《无机非金属材料工艺学B》课程大纲

《无机非金属材料工艺学B》课程大纲课程代码080126L课程名称中文名:无机非金属材料工艺学B英文名:TechnologyofInorganicNon-metalMaterials-B课程类别专业课修读类别必修学分3学时48（理论32+实验8+设计8）开课学期第6学期开课单位材料科学与工程学院材料科学系适用专业无机非金属材料工程专业先修课程材料科学基础、陶瓷材料学、土木工程材料A、材料概论后续有关专业课程和教学环节毕业实习，毕业（设计）论文主讲教师／职称于刚/副教授、秦国强/副教授、杨治刚/讲师、王彩辉/副教授、吴红亚/讲师考核方式及各环节所占比例平时成绩+实验成绩+设计+期末考试（10%）+（20%）+（20%）+（50%）教材及主要参考书1.《无机非金属材料工艺学》，李秋义,张巨松编.哈尔滨工业大学出版社,2010.82.《无机非金属材料工艺学》，林宗寿编，武汉理工大学出版社，第3版，2008一

课程简介《无机非金属材料工艺学B》属于无机非金属材料科学方向的必修课程，内容包括陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等无机非金属材料的制备原理、生产工艺过程、性能特点及其应用。使学生解释无机非金属材料制备工艺的基础理论，培养自主学习能力及未来从事相关工作的专业素养，以提高社会适应能力。通过本课程的理论教学，使学生具备基本的知识和能力，课程的具体课程目标如下：知识目标：解释陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等无机非金属材料的制备原理、生产工艺过程、性能特点及其应用，具备根据实际需要合理选择工艺过程和主要设备的能力。具备实验设备安全操作、实验方案设计和数据结果分析的能力。能进行无机非金属材料工艺设计，能完整地撰写设计说明书和绘制设计图，具备一定的沟通能力。能力目标：能在进行无机非金属材料工艺选择和设计时考虑工艺设计的经济技术指标和经济成本、社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素，评价材料生产、使用和废弃对环境和社会可持续发展的影响。（1）本课程所能支撑的毕业要求和课程目标的对应关系二

本课程所支撑的毕业要求序号毕业要求指标点毕业要求指标点具体内容课程目标1毕业要求2-1能够应用数学、自然科学和工程基础等知识，分析材料制备与生产过程中的复杂工程问题，识别与判断影响产品质量的关键因素。课程目标1、22毕业要求2-2能够应用工程科学的基本原理，分析影响材料生产工况的关键问题，并能进行故障分析。课程目标1、2、33毕业要求2-3能结合文献，研究生产工艺对材料结构-性能的影响，发现制约规律，认识到解决方案的多样性，寻求可替代的解决方案。课程目标1、2、34毕业要求2-4能够正确表达材料复杂工程问题的解决方案，并分析其合理性，以获得有效结论。课程目标2、35毕业要求3-1解释无机非金属材料产品、工艺流程及生产装备全周期和全流程的基本设计和技术方法，能够根据用户需求确定设计目标和技术方案，认识影响设计目标和技术方案的各种因素。课程目标36毕业要求3-2能够针对任务需要，进行单元装备设计和工艺计算。课程目标37毕业要求3-3能够结合安全、健康、法律、文化及环境等现实约束条件，对设计方案进行可行性论证。课程目标3、48毕业要求3-4能够集成单元装备或工艺流程设计，对设计方案进行优选，体现创新意识。课程目标3、49毕业要求6-2能针对无机非金属材料工程实践和复杂工程问题，正确分析和评价材料产品生产、开发和应用对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，以及这些制约因素对项目实施的影响，并理解应承担的责任。课程目标3、410毕业要求7-2针对复杂无机非金属材料工程问题的工程实践，能够站在环境保护和可持续发展的角度思考专业工程实践的可持续性，能正确评价材料生产、使用和废弃可能对人类和环境造成的损害和隐患。课程目标1、2、3、411毕业要求11-2能将管理原理与经济决策方法应用于产品开发或工艺设计和实施的全周期和全流程，管理过程进度，控制质量、成本和风险。课程目标2、3、4（2）本课程内容与课程目标、毕业要求指标点的对应关系教学内容课程目标毕业要求指标点理论教学第一章课程简介

第二章无机非金属材料工艺过程课程目标1、2毕业要求2-1、2-2、2-3、7-2第三章原料课程目标1、2、4毕业要求2-2、2-3、7-2第四章陶瓷材料工艺课程目标1、2、4毕业要求2-2、2-3、7-2第五章玻璃材料工艺课程目标1、2、4毕业要求2-2、2-3、7-2第六章水泥材料工艺课程目标1、2、4毕业要求2-2、2-3、7-2第七章耐火材料工艺课程目标1、2、4毕业要求2-2、2-3、7-2实验教学1.挤出成型工艺课程目标2、4毕业要求2-4、7-2、11-22.流延成型工艺课程目标2、4毕业要求2-4、7-2、11-23.陶瓷的加工工艺课程目标2、4毕业要求2-4、7-2、11-24.水泥的制备工艺课程目标2、4毕业要求2-4、7-2、11-2课程设计陶瓷或耐火材料厂工艺设计课程目标3、4毕业要求3-1、3-2、3-3、3-4、6-2、7-2、11-2三

教学基本内容（一）理论教学基本内容（32学时）课程简介（2学时）（1）基本要求1）解释课程教学目标、教学内容；2）熟悉课程意义和学习方法；3）认识课程相关资源。（2）教学内容1)本课程教学大纲解读2)本课程的性质、任务与教学目标；3)本课程教学内容；本课程教学方法；4)本课程教学进程；本课程教学组织；本课程考核形式与基本要求；5)本课程使用教材、参考书与提供的其他相关课程资源。（3）重点

本课程的性质和内容无机非金属材料工艺过程（2学时）(1)基本要求1)解释陶瓷、玻璃、耐火材料和水泥等无机非金属材料的特性2)解释陶瓷、玻璃、耐火材料和水泥等无机非金属材料生产过程中的共性3)解释陶瓷、玻璃、耐火材料和水泥等无机非金属材料生产过程中的个性4)解释陶瓷、玻璃、耐火材料和水泥典型的生产工艺流程(2)教学内容1)无机非金属材料的特性：晶体结构，性能基本属性，特殊功能；2)无机非金属材料的共性：原料，干燥，粉碎与运输，成型，高温加热；3)无机非金属材料的个性：胶凝材料类，玻璃类，陶瓷类；4)陶瓷材料典型的生产工艺流程5)玻璃材料典型的生产工艺流程6)水泥典型的生产工艺流程3重点重点：无机非金属材料的生产过程中的共性和个性第三章

原料（6学时）(1)基本要求1）解释粘土原料的种类和性质；2）解释石英类原料的种类和性质；3）解释长石类原料的种类和性质；4）解释钙质原料的种类和性质；5）分析氧化物包括氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化锌的种类和性质；6）认识非氧化物合成原料（包括碳化物、氮化物和硼化物）的种类和性质。(2)教学内容1)陶瓷、玻璃、耐火材料和水泥原料总论；2)黏土质原料的种类、基本特性、分类、组成及工艺性质；3)石英类原料的组成、种类及在各种无机非金属材料中的作用；4)长石类原料的种类、性质及在各种无机非金属材料中的作用；5)钙质原料的种类、性质及在各种无机非金属材料中的作用；6)氧化物包括氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化锌的种类、性质、制备方法及在各种无机非金属材料中的作用；7)非氧化物合成原料（包括碳化物、氮化物和硼化物）的种类、性质及在各种无机非金属材料中的作用。(3)重点重点：黏土类、石英类、长石类及钙质类矿物原料的种类和性质。第四章

陶瓷材料工艺（6学时）(1)基本要求1）认识普通陶瓷、结构陶瓷及功能陶瓷的主要种类、组成、性能应用；2）解释确定日用陶瓷配方的依据；理解坯料配方的计算；3）解释坯料的制备、成型、干燥、施釉、烧成等生产工艺；(2)教学内容1)陶瓷材料的概念及分类2)功能陶瓷和结构陶瓷的要种类、组成、性能应用；3)陶瓷材料坯料组成、设计及计算，包括：坯料组成的表示方法，设计配方的依据，配料的各种计算方法；4)陶瓷材料坯料的制备过程及要求；注浆成型方法原理、基本流程、泥浆的成型性能及分类；热压铸成型方法的原理及应用；成型用石膏模具的性能要求及制备方法；可塑形成方法的原理、流程及可塑泥团的性能；压制成型的原理、流程及分类；等静压成型的原理及分类；凝胶注模成型的原理、流程及优点；5)釉料制备与施釉：釉的作用，陶瓷制品对釉的要求，釉的分类，制釉原料，釉中各氧化物的作用；6)陶瓷材料的干燥过程：干燥过程的四个阶段及特征，影响干燥速度的影响，干燥设备，干燥制度的确定；7)陶瓷材料的烧结：烧结类型及作用机制，坯体烧成四大过程，烧成制度，特种烧结方法，烧成设备；(3)重点重点：陶瓷材料的配料计算和制备工艺。第五章

玻璃材料工艺（6学时）(1)基本要求1）解释玻璃的基本概念、特性、种类及应用、结构特征及性质；2）解释玻璃的原料、配合料制备、玻璃的熔制、玻璃的成型、玻璃的退火；3）认识玻璃的缺陷；熟知新型玻璃的生产工艺过程。(2)教学内容1)玻璃的基本概念及特性；玻璃的种类及应用；玻璃的四大结构特征；玻璃的两大结构学说；2)石英玻璃结构及性质，氧化硼玻璃结构及性质；3)玻璃形成规律：热力学条件和动力学条件；玻璃的性质；4)玻璃原料的设计及配合料的制备；碎玻璃的作用；玻璃原料的选择原则；玻璃原料的加工；5)玻璃的熔制过程及五大形成阶段；玻璃的熔制制度；6)玻璃的成型过程及成型方法；浮法玻璃的成型过程及特点；玻璃退火流程及作用；7)玻璃制品的熔制、成型、加工及运输缺陷；特殊玻璃的制备及作用。(3)重点重点：玻璃形成的条件，玻璃熔制的过程及形成阶段。第六章

水泥材料工艺（4学时）(1)基本要求1）解释硅酸盐水泥熟料的组成及配料过程、硅酸盐水泥的生产工艺及水化硬化过程。2）认识掺混合材的水泥、特种水泥和新型水泥的定义、性能及应用。3）认识混凝土的生产工艺。(2)教学内容1)硅酸盐水泥的基本概念、熟料的组成及配料过程、2)水泥的性能；硅酸盐水泥的生产工艺及水化硬化过程；3)掺混合材料硅酸盐水泥、特种水泥的制备及应用；4)新型水泥的基本概念、性能及应用；5)混凝土的制备工艺。(3)重点重点：水泥的性能和生产工艺。第七章

耐火材料工艺（6学时）(1)基本要求1）解释耐火材料的定义及三种分类方法，发展历史；2）解释耐火材料的化学组成和矿物组成；3）解释耐火材料的结构、性质以及使用性能。4）认识耐火材料的生产工艺；(2)教学内容1）耐火材料的定义及三种分类方法；耐火材料的发展历史及其应用领域；2）耐火材料的的基本概念、化学组成及矿物组成；耐火材料的结构、性质及使用性能；3）耐火材料的生产工艺以及常见品种；4）不定型耐火材料的生产流程及特点；粘土制耐火材料的生产流程及特点；氧化硅制耐火材料的生产流程及特点；氧化镁质耐火材料的生产流程及特点；白云质耐火材料的生产流程及特点。(3)重点重点：耐火材料的化学组成、结构及性质，不定型耐火材料生产流程及特点。

（二）实验教学基本内容（8学时）序号

实验项目实验要求实验内容学时实验性质1

挤出成型成型工艺要求学生认识挤出成型的基本原理和操作流程，解释运用挤出成型方法制备多孔陶瓷的制备工艺。1.对挤出成型设备进行安全操作;2.利用挤出成型方法制备多孔陶瓷材料。2综合性2

流延成型工艺要求学生认识流延成型工艺的基本原理和操作流程，解释运用流延成型方法制备陶瓷的制备工艺。1.对流延成型设备进行操作；2.利用流延成型方法制备陶瓷材料。2综合性3

陶瓷的加工工艺要求学生认识陶瓷材料的加工工艺的操作流程，解释运用金刚石线切割机、切片机和研磨机对陶瓷材料的进行加工。1.对金刚石线切割机、切片机及研磨机进行安全操作；2.用金刚石线切割机，切片机及研磨机对规定尺寸要求的陶瓷测试样品进行加工。2综合性4

水泥的制备工艺要求学生认识水泥的配料计算、原料准备、生料制备、熟料烧成、水泥粉磨等工艺过程。1.水泥配料计算；2.水泥原料准备；3.水泥生料制备；4.水泥熟料烧成；5.水泥粉磨。2综合性（三）课程设计（8学时）序号设计环节基本要求主要内容学时1任务布置要求学生认识企业中陶瓷材料或耐火材料生产工艺过程及特点、合理确定题目难易程度、工作量大小及进度计划。1.下达课程设计任务书；2.确定设计内容、步骤和方法。12设计计算与绘图要求学生解释本专业常用分析、设计、计算的正确方法，具备方案论证、分析比较、规范撰写和设计能力。1.根据设计要求对陶瓷或耐火材料产量进行论证和计算；2.进行相关工艺参数及所需设备的确定；3.撰写说明书和工艺实施路线。63答辩要求学生具备语言表达、思辨能力，阐述观点准确、回答问题清楚的能力。学生在论文答辩过程中，需要自述本人所完成的工作，创新点及完成的情况，指导教师给予必要点评。1四、达成课程目标的途径和措施1.本课程的教学方法（1）课堂讲授。本课程为材料应用方向的重要学科方向课，内容中包括无机非金属材料的制备原理、生产工艺过程、各种无机非金属材料的性能特点及其应用。为提高讲课效率和效果，便于学生理解接受，在授课方面，以多媒体课堂讲授为主，讲课过程中穿插一些材料生产实例分析。（2）作业。在每一章节讲授结束以后，均布置适量的作业，学生每次独立完成作业时间约1~2小时。作业面覆盖所讲内容的重点与难点，以便于学生巩固所讲内容及考试复习。组织学生讨论作业，对于作业中发现的共性问题，教师统一讲解，如果在检查中发现同学问题较大，教师帮助同学改进学习方法。（3）小测试。在每三章结束后，进行随堂小测试，考察学生专业知识的熟悉程度，督促学生按时对已授课程进行复习。提高整体学习效果，促进毕业要求指标点的达成。（是否计入成绩？后面没有体现）（4）实验教学。主要采用“讲授法”与“直观演示法”结合，对实验仪器设备进行讲解及实验步骤进行示范性操作，通过学生分组并要求每个学生独立完成有关典型无机非金属材料的加工工艺实验过程，及时讨论、分析、解决实验中出现的问题，要求学生具备实验方案设计、实验设备安全操作和数据结果分析的能力。（5）课程设计。主要采用“讲授法”与“讨论法”结合，结合文献检索，通过典型陶瓷或耐火材料厂工艺设计，及时开展讨论，分析和解决设计中出现的问题，要求学生解释典型陶瓷或耐火材料厂工艺设计特点，要求学生能完整地撰写设计说明书和工艺设计图。教学内容应紧跟无机非金属材料生产工艺与设备的发展动态，及时补充新方法、新技术、新材料等内容，并根据每届学生的特点，对不同内容根据需要调整课堂组织和讨论内容，提高整体学习效果，促进毕业要求指标点的达成。2.教学手段本课程利用采用现代化的教学手段，采用“多媒体”结合“板书”的教学手段进行授课，“多媒体”可将抽象的内容生动化，“板书”可用于辅助表达，二者充分发挥优势，扬长避短。3.课外阅读要求推荐学生利用互联网资源、校园网资源（校园网数据库）、图书馆资源（期刊、专业文献）等多种手段获取信息，进行课外阅读。通过课外阅读，既能加深对教学内容的理解，又能拓展专业视野，紧跟行业发展前沿。4.多环节训练（1）作业（2）实验（3）设计（4）期末考试五、课程综合记分方法课程考核由作业、实验、设计和期末考试四部分组成，内容须覆盖全部课程目标和毕业要求指标点。各考核环节及所占比重见下表：考核环节比重（%）作业10实验成绩20课程设计20期末考试50总计100（注：无故旷勤1/3者，不允许参加期末考试。）各个环节的评分标准如下：作业每次作业必须在正式上课前交，迟交作业或作业不满足下列要求，均以零分计。每次作业按百分制评分，总评后折算成10分。

作业的评分标准观测点85～100分75～84分60～74分<60分完成进度（权重0.1）严格按照作业要求并及时完成基本按照作业要求并及时完成

不能按照作业要求，未及时完成不能按照作业要求未及时完成概念解释清楚（权重0.2）概念清晰概念基本清晰概念不清晰概念错误计算能力（权重0.5）完全正确基本正确部分错误完全错误分析或结论有效性（权重0.2）分析正确，结论有效分析基本合理，结论基本有效分析不合理

未给出分析实验实验成绩根据实验报告成绩以及实验课上的操作表现及实验预习情况综合进行评定。每次实验按百分制评分，总评后折算成20分。实验课程评价标准

过程控制关注点80-100分60-79分0-60分实验预习权重0.2对实验目的和原理的熟悉程度完成预习报告，回答问题正确

完成预习报告，回答问题基本正确能基本回答问题实验操作权重0.3实验态度按时参加实验原始数据记录完整按时参加实验原始数据记录基本完整实验课迟到原始数据记录不完整操作技能实验过程熟练，操作的规范，动手能力强实验过程较熟练，能完成基本操作需在指导下完成基本操作协作精神主动做好分配任务，并能协助同组成员完成分配任务，能与同组成员配合被动参与实验实验报告权重0.5数据分析处理能力数据整理规范，计算结果正确数据整理规范，计算结果基本正确数据整理和结果均有明显错误综合应用知识能力能综合实验数据分析规律，结论正确结论基本正确但缺乏实验数据综合分析结论有错误3.课程设计课程设计成绩是根据设计计算说明书、工艺路线图及答辩表现三方面综合给出。按百分制评分，总评后折算成20分。课程设计考核方案

考察点占比例80-100分60-79分0-60分设计说明书工艺参数计算工艺方案及产品40设计正确参数计算正确工艺方案适当设计基本正确参数计算基本正确工艺方案基本可行设计有误参数计算有误工艺方案不可行设计说明书30说明书完整，格式规范说明书基本完整，格式较为规范说明书不够完整，格式不规范PPT讲解15陈述的逻辑性强问题表达清晰结论准确合理陈述的逻辑性强问题表达清晰结论准确合理陈述的逻辑性强问题表达清晰结论准确合理提问交流15思路清晰，回答问题正确，思路基本清楚，回答问题基本正确思路不清晰，回答问题不太正确4.期末考试期末考试成绩是通过闭卷考试的卷面成绩给出，考核内容覆盖课程所讲的流体力学、工程热力学、传热学、干燥及热养护过程等知识点。按期末考试的标准答案和评分标准百分制评分，总评后折算成50分。为了确保考核试卷的信度和效度，必须针对教学目标、把握能力层次，进行试卷蓝图设计。试卷蓝图设计课程目标把握能力层次（对应试题）目标分值百分比（%）认识理解应用11681640402812/////20203888242448/////81616各项分值402832100

百分比（%）402832

100六、评估方法每学期课程结束后进行课程评估。本课程采用基于课程目标（即预期学习成果）的评估方法，包括：1）根据课程目标设计并实施相应的学习任务和学习活动；2）收集学习活动中各种学习成果的评估资料；3）分析和评估实际的学习成果，做出正确的判断。4）写出反思和持续改进报告（包括评估过程、评估结果、教学反思和持续改进）。课程目标1的评估设计学习成果学习任务、过程和观测预期学习成果细化的预期学习成果及实施准则预设的学习任务观测点1、解释陶瓷材料相关工艺过程解释陶瓷材料原料作业完成情况解释陶瓷材料成型工艺期末考试

解释陶瓷材料烧成过程期末考试

2、解释玻璃材料相关工艺过程解释玻璃材料原料作业完成情况解释玻璃材料生产工艺期末考试

解释浮法玻璃及特种玻璃生产过程期末考试

3、解释水泥材料相关工艺过程解释水泥材料原料作业完成情况解释水泥材料生产工艺期末考试

解释水泥材料相关性能期末考试

4、解释耐火材料相关工艺过程解释耐火材料原料作业完成情况解释耐火材料生产工艺期末考试

解释特种耐火材料的生产期末考试

课程目标2

的评估设计学习成果学习任务、过程和观测预期学习成果细化的预期学习成果及实施准则预设的学习任务观测点1、陶瓷材料挤出成型机操作流程解释设备的构造及工作原理、技术参数以及使用其制备陶瓷的过程。实验1实验预习情况、考勤、过程中的动手能力，实验报告的填写。2、流延成型机操作流程解释流延成型机的结构和使用方法及使用其制备陶瓷材料的过程。实验2实验预习情况、考勤、过程中的动手能力，实验报告的填写。3、熟知并会使用陶瓷材料加工设备解释陶瓷材料切割机