現(xiàn)代無機非金屬材料的分類與發(fā)展分析

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人類社會在發(fā)展的進程中，按照材料的不同性質(zhì)、不同功能應(yīng)用到不同領(lǐng)域，以實現(xiàn)材料價值的最大化。從使用最初的天然材料金屬材料、非金屬材料等打制工具和武器，再到制作和使用傳統(tǒng)的無機非金屬材料，人類對材料的研究始終在不斷的探索中。中國早在封建社會統(tǒng)治時期，人們就已經(jīng)掌握了利于天然材料陶土等燒制彩陶、瓷器等。隨著陶瓷工藝的發(fā)展，硅瓦、玻璃、水泥等耐火材料也逐漸的發(fā)展起來，并廣泛應(yīng)用到人的生產(chǎn)生活中。雄上世紀四十年代開始，人們在硅酸鹽的基礎(chǔ)上利用現(xiàn)代新型技術(shù)研究出更多類型的無機非金屬材料，應(yīng)用與生物醫(yī)學(xué)、國防、航空航天等領(lǐng)域，成為社會發(fā)展不可缺少的物質(zhì)。研究現(xiàn)代無機非金屬對社會經(jīng)濟的發(fā)展有著重要的意義。

1 分類

無機非金屬材料種類、名目繁多、功能用途各異成為現(xiàn)代材料的三大支柱之一。無機非金屬材料與金屬材料、有機高分子材料是目前應(yīng)用最廣泛的材料。由于類目較繁多，現(xiàn)代無機非金屬材料沒有特定的分類。我們對現(xiàn)代無機非金屬材料的分類，只能隨著它的發(fā)展及規(guī)律區(qū)探索。

1.1 按發(fā)展進程分類

按照現(xiàn)代無機非金屬材料發(fā)展進程分類，一般可分為傳統(tǒng)型無機非金屬材料和新型無機非金屬材料。傳統(tǒng)無機非金屬材料是建筑及工業(yè)行業(yè)的必備材料。常見的包括衛(wèi)生陶瓷、建筑陶瓷、電瓷、化工陶瓷、平板玻璃、玻璃器皿、水泥等等。新型無機非金屬材料是采用新型工藝制成的具有特殊性能、功能、用途的材料。常見的包括非今天材料、人工晶體、無機涂料、無機纖維等[1]。

1.2 按分子結(jié)構(gòu)分類

按現(xiàn)代無機非金屬材料的分子結(jié)構(gòu)分類，一般可分為晶體、非晶體。晶體又分為單晶、多晶，其中單晶與多晶又可分為單質(zhì)、化合物兩種。常見的單晶單質(zhì)包括單晶硅、金剛石、集成電路材料、工具材料等。常見的單晶化合物包括電子器件、碲化鉍、砷化鎵、半導(dǎo)體敏感材料等。常見的奪金多質(zhì)包括多晶硅、燒結(jié)金剛石、光電材料、工具材料等。常見的多晶化合物包括傳統(tǒng)陶瓷、新型陶瓷、自然石料。傳統(tǒng)陶瓷又分為日用陶瓷、建筑陶瓷、美術(shù)陶瓷、耐火陶瓷等。新型陶瓷又分為結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷等。自然石料有分為裝飾材料、建筑材料、日用器皿等。非晶體主要指玻璃。非晶體分為單質(zhì)玻璃和化合物玻璃兩大類。其中單質(zhì)玻璃分包括無定形硅、硒玻璃、無定型碳、生物玻璃、光電功能材料等?；衔锊ＡОㄈ沼貌ＡШ凸δ懿Ａ?。功能玻璃包括導(dǎo)管透光玻璃、光纖、透鏡、電學(xué)功能玻璃、激光調(diào)制器、光電管、電極材料、傳感器、骨材料、瓣膜材料、生物玻璃、熱濕等敏感玻璃[2]。

1.3 按功能分類

按現(xiàn)代無機非金屬材料的功能分類，一般可分為功能材料、工程材料。其中功能才可分為電學(xué)材料、光學(xué)材料、生物材料。電學(xué)材料包括壓電材料、磁性材料、電導(dǎo)材料、熱點材料、電子材料、敏感材料等。光學(xué)材料分為導(dǎo)光材料、透光材料、光信息材料等。生物材料分為生物惰性材料、生物體內(nèi)可控表面活性材料、生物體內(nèi)可吸收材料等。常見的生物替你可吸收材料包括羥基磷灰石、磷酸鈣等。

1.4 按化學(xué)成分分類

按現(xiàn)代無機非金屬材料的無機非金屬材料的功能及應(yīng)用化學(xué)成分分類，一般可分為化合物、單質(zhì)?；衔锇ㄑ趸?、非氧化物、多元化合物。其中氧化物包括二氧化氯等高強材料、光學(xué)材料，二氧化鋯等耐磨材料、耐熱材料。非氧化物包括氮化硅等高強高韌材料，氮化鋁等基片材料。多元化合物包括生物玻璃、鈷材料、鈦酸鋇及敏感材料。

2 功能與應(yīng)用

現(xiàn)代無機非金屬材料的類型繁多，功能也各不相同。材料的功能與材料的特性息息相關(guān)。一般的現(xiàn)代無機非金屬材料普遍具有高強高韌、耐高溫抗熱震、耐磨耐腐蝕等不同熱性。高強高韌材料主要應(yīng)用于機械工業(yè)，如機械的結(jié)構(gòu)部件。例如坦克裝甲車中所用的ZrO2質(zhì)，刀具上所用Al203質(zhì)，發(fā)動機氣缸套上所用的SiN4質(zhì)，頭盔上所用的Si3N4質(zhì)等。耐高溫抗熱震材料主要應(yīng)用于冶金、航天等輕工業(yè)領(lǐng)域。如發(fā)動機、噴漆發(fā)動機、噴管、燃氣輪機的葉片、復(fù)合裝甲的夾層、槍管襯套等部位。典型的抗熱震的材料包括BN、ZrO2。耐磨耐腐蝕的現(xiàn)代無機非金屬材料因其具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐磨性，廣泛應(yīng)用于機械工業(yè)、輕工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域。例如汽車剎車片、化工工業(yè)中的葉輪等。常見的耐磨耐腐無機非金屬材料有Al2O3質(zhì)、ZrO2增韌、ZrO2質(zhì)、SiC 質(zhì)等?，F(xiàn)代無機非金屬材料經(jīng)過特殊加工工藝改性后，其強度、抗高溫性、抗震性、耐磨性、耐腐蝕性得到不同程度的改善，其應(yīng)用功能增多，應(yīng)用范圍也隨之擴大[3]。

3 結(jié)語

現(xiàn)代無機非金屬材料是一個非常廣泛的定義，它作為一大類新型材料，其類型在隨著科技的研究和發(fā)展而變化。未來，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，現(xiàn)代無機非金屬材料的分類將會不斷更新，其應(yīng)用也會廣深入泛滲透到軍事、工業(yè)、航空航天、化工等各個領(lǐng)域，為人類社會發(fā)展和探索貢獻出更大的力量。