無機非金屬材料的應用及發展前景淺析

郝麗廷 張棟程 柳瑞江 武帥 仝婉奇

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

關鍵詞：無機非金屬材料;應用;發展

1引言

隨著我國經濟的快速發展，各個領域對能源的需求量急劇增加，無機非金屬材料與每個行業的發展都起到決定性的作用，盡管這促使無機非金屬材料的研究發展速度迅猛，但是由于起步較晚，在許多方面仍然存在一定的問題，無機非金屬材料和有機高分子材料、金屬材料是當下三大材料，與我國的工業和建筑業發展意義非凡，由此，加大力度將非金屬材料發展是提高我國綜合國力的捷徑之一。

2無機非金屬材料的概念

無機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、硼酸鹽等物質組成的材料。他是除了有機高分子材料和無機非金屬材料的統稱。二十世紀四十年代左右，無機非金屬材料的提取方法是由傳統的硅酸鹽材料演變出來的。作為與無機非金屬材料和有機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、特種玻璃等無機非金屬新型工程材料等。在晶體的結構上，無機非金屬的結構比金屬復雜的多，而且沒有自由的電子。但是其具有比純共價鍵和金屬鍵更強的離子鍵和混合鍵，其給予了這類材料高熔點、耐腐蝕、高硬度、高強度、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，他也存在這抗拉強度低、韌性差等弊端。

3無機非金屬材料的應用

無機非金屬材料的品種機器繁多，用途各異。傳統的無機非金屬材料是工業和基本建設所必需的基礎材料。新型無機非金屬材料與二十世紀中期后發展的具有特殊性能、特使用途的材料。他們是現代新科技、傳統工業創新、現代國防與生物醫學所不可缺少的物質基礎。

3.1在建筑工程中的應用

隨著我國科學技術的發展，建筑行業取得極快的發展，但是發展過程中關于出現了資源緊缺的問題，非金屬材料可以有效地滿足建設的要求，具有極好的隔熱保溫作用。無機非金屬材料若要用在建筑行業中，如建筑結構外表等，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，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，巖棉質地柔軟，但是可以防止熱量的流失，防止表面結露滴水，并且可以減少噪音，是建筑材料的不二之選。

3.2國防裝備的應用

無機非金屬材料作為新型材料，主要是將人工晶體、先進陶瓷、無機纖維等。在我國國防建設在應用頗多，為我國國防建設打下了堅定的物質基礎。主要便現在如下幾部分：（1）陶瓷，陶瓷具有韌性強、耐高溫的優勢，在航空航天領域中應用廣泛，比如衛星遙感以及發動機等。而且陶瓷的質量相對較輕，硬度較高的特點，在一定的程度上具有較高的防御性能，在飛機，汽車，以及防彈裝置上應用廣泛。（2）人工晶體，人工晶體材料主要在國防建設中應用廣泛，一般情況下被應用于激光武器、潛艇通信、電子對抗方面。其是實現國防信息化的橋梁性材料技術，尤其是發達國家，將人工晶體的生長、應用、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星自控系統的主要材料，在不同種類的軍用車輛及飛機的關鍵機構中均可被使用。

3.3在建筑保溫中的應用

無機非金屬材料在建筑保溫中的應用也極為廣泛，并且有較好的應用效果。此外，在外表保溫以及圍護結構中都采用了無機非金屬材料，這樣不僅可以提高建筑保溫效果，而且提高建筑的質量。在建筑保溫中所應用到的無機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，化學性質非常穩定，同時具有的質地較為松軟。這種材料耐酸堿性較強，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的不利影響。硅藻實際意義上是個生物化學沉積巖，主要是由規制細胞壁組成，具有極好的吸水性，并不溶于酸堿物質中去，作為一種絕緣材料應用到建筑，既可以與良好的隔聲作用，也對建筑質量有了極大的提升;玻璃泡沫是一種較為封閉的氣泡材料，具有較多的特點，如不會霉變、耐化學腐蝕、導熱系數小等，玻璃泡沫適用于溫度范圍較大的環境中，同時還具有不錯的裝飾作用，在建筑行業在應用范圍極廣。

4無機非金屬材料的發展

4.1復合化

作為三大基礎材料的有機高分子材料、無機非金屬材料、金屬材料，已經出現了復合化的發展趨勢，人們滿懷期待的從現階段的基礎中，科研人員加大研究力度，為人們提供結合其他材料優勢于一體有保留無機非金屬材料自身特色的復合型材料。比如鋼筋混凝土、玻璃鋼等等，這種復合材料結合多種材料的有點于一身，有效的滿足人們對材料的大多應用。

4.2節能化

傳統的無機非金屬材料的取材極為廣泛，但是企業對材料的生產能力與技術水平有限，導致在材料的加工以及產出過程中則將會消耗大量的能量以及造成嚴重的環境污染，所以生產企業要從源頭上最大能力的對產品原料進行回收、廢棄、或者有效處置。盡管隨著技術的不斷突破，這種局面不斷地改善，但是節能是能源問題的基礎途徑，但是長遠發展來看，節能仍然是無法解決的問題，需要不斷完善技術，開發污染低、耗能低的模式。

4.3標準化

目前的新型無機非金屬材料在我國的發展的環境和市場良好。企業可以通過建立科學的評價體系，將無機非金屬材料的可持續發展貫徹到底。并且，要增加對無機非金屬材料基于足夠的財政支持，投入一定的人力物力財力，有組織有計劃的對相關技術人員進行定期的培訓和技術考核，給他們創造機會，多到技術先進，管理過硬的單位走訪，相互學習。同時重視無機非金屬材料的綠色評價，進行生態節能技術的研究，建立無機非金屬材料的技術標準以及相關的法律法規，嚴格組織管理部門，要求其科學嚴謹的監督，為無機非金屬材料發展提供更大的擴展空間。

5總結

工業生產能力在我國正逐步向科技化、節能化、大型化、規?；较虬l展，有效的提高產品質量，降低能源消耗都離不開無機非金屬材料的發展。隨著未來科學技術的發展，特種新型材料將會發揮決定性的優勢，使得各種材料都可以“各司其職”。相信在未來對無機非金屬材料的基礎研究的深入，各種測試技術的發展，無機非金屬材料將會按照預定的目標不斷進步。這對具有許多應用到無機非金屬材料的各個行業的中國來說，這將會對經濟建設起到非常重要的作用，加快我國硬實力的發展。

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中北大學?山西太原?030051