前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的化学学习材料主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
一、寻找生活中的数学资源
1.善于捕捉生活中的数学信息
数学不是脱离幼儿生活的抽象的概念、定义和公式,而是从现实世界巾抽象出来、与幼儿生活实际密切相连的,应该把幼儿学数学纳入到幼儿自然的整体学习之中,将数学教育融人到幼儿的一日生活之中,让幼儿在“真实的生活、真实的世界”中学数学。我们周围的每样物品都以它一定的形状、大小、数量和方位存在着,只要做个有心人,就能在生活中找到无处不在、无所不有的数学素材。如玩具的类别、大小、形状、空间位置;餐具数量的多少、大小匹配;树木的高矮、粗细、排列规律……这些皆可作为幼儿有意义的学习素材,吃饭时可以通过观察碗筷、盘子的形状,迁移几何图形的认识;收集玩具时引导幼儿在归类摆放中初步感知集合、分类知识;走楼梯时,数一数有多少台阶、观察栏杆的颜色交替以感知有规律的排序等。
通过日常生活中接触到的各种现象向幼儿渗透数学教学内容,能使幼儿亲身体验到学习数学是那么地自然、轻松和有趣;利用一个个活生生的生活素材,引导幼儿在有意无意问以各种感觉通道感受来自生活的多种数学信息,可以消除幼儿对数学的陌生感,唤起幼儿亲近数学的情感,有助于激发幼儿的学习兴趣,为幼儿学数学积累丰富的感性经验,奠定数学学习的扎实基础。
2.巧妙利用生活中的数学材料
(1)原始的现成的生活材料:如废弁的饮料罐、果盘、小树叶、石子、扑克牌、日常生活中使用的碗、筷、小勺等,都可用来引导幼儿探索不同的玩法。如根据扑克牌的花样、数字大小进行排序、接龙、比大小、加减运算游戏;利用瓶瓶罐罐进行叠高、认识形体、辨别大小、比高低活动;运用生活巾的种子、豆类进行分类、间隔排序练习。在这种生活化材料的操作摆弄中,幼儿摆脱了正规数学活动中的任务压力,获得了一种更自然的尢拘束的心境,表现出了强烈的探索欲望,得到了尢限的乐趣,在不知不觉中习得了数学经验。
(2)原始材料加工而成的教学具:幼儿的周围就有很多现成的材料,可以轻而易举地化为幼儿自然学习数学的教玩具。如用于为小中班幼儿计数练习的材料“给小动物喂食”:空的可乐瓶装饰成小动物并贴有数量或点子标记,上部挖一个开口作小动物的嘴巴,另备一只碗,碗中放若干数量的“豆豆”(串珠),幼儿根据数量的要求用勺子将“豆豆”喂给小动物吃。义如收集生活中大小不同的有盖的透明玻璃或塑料瓶子若干,在瓶身或盖子上分别用即时贴做成线形或者点状或数字的标记(标记数量、形状、排列方式可以不同),再准备一些彩包串珠,就可以让幼儿玩点子与数字等量匹配、按玻璃瓶上的数量把相应数量的串珠放到瓶子中的游戏。由于选取的这些材料是贴近幼儿生活的,对幼儿的学习来说就格外生动而有意义;在这里幼儿尽其所能地发去展、去创造、去完善,他们的自主操作、主动活动得到了淋漓尽致地发挥。
二、游戏化的数学教育环境
1.积极营造游戏化的自主环境
专用区角环境:区角活动,是指在一定的时问内,设置各个活动区,提供多种多样符合幼儿需要、兴趣的材料,让幼儿按自己的兴趣和意愿选择活动内容和活动方式。自从我班开展“幼儿园数学教育生活化、游戏化”的课题研究以来,我同根据自身实际,允分利用空间,在活动室开辟了数学区,让幼儿根据自己水平闩主选择区域,给予幼儿充足的活动时间和较大的自由活动空间。活动中幼儿可自由结伴,操作完一项材料内容后可到别的数学材料区去玩,能力强的可玩到多个区域,能力弱的只能玩到一至两项活动内容。由于区角活动在空间和时间上是半开放的,活动过程是自主的,活动形式是自由的,活动材料是丰富的,较好地发挥幼儿的主体精神。
主题游戏环境:在自主游戏环境中,我们也为幼儿创设了包含数学因素的材料和情节设计,让幼儿在游戏的情节中,无拘束地利用同伴间的相互影响来共同学习、共同促进与提高。如“娃娃水果店”游戏中,在每样水果的标价上,有的直接写上3元、4元不等的价钱,有的写上“32元“、“5-3元”等;让幼儿自由地进行购买活动;购买时,规定幼儿手中的10元钱只能买2样或3样的水果。义如娃娃家中,引导幼儿将碗、勺一一对应,餐后将碗、勺分类摆放,观察各种用具的外形、颜包……。总之,灵活机动地利用游戏中的随机教育内容,为幼儿营造一个充满和谐、轻松、愉悦而义科学的数学环境,引导幼儿主动运用数学知识学习,通过自身与环境的接触,自由探索,动手、动脑、动口,促进幼儿获取数学知识,发展数学潜能。
2.探索多样化的数学游戏
根据孩子的学习特点,有目的地创编一些相应的数学游戏,让孩子在“玩”中学数学,让孩子在操作巾开始亲近数学,感知数学从而愉悦人门。为了巩固对形状的认识,我们设计了“喂食”的操作游戏,请小朋友把正方形的小卡片喂给正方形娃娃吃,把圆形片片喂给圆形娃娃吃,从中习得相关经验。建构游戏《造房子》中,为幼儿捉供三角形、正方形立体积木若干,上面分别写有1-6的数字,复习6以内组成,感知组分成的排列规律。玩时幼儿将三角形积木做屋顶,根据三角形积木上的数字,选择组成该数字的两个部分数的正方形立体积木做屋顶下面的柱子,搭成房子。操作中让幼儿比较、感知:数字越大,它的组成房子越高。根据数学活动计划,我们创编了一些蕴涵数学知识的户外体育游戏,既满足了幼儿户外活动的需要,义达到_,学习数学的目标。如结合“高矮排序”的教学内容,创编了《排排队》的体育游戏;结合方位内容,创编了《捉迷藏》的体育游戏。让幼儿在生活中感受数学、学习数学、运用数学,帮助幼儿更轻松地领悟数学的抽象关系,提供幼儿解决现实问题的思想和方法,是我们每个幼教工作者责无旁贷的责任。幼儿园的数学教育活动,从最初正规化的课堂教学,到如今多元化的自主活动,这是一次课程改革的大飞跃。要实现这一飞跃,就需要广大幼儿教师认真并深人地领会《纲要》精神和实质,把《纲要》精神贯彻落实到日常工作的点滴细节之中,于细微处显精神,将课程改革不断推向纵深发展。
三、大胆实践生活化的情景教学
《纲要》巾指出:“科学教育应密切联系幼儿的生活实际进行”。教学过程中,我们以模拟的方式再现生活情境,将数学知识融人其中,让幼儿在假想的生活情境中学习数学,使得幼儿学习起来更感轻松、自然和真实。在中班“学习顺数、倒数”的活动中,我们通过幼儿“搭建楼梯”的操作活动,让其感知楼梯从低到高和从高到低的变化规律;通过“小老鼠米里上楼梯”的情节,让幼儿在操作摆弄中动手动口,达到手口一致地顺数、倒数;通过生活中的“红绿灯”、“倒计时”联想,形象地感知并发现顺数、倒数时的数序规律。由于活动内容来自生活,活动情节丰富有趣,激起了幼儿参与活动的极大兴趣,满足了幼儿自我探索的愿望,体现了个性化的魅力,实现了幼儿快乐学习的理想。
四、迁移解决生活中的数学问题
一、提高认识,增强搞好科学发展观学习的责任感、紧迫感。
科学发展观离不开科学理论的指导,能否开展好科学发展观的学习首先取决于思想认识的深度。目前我国正处于并将长期处于社会主义初级阶段,在国际综合国力竞争日益激烈的形势下,坚持以经济建设为中心,紧紧抓住和切实用好重要战略机遇期,大力解放和发展社会生产力,对我们这样一个发展中大国加快实现现代化具有重大战略意义。只有坚持以经济建设为中心,不断增强综合国力,才能为抓好发展这个党执政兴国的第一要务、为全面协调发展打下坚实的物质基础。只有坚持以经济建设为中心,不断增强综合国力,才能更好的解决前进道路上的矛盾和问题,顺利实现全面建设小康社会和社会主义现代化的宏伟目标。因此,全党全国都要增强促进发展的紧迫感,在任何时候任何情况下都紧紧扭住经济建设这个中心不放松,充分调动和切实保护广大干部群众加快发展的积极性,坚定不移的推动经济持续快速协调健康发展。只有坚持科学发展观,才能达到预期目的。因此在实践中必须增强科学发展观学习的责任感,紧迫感,用科学的理论指导发展的实践,真正实现可持续发展。
二、加深理解,认真学习科学发展观,深刻掌握科学发展观的科学内涵。
科学发展观是指导我国现代化建设的科学的思维理念。科学发展观的内涵极为丰富,涉及经济、政治、文化、社会发展各个领域,既有生产力和经济基础问题,又有生产关系和上层建筑问题;既管当前,又管长远;既是重大的理论问题,又是重大的实践问题。它的基本内涵是:一是坚持发展这个主题;二是全面发展;三是协调和可持续发展。所谓坚持发展,就是要坚持以经济建设为中心,聚精会神搞建设,一心一意谋发展;所谓全面发展,就是要着眼于经济、社会、政治、文化、生态等各个方面的发展;所谓协调发展,就是各方面发展要相互衔接、相互促进、良性互动;所谓可持续发展,就是既要考虑当前发展的需要,满足当代人的基本需求,又要考虑未来发展的需要,为子孙后代着想。我们只有深刻的掌握好科学发展观的内涵才能在今后的工作、学习当中坚持科学发展,指导我们的工作和学习。
三、坚持科学发展观要把解放思想贯穿始终
以解放思想为先导,思想是人类的灵魂。真正做到深入学习、理论武装、解放思想,实事求是、善于实践不断解放思想,把解放思想贯穿学习实践活动始终。思想是行动的向导。我们做任何事情都要把解放思想作为我们的方向,只有朝这个方向不断的努力,才能实现我们的目标。
四、在认真学习、深刻领会上做到“四个坚持”
1.是坚持深钻细研真领会。在学习过程中,不能浮光掠影,走马观花,满足于文件文章读过了,基本观点了解了,掌握得也差不多了,而不愿深钻细研,导致学得不深,学得不透,难以致用。必须把学习实践活动当作首要政治任务,牢牢抓在手上,时时放在心上,真正落实在行动上。
2.是坚持全面掌握学完整。必须坚持对科学发展观进行全面学、系统学,切忌“只见树木,不见森林”,满足于浅尝辄止,片面掌握,一知半解。要通过深入学习和实践,把握发展规律、创新发展理念、转变发展方式、破解发展难题,深入领会科学发展观的科学内涵和精神实质,做到全面把握,融会贯通,指导实践。
3.是坚持追根溯源悟深透。学习科学发展相关理论,不能满足于知其然,还要知其所以然,要寻理论之根,溯实践之源,在厚重的历史感和鲜明的时代感中体悟其真谛,从而深刻认识科学发展观的时代背景、实践基础、理论创新价值和实践指导意义;深刻体会科学发展、和谐发展、和平发展是立足我国基本国情,总结我国发展实践,适应新的时代要求所作出的正确选择,并为之而努力实践,创造良好的工作业绩。
4.是坚持联系实际求实效。要以求真的精神,深入钻研原著;要以务实的态度,深入社会生活。不能满足于从书本到书本,从理论到理论,必须从生动的实践中领悟其科学性和真理性。要联系自身思想和工作实际,着力转变不适应不符合科学发展观的思想观念,坚决纠正一切偏离科学发展观的行为,努力把对科学发展观的认识转化为促进发展的科学思路和实际能力。
关键词:材料化学 双语教学 课堂发言
一、引言
随着经济的全球化和科学技术的不断进步,双语教学的重要性越来越明显,所谓双语教学,即用非母语进行部分或全部非语言学科的教学,其内涵因区域不同而存在差异。在我国,双语教学是指使用母语外的另外一种语言(英语)作为课堂主要用语进行课堂教学,在学习第二语言的同时同步获取该学科的知识。与传统的英语教学相比,双语教学更重视英语与学科的渗透。双语教学不仅仅是以英语为工具获取知识,更重要的在于引进先进的教育理念和教学模式、教学方法,培养学生的跨文化意识。另外,不同语言有着不同的信息组织方式和思维方式,双语学习可以使学生拥有两种不同的思维方式。不同的思维碰撞、融合对培养学生创新思维大有益处。课堂发言是一种活跃课堂气氛的教学模式,它可以促进学生独立思考问题的能力,学会用语言表达自己的理解,培养学生的自信及提高他们的记忆能力。材料化学专业是一门国际化及专业性很强的课程,在此课程中采用双语教学及课堂发言,有利于学生和国际接轨,并且熟练地掌握专业知识。于是我们对材料化学专业的本科生和研究生进行了调查。
二、对象与方法
表1 双语教学和课堂讨论与发言的调查表及结果统计
*调查时排序,统计数字为排序为第一项的最重要结果
调查对象为应用化学和化工专业2007级大二学生73名和材料学专业2009级研究生8名。
调查方法采用自行设计的调查问卷表,集中发放,现场无记名填答,当场收回有效问卷共计81份。调查问卷表设计及其统计结果见表1。
三、结果与讨论
我们对男女比例约为1:1的学生进行了调查,主要是针对本科生,另有10%的研究生。从表一的调查分析结果中得到可信的数据,给我们的双语教学和课堂讨论教学模式以启发。
1.双语教学
(1)双语教学的必要性
32%的学生认为开设双语教学模式很有必要,47%的学生认为一般有必要,这近80%的学生都迫切希望得到双语教学,以期从双语教学中提高自己的能力。另有约20%的学生认为没有必要或完全没有必要在大学阶段实施双语教学,这部分学生一般英语较差,在学习中初期不能适应用英语进行学习。
(2)专业课教学方式选择
会说中文的外国教师的双语教学课堂教学模式受到64%的学生的欢迎,32%的学生选择会说外文的中国教师的双语教学的课堂模式,而只会外语的纯外语教学的课堂模式只得到4%的学生的喜爱。这说明大多数学生虽然希望得到双语教学,并通过双语教学来提高自己的外语水平和应用外语的能力,但是又有害怕纯粹的外语教学影响对所学知识的理解的矛盾心理。因此,在实施双语教学的过程中,应遵循循序渐进的原则,先期多采用中文,并逐渐增加外文的教学课时,同时为学生提供纯外文的教学视屏等资料,培养学生逐步习惯外文学习和思维的习惯。
(3)双语教学最重要的好处
41%的学生认为双语教学能提高他们的外语水平,而分别有25%的学生认为双语教学有利于和国际接轨或文化科学的交流,6%的学生觉得可以提高研究能力,还有3%的学生有别的观点。可以看出一般的学生认为双语教学能开阔视野、增进交流、加快国际化的进程。随着中国科技和经济的发展,越来越多的国际学术会议选择在中国举行,这为学生参与国际交流提供便利。因此,越来越多的学生也希望通过双语教学的方式提高应用外语的能力,以期达到顺利交流的目的。
(4)双语教学的开设时间
35%的学生认为大学一二年级开设双语教学比较好,27%的学生选择大学三四年级,21%的学生选择研究生阶段,还有17%的学生选择大学以前。超过半数的学生认为大学本科阶段开设双语教学比较适宜。在当前国情下,高中时期确实不适合开设双语教学,本来繁重的高考任务就已让学生忙于应付。还有21%的学生认为适宜在研究生阶段实施双语教学,笔者认为学校应该尽可能为研究生(尤其是理工科,如材料化学类)开设双语教学或纯外语教学,而初次接受双语教学应该在大学三四年级的专业基础课时期比较适宜。
2.课堂发言
(1)课堂发言的形式
有53%的学生表态喜欢课堂发言,而47%的学生不喜欢课堂发言,甚至对课堂发言具有恐惧心理。这主要是因为平时课堂发言机会不多,接受的大多数是灌输式的教育模式,加上性格偏内向造成的。在课堂发言形式上,75%的学生喜欢师生共同讨论的课堂发言形式,16%喜欢学生报告,教师评价的模式,5%喜欢教师提问,学生回答的模式,4%选择了其他的形式。说明学生喜欢比较自由的发言模式,而不喜欢局限于教师的问答或较固定的话题上,这与大学生崇尚自由、富于创新的特色有关。
(2)课堂发言占课堂时间比例
在调查中发现83%的学生在接受到的教学中,课堂发言的时间占课堂教学时间少于30%,半数学生接受的课堂教学时间中课堂发言讨论时间不到10%。这表明现行的教育体系中,主要还是以教师讲述为主的灌输式教学为主。大多数学生课堂发言的机会很少,甚至从来没有在课堂上发过言,导致他们不喜欢课堂发言的教学模式,甚至害怕在课堂上发言,这对学生口头表达能力和演讲技巧的培养是有不良影响的。甚至导致学生丧失学习兴趣、形成不良的学习习惯。
(3)双语教学和课堂发言对学习的影响
双语教学和课堂发言不仅对学生的学习有深远的影响意义,而且还有利于增强学生的自信、交际及团体合作等能力。双语教学和课堂发言虽然得到学生们的一些肯定,但是也存在一些弊端,可以归纳为教材、学生和师资三方面的原因,针对这三方面,我们提出自己的几点见解。
学生方面:学生方面最重要的原因是学生的外语水平有限,而材料化学专业的专业性比较强,知识点多,即使在用母语授课的情况下,都难以理解,如果采用双语进行授课,学生更难理解,就会导致学生上课不积极,课堂气氛不好,不利于学生接收知识。还有一个原因就是学生意识不够,没有认识到外语在以后国际交流中的重要性。因此,在实施过程中要遵循循序渐进的过渡模式,逐渐增加双语教学的比例。中国学生长期以来一直接受到的是填鸭式的教学模式,在课堂上很少有机会发言,更不用说系统的介绍某一方面的知识。要改变这种状况,很有必要加大学生在课堂上的发言和就某一方面知识课堂报告的比例,逐步培养学生课堂发言和课堂报告的能力。
教材方面:教材的质量在双语教学中起着关键的作用,我们觉得在编排教材时应该考虑以下几点:对于不同阶段的学生,采用不同的教材模式,这样更加有利于学生快速、高质的获取知识和提高英语水平;注重教材配套资料建设,一本教材可以配有课堂教学演示光盘,学习与讨论指南等,可以让学生课前预习,这样有利于课堂交流和互动,也有便于学生课后复习;可以引进国教材,这样有利于学生学习国外的教学模式,有利于他们出国后很快融入到外国学生的学习和生活中,但是在引进国外教材时,要根据中国学生的实际情况,适当修改一下教材。
师资方面:双语教学在中国没有得到很好的发展,重要原因是师资力量的缺乏。从调查中我们发现很多学生喜欢会说中文的外国教师的双语教学的课堂教学模式,这也说明我们很多老师的发音不标准或者英语水平不够。还有就是老师对双语教学模式比较模糊,认为双语教学意味着课堂知识全是用外语讲解,最重要的就是课堂老师的表现力和感染力不够,导致课堂气氛不活跃,无法激起学生学习知识的热情。而我们觉得课堂发言是一个很好的促动学生学习的方法,首先老师应该认真备课,选择好下一节课要讨论的内容和讨论方式,老师应该告诉学生,让他们课下去查有关方面的资料,这样不仅提高学生查资料的能力,还有利于促进下一节课讨论内容的丰富,让大家学习到更多知识。对于难一点的知识,老师可以采用启发式教学,引导学生循序渐进,而且老师要注重对学生的表扬,这样不仅提高他们学习的积极性,而且可以提高他们的自信。
总之,在材料化学中采取双语教学和课堂发言受到学生的期待和亲睐,但是其中也存在着不足,希望在以后的教学实践中慢慢提高和改进。
参考文献:
[1]胡敏.高校双语教学面临的问题与对策[J].辽宁行政学院学报,2010,12(4):132-133.
【关键词】数学学习材料 数学活动探究 数学活动经验
【基金项目】福建省福州市教育科学“十二五”规划2014年度课题(编号FZ2014ZX028)。
【中图分类号】G623.5 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)09-0108-02
活动是指“为达到某种目的而采取的行动”。小学数学课堂教学中的活动是指教师引导学生获得数学知识、形成技能、提高数学素养而采取的行动。数学学习不能只是理解知识浅显的结论和运用结论,而是通过对数学知识的学习过程,获得知识和运用知识的方法,提高推理能力和抽象能力,感悟数学思想,积累数学活动经验。《义务教育数学课程标准(2011年版)》在进一步明确数学教学“知识技能目标”的同时,继续重视“过程性目标”,并且通过“经历(感受)”、“体验(体会)”、“探索”等三个刻画数学活动水平的动词,阐述了“过程性目标”的具体内涵。这表明小学数学课堂教学在新课标理念指导下的,改变了以往单一、被动的教学方式,突显了学生的过程、思想、经验的重要性,旨在让学生在亲历数学学习的过程中,获得情感、智力、能力的全面发展。
学习材料是获得数学知识、解决数学问题、提升数学素养的载体,也是学生在开展探究活动必要的脚手架。数学情境图、问题设计、习题、教与学的操作材料等等都是课堂活动探究的学习材料。教学中,我们发现数学学习材料的选择与使用会影响学生对知识的理解和能力的形成,组织不同的材料活动或对相同的材料的不同组织,学生经历学习的历程就会不同。有效的数学学习材料能使学生使学生对探究活动充满兴趣,掌握知识、发展能力,提升学生的素养。因此教师在设计教学时,应当全面考量探究材料的选择与准备,凸显数学的本质,在课堂上发挥和利用好学习材料是相当重要的。可是,由于一些教师在组织探究活动中对“材料”的价值功能认识不到位,对“材料”的准备缺乏重视,缺乏对“材料”的科学优化,呈现方式简单机械,学生缺少了探索公式时思维的灵活性、深度性、广度性、求异性,影响着活动探究的低效。在“图形与几何”活动探究中,我们该如何去开发学习材料的价值,做到既重视知识表征,又有效为数学活动经验的积累推波助澜呢?笔者展开了积极的实践与研究。
一、找准起点,提供直观趣味材料
布鲁纳说过:“学习的最好刺激,是对所学的材料感兴趣。”数学是一门抽象性、概括性和逻辑性很强的学科,很多学生学习数学时会感到枯燥乏味,要使学生在学习过程中体会到数学的生动有趣,充满魅力,强化数学的直观趣味是十分重要。直观趣味的学习材料可以有效地调动学生认知的内驱力,激发学生探究的积极性。因此,教师需要学会根据教学目标,教学内容和儿童的认知特点,在教学时适当选取学生喜闻乐见的、贴进学生生活经验及生活中应用较广泛的学习素材,使学生变知之为乐知。
【案例1】:在人教版小学数学三年级下册“长方形的面积”教学中,为了让学生初步感知长方形面积的大小与它的长宽有关,我们创设了长方形“变变变”游戏:
1.游戏“变变变”。
师:演示课件,观察下面的长方形,你发现什么变了?什么没变?
生1:长方形的长变了,宽不变,面积也发生变化。
生2:长方形的长变大,宽不变,面积也变大。
师:接着演示课件,继续观察,你发现什么变了?什么没变?
生:长方形的长不变,宽变了,面积也变了。
师:再次演示课件,你观察到这个长方形又有什么变化了?
生1:长方形的长、宽都变大,面积也变大了。
生2:长方形的长、宽都变小,面积也变小了。
生3:长方形的长、宽都变了,面积也变了。
2.游戏“猜一猜”。
师:通过刚才的观察,请你想一想,长方形面积的大小与什么有关?猜猜看,有怎样的关系?
生1:我认为长方形的面积大小与长方形的长、宽有关。长、宽越大,面积也越大;反之越小,面积也变小。
生2:我的猜测是长方体的面积=长×宽。
案例中借助课件呈现长方形的4次不同变化,学生直观看到了长方形的长、宽影响着它的面积大小,体会到变与不变的关系,从而大胆地猜测出长方形面积的计算方法。在此基础上教师组织学生通过动手摆一摆与课件演示共同验证自己的猜测,从而真正理解“长方形的面积=长×宽”的内涵。因此,我们要发掘教材孕伏的智力因素,在探究材料的选取上突出材料的直观趣味性,借助游戏中直观浅显的道理,向着数学的理性思考迈进,激发了学生探究的兴趣。
二、把握目标,选择简单高效的材料
数学学习材料是课堂中学生学习活动的载体,也是活动探究的物质基础。如果学习材料偏离数学核心本质,会导致思维肤浅片面,甚至产生错误的认识。为了引导学生用数学的思想方法分析问题和解决问题,因此,我们所选择的材料要紧扣教学内容,有助于教学目标的落实,彰显学生的思维过程,学生只有深刻的情感体悟,才能感悟思想方法,积累活动经验。
关键词:复合胶凝材料;研究方法;试验方法
中图分类号:U214.1+6文献标识码:A
一、要改善大掺量矿物掺合料混凝土的早期强度,激发复合胶凝体系的活性的措施:
(一)降低水胶比,降低混凝土水胶比可以明显的提高混凝土的早期强度,随着混凝土减水剂技术的发展,利用高效减水剂将水胶比降到0.3以下,可以在掺入大量矿物掺合料的情况下保证混凝土的早期强度,但是这种混凝土干缩大、脆性高,同时还需要较高成本的塑化剂,因此经济效益并不高。
(二)机械激发,通过机械力的作用,将胶凝材料磨细,增加新的活性表面,加速反应过程。这种方法耗能较大,成本较高。
(三)化学激发,通过一些有机或者无机的化学激发剂来激发其活性,是一种简便易行的方法。
(四) 热激发,通过提高温度的途径来激发矿物掺合料的潜在活性。成本较高,失去了综合利用的意义,而且在现浇混凝土工程中也难以实现。
综上所述,化学激发是最经济可行的一种方法。
二、掺合料活性化学激发方法
常见的化学激发方法有酸激发,碱激发,硫酸盐激发,氯盐激发和晶种激发等。
三、研究方法及路线
采用适宜的混合材复掺比例并利用适当的外加剂激发混合材的活性,是获得高强复合胶凝材料的可行途径。本次研究,我们固定矿渣与粉煤灰比例为1:1,并加入适当的化学激发剂以获得早期强度较高,性能较好的复合胶凝材料。
(一)本文研究方法
本文中我们用的研究方法有:
1、净浆试验方法:试模采用水泥快速成型试模,尺寸为20*20*20,采用水泥净浆试验机搅拌,然后快速倒入试模中成摸,一天后拆模,浸水养护至规定龄期。
2、混凝土实验方法:试配成型对比试验试块(100mm*100mm*100mm),分别测其3d,28d强度。
3、微观分析方法:X射线衍射法(XRD);电子扫描显微镜(SEM)。
(二) 技术路线
1、激发剂的研制过程
(1)激发剂总体实验效果试探阶段,以净浆为载体,开展对矿渣、粉煤灰有早期活性激发效果的单掺类化学试剂的研究,找出多重可以提高大掺量粉煤灰、矿渣胶凝材料体系早期强度(3D)的激发剂。
(2)实验的复掺阶段,在以上的单掺实验结果的基础上选取效果较好的几种激发剂,按照一定得原理,作正交试验,复合掺入,做净浆试块。
(3)实验的优化阶段。也是实验激发剂的选取阶段,在复掺基础上,选取最好的实验激发剂,做混凝土试块,并且做内部分析。
(三)激发剂激发机理研究过程
由于该体系中氢氧化钙的含量变化对胶凝材料的水化进程起着指示性的作用,所以研究激发剂对该体系中氢氧化钙的影响具有重要意义;
四、早期激发剂的研制
(一)单掺激发试验设计
我们在化学激发实验开始前,调整矿渣,粉煤灰比例固定为1:1,设计实验编号为L1-10,有9种不同的激发剂单掺,(S1-NaCl,S2-CaCl2,S3-Na2SO4,J1-Na2CO3,J2-(NH4) 2NO3,N1-Na2SiO4,M1-Ca(OH) 2,M2-Na 2SO4,Y3-三乙醇胺)与空白试验做平行试验,实验所用水灰比固定为0.3,每组实验所加固体质量及液体体积为一定值,即,固体201g,液体60ml,激发剂过0.9mm筛。早期激发剂研制阶段,所加百分比为0.5%。标准实验组L5及加液体激发剂组L10,加粉煤灰41g以保持整体固体质量值。
(二)实验结果
本次实验,用净浆试验法制的10组试块,每组6个,置于标准养护箱养护,1d后脱模,浸水至养护室养护,3d测抗压强度,实验结果如表2.4所示。从实验的结果可以看出在单激发实验中,试剂对于矿渣、粉煤灰水泥胶凝体系的激发效果不一,参照标准组,九种试剂的激发效果中J1,M1,J2,S1效果位居前四位,早期强度增长较显著。剩余的四种试剂激发效果较差,故选择J1,M1,J2,S1与空白组组成四因素三水平正交表。
五、正交试验设计
(一)正交试验设计
正交试验设计能用少量提取关键信息,并且简单易行,在水泥混凝土试验中已得到广泛的应用,特别是在优选高强度硅酸盐水泥矿物组成、优选各类外加剂品种、掺量和选择混凝土配合比等试验中。
(二) 实验结果
3d后拆模,测其抗压强度,实验结果得出的抗压强度直观分析可知,四个因素的最佳组合配比R4,计算四因素的极差,在四个因素中,对抗压强度影响最大的是S1,J2,J1,故可以设计优化实验以确定三种试剂复掺的最优配方。
六、 系统性质测定
为了检验所得的最佳激发剂配比的应用效果和基本性能,根据D组实验。
根据实验配比,做如下各实验项目:测净浆3d,28d强度,一次两模,每次测两条;水泥胶砂3d,28d,90d强度,一次两模,每次测两条;标准稠度需水量;标准稠度凝结时间。
由实验结果我们可以看到,激发剂并不会影响胶凝材料的凝结时间.
净浆试块强度结果亦表明D2.D3组都能提高复合胶凝材料的早期强度,但是会影响其后期强度发展。
从胶砂的3d强度可以看出,D2,D3强度均明显高于标准空白组,说明S1,J2激发效果明显,可以提高其3d强度.
七、结论
(一)初始实验测定了9种激发剂的效果,各种激发剂的激发效果不一。其中J1, J2,M1,S1在单激发实验中激发效果较为明显。
(二)单掺实验结束后我们选取L934正交表对单掺实验中表现较为良好的激发剂进行正交试验,设计实验组编号R,其中S1,J1,J2对强度影响较大。
3月21日下午2点45分左右,**区**镇塘伯村一村民家中,几个小孩在家玩火,不慎引起摩托车着火,火势迅速蔓延。面对熊熊烈火,孩子们在里面吓得哇哇大哭,围观群众不敢进去。刚回到家的青年教师王茂华闻讯赶来,当得知六名孩子被困在屋里,里面还有一个煤气罐时,他毫不犹豫,迅速冲进火海,其岳父谭良才也跟着冲进去。他们救出四个小孩后,衣服已被烧着,但听到一个被救小孩说屋子里还有人时,又再次冲进房内。这时的房内浓烟滚滚,眼睛无法睁开,呼吸很困难,但他们依然奋力寻找被困孩子。此时,不幸的事终于发生了,两辆摩托车油箱爆炸。当他们从熊熊大火中救出最后两名被困小孩后,紧接着煤气罐爆炸,附近30米远的房屋门窗都被震毁,王茂华、谭良才被强大的气浪冲出十几米远,重重地摔在地上。人们见到全身被烧得焦黑,躺在地上动弹不得的王茂化时,他口中依然念叨着:孩子们没事就好!孩子们没事就好!
事后,王茂华、谭良才被急速送往50公里外的浏阳市人民医院进行抢救。6个被救的孩子安然无恙了,但他却全身烧伤面积达98%,随时都有生命危险。
在生死关头,王茂华舍生忘死,挺身而出,用热血和生命奏响了一曲英雄赞歌。英勇救人,英雄事迹,英雄壮举,令人浮想联翩,感慨万千!王茂华老师是我省教育系统涌现出来的先进典型,是人民教师的杰出代表,是我们广大教师和教育工作者学习的楷模,仿效的榜样。从英雄身上可以看出我们中华民族临危不惧、见义勇为的传统美德,同时也可以看出我们广大教师的主流形象。地震中救学生,水火中救孩子。意外不时地发生,英雄不断地涌现。在这次火中救小孩的故事中,我们注意到这样的细节:面对熊熊烈火,孩子们在里面吓得哇哇大哭,围观群众不敢进去。是我们的刚回到家的英雄本能地挺身而出,奋不顾身,见义勇为。由于他的带头和感召,促成了他的岳父谭良才也加入救人的行列。关键时刻方显英雄本色。无疑,英雄是我们这个时代的老师的骄傲。在他的身上,彰显出师者——爱人的内核。教育是艺术,是爱人的艺术。爱人是以人为本的最高境界。怎么以人为本,呵护生命,尊重生命,关爱生命,热爱生命,欣赏生命,提升生命质量,这正是时代国家赋予我们广大教师的光荣使命。我们的王茂华老师为什么在关键时刻能豁出去,恕我大胆推测,这决不是他的头脑中灌输了这个精神,那个品质。我相信,他当时一定是什么都没有多想,就是两个字——救人!而他能这样做,就源于他优秀的职业品质,或者说,职业境界——爱人!爱孩子!
师者——爱人!怎么爱孩子,怎么爱学生。
博爱。以博大的胸襟,以悲悯的情怀爱人。不管是什么人,不管是谁的孩子,都能奉献自己的一颗真情。面对处于危难中的生命,尤其是无法自救的小孩子的生命,能够舍生忘己,临危不惧,而不是患得患失,躲避,漠视幼小生命的消失。爱是不要求回报的。用功利的眼光来审视教育,把教育当做交易,没有奉献情怀,这样的教师不可能是大爱无边。更不可能像我们的英雄那样奉献自己的生命了。
热爱。热爱教育,热爱教育的对象——孩子!孩子是人类的明天,祖国的未来,民族的希望。我们必须对他们付出自己的满腔热情,甘为人梯,为他们的茁壮成长付出自己的智慧、青春、热血。能不能敬业乐业,有没有事业心责任感,可不可以担当起国家使命,这是教师热不热爱教育的重要表现。热爱教育的人,不可能不爱孩子,不可能不为孩子付出自己的真情。能为孩子付出真情的人,在危难时刻就能挺身而出,拯救孩子于水火。
关爱。关心呵护学生,以人为本,想孩子之所想,急孩子之所急,帮孩子之所需。择其不当者而教之。孩子是正在成长中的人,安全需要照料,生活习惯正在形成,知识相对贫乏,幼稚,不成熟,不断犯这样那样的错误,这些都需要我们老师帮助,关心,引导。耐心教导,悉心指导,给孩子们足够的时间和空间,使他们不断的成长成熟,并且在他们成长过程中,不断为他们解决疑惑,排除障碍,甚至是急难险境,像英雄一样。
亲爱。走近学生,走进学生,做孩子们的知心朋友,贴心人。与孩子们打成一片,既做良师,也做诤友。不搞师道尊严,不抛弃,不放弃,对学生一视同仁,不厚此薄彼,尤其对学困生,应该付出更多的关心照顾,给予更多的鼓励帮助,付出更多的耐心教育。帮一把,送一程,推一下,让他们较好地度过人生的困境。
敬爱。敬畏生命,敬畏生命的奇迹,尊重学生的人格,呵护孩子们的自尊心,培养孩子们的自信心。欣赏每一个独立的个体,宽容生命不同形态的表现。不贬抑,不侮辱,不体罚,不歧视。不断丰富孩子的知识,让学生走个性化发展的道路,让学生的身心健康成长,提高生命的质量。
关键词:超细二氧化硅 化学沉淀法 溶胶-凝胶法 微乳法
随着对二氧化硅制备技术及对其相关领域的研究的不断深入, 超细二氧化硅的应用领域日趋广阔,其主要应用于橡胶、塑料、粘合剂、涂料等领域。至今为止,关于其制备方法已研究出很多,本文将以液相法为重心,分别对化学沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳法三种方法进行阐述。
一、化学沉淀法[1]
其机理为硅酸钠和无机酸为原料通过化学沉淀法合成了粒径小且分布窄的纳米二氧化硅。该法的关键是减少粒子之间的团聚,而获得比表面积较大的粒子。团聚体的形成不仅与其沉淀生成条件有关,还与湿凝胶的洗涤、脱水、干燥、煅烧各工序的控制条件有关,其中影响最大的因素是PH值和温度。
该法具有原料来源广泛、廉价,能耗小,工艺简单,易于工业化生产,但同时也存在产品粒径分布较宽的问题。
二、溶胶—凝胶法[2]
该法是以四氯化硅和硅醇盐为原料,通过水解、聚合形成溶胶,再聚集成凝胶,最后再干燥、煅烧成产品。
使用该法时,对反应制得的弹性凝胶体的干燥方式有空气中自然干燥法、真干燥法、超临界干燥法、亚临界干燥法等。而其普遍采用的是真空干燥法和超临界干燥法。真空干燥法得到的产品具有一定的孔隙率,但该方法设备简单,费用低,安全性好,当对产物的孔隙率没有过高要求时采用此种方法; 超临界干燥法能避免凝胶体积大幅度收缩、开裂,保护凝胶纤细的网络结构,制品结构得以保持,但成本高。[3]
溶胶凝胶法以其工艺简单、产品纯度高、化学组分均匀等特点被用于制备超细SiO2。但与此同时,溶胶-凝胶法也存在着缺点,如体积收缩太大、凝胶和干燥时间太长、原料费用过高等。
三、微乳法
微乳法多采用W/O型微乳体系,该体系是热力学稳定、液滴半径处于纳米级、各向同性的分散体系。体系中,表面活性剂包围着水相连续分散于油相中,被包围的水核是一个“微型反应器”。反应在水核中进行,生成产物颗粒的大小和形状与水核大小密切相关。表面活性剂覆盖在产物的表面起到了重新分散形成的固体颗粒,防止颗粒聚结的作用[4]。
目前,该法主要可分为乳液沉淀法和胶束法。
乳液沉淀法机理为,一种反应物增溶于微乳液中,另一种以水溶液形式与前者混合. 水相内反应物通过微乳界面进入水核内,引发反应产生晶核,产物粒子的最终粒径由水核决定;该法的优点在于装置简单,操作容易,无需高能耗和易损的设备,反应产物的粒径可控,且粒径分布窄,易于实现连续化生产运作,为工业化生产提供可能。
胶束法机理5为,两个分别增溶有反应物的乳液体系混合,由于胶团颗粒之间的碰撞,水核内物质的相互交换,引起核内的化学反应.因水核半径是固定的,不同的水核内的晶核不能交换,于是在其中生成的粒子尺寸也就得到了控制;胶束法具有工艺简单,生产成本低的特点,可以通过表面活性剂的选择来控制微粒的大小和形状,但其表面活性剂的选择是一难点。
参考文献
[1] 韩静香,佘利娟等,化学沉淀法制备纳米二氧化硅,硅酸盐通报,2010,29(3);671—685
[2] 孙献亭,贾利群,溶胶-凝胶法制备SiO2凝胶,郑州纺织工学院学报,1999,10(2):14-16,26
[3]姜国伟,周亚松,溶胶凝胶和超临界干燥法制备纳米SiO2粉体,石油大学学,自然科学版,2001,25(6):88-89
关键词:材料成型设备及自动化;课程;教学方法
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)21-0103-01
材料成型设备是指用以实现材料成型的装置。设备是整个工业和国民经济的基础,工业的自动化与信息化又是现代工业与国民经济发展的必然趋势。材料成型加工设备及其自动化的进展是材料成型加工工业技术发展的重要标志,材料成型设备的功能、机械化、自动化及现代化程度直接关系到成型工艺的可实现性、成型精度和质量、生产效率及生产环境等。[1]“材料成型设备及自动化”课程着重阐述“材料成型方法―工艺要求―相应设备―各个设备之间的相互联系―自动控制技术”之间的关系。该课程以典型的材料成型工艺方法为主线,是材料成型及控制工程专业学生重要的专业课,与实际生产结合得非常紧密。其主要内容包括金属液态成型设备及自动化、金属塑性成型设备及自动化、金属焊接成型设备及自动化和塑料成型设备及自动化四大篇章。
该课程教学以介绍材料的成型设备为主体,讲述成型设备的自动化为重点,教学目的是帮助学生获得必要的设备及自动化方面的基本知识,了解材料成型设备及自动化技术的发展前沿,掌握其特点;在全面了解与掌握材料成型设备种类及结构特点的基础上,帮助学生重点学习金属材料成型、高分子塑料成型、快速成型等设备及新型自动化技术,为培养新时代高素质的材料加工人才奠定基础。
一、调动学生的兴趣
兴趣是最好的老师,兴趣能使人学习目标明确,积极主动,从而能自觉克服各种艰难困苦,获取学习的最大成就,并能在活动过程中不断体验成功的愉悦。[2]因此,在开始某一课程的教学时引起学生的兴趣、调动学生学习的积极性成为每个教师的首要工作。“材料成型设备及自动化”与生产直接相连,所以可以从实用性角度出发,结合生活中常见的一些实例引起学生的注意。例如:一辆汽车的生产就离不开这门课程的四大类成型设备:汽车发动机、各类钢梁大多是铸造而成的,需要用到液态成型设备;车门、车身覆盖件多为冲压件,是由金属塑性成型设备加工而成的;汽车要实现轻量化就必须将一些不重要的零部件如汽车内饰件由塑料代替,这是由相应的塑料成型设备加工而成的;而汽车车身整体的组装也离不开金属焊接成型设备。通过实例可以让学生了解该课程的实用性和重要性,激发学生的学习兴趣,从而使学生对该门课程予以重视。
此外,在学习过程中还可以通过课堂提问、学生上台讲述等方式增加与学生的互动,从而充分发挥学生的主观能动性。例如课后布置一些小作业,要求学生对某个设备的工作原理、结构特点和生产用途进行分析总结,然后让学生上台讲解,这样既可以调动学生的积极性,又可以让学生加深对设备结构的理解,从而提高学生机械结构设计分析的能力,培养学生当众演讲的能力。
二、总―分―总进行讲解
总―分―总分别是指总体概述、分而解说、总结归纳。第一个“总”即总体概述要做到结合某个产品的整个生产流程进行说明。例如金属型材的生产流程、生产的重点等要介绍清楚,从而为后面的“分”作铺垫。分而解说就是详细、有重点地针对每一道流程及其涉及到的工业设备进行讲解,最后再进行一次总结归纳,让学生加深印象与理解。
传统教材的知识点多而散,没有整合,容易出现“学过就忘”“学无以致用”等现象。而采用总―分―总的教学方法,结合生产实际由整体到细节,再到整体,这样的讲解更容易让学生理解和接受。
三、二维图形讲解技巧
图形是学生最容易理解和接受的信息表达方式,是教师最方便讲解的信息传播载体。[3]该课程的特点是介绍实际的生产设备,所以教材中涉及了大量的设备图片,其中黑白的二维图片占了绝大多数。因此,如何引导学生看懂这些图片成为本课程教学的一大难题。由于条件的限制、网络资源有限,所能找到的三维彩图和动画视频实在有限,所以教学不得不围绕课本上的黑白二维图片来进行讲解。学生常常提出“想象不出实际的机械设备”“看不懂结构图”“无法想象设备是如何运行的”等意见和抱怨,这为教学工作的开展带来了很大困难。在不断总结教学经验的过程中,笔者发现:在讲解二维设备结构图的过程中,不需要每个细节都提到,而是“抓重点”。结合设备的主要用途找出该设备的主要工作零部件(一般为2~3个),只要把主要工作零部件的结构组成以及它们之间的关系理顺,其他的辅助结构简单说明,即可了解整台设备。如果每个细节都要提到,力求面面俱到,反而容易让学生分不清主次,抓不到关键,从而产生厌学心理。
此外,在条件允许的情况下,可以通过网络查找或者Flas制作等方式尽可能多地找一些三维实物图、视频动画,借助多媒体教学工具让学生更形象地理解和掌握各类设备的结构。
四、对比分析,加深印象
“材料成型设备及自动化”课程涉及的设备结构较多,很容易让学生学了后面忘前面,或者几种设备混淆不清。在教学过程中,采用对比分析、归纳总结的方式,即对同类型设备的结构组成、功能用途、工作原理等进行对比分析,归纳其“共同点”,找出其“不同点”,可以使学生第一时间就抓住某两个或者几个材料成型设备的各自特点,并迅速掌握它们的结构特征和工作原理,使教学达到事半功倍的效果。
例如金属塑性成型设备中的通用机械压力机、液压机和螺旋压力机三大类设备就有很多的共同点:都属于压力成型设备,都是借用冲压力对各类金属型材进行加工,它们的设备结构有很多地方是相像的甚至是相同的。而这三类设备的主要不同点在于它们的主要工作原件的驱动与传动方式不同:机械压力机主要依靠电动机驱动,借助机械构件间的刚性传动而实现压力加工;液压机利用液体的压力势能,借助各种泵来驱动工作元件;螺旋压力机则是通过一组或一组以上的内外螺栓的旋转所产生的压力来实现压力加工。基于这一不同点,可以引申介绍它们的吨位、加工精度、加工特点和应用范围之间的差别。这样可以快速地让学生掌握同类型设备的结构特点,并且形象生动、思路清晰、易于理解。
五、考核方法
必修课大多采用闭卷考试的考核方法,但结合“材料成型设备及自动化”课程的特点,笔者认为闭卷考试并不能体现学生对“材料成型设备及自动化”课程的掌握程度。“材料成型设备及自动化”课程的考核目的是检验学生对材料成型工艺的掌握,对材料成型生产方式、生产流程的理解,对实际生产设备结构组成、工作原理及其自动化控制方式的认识。一张试卷所能涵盖的内容有限,考查的范围狭窄,并不能考查学生对课程的掌握程度。笔者认为,可以结合平时课堂的互动问答、小作业考核,再通过布置大作业的形式进行考核,即多方面、多方位地进行考核。例如布置大作业,让学生针对某种产品设计一套生产流程以及每道流程上用到的设备,并且给出设备的简单结构图,这样更能体现出学生对课程的理解,从而提高学生掌握机械设备知识的能力。
六、结束语
“材料成型设备及自动化”课程的教学是一门系统工程,在今后的教学过程中还会不断遇到很多难题,需要不断进行教学总结和教学反思,不断改进教学方法和教学方式,才能不断提高教学效果,调动学生的兴趣和学习积极性,提高该课程的教学效果。
参考文献:
[1]王敏.材料成形设备及自动化[M].北京:高等教育出版社,2010.
摘要:本文简单介绍了分析化学的方法和种类,阐述了分析化学在陶瓷原材料检测中的作用。以氧化锆材料为实例,从其定性分析、定量分析和结构分析出发,重点介绍了XRD、化学滴定和激光粒度三种分析方法在氧化锆陶瓷原料检测方面的应用。并对比了这三种方法在材料检测上的各自特征。指出了分析化学在陶瓷原材料检测中的重要性。
关健词:分析化学;陶瓷;氧化锆;检测
研究物质化学组成的分析方法及有关理论的科学称为分析化学(analytical chemistry)。分析化学是化学的一个重要分支,它的任务主要有三方面:鉴定物质的化学组成(或成分)、测定各组分的含量、确定物质的化学结构。它们分别属于分析化学的定性分析(qualitafive analysis)、定量分析(quantitafive analysis)和结构分析(structuralanalvsis)的内容。分析化学不仅对于化学本身的发展起着重大的作用,而且在国民经济、科学研究、医药卫生、学校教育等方面都起着重要的作用。如在国民经济中对资源勘探、油田、煤矿、钢铁基地选定中的矿石及油气等的分析;在工业生产中对原料、中间体、成品的分析;在农业生产中对土壤、肥料、粮食、农药的分析;在原子能材料、半导体材料、超纯物质中对微量杂质的分析等,都需要应用分析化学。有关生产过程的控制和管理、生产技术的改进与革新,也需要依靠分析结果进行操作。
随着科技的发展,陶瓷材料已超越传统上的意义,对人类生产生活有着极其广泛的影响。从工业产品到日常生活,人类已经离不开陶瓷材料产品。因此,对陶瓷材料的检测也随之发展起来。如目前国内较先进的陶瓷产品性能的无损伤探测仪器,能在陶瓷产品无损伤的条件下进行诸如产品强度、抗热震性、外观有无裂纹、内部形貌、吸水率等指标的测试,有着广泛的应用前景。陶瓷材料分为原材料和成品材料。原料检测的方法有成分分析、形貌分析、晶相分析及粒度分析等。成品分析的方法有成分分析、晶相分析及性能分析等。
2 分析化学的分类
2.1 按检测原理分类
分析化学按检测原理可分为化学分析和仪器分析。
2.1.1 化学分析
化学分析法是主要利用化学原理进行分析的方法,它是绝对定量的。根据样品、反应产物,或所消耗试剂的量,以及反应的化学计量关系,来计算出待测组分的量。化学分析是建立在对分析物质成分确定的基础上,若分析物质成分不确定,则无法进行下一步的定量分析。
2.1.2 仪器分析
仪器分析是化学学科的一个重要分支,是目前的发展方向。它是以物质的物理和化学性质为基础建立起来的一种分析方法。利用较特殊的仪器,对物质进行定性分析、定量分析、形态分析。仪器分析的方法很多,每一种分析方法所依据的原理不同,所测量的物理量、操作过程,以及应用情况都不同。仪器分析虽然能够准确、高效地分析出材料的成分、含量等。但它的固定投资高,仪器维护使用费也高。而化学分析使用成本低,且还具有灵活性好、精度高等特点。仪器分析用来对物质进行定性分析,而化学分析则进行定量分析,目前它们被检测中心和科研所广泛采用。
2.2 按样品性质分类
分析化学按检测样品性质分类可粗分为无机分析和有机分析两大类。
2.2.1 无机分析
无机分析顾名思义就是对无机材料样品的分析,无机材料又可分为无机非金属材料和金属材料。无机非金属材料包括玻璃、水泥、陶瓷等。金属材料包括铝及其合金、铜、钢铁等。
2.2.2 有机分析
有机分析是指对有机材料样品进行的定量分析。有机材料包括石油、染料、塑料、食品、合成药物、中草药等。
3 分析化学在陶瓷材料检验中的应用
分析化学种类繁多,门类复杂,但归根结底都是对材料理化性能的分析,所以一般进行定性分析、定量分析和结构分析。下面以氧化锆粉体为例,分别对其进行XRD晶相、化学滴定和激光粒度三个方面的检测分析。
3.1 XRD晶相分析
XRD(X-ray diffraction)即x射线衍射分析方法。在众多的分析测试方法中,XRD是最基础和最常用的方法。其原理是利用x射线在晶体或非晶体中的衍射与散射效应,进行物相的定性和定量分析、结构类型和不完整性分析。当X射线穿过陶瓷材料单晶相或多晶相时,就会形成特定唯一的衍射图谱。通过衍射图谱的分析,查阅PDF卡片就可以确定其材料的晶相组成。特别是对于未知组份的陶瓷材料,XRD具有分析精确、判断效率高等特点。图1为氧化锆粉料的XRD图谱。
由图1可知,通过28.2°、31.4°、50.2°所对应的d值,查PDF卡片,通过卡片,可判断为氧化锆材质。通过2e角度对应的峰值强度可判断氧化锆粉料主晶相为单斜相。
3.2 化学滴定分析及举例
化学滴定分析是较为传统和适用的成分分析方法,该方法具有成本低、精度高等特点。化学滴定法一般分为酸碱滴定法、络合滴定法、氧化还原滴定法及沉淀滴定法等。这些方法都被普遍使用在生产检测当中。氧化锆的滴定方法有多种,下面介绍一种常用的滴定法――硫酸铵法。
准确称量1.0000g氧化锆,于150mL烧杯中;加3g硫酸铵、5mL硫酸。用表面皿盖上烧杯;在调压电炉上加热溶解样品,直至试样完全溶解到透明;冷却后用水溶解稀释,转入250mL容量瓶里,冷却至常温;加水稀释至刻度、摇匀、待测,记作溶液A。取A溶液25mL于250mL容量瓶中;然后加入lmL浓硫酸,加热;再加入EDTA标准溶液至近终点,加热至煮沸;然后再加入100mL水和两滴二甲酚橙指示剂,加热至煮沸,用EDTA标准溶液滴定至橙黄色,再加热煮沸。继续用EDTA标准溶液滴定至橙黄色不变为终点,记录消耗的EDTA标准溶液的体积。其计算公式为:
Zr02%=1/10(T・V)/G×100% (1)
其中:T-EDTA对ZrO2的滴定度(g/mL);
V-消耗EDTA的毫升数(mL):
G-所用二氧化锆的质量(g)。
此方法采用EDTA络合滴定法。可准确测出原料中99%以上的氧化锆含量。经计算,测得上述氧化锆粉ZrO2含量为99.59%。
3.3 激光粒度分析
我国的粒度测试技术比以前的筛分法和显微镜法已有较大的改进。目前大多数检测机构、科研中心、企业都已采用激光粒度仪测试粉体粒度分布。虽然国家标准中仍将筛分法作为多种工业产品的粒度测定方法,但这些传统的方法有操作烦琐、耗时长以及重复性不好等缺点,已越来越不适应当前工业生产和科研快速反应的要求。而激光散射法是一种有效快速的测定粒度的方法,它可以较好地检测出颗粒粒径级配是否合理。图2为12μm氧化锆粉体的激光粒度测试结果。
4 XRD、激光粒度和化学滴定分析方法特征的比较
单一的分析方法很难将陶瓷原材料性能完全表征。因此,一种陶瓷材料需要几种分析方法相结合,才能全面地了解材料的性能,从而正确地指导生产。表1为XRD晶相、化学滴定和激光粒度三种分析方法的特征对比。
由表1可知,采用XRD晶相定性分析,可以很好地测试出晶相组成及含量;化学滴定定量分析,可以很好地测试出化学组成及杂质含量;采用激光粒度结构分析,可以很好地测试出粒径大小及分布情况。如果把XRD、化学滴定、激光粒度三种方法相结合,就能测定出陶瓷原料的基本性能。