無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

田華

摘? ?要：無機(jī)非金屬材料是硅酸鹽材料通過優(yōu)化后得到的一種新型材料，在我國較多領(lǐng)域中有較為廣泛的應(yīng)用，比如建筑行業(yè)、信息技術(shù)行業(yè)、軍事以及科研行業(yè)等，具有功能多元化、種類繁多以及節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。因此，無機(jī)非金屬材料在不同領(lǐng)域的應(yīng)用對(duì)我國科學(xué)發(fā)展提供助力，對(duì)未來經(jīng)濟(jì)的提高具有較大的促進(jìn)作用。本文首先對(duì)無機(jī)非金屬材料進(jìn)行一個(gè)大概的了解，并探討了無機(jī)非金屬材料的類別，以此表明無機(jī)非技術(shù)材料在發(fā)展中的多樣性，同時(shí)闡述了無機(jī)非金屬材料在不同領(lǐng)域中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，著重探討了無機(jī)非金屬材料在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用效果，最后對(duì)無機(jī)非金屬材料的未來發(fā)展進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：無機(jī)非金屬材料;應(yīng)用;發(fā)展趨勢(shì)

無機(jī)非金屬材料在較多領(lǐng)域中有較大的發(fā)展，應(yīng)用過程中的有效性與科學(xué)性發(fā)揮著較為重要的作用。雖然無機(jī)非金屬材料在我國有較為廣泛的應(yīng)用，但是對(duì)此的研究相對(duì)較晚，在發(fā)展過程中也存在一些不足之處，這就需要增強(qiáng)我國綜合實(shí)力，對(duì)無機(jī)非金屬材料在應(yīng)用的過程中進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)與分析，這對(duì)無機(jī)非金屬材料的更好應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)，從而為我國新型材料行業(yè)的發(fā)展提供助力。

1? ? 無機(jī)非金屬材料概述

我國在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，能源使用量比較多，一些不可再生能源面臨枯竭，為了保證人類文明的持續(xù)發(fā)展，需要開發(fā)新型能源，并將此應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中。無機(jī)非金屬材料具有較強(qiáng)的節(jié)能性，其中包括除高分子材料、金屬材料以外的所有材料，此材料主要是由一般耐火材料、陶瓷玻璃等新興無機(jī)工程材料[1]。此外，無機(jī)非金屬材料有較大的硬度，并且在此基礎(chǔ)上耐高溫，與此同時(shí)也具有較大的抗腐蝕性，但是在應(yīng)用的過程中也有一定缺點(diǎn)，比如韌性差、抗拉強(qiáng)度低等。

2? ? 無機(jī)非金屬材料的分類

2.1? 半導(dǎo)體材料

半導(dǎo)體主要是指電子值在導(dǎo)體與絕緣體之間的材料，在信息化技術(shù)中有較大的應(yīng)用，在計(jì)算機(jī)技術(shù)以及無線電電子技術(shù)中有較好的應(yīng)用效果，并且在新能源技術(shù)應(yīng)用效果也較為明顯，在較多領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著較為重要的角色。目前，我國較多的半導(dǎo)體材料是一種無機(jī)半導(dǎo)體材料，該材料主要分為摻雜半導(dǎo)體、元素半導(dǎo)體以及化合物半導(dǎo)體等。

2.2? 晶體材料BGO

BGO主要是一種化合物的一種總稱，主要是指Bi4Ge3O12，該晶體材料無色透明狀，若帶有能量電子進(jìn)入時(shí)，晶體會(huì)產(chǎn)生不同的光亮，一般會(huì)發(fā)出藍(lán)綠色光。這在較大程度上能夠?qū)晒馕恢门c強(qiáng)度進(jìn)行有效的記錄，可對(duì)入射電子粒子中的位置與能量進(jìn)行計(jì)算[2]。

2.3? 硅酸鹽材料

硅酸鹽是無機(jī)材料中較為重要的一類材料，應(yīng)用廣泛。硅酸鹽主要包括天然硅酸鹽與工業(yè)硅酸鹽，天然硅酸鹽是自然界較為重要的礦物質(zhì)，是構(gòu)成地殼最為重要的是物質(zhì)，有較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)與成分。此外，硅氧四面體是天然硅酸鹽最為基本結(jié)構(gòu)，以Si原子為結(jié)構(gòu)核心，氧原子分別位于四面體，具有較大的強(qiáng)度，并且有較高的熔點(diǎn)，耐熱性比較高。從化學(xué)的角度來看，有較為穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，是工業(yè)硅酸鹽材料生產(chǎn)的重要原料。

3? ? 無機(jī)非金屬材料的優(yōu)點(diǎn)

3.1? 整體性

無機(jī)非金屬材料在一定程度上屬于固體無機(jī)材料，具有較強(qiáng)的整體性。無機(jī)非金屬材料在應(yīng)用過程中物理性能與化學(xué)性能較為穩(wěn)定，不易出現(xiàn)風(fēng)化及老化的情況。

3.2? 抗腐蝕性

無機(jī)非金屬材料中的物理性質(zhì)是由化學(xué)性質(zhì)所決定，該材料具有較強(qiáng)的抗腐蝕性。

3.3? 防火性能

無機(jī)非金屬材料還具有較大的防火性能，屬于非燃燒類材料，能夠有效承受較高的溫度，是一種較好的耐火材料。

4? ? 無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用

4.1? 在建筑工程中的應(yīng)用

隨著我國科技技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)也得到了較快的發(fā)展，但是在發(fā)展中也出現(xiàn)了資源短缺的問題，非金屬材料能夠有效滿足建筑要求，具有較好的保溫隔熱的作用。無機(jī)非金屬材料能夠較好地應(yīng)用在建筑行業(yè)中，比如建筑外表以及結(jié)構(gòu)等，確保建筑的保溫性能，能夠有效避免建筑物受外力的破壞。同時(shí)，在建筑過程中，保溫隔熱材料主要是硅藻土、巖棉以及泡沫玻璃等，比如硅藻土質(zhì)地較為松軟，并且多孔，可以將其制成粉末，能夠?qū)λ诌M(jìn)行吸收，同時(shí)具有較強(qiáng)的隔熱性能[4]。

4.2? 國防裝備中的應(yīng)用

無機(jī)非金屬材料作為一種新型材料，主要是人工晶體、無機(jī)纖維、先進(jìn)陶瓷等，在我國國防建設(shè)中有較多的應(yīng)用，我國國防建設(shè)打下了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面：（1）人工晶體。人工晶體材料在國防建設(shè)中較為重要，一般情況下被應(yīng)用在潛艇通信、激光武器以及電子對(duì)抗等方面。（2）陶瓷。陶瓷具有耐高溫、韌性高的優(yōu)勢(shì)，在航空航天領(lǐng)域有較為廣泛的應(yīng)用，比如衛(wèi)星遙感以及發(fā)動(dòng)機(jī)等。此外，陶瓷質(zhì)量相對(duì)較輕，并且硬度較高的特點(diǎn)，在較大程度上有較好的防御性能，在飛機(jī)、汽車以及防彈衣中應(yīng)用廣泛。（3）摻雜石英玻璃材料。石英玻璃材料主要應(yīng)用在宇宙飛船以及衛(wèi)星中，具體應(yīng)用在自控系統(tǒng)中，在不同種類軍用飛機(jī)中的關(guān)鍵部位均有使用。

4.3? 在建筑保溫中的應(yīng)用

無機(jī)非金屬材料在建筑保溫中也有較為廣泛的應(yīng)用，并且有較好的應(yīng)用效果。此外，在換種外表保溫以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)中均采用了無機(jī)非金屬材料，能夠提高建筑保溫性能，以此全面提升建筑質(zhì)量[5]。在建筑保溫中應(yīng)用的無機(jī)非金屬材料主要有硅藻土、巖棉以及玻璃泡沫等，在使用過程中會(huì)用到不同的無機(jī)非金屬材料，主要是因不同的材料有不同的使用效果。巖棉是一種絮狀纖維材料，主要成分是硅酸鹽，具有較為穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，同時(shí)質(zhì)地相對(duì)較為松軟。此種材料有較好的耐酸堿性，通過建筑表面的包裹，最大程度上提高建筑的保溫性能，還可有效避免建筑受到不同物質(zhì)的不利影響。硅藻土從嚴(yán)格意義上來講是一種生物化學(xué)沉積巖，主要成分由硅質(zhì)細(xì)胞壁組成，具有吸水性良好的優(yōu)點(diǎn)，并且不溶于酸堿物質(zhì)中，在作為一種絕緣材料應(yīng)用到建筑中，同時(shí)還具有較好的隔生性能，對(duì)建筑質(zhì)量的提升具有較大的促進(jìn)作用;玻璃泡沫是一種較為封閉的氣泡材料，具有較多優(yōu)點(diǎn)，比如不霉變、導(dǎo)熱系數(shù)小以及耐化學(xué)腐蝕等，玻璃泡沫在使用過程中適用較大的溫度范圍，還具有較強(qiáng)的裝飾功能，在建筑行業(yè)中可大大提高應(yīng)用效果。

5? ? 無機(jī)非金屬材料的發(fā)展

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活質(zhì)量的提高，科技技術(shù)充斥著人們的生活，各種新型材料的使用使人們生活更加便利，在傳統(tǒng)材料基礎(chǔ)上大大優(yōu)化了其性能，這在較大程度上促進(jìn)了無機(jī)非金屬材料的研究與應(yīng)用。20世紀(jì)，人們普遍認(rèn)為無機(jī)非金屬材料是自然界的特殊石頭加工而成，以粘土為主要原料制成的粘土制品，并且采用非金屬礦物原料生產(chǎn)出的玻璃、陶瓷以及耐火材料等。隨著時(shí)代的快速發(fā)展，我國各個(gè)領(lǐng)域在發(fā)展過程中使用了新型材料，這在較大程度上增加了無機(jī)非金屬材料使用的品種及名目，隨著人們對(duì)生活質(zhì)量要求越來越高，對(duì)新型材料的功能與品種也有較大的要求，這也為傳統(tǒng)材料的使用提出了新的挑戰(zhàn)[6]，為此，需要通過新型技術(shù)進(jìn)行新型材料的生產(chǎn)。無機(jī)非金屬有較多品種，比如除有機(jī)高分子材料、金屬材料以外的其他材料，并且用途較為廣泛、種類繁多。無機(jī)非金屬材料在我國較多領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，是建筑行業(yè)中不可或缺的材料。

5.1? 復(fù)合化

我國無機(jī)非金屬材料正向復(fù)合化發(fā)展，將三大基礎(chǔ)材料金屬材料、有機(jī)高分子材料以及無機(jī)非金屬材料進(jìn)行有機(jī)的融合，在復(fù)合發(fā)展的過程中取得了一定的成果，并在一些領(lǐng)域中有較好的應(yīng)用，比如玻璃鋼、鋼筋混凝土等，此種復(fù)合材料結(jié)合了不同材料的性能，可有效滿足人們對(duì)新型材料的需求[7]。

5.2? 低維化

無機(jī)非金屬材料逐漸向薄膜材料方向發(fā)展，并且還向纖維方向發(fā)展，比如微電子、機(jī)構(gòu)材料等，其中薄膜材料在微電子中有較好的應(yīng)用效果，在光信號(hào)中，纖維材料能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效的調(diào)制與放大。

5.3? 節(jié)能化

無機(jī)非金屬材料的選取較為廣泛，但是無機(jī)非金屬材料制作技術(shù)相對(duì)有限，在生產(chǎn)期間會(huì)出現(xiàn)環(huán)境污染以及高能耗的情況發(fā)生。隨著我國科技技術(shù)的不斷更新，制作技術(shù)有較大的提升，材料的應(yīng)用具有較好的節(jié)能效果。從未來發(fā)展的角度來看，還不能對(duì)此問題進(jìn)行完全的解決。

5.4? 智能化

無機(jī)非金屬材料正在向著智能化快速發(fā)展。目前，我國在新型材料發(fā)展領(lǐng)域已制造出了鐵電陶瓷、多片壓電等智能化材料，將此種智能化材料應(yīng)用到不同領(lǐng)域中，能夠全面促進(jìn)領(lǐng)域發(fā)展，比如將智能材料應(yīng)用到建筑行業(yè)中，能夠在較大程度上提升建筑行業(yè)建設(shè)中的安全性與穩(wěn)定性，[8]。

6? ? 結(jié)語

無機(jī)非金屬材料在我國不同領(lǐng)域的應(yīng)用過程中，具有較高的應(yīng)用價(jià)值，能夠推動(dòng)未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

[參考文獻(xiàn)]

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