無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用及發(fā)展前景淺析

郝麗廷 張棟程 柳瑞江 武帥 仝婉奇

摘要：無機(jī)非金屬材料作為硅酸鹽材料優(yōu)化后的產(chǎn)物，由于且優(yōu)良的材料性能，在我國科研領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域以及信息技術(shù)領(lǐng)域中扮演了極為重要的角色，品種各異，功能不同，很強(qiáng)的節(jié)能更加符合科學(xué)的發(fā)展觀，未來的前景將是一片光明。目前作為現(xiàn)代文明的三大支柱之一的材料，不僅代表了一個(gè)專業(yè)，更深層次代表了一個(gè)國家的現(xiàn)代化技術(shù)水平，由此我們應(yīng)該對材料的應(yīng)用與發(fā)展加大力度。本文主要從無機(jī)非金屬的概念、應(yīng)用與發(fā)展論述，希望為加快我國無機(jī)非金屬材料研究帶來幫助。

關(guān)鍵詞：無機(jī)非金屬材料;應(yīng)用;發(fā)展

1引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域?qū)δ茉吹男枨罅考眲≡黾?，無機(jī)非金屬材料與每個(gè)行業(yè)的發(fā)展都起到?jīng)Q定性的作用，盡管這促使無機(jī)非金屬材料的研究發(fā)展速度迅猛，但是由于起步較晚，在許多方面仍然存在一定的問題，無機(jī)非金屬材料和有機(jī)高分子材料、金屬材料是當(dāng)下三大材料，與我國的工業(yè)和建筑業(yè)發(fā)展意義非凡，由此，加大力度將非金屬材料發(fā)展是提高我國綜合國力的捷徑之一。

2無機(jī)非金屬材料的概念

無機(jī)非金屬材料是以由某些元素的氧化物、氮化物、碳化物、鹵素化合物、硼化物、磷酸鹽、鋁酸鹽、硼酸鹽等物質(zhì)組成的材料。他是除了有機(jī)高分子材料和無機(jī)非金屬材料的統(tǒng)稱。二十世紀(jì)四十年代左右，無機(jī)非金屬材料的提取方法是由傳統(tǒng)的硅酸鹽材料演變出來的。作為與無機(jī)非金屬材料和有機(jī)高分子材料并列的三大材料之一，主要包括耐或材料、陶瓷材料、特種玻璃等無機(jī)非金屬新型工程材料等。在晶體的結(jié)構(gòu)上，無機(jī)非金屬的結(jié)構(gòu)比金屬復(fù)雜的多，而且沒有自由的電子。但是其具有比純共價(jià)鍵和金屬鍵更強(qiáng)的離子鍵和混合鍵，其給予了這類材料高熔點(diǎn)、耐腐蝕、高硬度、高強(qiáng)度、耐磨損以及良好的抗氧化性等等的基本屬性，以及寬廣的導(dǎo)電性、透光性、隔熱性及良好的鐵電性、壓電性和鐵磁性。但同時(shí)，他也存在這抗拉強(qiáng)度低、韌性差等弊端。

3無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用

無機(jī)非金屬材料的品種機(jī)器繁多，用途各異。傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料是工業(yè)和基本建設(shè)所必需的基礎(chǔ)材料。新型無機(jī)非金屬材料與二十世紀(jì)中期后發(fā)展的具有特殊性能、特使用途的材料。他們是現(xiàn)代新科技、傳統(tǒng)工業(yè)創(chuàng)新、現(xiàn)代國防與生物醫(yī)學(xué)所不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)。

3.1在建筑工程中的應(yīng)用

隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建筑行業(yè)取得極快的發(fā)展，但是發(fā)展過程中關(guān)于出現(xiàn)了資源緊缺的問題，非金屬材料可以有效地滿足建設(shè)的要求，具有極好的隔熱保溫作用。無機(jī)非金屬材料若要用在建筑行業(yè)中，如建筑結(jié)構(gòu)外表等，確保建筑的隔熱保溫性能，可以避免建筑物被外力破壞。與此同時(shí)，在建筑過程中，最好的隔熱保溫材料主要是巖棉、泡沫玻璃以及藻土等，巖棉質(zhì)地柔軟，但是可以防止熱量的流失，防止表面結(jié)露滴水，并且可以減少噪音，是建筑材料的不二之選。

3.2國防裝備的應(yīng)用

無機(jī)非金屬材料作為新型材料，主要是將人工晶體、先進(jìn)陶瓷、無機(jī)纖維等。在我國國防建設(shè)在應(yīng)用頗多，為我國國防建設(shè)打下了堅(jiān)定的物質(zhì)基礎(chǔ)。主要便現(xiàn)在如下幾部分：（1）陶瓷，陶瓷具有韌性強(qiáng)、耐高溫的優(yōu)勢，在航空航天領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，比如衛(wèi)星遙感以及發(fā)動(dòng)機(jī)等。而且陶瓷的質(zhì)量相對較輕，硬度較高的特點(diǎn)，在一定的程度上具有較高的防御性能，在飛機(jī)，汽車，以及防彈裝置上應(yīng)用廣泛。（2）人工晶體，人工晶體材料主要在國防建設(shè)中應(yīng)用廣泛，一般情況下被應(yīng)用于激光武器、潛艇通信、電子對抗方面。其是實(shí)現(xiàn)國防信息化的橋梁性材料技術(shù)，尤其是發(fā)達(dá)國家，將人工晶體的生長、應(yīng)用、測量的研究作為研究的重要位置，投入了極大的人力與物力，我國必然也不會落后。（3）參雜石英玻璃材料。石英玻璃材料是宇宙飛船以及衛(wèi)星自控系統(tǒng)的主要材料，在不同種類的軍用車輛及飛機(jī)的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)中均可被使用。

3.3在建筑保溫中的應(yīng)用

無機(jī)非金屬材料在建筑保溫中的應(yīng)用也極為廣泛，并且有較好的應(yīng)用效果。此外，在外表保溫以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)中都采用了無機(jī)非金屬材料，這樣不僅可以提高建筑保溫效果，而且提高建筑的質(zhì)量。在建筑保溫中所應(yīng)用到的無機(jī)非金屬材料主要有硅藻土、玻璃泡沫、巖棉等，在使用過程中用不同的無機(jī)非金屬材料將會具有不同的功能。巖棉主要材料為硅酸鹽，化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，同時(shí)具有的質(zhì)地較為松軟。這種材料耐酸堿性較強(qiáng)，可以包裹在建筑為面，最大程度的提高建筑的保溫效果，還可以避免建筑受到不同物質(zhì)的不利影響。硅藻實(shí)際意義上是個(gè)生物化學(xué)沉積巖，主要是由規(guī)制細(xì)胞壁組成，具有極好的吸水性，并不溶于酸堿物質(zhì)中去，作為一種絕緣材料應(yīng)用到建筑，既可以與良好的隔聲作用，也對建筑質(zhì)量有了極大的提升;玻璃泡沫是一種較為封閉的氣泡材料，具有較多的特點(diǎn)，如不會霉變、耐化學(xué)腐蝕、導(dǎo)熱系數(shù)小等，玻璃泡沫適用于溫度范圍較大的環(huán)境中，同時(shí)還具有不錯(cuò)的裝飾作用，在建筑行業(yè)在應(yīng)用范圍極廣。

4無機(jī)非金屬材料的發(fā)展

4.1復(fù)合化

作為三大基礎(chǔ)材料的有機(jī)高分子材料、無機(jī)非金屬材料、金屬材料，已經(jīng)出現(xiàn)了復(fù)合化的發(fā)展趨勢，人們滿懷期待的從現(xiàn)階段的基礎(chǔ)中，科研人員加大研究力度，為人們提供結(jié)合其他材料優(yōu)勢于一體有保留無機(jī)非金屬材料自身特色的復(fù)合型材料。比如鋼筋混凝土、玻璃鋼等等，這種復(fù)合材料結(jié)合多種材料的有點(diǎn)于一身，有效的滿足人們對材料的大多應(yīng)用。

4.2節(jié)能化

傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料的取材極為廣泛，但是企業(yè)對材料的生產(chǎn)能力與技術(shù)水平有限，導(dǎo)致在材料的加工以及產(chǎn)出過程中則將會消耗大量的能量以及造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，所以生產(chǎn)企業(yè)要從源頭上最大能力的對產(chǎn)品原料進(jìn)行回收、廢棄、或者有效處置。盡管隨著技術(shù)的不斷突破，這種局面不斷地改善，但是節(jié)能是能源問題的基礎(chǔ)途徑，但是長遠(yuǎn)發(fā)展來看，節(jié)能仍然是無法解決的問題，需要不斷完善技術(shù)，開發(fā)污染低、耗能低的模式。

4.3標(biāo)準(zhǔn)化

目前的新型無機(jī)非金屬材料在我國的發(fā)展的環(huán)境和市場良好。企業(yè)可以通過建立科學(xué)的評價(jià)體系，將無機(jī)非金屬材料的可持續(xù)發(fā)展貫徹到底。并且，要增加對無機(jī)非金屬材料基于足夠的財(cái)政支持，投入一定的人力物力財(cái)力，有組織有計(jì)劃的對相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行定期的培訓(xùn)和技術(shù)考核，給他們創(chuàng)造機(jī)會，多到技術(shù)先進(jìn)，管理過硬的單位走訪，相互學(xué)習(xí)。同時(shí)重視無機(jī)非金屬材料的綠色評價(jià)，進(jìn)行生態(tài)節(jié)能技術(shù)的研究，建立無機(jī)非金屬材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)的法律法規(guī)，嚴(yán)格組織管理部門，要求其科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋O(jiān)督，為無機(jī)非金屬材料發(fā)展提供更大的擴(kuò)展空間。

5總結(jié)

工業(yè)生產(chǎn)能力在我國正逐步向科技化、節(jié)能化、大型化、規(guī)?；较虬l(fā)展，有效的提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低能源消耗都離不開無機(jī)非金屬材料的發(fā)展。隨著未來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特種新型材料將會發(fā)揮決定性的優(yōu)勢，使得各種材料都可以“各司其職”。相信在未來對無機(jī)非金屬材料的基礎(chǔ)研究的深入，各種測試技術(shù)的發(fā)展，無機(jī)非金屬材料將會按照預(yù)定的目標(biāo)不斷進(jìn)步。這對具有許多應(yīng)用到無機(jī)非金屬材料的各個(gè)行業(yè)的中國來說，這將會對經(jīng)濟(jì)建設(shè)起到非常重要的作用，加快我國硬實(shí)力的發(fā)展。

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中北大學(xué)?山西太原?030051