方式有以下特点[2,3]:

1.可以大大减轻学生的学习负担和考试压力。从目前大学的教育情况来看,学生的学习时间并没有增加,但学习的知识量和考试的门数却大大地增加了,这自然使得学生在各个方面均承受较大压力。考试方式的改变,使得学生以传统的死记硬背公式中解脱出来,无疑大大缓解了学生的考试压力。

2.“一页开卷”考试方式可促使学生平时认真学习,考前进行全面、系统的复习、整理。允许学生带一张A4纸进考场,把自己认为重要的内容整理在纸上,这种浓缩、整理知识的过程,事实上就是一个很好的学习过程,如果平时没有对所学知识真正理解、融会贯通,很难在小小的一张A4纸上提炼出“要点”或“重点”。所以,“一页开卷”在客观上可迫使学生勤学深思,考前再系统地复习总结,加深理解扩展、延伸所学知识,并在考试中融会贯通、灵活运用所学知识。不下苦功勤奋钻研,想取得高分是不容易的。

3.“一页开卷”可促进教学方法的改革。改用“一页开卷”后,教师在试卷命题时必然将重点转向考查学生的思考、应用能力,也促使教师在平时授课中加强与本课程相关的新知识、新工艺的分析与讨论,以提高学生分析解决问题的能力和学习积极性。

4.能适当拓宽教师出题的深度和广度。在以前的闭卷考试中,教师出题往往要受到一定限制,而采取这种半开卷的考试方式后,教师出题范围可以适当加宽,难度可以适当提高,题量可以适当加大。可以减少甚至取消简单的知识点考核,如名词解析、填空等题型,增加综合能力的考核。

5. 能提高学生的平均成绩。在以前的闭卷考试中,学生有时会出现公式记混或者记错的现象,往往使得不及格率偏高,考试方式改变之后,能有效降低不及格学生的人数,同时也能提高学生的学习兴趣。

三、《无机非金属材料》考试方式改革的实践效果

经实践,对学时少的材料化学专业的《无机非金属材料》的考试进行过一次尝试,取得了一些成效:

1. 学时虽少,但所讲授的内容并没有减少,学生在短时间内仍能学得《无机非金属材料》的大部分内容。学生只需领会基本概念、基本公式的含义,而不需要死记硬背大量复杂的公式。因此,虽然考试的面较宽,但学生并不感到吃力。

2. 教师出题的负担大大减轻。以前的闭卷考试,教师总担心学生记不住复杂公式而回避许多重要章节的内容,但考试方式的改变,使得出题的范围大大地得以拓宽,这样就能较为全面地考出学生的真实水平。

3. 学生的及格率大大地提高。与前一届相比,不及格率由上一届的12%左右降到5%左右。学生对这种新的考试方式普遍感到满意。

四、《无机非金属材料》考试方式改革的不足及优化

这种考试方式的改革虽然取得了一定的效果,但也有不足之处,就是学生的成绩分数不高,优秀率较低。原因主要是学生第一次进行“一页开卷”的考试方式,没能在考试中融会贯通、灵活运用所学知识,导致一些偏重运用知识型的题型得分率不高,影响了最终的成绩。一些学生反映,刚开始时觉得特轻松,确实免去了许多死记硬背的时间,但真要想从几百页书中找到有用的重点、要点,其实并不容易,而是“眉毛胡子一把抓”,没能进行“研究型”备考,扩展、延伸所学知识,没能把最重要、最精华的记在纸上。因此在今后教学中要注意突出学生的主体作用,注重对学生自身能力的培养。一是提高学生的理解能力。引导学生把主要心思和精力放到提高自己对知识的理解、分析和运用上来,使学生从应试型学习向应用型学习转变。过去的考试,学生们都是将课本中能背的全背下来,结果考试时只有少数知识用得上,而考完后又全抛诸脑后。如果学生善于分析归纳重点,把握教学要点,就不必花费大量的时间去背那些概念和公式了。二是提高学生的总结归纳的能力。“一页开卷”考核模式需要学生精心准备、择优挑选,把认为最重要、最精华的记在一页纸上。准备的过程也是一个认真学习、分析、归纳、总结、提炼的过程,促使学生系统地复习整理所学内容,达到考试的真正目的[3]。

五、结论

这次半开卷考试模式改革,只是一种尝试,这种方式本身未必最好,但我认为是可行的:通过让学生自己准备提纲,培养锻炼自学能力、综合归纳能力、科学思维能力,它具有一定的合理性和可行性,可促使学生将学过的知识进行总结、归纳、提升。由此也可以看出,考试模式必须改革,应该让学生能把考试当作深化学习课程知识的一个重要环节,把复习当作主动学习课程知识的一个重要阶段,从而改变学生被动紧张的“挨考”地位。当然,如有其它更好的考试模式能使考试成为后发式的学习环节之一,无疑将更为理想[4]。

参考文献

[1]孙崇江.半开卷考试模式初探.四川教育学院学报,2003,19,(12):25-26.

[2]张新红.材料力学.考试方式的探讨.长江大学学报(自科版)理工卷,2007,4,(2):119-120.

[3]于影,周欣.“一页开卷”考试模式引发的思考.佳木斯大学社会科学学报,2005,23,(5):89-90.

7.无机材料答案 篇七

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,更加的符合当前时代发展的趋势。

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

[3]张巨松,金亮,朱林.无机保温材料在建筑节能工程中的应用[J].辽宁建材.2011,11(02):91-98

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