计算机在无机非金属材料配方设计中的应用

第一篇：计算机在无机非金属材料配方设计中的应用

计算机在无机非金属材料配方中的应用

前言：随着计算机的日益普及，计算机在各行各业已运用得越；计算机科学的概述；计算机科学的简介：计算机科学（英语：comput；计算机科学的发展，现状：计算机领域是一个需要不断；计算机科学技术的不断完善，让计算机进入到越来越多；无机硅酸盐材料的概述；无机硅酸盐材料的简介:无机非金属材料(inorg；磷酸盐、硼酸盐等物质组成计算机在无机非金属材料检测生产中的应用。

计算机科学的概述

计算机科学的简介：计算机科学（英语：computer science，有时缩写为CS）是系统性研究信息与计算的理论基础以及它们在计算机系统中如何实现与应用的实用技术的学科。它通常被形容为对那些创造、描述以及转换信息的算法处理的系统研究。计算机科学包含很多分支领域；有些强调特定结果的计算，比如计算机图形学；而有些是探讨计算问题的性质，比如计算复杂性理论；还有一些领域专注于怎样实现计算，比如编程语言理论是研究描述计算的方法，而程序设计是应用特定的编程语言解决特定的计算问题，人机交互则是专注于怎样使计算机和计算变得有用、好用，以及随时随地为人所用。

计算机科学的发展，现状：计算机领域是一个需要不断创新的领域，计算机的软硬件在实际的操作运用中会遇到很多的问题，而技术的不断完善更新是计算机科学技术发展的一个重要方面。旧的技术已经不能满足社会对于计算机的需求，而新的技术应运而生，当新的技术被运用到计算机中，计算机会有更高的性能、更灵巧的外观以及跟实用的操作。计算机的硬件方面在采用更多的材料，让其更好地为计算机的功能而服务。而计算机的软件系统，是根据人们的意见反馈以及市场预期，在做着关于观念上最终到技术上的持续创新，让计算机的操作更加接近现代的需要。

计算机科学技术的不断完善，让计算机进入到越来越多的领域。计算机所涉及到的科学运算、过程检测与控制、数据处理、计算机辅助系统等功能，让计算机所涉及的领域逐渐增多，涉及到人类社会的军事、教育、医疗、商业、文化、经济、政治等各个方面。计算机科学技术的加入，使得社会的面貌和生产方式发生了巨大的改变，加快了人们的学习、工作效率，让计算机去计算和操作一些数据和过程，减省人力物力的消耗，提高社会运转效率。

无机硅酸盐材料的概述

无机硅酸盐材料的简介: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。

主要物理化学性能：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。

主要应用领域：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。传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。如水泥是一种重要的建筑材料;耐火材料与高温技术,尤其与钢铁工业的发展关系密切;各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与人们的生产、生活息息相关。它们产量大,用途广。其他产品,如搪瓷、磨料(碳化硅、氧化铝)、铸石(辉绿岩、玄武岩等)、碳素材料、非金属矿(石棉、云母、大理石等)也都属于传统的无机非金属材料。新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的,具有特殊性能和用途的材料。它们是现代新技术、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。

计算机技术在无机非金属材料中的应用

检测分析方面的应用：通过对检测机构的日常工作的考察与分析，我们发现检测机构的工作特点为:工作流程清晰，分工明确，责任明确，需协同工作完成一个检测任务，这些都符合网络管理的要求，为建立内部网络系统提供了可行性。同时发现与检测业务有关的日常工作主要由以下几个部分组成:检测任务管理、检测仪器设备管理、日常业务学习培训、与质监站联系。我们可以从这几个方面着手进行相应的软件设计与开发。通过相应的软件，我们可以提升我们检测的准确性和智能化，如混凝土抗压、抗渗、混凝土配合比设计、水泥化学分析等，都可以通过软件实现全自动化或者半自动化，大大的解放了劳动力资源。

例如：1.在功能陶瓷制备过程中,掺杂改性和生产条件控制是制备这类高性能材料的重要手段,由于材料组分和工艺条件对其性能影响很大,且组分间还可能发生复杂的交互作用,因此,如何优化配方和工艺是高性能功能陶瓷材料研究的重点。在传统数学方法无法分析的情况下，将计算机技术用于功能陶瓷研究中,建立数学模型，可以很好地对组分和工艺过程进行优化。

2.混凝土的性能评价与预测一直是学术界与工程界的研究难点，常规的预测模型主要基于某几项指标，形式因个人的理解不同而各异。而一种仿生模型——人工神经网络则能很好地解决这个难题，试验尝试用BP 人工神经网络对多种配后比的混凝土进行抗裂性能评价与预测，结果表明此模型的可靠度很高，效果良好。该方法用于掺矿物掺和料混凝土抗裂性能预测方面是可行的。计算机模拟技术在无机非金属中的应用：

1.分子筛研究方面：近年来,计算机模拟作为一种有效的方法已经广泛用于固体材料，尤其是微孔材料，如分子筛的研究。在结构、热力学、吸附分离和催化等性质的研究中取得了成功。中国科学院山西煤炭化学研究所王建国等总结了计算机模拟：包括分子力学方法(能量最低化、分子动力学和蒙特卡罗方法)、量子化学方法(半经验算法和从头算法)和密度函数方法及其在分子筛若干研究领域诸如吸附、扩散、形状选择反应、分子筛骨架-模板剂相互作用、分子与 分子筛酸性位的结合以及分子筛骨架、表面结构中的应用。北京化工大学张现仁等采用巨正则蒙特卡罗方法研究了甲烷在两个不同孔径的MCM-41中不同温度下的吸附等温线和其在孔中的相行为和排列方式。北京大学朱丽荔等用巨正则蒙特卡罗方法研究了邻二甲苯和间 二甲苯在ITQ-1分子筛中的吸附特征。

2.晶体材料方面：晶体的性能决定其内部结构、成分和缺陷的分布状态。通常人们或是希望获得高度完整 的晶体即成分均匀、结构完整、缺陷甚少的晶体；或者是为了获得某种物理性能，力图生长出具有预定的成分或者缺陷分布状态的晶体，所以晶体生长是晶体研究的必要环节。到目前为止，对晶体生长的数值模拟研究已有30余年的历史。浓度场和温度场对晶体生长有直接影响。

晶体生长过程中，溶质在晶体和熔体中都不是均匀的，晶体和熔体中的溶质浓度随空间位置而变化，在晶体和熔体的全部空间中，每一点都有确定的浓度，而不同点的浓度不完 全相同并且还与时间有关。苏伟等采用有限差分法对使用Cz法生长Nd∶YAG激光晶体过程中熔体内和晶体内Nd3+ 浓度场进行数值模拟研究。晶体拉速、晶体直径和坩埚尺寸都对熔体内和晶体内Nd3+ 浓度场有影响。对勾形磁场中直拉硅单晶浓度场的数值模拟研究，提出在非均匀轴对称勾形磁场中利用磁控提拉法生长硅单晶。

无机非金属材料也和金属材料以及有机高分子材料等一样，是当代完整的材料体系中的一个重要组成部分。

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。特种无机非金属材料的特点是：①各具特色,例如:高温氧化物等的高温抗氧化特性；氧化铝、氧化铍陶瓷的高频绝缘特性；铁氧体的磁学性质；光导纤维的光传输性质;金刚石、立方氮化硼的{TodayHot}超硬性质;导体材料的导电性质；快硬早强水泥的快凝、快硬性质等。②各种物理效应和微观现象,例如：光敏材料的光-电、热敏材料的热－电、压电材料的力－电、气敏材料的气体-电、湿敏电阻材料的湿度-电等材料对物理和化学参数间的功能转换特性。③不同性质的材料经复合而构成复合材料，例如：金属陶瓷、高温无机涂层，以及用无机纤维、晶须等增强的材料。

沿革 旧石器时代人们用来制作工具的天然石材是最早的无机非金属材料。20世纪以来，随着电子技术、航天、能源、计算机、通信、激光、红外、光电子学、生物医学和环境保护等新技术的兴起，对材料提出了更高的要求，促进了特种无机非金属材料的迅速发展。30～40年代出现了高频绝缘陶瓷、铁电陶瓷和压电陶瓷、铁氧体（又称磁性瓷）和热敏电阻陶瓷（见半导体陶瓷）等。50～60年代开发了碳化硅和氮化硅等高温结构陶瓷、氧化铝透明陶瓷、β－氧化铝快离子导体陶瓷、气敏和湿敏电阻陶瓷等。至今，又出现了变色玻璃、光导纤维、电光效应、电子发射及高温超导等各种新型无机材料。

分类 无机非金属材料的名目繁多，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）和特种的（新型的）无机非金属材料两大类。前者指以硅酸盐为主要成分的材料并包括一些生产工艺相近的非硅酸盐材料；例如：碳化硅,氧化铝陶瓷,硼酸盐、硫化物玻璃，镁质、铬镁质耐火材料和碳素材料等。

无机非金属材料在现实生活中有着很广泛的应用，简单的举几个例子生活中的日用陶瓷，工业陶瓷，玻璃，建筑用的水泥，现在新型的墙体砖等等，在社会的基础建设中材料是不可少的无机材料所涉及的方面也是很广泛的，目前为止还没有什么新型材料可以替代无机非金属材料的地位，因为传统非金属材料工业的原料来源是最广泛的也是最便宜的是地球上最多的：粘土，岩石等矿物。而新型的非金属材料更是基础建设乃至国防建设的重要方面：比如说航空用陶瓷，隐形飞机使用的吸收电磁波的材料等等都是无机非金属材料的范围。这个专业现阶段处于过渡时期，传统的无机材料在社会建设中广泛应用，但是从事传统的无机材料工作工资比较低，而从事新型材料研究和开发就比较大的发展空间了

我国是一个经济和社会正在迅速发展的世界大国，高新技术产业的快速发展、传统产业的技术进步与结构调整、环保国策的全面落实，以及在未来20年全面建设小康社会发展目标的实施，将给我国非金属矿物材料带来前所未有的挑战和发展机遇。紧紧抓住这一难得的历史机遇，加速非金属矿物材料的研发和生产，不仅可以满足我国经济、科技和社会发展对非金属矿物材料日益增长的需求，促进非金属矿产资源的综合利用，全面提升我国非金属矿加工应用的水平，而且还将成为国民经济发展的新增长点，促进我国高新技术产业、传统产业及环保产业的全面发展和进步。今后我国非金属矿物材料的发展方向主要包括非金属矿物材料的基础理论及应用基础理论研究，非金属矿物材料的深加工装备技术研究，发展优势非金属矿种的深加工产品技术研究，逐步实现产品标准化、系列化、配套化，纳米材料技术研究，智能材料技术研究等几个方面。

国家发展与改革委员会在制定建材工业“十五”规划中，非金属矿物材料行业的发展方针和主要目标就是发展非金属矿深加工装备技术，围绕建筑、石化、汽车、机电、环保等产业的需要，发展超细粉碎、精细提纯、表面改性与改型、超微细和微孔技术，复合与制品技术。发展高性能摩擦材料、绝缘材料、密封材料、工程塑料功能填料、电子工程材料和环保矿物材料，提高产品的科技含量和产业化水平。在技术装备水平、产品质量、规格品种等方面尽快缩小与国际先进水平的差距，加大非金属矿大型低能耗及专用设备的研发，非金属矿成套装备的综合集成和工程化转化。

近年来，在微米技术上出现的非金属矿物的纳米技术是以化学的方法制备的。这是一门新技术。非金属矿物纳米材料是纳米材料的重要组成部分。目前，主要纳米非金属材料有纳米二氧化钛、纳米碳酸钙、纳米碳管、纳米棒、纳米丝、纳米电缆、纳米金刚石、纳米半导体、纳米陶瓷材料以及聚合物-黏土矿物纳米复合材料等。其中聚合物-黏土矿物纳米复合材料已成为日本、美国、德国等发达国家近年来材料科学研究的热点。我国的纳米技术将在未来20年后变成主导技术，现在它有一个孕育期、生长期和高速发展期，纳米技术必定代替现在的微米技术。就目前而言，现在还处于孕育期。当今世界的主导技术还是微米技术，或者说是刚刚进入微米技术与纳米技术交叉阶段，纳米技术的应用所占比重还很小，甚至不到1%.权威专家预测，纳米技术与信息技术和生物技术成为21世纪社会经济发展的3大支柱。它将引起加工技术、信息技术、材料技术、分子生物技术、微电子技术等领域的革命性变化，引发一场新的产业革命。

智能材料是指具有对环境可感知、可响应并具有功能发现能力的新材料，它是由非金属矿物复合制备而成，由日本高木俊宜教授于20世纪90年代首先提出了智能材料概念，它是新材料中的佼佼者。由它制成的合金、复合物、流体、塑料、玻璃、陶瓷等物件，在应用时，既可感知环境条件的变化，又可根据需要作出相应反应。智能材料是功能陶瓷发展的更高阶段，它是人类社会的需求和现代科学技术发展的必然结果。日前，欧洲科学家已研制出能协助清除汽车所排放的包括氧化氮在内的废气的生态涂料，氧化氮气体是会形成烟雾和引发人类呼吸道疾病的污染源。据悉，当生态涂料涂在建筑物表面后，能吸附和消除氧化氮气体，这种作用长达5年，直到其神奇功能耗竭为止。生态涂料的神奇奠基在直径仅20纳米的光触媒二氧化钛和碳酸钙微粒上，它与聚硅氧烷树脂混合而产生作用。由于微粒非常细小，这种涂料是清澈透明的，能添加各种颜料调成想要的颜色。聚硅氧烷具有相当多的细孔，能让氧化氮气体通过后被吸附在二氧化钛微粒上。二氧化钛微粒吸收太阳光中的紫外线，利用其能量产生化学反应将氧化氮气转化成硝酸，再利用碱性的碳酸钙予以中和。如此一来仅会释出“无害”的二氧化碳、水和硝酸钙，这些副产品将被雨水等冲刷流失。

进入21世纪，科学技术发展日新月异，科技进步和创新已成为增强各个国家及地区综合实力的主要途径和方式。党的十六届五中全会已提出自主创新的战略，全国科技大会也提出加强自主创新，建设创新型国家。2006年2月，中共中央和国务院发布、实施《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》，经过15年的努力，使我国进入创新型国家的行列。今后我国非金属矿物材料行业的发展主要目标也就是围绕着发展方向进行创新。因此，我们应该首先认清形势，大力加强科研队伍建设和培养，建立国家实验室或科技开发中心，组建一支在国内甚至国外都有影响的科研机构，利用自身的优势和国家的扶持，在较短的时间里加快发展，加强产学研结合，加快科技成果转化，提高全行业整体水平，实现跨越式发展，走出一条非金属矿物材料自主创新发展的新路子。

总结

计算机技术在无机非金属材料中的应用是非常广泛的，不仅仅是以上提到的几点，还有图像模拟，辅助设计，数据分析等等，并且随着材料科学以及计算机科学的不断发展，这两门学科的联系还将日益密切，相信在不久的将来会有更多的计算机技术成功应用到无机非金属材料的生产过程中，为材料科学的蓬勃发展贡献突出的力量。

参考文献：

①于忠《计算机在建筑工程材料中的应用》四川建筑科学研究，2001（3）②尹君《计算机网络在无机非金属材料中的应用》材料导报,2006 ,20(11)③黄春华，沈东，夏春秋《计算机网络技术在建筑材料检测机构中的应用》《工程质量》, 2001(10)④董荣胜，古天龙，蔡国永，谢春光《计算机科学与技术方法论》人民邮电出版社, 2002, 29(1)⑤陈泉水《无机非金属材料物性测试》化学工业出版社, 2013 三亿文库3y.uu456.com包含各类专业文献、各类资格考试、应用写作文书、外语学习资料、高等教育、生活休闲娱乐、计算机在无机非金属材料检测生产中的应用(小论文)29等内容。

计算机材料应用论文

——计算机在无机非金属材料配方中的应用

专业：

无机非金属

班级：

无机1302

学号：

201226910312

姓名：

冯换晖

指导教师：

栗政新

第二篇：无机非金属材料在生物医学的应用

无 机 非 金 属

材 料 在 生

物 医 学 的 应 用

所谓无机非金属材料（inorganic nonmetallic materials），就是指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。传统的无机非金属材料在其化学组成上主要属于硅酸盐范畴。无机非金属材料种类繁多，具体可分为陶瓷，水泥，耐火材料，复合材料，非金属矿物材料等。其生产过程特点：一是共性，即有关原料，粉制备，成型等一系列过程。二是个性，即每种无机非金属材料都具有各自的特性。无机非金属材料在生物医学方面的应用主要是在以生物陶瓷材料，以及陶瓷基复合材料等的应用为主。

生物陶瓷材料主要包括生物惰性陶瓷、生物活性陶瓷和生物复合材料三类。其应具有生物相容性，力学相容性；与生物组织有优异的亲和性；灭菌性并具有很好的物理、化学稳定性等。这类无机非金属材料在医学方面的应用主要介绍：生物惰性的氧化铝陶瓷，氧化锆陶瓷；生物活性的羟基磷灰石(HAP),生物活性玻璃，微晶化生物活性玻璃；生物陶瓷的性能要求：第一，生物相容性要求生物相容性是指植入人体内的生物医用材料及各种人工器官、等医疗器械，必须对人体无毒性、无致敏性、无刺激性、无遗传毒性和无致癌性，对人体组织、血液、免疫等系统不产生不良反应。第二生物力学与生物学性能要求材料的力学性能与机体组织的生物力学性能相一致，不产生对组织的损伤和破坏作用。第三，具有良好的加工性和临床操作性生物陶瓷植入的目的，是通过人工材料替代和恢复各种原因成的牙和骨缺损，就要求植入的生物陶瓷具有良好的加工成形性，且在临床治疗过程中，操作简便，易于掌握。第四，具有耐消毒灭菌性能生物陶瓷材料是长期植入体内的材料，植入前须进行严格的消毒灭菌处理。生物惰性陶瓷主要是指其化学性能稳定，生物相容性好的陶瓷材料。AL203陶瓷是以α-Al2O3为主晶相的陶瓷材料，其具有良好的机械强度，高的耐磨损等性能。其成型的工艺与陶瓷材料成型工艺大体相同，主要是粉末的制备，成型以及烧结。而在医用方面的氧化铝陶瓷材料则是α-Al2O3多孔陶瓷材料，其制备过程中对孔径的控制要求极为严格。因此多采用的是溶胶凝胶法改善氧化铝多孔陶瓷孔径分布的控制、相变、纯度及显微结构。用溶胶一凝胶法制备氧化铝多孔陶瓷的工艺为：采用铝粉在氯化铝溶液中水解，得到铝溶胶，并直接将成孔剂与之混合，进行成型、烧成制得产品。这样被用于制作人工髋关节、人造膝关节、人工牙根和骨骼固定螺钉及修补角膜等。但由于氧化铝陶瓷同样具有脆性大，机械加工困难等特点，其用于医用还需进一步的研究应用。现有在羟基磷灰石引用AL203来达到人工骨的修复。其特点是利用羟基磷灰石良好的生物活性和生物相容性以及AL203的高强度，高机械性能特点来提高其综合的力学性能，能够很好的弥补AL203的不足。很好的满足了人工骨的修复需求。氧化锆陶瓷是以稳定的立方型氧化锆ZrO2为主晶相的陶瓷。具有优异的力学（最高的断裂韧性）和耐磨和耐腐蚀性等性能。其主要应用在机械，电工方面。而在医用领域的应用则是以氧化锆生物陶瓷材料应用的。其制备方法是各种沉淀法如共沉淀法获得超细的氧化锆粉末，然后通过干成型或湿成型法成型后进行烧结而成的。在医用中，氧化锆烤瓷牙是最常用的。烤瓷牙的好坏直接影响到患者的身体健康，而用氧化锆材质的烤瓷牙由于没有金属内冠层，牙齿透明度好，光泽度极佳，更有效避免了牙齿过敏和牙龈黑线等问题，具有足够好的遮色能力，能够完美解决牙患者的牙齿美容需求，而且氧化锆材质的强韧性弥补了普通烤瓷牙易蹦缺的缺点，生物相容性好，不刺激口腔粘膜组织，易于清洁，是目前国内外最优质的烤瓷牙。生物活性是指移植材料的分界面激发特定的生物反应，最终导致在材料和组织之间的骨形成。这类陶瓷在生物体内基本不被吸收，材料有微量溶解，能促进种植体周围新骨组成，并与骨组织形成牢固的化学键结合。羟基磷灰石(hydroxyapatite，简称HA 或HAP)羟基磷灰石是人体和动物骨骼的主要无机成分，结构上与天然骨盐大体一致，有极好的生物相容性、骨传导性以及骨键合能力，无毒副作用，用于骨修复及替代材料。但同时，其自身强度较低，力学性能较差。羟基磷灰石主要是通过水热反应以及沉淀法获得的。其同时也可以用于义眼片。这里由于其的力学性能不是很好，因此导致了在运用的过程中不是很好的满足医学的需求。在以羟基磷灰石为原料，在其中添加氧化铝以增加其综合的机械性能的办法很好的改善了羟基磷灰石的力学性能，同时还利用了其生物相容性。

同时，纳米羟基磷灰石在医用方面也有应用。n H A是一种性能优良的无机陶瓷材料、生物学活性好。n H A粒子的大小为 1～1 0 0 n m，由于其与 H A相比具有溶解度较高、比表面积(S S A)大的优点，因而具有更好生物学活性，骨植人体的伸强度更高，疲劳抗力也相应提高。最主要的是其可以匹配人体不同地方骨的生长速度相应的降解速度，而且与人体不产生排斥反应。因此其在医学领域的应用被广泛关注，但大多数还属于临床应用阶段，用于实际还需要一定的时间和条件。

生物活性玻璃与普通玻璃的不同之处在于其具有生物活性，能够很好的与生物组织相容。将生物玻璃植入人体骨缺损部位，它能与骨组织直接结合，起到修复骨组织、恢复其功能的作用。其制备技术与普通玻璃大体相同，但是为了保护其的生物活性性能，常常采用溶液-凝胶法制备其粉体。由于其机械强度较低，也因此一般用于较小的骨修复材料，如耳小骨、指骨，人工牙齿及关节。最值得一提的是生物玻璃对癌症的治疗，主要是在生物玻璃中加入一些磁性物，铁酸锂或者其他热源性材料，用于热种子治疗癌症肿瘤。

微晶玻璃属于复合材料，将加有晶核剂的特定组合的玻璃，在有控条件下进行晶化热处理，成为具有微晶体和玻璃相均匀分布的材料。其比普通玻璃的机械性能强，并且在光亮度和其他力学性能上都要比普通玻璃好。微晶玻璃有很多种，一般用于生物医学的称为生物微晶玻璃 也可以称为微晶陶瓷。其之所以称为微晶玻璃是因为结晶后在显微镜下可以看见其析出了许多细小的晶粒。微晶玻璃也是生物玻璃，在用于医学领域时，一般在是其表面生成羟基磷灰石等生物活性材料而成的或者在玻璃组成中引入 CaO 和P2O5,通过热处理得到优良的羟基磷灰石。用于牙齿的修复等，特别是其中的可切割生物微晶玻璃，由于其可以通过机械加工的方法制成不同形状的样品而不会破坏其生物活性，因此多用于骨替复材料。其与单纯的羟基磷灰石相比，由于含有一定量的玻璃相，因此可以在很大范围内调整组分，适应性更强。同时其化学稳定性更好，由于玻璃相存在又可以根据要求的不同制作成不同形状的医用替代材料。当然，医用微晶陶瓷材料也采用了一些增韧方法，如自身增韧，金属增韧，纤维增韧等，用于进一步提高其机械强度。

陶瓷基复合材料是一类以陶瓷为基体，在其中加入一些增韧材料而形成的复合材料。如以HAP为基体的陶瓷材料，在其中加入纤维或者一些晶须来增加自身的强度，以达到医用的高强度使用的要求。也可以采用颗粒增韧的方法来提高。这类复合材料在医用上主要用于骨替代材料等。

当然，同时还有其他种类的复合材料用于医学方面。可见，无机非金属材料在生物医学领域的应用非常的广泛。在我国，上海硅酸盐研究所在生物医用材料与组织工程、生物纳米技术及生物材料表面工程等三方面开展了研究，用无机非金属制作的人工骨，骨植入材料以及生物陶瓷取得了很大的进步。还有华东理工大学研制了磷酸钙人工骨(CPC)，它可自行固化，具有生物相容性，能降解吸收，可在人体骨缺损部位准确塑形。这些都只是用于生物领域的一小部分。从当今社会科技发展的速度来看，未来无机非金属材料的应用会越来越重视，尤其是其在生物领域的作用会受到更为广泛的关注。

文献摘要：

1，无机非金属复合材料及其应用 刘雄亚 郝元恺等，化学工业出版社 2006年。

2，无机非金属材料制备方法 高积强等，西安交通大学2009 3，无机非金属材料性能 贾德昌等，科学出版社 2008年

4，生物陶瓷的应用发展，展望 钱国栋，王民权 浙江大学 材料科学与工程第49期

5，氧化铝陶瓷的应用 张小锋 于国强 姜林文 景德镇陶瓷学院 6，氧化铝陶瓷的应用发展 朱志斌 郭志军 刘英 王慧 陈秀峰

(山东中博先进材料股份有限公司 淄博 2 5 5 0 3 1)7，氧化铝陶瓷生产工艺中的质量控制, 付 鹏 刘卫东 吴细桂

(华南理工大学材料学院 广州 510641)8, a一氧化铝在新型氧化铝陶瓷中的应用 张丽娅 王向丽 崔建奇(中国长城铝业公司)9，氧化锆材料种类及应用任永国1，刘自强1，杨 凯 2，周焕忠 2，顾幸勇（北京晶莱陶瓷制品有限公司，北京 101500； 景德镇陶瓷学院，景德镇 333000）10，氧化锆陶瓷制备及其应用 黄 勇，何锦涛，马 天

（清华大学材料科学与工程系新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室，北京 100084）

11，惰性生物陶瓷在人工髋关节的应用 刘庆 张洪 北京积水潭医院 矫形骨科(北京 100035)12，人工关节材料的研究进展 陈铁柱李晓声 中国现代医药杂志2009年10月第ll 13，生物活性种植牙的研究进展 医学生家园

14，生物医用微晶陶瓷的研究进展 余丽萍，肖汉宁，胡鹏飞（1.湖南大学 材料科学与工程学院，； 2.湖南师范大学 化学化工学院，）

15，微晶玻璃制作 Special Column 专栏

16, 功能微晶玻璃的研究现状及发展趋势 肖汉宁 赵运才 刘付胜聪湖南大学材料科学与工程学院

17, 用于治疗癌症的生物玻璃 王昱，殷海荣(陕西科技大学材料科学与工程学院)18，陶瓷基复合材料的机理、制备、生产应用及发展前景

（姓名：王珍 学号：Z09016203）

19，陶瓷基复合材料的进展及应用 徐海江(航空航天部三部)20, 羟基磷灰石生物材料的研究现状、制备及发展前景 方丽 周永强 张卫珂。马景 云(1陕西科技大学材料科学 与工程学院)(2温州大学制笔重点实验室)(3山东大学材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室)21,纳米羟基磷灰石粉体生物活性的研究 武汉理工大学 22，先进复合材料 鲁云等主编 机械工业出版社 2004年 23，多孔材料引论 刘培生等编 清华大学出版 2005年 24，生物陶瓷材料 谈国强等编

25，无机非金属纳米微粒的制备方法 孟季茹 赵 磊 梁国正 秦宇(西北工业大学)26，无机非金属材料微孔构造形成方法 徐慧忠

27，生物玻璃治疗胫骨骨折的疗效观察 郝思春，孙俊英 等 2004年 28，纳米羟基磷灰石研究进展 黄路 段晓明 南华大学研究生院 29，羟基磷灰石义眼移植研究 唐志强 倪建同 江苏省泰州市第四人民眼科中心

30，生物陶瓷材料（Bioceramic materia）陈德敏(上海第二医科大学附属第九人民医院，上海生物材料研究测试中心)31，无机非金属材料工艺学 王琦等主编 中国建材工业出版社 2005年

32，羟基磷灰石骨修复材料 张阳德 乐园 赵锌崎 中南大学卫生部肝胆肠卫生中心。

33生物医用纳米羟基磷灰石的制备及应用 中国组织工程研究与临床应用 李颖华 曹丽华。

34，生物活性玻璃陶瓷人工骨材料的研究进展 山东压料大学附属基院(2 5 o o 1 2)汤继文 张玉德 春梅

第三篇：无机非金属材料的研究进展及应用

无机非金属材料的研究进展及应用

学号：1203031001

姓名：彭冲

班级：无机非金属（1）班

摘要：无机非金属材料的高硬度、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐磨和优异的环保性能以及特殊的光声、电等性能，在航空航天、兵器、舰船等国防领域得到了越来越多的应用，如陶瓷基复合材料、结构陶瓷、特种功能陶瓷、人工晶体等已成为武器装备中不可或缺的关键材料。本文着重介绍了无机材料的研究进展和应用。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。

关键词：无机非金属材料

应用

前景

引言：传统无机非金属材料，新型无机非金属材料和无机非金属基复合材料组成了庞大的无机非金属材料体系。其中以硅酸盐为基础的陶瓷、玻璃和水泥已经形成相当规模的产业，被广泛应用于工业、农业、国防和人们的生产生活中，成为国民经济的支柱产业之一。新型无机非金属材料因具有耐高温、耐腐蚀、高强度、多功能等多种优越性能，其中一些已在各个工业部门以及近几十年发展起来的空间技术、电子技术、激光技术、光电子技术、红外技术发展方面发挥了重要作用[1]。因此，无机非金属材料的发展必将大大的促进现代科学技术的进步和人类文明程度的提高。本文将主要介绍：无机非金属材料的分匪类，无机非金属材料的地位（在材料中的地位、在国民经济中的地位），无机非金属材料的发展过程，无机非金属材料的应用，无机非金属材料企业的岗位设置，无机非金属材料的发展趋势以及无机非金属材料发展中遇到的问题。

1.无机非金属材料的特点及分类

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。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[2]。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[3]。

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。特种无机非金属材料的特点是：（1）各具特色。例如：高温氧化物等的高温抗氧化特性；氧化铝、氧化铍陶瓷的高频绝缘特性；铁氧体的磁学性质；光导纤维的光传输性质；金刚石、立方氮化硼的超硬性质；导体材料的导电性质；快硬早强水泥的快凝、快硬性质等。（2）各种物理效应和微观现象。例如：光敏材料的光－电、热敏材料的热－电、压电材料的力－电、气敏材料的气体-电、湿敏材料的湿度-电等材料对物理和化学参数间的功能转换特性。（3）不同性质的材料经复合而构成复合材料。例如：金属陶瓷、高温无机涂层，以及用无机纤维、晶须等增强的材料。

2.无机非金属材料材料的发展现状

传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。如水泥是一种重要的建筑材料；耐火材料与高温技术，尤其与钢铁工业的发展关系密切;各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与人们的生产、生活休戚相关。它们产量大，用途广。其他产品，如搪瓷、磨料(碳化硅、氧化铝)、铸石(辉绿岩、玄武岩等)、碳素材料、非金属矿(石棉、云母、大理石等)也都属于传统的无机非金属材料。新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的,具有特殊性能和用途的材料。它们是现代新技术、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[4]。主要有先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维等。

20世纪以来，随着电子技术、航天、能源、计算机、通信、激光、红外、光电子学、生物医学 和环境保护等新技术的兴起，对材料提出了更 高的要求，促进了特种无机非金属材料的迅速发展。30～40年代出现了高频 绝缘陶瓷、铁电陶瓷和压电陶瓷、铁氧体（又称磁性瓷）和热敏电阻陶瓷等。50～60年代开发了碳化硅和氮化硅等高温结构陶瓷、氧化铝透明陶瓷、β－氧化铝快离子导体陶瓷、气敏和湿敏陶瓷等[5]。至今，又出现了变色玻璃、光导纤维、电光效应、电子发射及高温超导等各种新型无机材料。

3.无机非金属材料材料的发展前景

近些年，随着科学技术的进步，无论是传统无机非金属材料，还是无机非金属材料都有了一些新的发展趋势。

3.1生态与环保意识加强，建立科学的评价体系，实现可持续发展

西方发达国家在促进传统无机非金属材料产业健康、可持续发展方面的采取了许多重要措施。世界发达国家十分重视建材工业的可持续发展与绿色评价。生态评价也成为世界可持续发展的一个重要手段。目前，许多国家正在进行“生态城市”的建设与实践，推广建筑节能技术材料，使用可循环材料等，改善城市生态系统状况。由此，提出了绿色建材、环保建材与节能建材的概念，并开展了大量的研究与实践工作。与西方发达国家相比，我国还存在很大的差距，特别是缺乏立法支持与技术标准的指导以及相应组织的管理与监督，使我国的传统无机非金属材料工业发展还有很大的提升空间。面对资源和环境对我国经济发展的严峻考验，国民经济的可持续发展战略显得愈加重要[6]。

3.2向着节能、降耗的方向发展

传统的无机非金属材料工业是能源消耗大户，在世界能源日益短缺的今天,如何生产节能、降耗,以及如何生产出高质量的建筑节能、保温产品是建材工业发展的重要趋势。选择资源节约型、污染最低型、质量效益型、科技先导型的发展方式。新型墙体材料、高质量门窗、中空玻璃将大量应用。向着提高材料性能、使用寿命的方向发展。低寿命设计、大量重复建设已经严重制约城市建设的发展。现代化建筑需要高性能建筑材料的支持,而提高建筑的耐久性又对建筑材料的使用寿命提出了更高的要求。

3.3单线生产能力向大型化发展

无论是水泥工业、玻璃工业，还是陶瓷工业，单条生产线的生产能力有大型化的趋势。生产线的大型化可以有效提高产品的质量，降低能源消耗[7]。

3.4向着智能化方向发展

建筑的智能化需要建筑材料的支持。随着技术的进步和生活水平的提高,建筑材料的安全性智能诊断等智能技术将更多的应用于建筑中。

3.5向着复合化、多功能化方向发展

复合材料具有单一材料所无法满足的使用功能，是建筑材料的发展趋势，对建筑材料的功能要求越来越趋向于多功能化。

在美国、日本、西欧等所有发达国家在其科技发展战略中都把无机非金属新材料的发展放在优先发展的重要位置。例如，美国为了保持在高技术和军事装备方面的领先地位，在先后制定的《先进材料与技术计划（AMPP）》和《国家关键技术报告》中，新材料为六大关键技术之首，而无机非金属新材料占有相当比例；日本发表的《21世纪初期产业支柱》所列的新材料领域的14项基础研究计划中，其中七项涉及无机非金属新材料的研究领域[8]。

未来科学技术的发展，对各种无机非金属材料，尤其是对特种新型材料提出更多更高的要求。材料学科有广阔的发展前景，复合材料、定向结晶材料、增韧陶瓷以及各种类型的表面处理和涂层的使用，将使材料的效能得到更大发挥[9]。由于对材料科学基础研究的日益深入，各种精密测试分析技术的发展，将有助于按预定性能设计材料的原子或分子组成及结构形态的早日实现。

结束语：

21世纪无机非金属材料的主要应用领域为信息、能源、交通、生物医学、生态环境和国防。新材料的发展将会对上述各领域产生深远的影响。

参考文献

[1]国家自然科学基金委员会.工程与材料科学部编著.无机非金属材料科学.科学出版社,2006.[2]卢安修编著,无机非金属材料导论.中南大学出版社,2003.[3]王培铭主编.无机非金属材料学.同济大学版社,1999.[4]李世普主著.特种陶瓷工艺学.武汉:武汉工业出版社,1992.[5}邱关明著.新型陶瓷.北京:兵器工业出版社,1993.[6]张玉军、张伟儒等编著.结构陶瓷及其应用.化学工业出版社.2005.

第四篇：无机非金属的主角硅教学设计

无机非金属的主角-硅 教学设计

教学目标：

【知识与技能】

①使学生了解硅的两种化合物——二氧化硅和硅酸盐的主要性质。

②使学生熟悉有关二氧化硅的主要的化学反应方程式的书写。

③让学生自己归纳二氧化硅和硅酸的物理和化学性质，不断加强其归纳总结的能力。

【过程与方法】

①通过图片展示的方法使学生了解二氧化硅和硅酸在自然界中的存在及其外观和用途等。

②运用对比学习的方法，即通过将硅的化合物与学生熟悉的碳的化合物进行对比，使学生更好得掌握其主要性质。

3．本节多数内容属于了解层次，部分段落阅读自学，提高的阅读能力、收集资料能力、自学能力和语言表达能力。

【情感态度与价值观】

1．用硅给现代人类文明进程所带来的重大影响（从传统材料到信息材料），为学生构架一座从书本知识到现代科技知识和生活实际的桥梁。开阔学生眼界，提高科技文化素养，理解更多的现代相关科学理论与技术；

2．促进学生逐渐形成正确的科学社会观，学生认识到“科学技术是第一生产力”，关心环境，资源再生及研究、探索、发现新材料等与现代社会有关的化学问题，提高学生社会责任感。

【教学重点】 二氧化硅的性质

【教学难点】 硅酸盐的丰富性和多样性 【教学过程】

[导课]问题：

[问题]：请简要阅读课文后回答课文标题中“无机非金属材料的主角-硅”“主角”两个字在这里的涵义是什么？（学生回答：硅含量仅次于氧，硅的氧化物和硅酸盐构成地壳的主要部分）展示投影：硅在地壳中的含量。

[问题]：硅又凭什么能做无机非金属材料的主角呢？引出原子结构来解释。

请同学们翻到课本后的周期表查看硅在周期表的位置及结构。

[板书]

第四章 非金属元素及其化合物

[板书]

§4-1无机非金属材料的主角-硅

［讲述］硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中的大部分岩石、沙子和土壤，约占地壳质量90％以上。各种各样的硅酸盐和水、空气和阳光构成了人类及生物生存的根基。自古至今，在无机非金属材料中，硅一直扮演着主角的角色。

［问题］碳和硅元素结构上又和碳有什么不同？推测硅单质的性质有哪些？

［学生阅读］Ｐ74中间自然段。

［回答］硅位于元素周期表ⅣＡ，与碳元素同族。原子最外层均有四个电子。硅同

碳元素一样，其原子即不容易失去电子又不容易得到电子，主要形成四价的化合物。其中二氧化硅是硅的最重要的化合物。“最重要”三个字是如何体现呢？接下来具体进行了解二氧化硅有关性质。

［板书］

一、二氧化硅和硅酸

［投影］金刚石、晶体硅、二氧化硅的晶体模型及水晶标本。

［讲述］硅为亲氧元素，在地球上硅主要是以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在；而碳主要形成石灰岩和碳酸盐矿物，碳的氧化物二氧化碳通过光合作用进入以碳为骨架的有机世界。

［板书］１、二氧化硅（SiO２）

［讲述］地球上天然二氧化硅成为硅石，约占地壳质量的20％，存在形态有结晶性和无定性两种。

［投影］二氧化硅晶体模型：

这种能说明什么问题呢？展示“鸟巢”工程图片，产生一些联想对网状结构留下深刻印象。

［阅读］科学视野。

［讲解］将晶体硅结构中的每一个“硅-硅”共价键打开，并在其间夹入一个氧原子，就形成了二氧化硅的晶体。这样，每个硅原子和四个氧原子以共价键结合，形成以该硅原子为中心的正四面体型结构，这种正四面体型结构向空间伸展，就形成了具有空间网状结构的原子晶体。由于每个氧原子同时和两个硅原子成键，所以二氧化硅晶体中，硅氧原子数之比为1:2，SiO2只表示一种比例关系，并不表示晶体中存在SiO2的小分子。

［展示］水晶与玛瑙示意图：

［讲述］水晶—石英中无色透明的晶体；具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。二氧化硅可用来做光导纤维。

［投影］

［讲述］石英可用来做石英钟、石英表，耐高温的石英玻璃；水晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等，含有有色杂质的石英，还可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品等。这些应用与二氧化硅的什么性质有关？

［板书］（１）物理性质：坚硬、难溶固体

展示：瓶塞被粘住一个试剂瓶。要学生来打开。结果不能打开，引发学生讨论。瓶塞被粘住的原因是什么？怎样才能打开？引出SiO2的化学性质。要学生找原因和对策。

展示：学校校友送给母校玻璃镜面上字（图片），字是怎样弄上去的？引起学生讨论。

［强调］酸性氧化物一般不与酸发生化学反应，而二氧化硅却能与氢氟酸发生反应，这也是工业上用氢氟酸雕刻玻璃的反应原理。以上两点，属二氧化硅的特性。由此，我们可总结出二氧化硅的主要化学性质为：

［讲解并板书］二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物，与氢氧化钠生成了硅酸钠，而硅酸钠是粘胶剂，将瓶塞与试剂瓶粘在一起。

［思考］已知玻璃中含有SiO2，而硅酸钠又是一种粘合剂，回答为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？

（２）化学性质：

SiO2与CO2化学性质的比较（学生做，教师补充）

[板书]

1、酸性氧化物 SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O SiO2+CaO CaSiO3

2、氧化性：SiO2+2C===Si+2CO（工业上用此反应制粗硅，这就是“从沙滩到用户”！）

3、特殊性：SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O

（怎样保存HF？塑料瓶）

4、在高温下与碳酸盐的反应（应用于玻璃生产）

SiO2 + Na2CO3 == CO2↑ + Na2SiO3

SiO2 + CaCO3 == CO2↑ + CaSiO3

［过渡］刚才我们提到二氧化硅不能溶于水得到相应的酸——硅酸。那么，硅酸是怎样的一种酸？它怎样制得呢？下面我们就来学习这个问题。

［板书］２.硅酸(H2SiO3)提出思考：硅酸（H2SiO3）能通过二氧化硅与水反应制得吗？为什么？

引入：硅酸

１、不溶于水，酸性比碳酸弱。

［实验４—１］试管中加入３～５ｍL Na2ＳiＯ3饱和溶液，滴入２～３滴酚酞试液，再用胶头滴管逐滴滴入稀盐酸，边滴边震荡，至红色变浅并接近消失停止，记录现象。

２、制备：较强酸与可溶硅酸盐溶液

Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓ Na2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3↓+Na2CO3

硅酸是一种白色胶状物质，不溶于水，受热干燥失水。H2SiO3==H2O+SiO2

3、用途：硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。

展示干燥剂，小结硅酸用途

［讲解］生成的H4SiO4叫原硅酸，是一种白色胶状物质，不溶于水，在干燥的空气中易失水变成硅酸。

［板书］ H4SiO4====H2SiO3+H2O

[作业]P80-81 1、3、5、7 [反思]

在教学过程中应当让学生“手脑并用”，运用多媒体教学达到这种目的。学生学习时抽象思维，逻辑思维，语言表达的障碍等在多媒体的应用下降低了学习难度，使教学难点得以顺利突破，学生也为其形式之新颖，从而产生乐学情绪 附板书计划：

第四章 非金属元素及其化合物

第一节

无机非金属材料的主角—硅 一、二氧化硅和硅酸

１、二氧化硅 ⑴物理性质：坚硬、难溶固体

２.硅酸(H2SiO3)⑵化学性质：

⑴不溶于水，酸性比碳酸弱。

酸性氧化物：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

⑵Na2SiO3+2HCl+H2O====H4SiO4+2NaCl SiO2+CaO===CaSiO3

Na2SiO3+CO2+2H2O====H4SiO4↓+Na2CO3

氧化性

SiO2+2C===Si+2CO

H4SiO4====H2SiO3+H2O 特殊性：SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O

第五篇：计算机在化工中的应用

计算机在化工中的应用

安徽理工大学 应用化学 金磊 引言

随着计算机技术的飞速发展．它在化工设计中的应用范围日益扩大，由局部辅助发展到全面辅助，计算机的发展对化工设计的影响也越来越重要性已成为必然的趋势。对化工设计而言．从由分子结构出发预测物质的物性到工艺过程的设计、分析直至绘图．均可由计算机完成，可用一句话简单地概括计算机在化工设计中的作用：模拟计算和绘图。化工过程所涉及到的模拟包括微观过程或结构分子模拟到研究宏观过程的流程模拟。绘图是计算机科学的一个重要分支，在工程设计中用计算机绘图通常为计算机辅助设计，简称CAD。化工设计是一个系统工程，除了工艺路线设计、设备计算、绘图等以外，还有环境评估，经济效益，社会效益等大量的工作。这些都可以借助于计算机来完成。计算机与化工两者互相影响、渗透与结合，已经并将继续给化工设计带来影响和改变。[1] 2 计算机在化工教学中的应用

在传统的教学模式中，教师板书占用时间太计算机在化工教学中的广泛应用可以增大教学容量、提多，太长，内容必然受到限制，教师与学生之间沟通交流的时间以及学生动脑思考的时间也会缩短。使用多媒体技术可减少板书，不仅可让学生学习更多的知识，增加知识容量，还可将较多的时间留给学生，让学生去思考，去探索，去实践，拓宽知识面。

教学中我们常用PowePoint软件制作和演示幻灯片，能够制作出集文字、图形、图像、声音以及视频剪辑等多媒体元素于一体的演示文稿，用于展示，介绍作者的学术思想和科研成果。PowerPoinnt的最新版本为PowerPoinnt2007，其用户界面与 Word相似,主要包括：标题栏、Office按钮、快速访问工具栏、工具栏、文档编辑区、状态栏等。[6] 3计算机在处理化学数据中的应用

用计算机处理化学数据和绘制图形我们常用Origin软件进行处理，这样可以避免手动处理带来的人为误差和因为大意而造成的失误，并且可以节省时间提高工作效率。Origin为OriginLab公司出品的较流行的专业函数绘图软件，是公认的简单易学、操作灵活、功能强大的软件，既可以满足一般用户的制图需要，也可以满足高级用户数据分析、函数拟合的需要。

Origin是公认的快速、灵活、易学的工程制图软件。它的最新的版本号是8.1 SR3，另外分为普通版（Origin 8.1）和专业版（OriginPro 8.1）两个版本。

Origin具有两大主要功能：数据分析和绘图。Origin的数据分析主要包括统计、信号处理、图像处理、峰值分析和曲线拟合等各种完善的数学分析功能。准备好数据后，进行数据分析时，只需选择所要分析的数据，然后再选择相应的菜单命令即可。Origin的绘图是基于模板的，Origin本身提供了几十种二维和三维绘图模板而且允许用户自己定制模板。绘图时,只要选择所需要的模板就行。用户可以自定义数学函数、图形样式和绘图模板；可以和各种数据库软件、办公软件、图像处理软件等方便的连接。

Origin可以导入包括ASCII、Excel、pClamp在内的多种数据。另外，它可以把Origin图形输出到多种格式的图像文件，譬如JPEG、GIF、EPS、TIFF等等。

Origin里面也支持编程，以方便拓展Origin的功能和执行批处理任务。Origin里面有两种编程语言——LabTalk和Origin C。

在Origin的原有基础上，用户可以通过编写X-Function来建立自己需要的特殊工具。X-Function可以调用Origin C和 [2]NAG函数，而且可以很容易地生成交互界面。用户可以定制自己的菜单和命令按钮，把X-Function放到菜单和工具栏上，以后就可以非常方便地使用自己的定制工具。

4，计算机在化学绘图方面的应用

所谓计算机绘图，狭义地理解，用计算机驱动绘图仪或打印机画出所需的图形，在绘图输出之前，通常要把所画图形预先显示在计算机屏幕(显示器CRT)上，以便人们对所国图形是否正确加以判断，一旦发现错误，即重新调试。这样就可将很多错误消灭在绘图输出之前，以保证所绘图形正确无误。所以计算机绘图可广泛地应用在化学工业中，其工具主要有以下几种 4.1功能强大的ACDI/Chemsketch 这是一个免费软件(部分功能受限)，安装很简便。主要功能和特点:绘制平面(C2D)和立体(3D3化学结构式、反应式和化学图形;其绘图功能十分强大，具有丰富的化学图形绘制工具，各种化学符号应有尽有;内置包括各种原子、有机物官能团等基本结构的模具工具栏，使得绘制复杂庞大的有机物结构式变得非常便捷，并且可以把绘制好的平面化学结构图直接转换为立体图形:能够预测分子结构的基本参数如分子量、摩尔体积、极性、密度、介电常数等;可对所绘制的分子结构自动命名文)，可提供有机物的同分异构体(正版才有)等等。其主要功能有：（1）绘制化学结构图（2）编辑文本和图形（3）测算各项参数（4）3D转换和动态旋转

4.2化学图文编辑工具Chem/Window[3] 是化Chem Window可用于绘制化学图形、化学实验装置图、，化工工艺流程图等，学工作者在教学和科研中的有力助手，其主 要用途有：

（1）编辑化学方程式（2）制作反映过程关系图（3）绘制化学实验装置图（4）绘制化工流程图 4.3 Chemoffice系列软件

Chemoflic。是一套功能十分强大的化学专业应用软件，它是由ChemDraw , Chem3D和ChemFinder等三个软件组成的一个软件包，按发布时间有2002.2004, 2006等版本，根据功能和专业化程度又分为Std, Pro和Ultra三种版本，Ultra版还包含E-notebook及Chemlnfo数据库，使其应用性更强。4.3.1 ChemDraw的应用

能够绘制和编辑高质量的化学结构图，识别和显示立体结构，具有化学结构式与化学名称相互转换的功能:由于内建有NMR数据库，能够与Excel数据兼容，能够进行网络数据库信息检索等。

4.3.2 Chem3 D的应用

①将2D图形转化为3D图形 ②利用Chern3D进行化学计算 4.4 visio 2007 绘制化学化工图形[4]

是微软公司出品的一款的软件，它有助于 IT 和商务专业人员轻松地可视化、分析和交流复杂信息。它能够将难以理解的复杂文本和表格转换为一目了然的 Visio 图表。该软件通过创建与数据相关的 Visio 图表（而不使用静态图片）来显示数据，这些图表易于刷新，并能够显著提高生产率。使用 Office Visio 2007 中的各种图表可了解、操作和共享企业内组织系统、资源和流程 的有关信息。

使用 Office Visio 2007 中的新增功能或改进功能，可以更轻松地将流程、系统和复杂信息可视化：

借助模板快速入门。Office Visio 2007 提供了特定工具来支持 IT 和商务专业人员的不同图表制作需要。使用 Office Visio Professional 2007 中的 ITIL（IT 基础设施库）模板和价值流图模板，可以创建种类更广泛的图表。使用预定义的 Microsoft SmartShapes 符号和强大的搜索功能可以找到合适的形状，而无论该形状是保存在计算机上还是网站上。

快速访问常用的模板。通过浏览简化的模板类别和使用大模板预览，在新增的“入门”窗口中查找所需的模板。使用“入门”窗口中新增的“最近打开的模板”视图找到您最近使用的模板。

从示例图表获得灵感。在 Office Visio Professional 2007 中，打开新的“入门”窗口和使用新的“示例”类别，可以更方便地查找新的示例图表。查看与数据集成的示例图表，为创建自己的图表获得思路，认识到数据为众多图表类型提供更多上下文的方式，以及确定要使用的模板。

无需绘制连接线便可连接形状。只需单击一次，Office Visio 2007 中新增的自动连接功能就可以将形状连接、使形状均匀分布并使它们对齐。移动连接的形状时，这些形状会保持连接，连接线会在形状之间自动重排。

Microsoft Office Visio 2007 绘图和图表制作软件有助于 IT 和商务专业人员轻松地可视化、分析和交流复杂信息。它能够将难以理解的复杂文本和表格转换为一目了然的 Visio 图表。该软件通过创建与数据相关的 Visio 图表（而不使用静态图片）来显示数据，这些图表易于刷新，并能够显著提高生产率。使用 Office Visio 2007 中的各种图表可了解、操作和共享企业内组织系统、资源和流程的有关信息。

5 计算机在科技论文撰写及演讲中的应用

科技论文是作者对所从事的研究进行的集假说。数据和结论为一体的概括性论述，是科学研究工作的重要内容。撰写论文主要目的是与同行交流，介绍作者研究工作，促进科学技术进步，获得同行专家的意见并改进作者的工作。撰写科技论文还是对研究工作的整理，总结和精炼的过程，有助于作者系统地思考，调整和完善研究思路。[6] Microsoft Word 2007是目前全世界最流行的文字编辑软件，可以用它来编辑和发送电子邮件，编辑和处理网页等。Mircrosoft Word为我们提供了文本和符号的编辑和修改，公式的编辑输入，有详细的字体和段落格式的设置以及页面设置，页眉页脚的编辑，表格的制作，图形的编辑，目录的操作和文档的打印等。

在撰写论文也常常涉及到化工文献的查询，如果这项工作没有计算机，那么其难度将是不可想象的！首先，全面的查阅文献就成为不可能，化工行业遍布全球，分布之广就是人力所不能完成的工作，其次，化工文献众多，人的大脑是不可能将其全面的进行归类和总结。而计算机网络却能将这些复杂的问题解决掉，为我们的化工事业扫轻障碍。计算机在化工控制方面的应用

70年代，一些著名的仪表公司推出了Dcs集散控制系统，使计算机集中控制和直接数字控制得以在全球迅速推广应用。80年代，计算机过程控制已进人高一层次，可完成Prn控制、顺序控制和能量控制，图示功能得到增强，并能实现PID参数自整定。90年代以来，发展更为迅速，RISC工作站使图形窗口更完善，操作更方便，人机接口、容错技术和通讯网络都得到进一步发展。化工生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高工人文化技术水平。[5] 6 7 计算机在过程模拟中的应用

人工智能是计算机发展的最高境界，也是计算机应用的重要领域。化学的各个相关学科普遍具有知识量大、过程复杂、相对规律性较差的特点。利用计算机的海量信息存储能力、准确的逻辑判断分析能力和强大的计算能力，建立化学类专家系统具有重要的意义。因此需要了解掌握计算机智能化技术，结合逻辑运算、数据库管理和决策判断等技术知识，为建立各种化学化工模拟系统做知识储备。

9结语

本文简单介绍了计算机在化学化工各个领域中的不同应用，阐述了现代化学与计算机密不可分的关系，为我们在学习化学学习提供了方法和途径。随着计算机的高速发展，它在化学化工中的应用必将更加扩大。

参考文献：

[1] 温福星.张春娟.计算机在化工中的应用.现代企业教育.2009.5.[2] 温小明；计算机在化工中的应用广阔前景；计算机与应用化学；2008 [3]杨刚.ChemWindow 6.0 在化学化工及教学中的应用[J].化学教育,2003,24(10)[4]百度文库.计算机在化工中的应用

[5]黄如辉；计算机控制技术在化工生产中的应用；上海化工；1994,(06).[6]李谦；毛利群；房晓敏；计算机在化学化工中的应用；化学工业出版社，2010 8