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无机非金属材料的应用和发展

时间:2023-01-15 16:15:04 来源:网友投稿

作者简介:张强(1984.3.4)男,汉族,山东淄博人,本科学历,从事无机非金属材料研究工作。现就职于广东科达洁能股份有限公司

摘 要: 由于传统的无机非金属材料在目前社会经济的应用中存在一定不足,使得我国在材料选型面临严峻的挑战,开发研制新型的无机非金属材料有助于我国建筑、医疗、航空航天等领域的快速发展,满足各个行业对材料的需求,以此探讨无机非金属材料的应用和发展。

关键词: 无机;非金属材料;应用;发展

【中图分类号】 TB321 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879(2018)08-0309-01

0.引言

由于我国在发展过程中,时刻需要面对能源紧张的局面,其形势也十分严峻,对待材料的选取和加工制造采取严谨的态度,而现代无机非金属材料具有很强的节能、环保的特点,具有耐高温、高硬度和抗腐蚀等优良特性[1-2]。这类材料主要包含陶瓷玻璃、耐火材料、水泥以及特种陶瓷等方面,但也存在不足之处:抗拉强度低、韧性差。本文就无机非金属材料的特点,科学合理的分析,对其应用和发展做一个简单的分析。

1.无机非金属材料的分类和特点

现代无机非金属材料按照不同的特性可以分为半导体材料、硅酸盐材料、陶瓷材料等,对于任何一种材料的用途不同,其性能也是不一样的[3-4]。具体介绍如下:

(1)半导体材料。

半导体是指常温状态下某材料的电阻值系数在导体和绝缘体之间,我们称该材料为半导体材料,现用的大部分半导体都属于无机半导体材料,其分为元素半导体、掺杂半导体、化合物半导体、缺陷半导体,现在广泛的应用于无线电电子技术、计算机技术和新能源利用技术等高新技术。

(2)硅酸盐材料。

硅酸盐材料根据加工的方式可以分为天然硅酸盐和工业硅酸盐材料,占整个无机材料一半以上,主要应用于基建、民用和生活用品等各个方面。其中,天然硅酸盐是地壳的主要矿物成分,其结构分为单个阴离子、链状和层状阴离子以及骨架状结构等,天然硅酸盐具有很好的机械强度、熔点高、耐热性好,化学稳定性好耐酸碱腐蚀,其用于民用生活中的有玻璃、水泥、陶瓷等等。

(3)精细陶瓷材料。

精细陶瓷材料不同于与传统的陶瓷,其结构和性能都有很大的提升,甚至比硅酸盐的应用范围更广、作用更大。该材料的制备突破了传统的工艺采用了多种高新技术制取高纯、超细的原料,保持精确的化学组成、严格控制成型和烧结工艺,以获得精确尺寸、形状,确定的微观结构和所需优良性能的新材料,其应用非常广泛。

对于整个无机非金属材料而言,一般都会具有如下的几大特性:第一,耐腐蚀性和有效性。这是与自身材料的物理和化学的性能有关,其性能稳定、不易老化、耐久性和防火性。第二,防水性。由于无机非金属材料结构紧密,具有很强的防水渗透能力,如:混泥土结构;第三,抗腐蚀。该性能主要取决于无机非金属材料的物理性能和化学性能,具有一定的抗腐蚀性,能够在低温、高温等恶劣环境中发挥较好的作用。

2.我国无机非金属材料的应用

在建筑工程中,可以作为绝热材料,阻断室内外的热量交换。绝热材料的隔热好坏主要取决于材料的传导特性,其传导性能越差,绝热效果越好,反之则越差。目前,绝热材料主要分为:有机绝热材料、无机绝热材料和金属。其中,有机绝热材料中副产物较多,容易产生对人体有害的物质,不利于环保,防火性也比较差,并且容易老化,耐腐蚀性差;金属材料用于绝热使用的范围相对狭窄,主要与自身的金属特性有关,应用的场合相对较少;而无机非金属材料基本上都包含了有机材料和金属材料的有点,另外还具有材料来源广,生产工艺简单,耐热性强,防火性强,承载力强等优势。

现有的无机非金属材料包含岩棉、人造轻质硅酸盐,其绝热材料具有质地松软、化学稳定性好、耐酸碱、弹性好和环保等特点,广泛的应用于人们生活的各个方面。泡沫玻璃是以石英砂矿粉或碎玻璃为基料,加入发泡剂、促进剂等添加剂,经超细粉碎和均匀混合形成配合料,经融化、发泡、退火而形成的内部充满封闭式气泡的材料。该材料具有密度低、导热系数小、不透湿、吸水率小、不燃烧、不霉变、机械性能高、加工方便、耐化学腐蚀、本身无毒、性能稳定等特性。既可以用于保温又可以用于隔热,能适应极冷和较高温度的环境,与此同时,在建筑工程中,由于具有耐久性好、质硬、表面强度高、可切割成型,施工方便,可成彩色材料,很多装饰都采用该材料。

3.无机非金属材料的发展

随着我國科学技术和社会经济的快速发展,各行各业对材料的要求也越来越高,尤其是性能,以此弥补传统材料的缺陷和不足,在此基础上研制开发新型无机非金属材料,用于更多的场合,拓宽其他行业的快速发展。

在20世纪40年代以前,无机非金属材料主要以传统的方式进行生产和应用,比如:用天然粘土为主要原料制作的粘土产品;用多种非金属矿物原料生产出的水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料;20世纪40年代以后,随着航空航天、电子科学技术、机械工程、生物科学材料等领域的迅速发展,人们对于无机非金属材料要求的不断提升,迫使该材料不断的革新和发展,研制出一系列的新型材料,极大地增加了无机非金属材料的类别和特点。

随着人民生活水平的不断提高,对新型材料的要求和作用也不断提升,尤其是传统材料的缺陷不断的放大,因而需要不断通过各种先进技术来探索新材料的生产方法,拓展无机非金属材料的用途和功能,为社会的建筑发挥最大作用,带到社会经济的全面发展。

参考文献

[1] 孙鹏超,王思雨,宋晓东.无机非金属材料的应用与发展[J].南方农机,2017,48(05):127-128.

[2] 龚伟.典型无机非金属材料增材制造与应用现状研究[J].建材与装饰,2017(39):249-250.

[3] 于云,史廷春,孙芳芳,潘金德,杨勇.典型无机非金属材料增材制造研究与应用现状[J].材料导报,2016,30(21):119-129.

[4] 孙鹏超,王思雨,宋晓东.无机非金属材料的应用与发展[J].南方农机,2017,48(05):127-128.

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