金屬材料與無機非金屬材料連接的研究概述

要宇鵬 麻彪龍 鄭文陽 李婷慧 常曉歡

摘要：隨著金屬鋼材市場不斷轉變、以及政府政策的不斷革新，所需鋼材和無機非金屬以及從傳統領域中走向新型無機非金屬市場。第一個原因是在于無機非金屬材料擁有自身的特別優勢，第二是當前市場下無機非金屬材料的應用領域已經快速拓展到各個行業、各個領域。但同時也是一把雙刃劍，有優點就有缺點，發生共性混是必然，然而我們在面對無機非金屬材料的這些缺點和劣勢也找出一些非常有用和攻克的技術手段。我們在對無機非金屬材料的研究當中，全部抓住材料的制作和利用兩個方面的問題，并且解決這些重中之重的問題;還有一點就是無機非金屬材料難度較高，只要我們能夠制作出這些簡單且復雜的工程工序，在一定程度上降低無機非金屬材料的結構磨合;也由于無機非金屬材料材料的冷熱加工性能較低，并且冷熱性能制作程度很差，所有在研究和開發過程當中會被這些問題和困難因素所影響和制約，這些制約因素也在一定程度上對我們的研究和研發造成一定的影響。

關鍵詞：金屬材料的應用;無機非金屬材料優差

1、金屬在其他物質當中的實用性

1.1金屬材料應用在玻璃物質當中產生的問題

當相關工作人員研究金屬-玻璃封接時，主要面臨熱應力和物理化學不相容兩大難題。大家都知道，玻璃是我們日常生活中最常見的非金屬材料，其主要成分是三氧化二鋁和二氧化硅，同時也是共價鍵連接結構，而我們熟知的金屬主要以電子元形式存在，從而無法使熔融狀態下的玻璃材料濕潤地攤鋪在金屬表面，進而不能實現玻璃-金屬的有效封接。此外，玻璃同般金屬的熱膨脹系數不同，即便二者能夠潤濕連接，但是冷卻期間，不可避免地會產生很大的應力，甚至會發生玻璃爆炸問題。

1.2、無機非金屬材料的優缺點

由于我國現代建筑所面臨的能源形勢十分嚴峻，我們應該廣泛選用建筑節能材料，而在這些材料中無機非金屬材料又具有很強的節能優勢。無機非金屬材料包括除金屬材料高分子材料以外的幾乎所有材料，這些材料主要由一般陶瓷玻璃、耐大材料、水泥以及特種陶瓷等新型無機工程材料般無機非金屬材料具有耐高溫、高硬度和抗腐蝕等優良工程性能，其主要缺點是抗拉強度低、切性差。

2、無機非金屬材料的特點及應用

2.1無機非金屬材料和金屬材料的共性

無機非金屬材料和金屬材料以及有機高分子材料等一樣，是當代完整的材料體系中的一個重要組成部分。在品體結構上，無機非金屬的晶體結構遠比金屬復余，并且沒有自由的電子。無機非金屬材料具有比金屬鍵和純共價鍵更強的離子鍵和混合鍵。這種化學鍵所特有的高鍵能而高鍵強賦予這類材料以高熔點、高硬度、耐腐蝕、耐磨損高強度和良好的抗氧化性等基本屬性，以及寬廣的導電性隔熱性、透光性及良好的鐵電性、鐵磁性和壓電性。無機非金屬材料品種和名目極其繁多，用途各異，因此，還沒有一個統一而完善的分類方法。通常把它們分為普通的（傳統的）和先進的（新型的）無機非金屬材料兩大類。

2.2玻璃與金屬的封接

玻璃一金屬封接的主要問題為兩者的物理化學不相容和熱應力問題。玻璃的主要成分為S102，A1O，為典型的非金屬材料，為其價鍵連接結構，向金屬則以電子云的方式結臺，導致熔融狀態的玻璃材料在金屬表面無法潤濕鋪展，從而無法達到玻璃一金屬的封接，此外，玻璃與一般金屬的熱能脹系數相差很大，即使兩者能夠潤濕連接，也會在冷卻過程中產生較大的應力，甚全出現玻璃炸裂的現象。針對物理化學個相容性問題，主要長用金屬材料表面改性的方法，以達到絡融玻璃與金屬的剎濕鋪展，在電真空行的金屬表面改性方法是金屬表面氧化業，目前廣泛自先在含氧氛圍中加熱金屬表面，使表面產生與基體結合緊密的氧化膜（如Fe203，Fe30等），該氧化膜可與培融的璃潤濕鋪展，從而解決玻璃一金屬物理化學個相容問題

3、晶體結構物質的應用

3.1無機非金屬在晶體下的優勢

應用在晶體結構上，無機非金屬的晶體結構遠比金屬復雜星級并且沒有自由的電子。無機非金屬材料具有比金屬鍵和純共在建筑工程中，把用于控制室內熱量外流的材料稱為保價鍵更強的離子鍵和混合鍵。這種化學鍵所特有的高鍵能，溫隔熱材料，把防止室內熱量外流的材料稱為隔熱材料。絕大國內無機而高鍵強賦予這類材料以高熔點、高硬度、耐腐蝕、耐磨損星級：食熱材料的優劣主要有材料的傳導性能的高低決定。材料的傳隔熱性、透光性及良好的鐵電性、鐵磁性和壓電性。導性能越差，其決熱性能就好，反之則越差。

3.2無機非金屬材料與金屬材料連接的研究的共差

無機非金屬材料與金屬材料連接的研究用中承載力不強，防火性能差，易老化，耐候性也很差等共點。在現代社會中高強度和良好的抗氧化性等基本屬性，以及寬廣的導電性P口腔無機已形成了三大類絕熱材料：有機絕熱材料，無機絕熱材料，星級：食無機非金屬材料品種和名目極其繁多，用途各異，因此，金屬。而有機絕熱材料相對無機絕熱材料來說受到很多限制，還沒有一個統一而完善的分類方法。通常把它們分為普通的（傳統的）和先進的（新型的）無機非金屬材料兩大類。與其它構件的結合性差，耐腐蝕性弱，合成浪費能源，不穩口腔無機定，而且有機性材料的副產物太多，大多對人體又有害，使得不能得到廣泛的應用，致使在一定程度上得到中斷的結果。

4、總結

無機非金屬材料與金屬材料連接的研究與研發肯定還會一直持續下去，科研人員也會在科研的道路上不斷為金屬行業做出更多的貢獻和付出，讓金屬材料在現有金屬物質的潛在影響下更一步，樹立起金屬材料行業的第一面標志與標桿。

參考文獻：

[1]馬泉山，劉廣君，材料類專業實驗教學環節現狀與改進措施探討【J】實驗技術與管理，2010，27;150-152

[2]陳國華，劉貴仲，提高材料科學與工程專業設計質量的探索與實踐【J】理工高教研究，2007，26（5）;102-103

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