无机非金属材料发展趋势.doc

吴高杰

[摘 要]近年来，我国社会得到了快速发展，与此同时，能源问题也在日益突出。所以，找到能够节省能源的新型材料是当前我国社会发展的必经之路。无机非金属材料材料在节能方面优势较大，能够实现节省能源的目标。无机非金属材料包含了除去金属材料以及高分子材料的全部的材料行业，且无机非金属可以抵御高温，具备一定的硬度等，并在我国的建筑和工业领域得到了很好的应用。基于此，本文围绕现代无机非金属材料，首先阐述了无机非金属材料的分类和构成，然后对无机非金属材料的发展趋势进行了分析，希望给研究此类材料的工作者提供有价值的参考。

[关键词]无机非金属材料；分类构成；发展趋势

中图分类号：TB321 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）31-0237-01

1 现代无机非金属材料种类的划分

1.1 根据化学成分进行分类

整体而言，现代无机非金属材料根据化学成分进行分类，可以划分成两种类型：（1）化合物；（2）单质。化合物通常包含了非氧化物、多元化合物、氧化物。而非氧化物可以划分成氮化铝以及氮化硅；多元化合物可以分成钛酸钡以及生物玻璃；氧化物可以划分为二氧化锆以及三氧化二铝。而单质可以划分成单晶硅、金刚石，例如集成电路、工具等；单质硒玻璃，例如敏感性材料；多晶硅，比如光电材料、电极材料等；无定形碳，比如导电与生物膜材料等（图1）。

1.2 根据分子结构进行分类

现代无机非金属材料一般按照分子结构能够分为晶体以及非晶体。晶体划分成多晶以及单晶，这两个均能够划分成单质以及化合物类型。单晶的单质一般分为金刚石、集成电路、工具材料等；单晶化合物能够划分成电子器件、半导体敏感材料等。而多晶的单质能够划分成烧结金刚石、光电材料、多晶硅等。而该种类型的材料在化合物层面还能够划分成过往的陶瓷、全新的陶瓷、自然石料。过往的陶瓷可划分成建筑、美术、日用、耐火材料陶瓷；全新的陶瓷可以划分成耐腐蚀性、耐磨性、耐冲刷性、耐高温性、硬度材料；性能陶瓷可以划分成光学性能、生物性能、电子性能材料；自然石料可划分成建筑、日用、装饰材料。

2 无机非金属材料的优点

无机非金属材料的物理和化学性质较为稳定，所以一般不容易出现风化和老化问题。其次，无机非金属材料本身是无机物，所以属于非燃烧类材料。通常的情况下，该类材料能够承受0.5H-1.0H的高温，属于一到三级耐火材料。再者，无机非金属材料具有紧密的结构，所以具有较强的防水性能，能够防止地表和雨水渗透。此外，无机非金属材料具有稳定的化学性质，所以具有较强防腐性。

3 现代无机非金属材料构成

3.1 功能材料的构成

功能材料的构成，一般是由电学材料、生物材料以及光学材料构成的。电学材料包含了压电材料、电导材料、热电材料、磁性材料、电子材料、敏感材料。在这之中压电材料就是力与电的转变材料，该种类型的材料拥有把外界机械能变成电讯号的能力，其一般使用的材料就是水晶体等，通常是用来制作开关传感器之类的东西，是一种比较重要的材料。电导材料就是一种具有导电、超导等电学功能的材料，大体上可划分成电导材料中，该种类型的材料还在不斷发展，且使用范围大。磁性材料运用范围是电脑、录像机里面的记录材料，归属于铁氧体类型的物质，比如四氧化三铁材料，这种材料可以记录以及存储信息，并且还可以将信息读出来，是当前图像以及语音记录中的核心材料。电子材料就是金刚石薄膜、单晶硅等，可使用该种材料来制作集成电路以及特别窗口等，是现代工业自动化的必要性材料。敏感材料就是温湿度等比较敏感的材料，属于半导体材料，一般是氧化亚锡等，通常使用在生活领域或者化学工业领域中，该种类型的材料能够起到一定的警报作用。生物材料是由生物体中的可控制表层活性材料、生物惰性、生物体中可以吸收的材料构成的。由于生物材料已经从传统的骨代材料变成了可以替代肌肉的材料，该种类也从单一性变成了多样性。生物体中的可控制表层活性材料一般有活性玻璃、涂层以及复合材料，通常是用来作为骨材料。能够融入生物体，从而改进结合状态，提升生物替代品的生理方面的性能。

3.2 工程材料的构成

当前的工程材料逐渐由普通建筑材料向耐高温抗热震、耐磨耐腐、高强高韧等方向发展。所谓的耐高温抗热震材料通常是三氧化二铝物质等材料。这种类型的材料通常使用在冶金工业里面以及航天工业之中。耐磨耐腐材料拥有很好的化学耐磨性以及稳定性，一般使用的材料就是二氧化锆物质、氧化硅物质、二氧化硅增韧三氧化二铝的材料。该种材料在轻工业以及机械工业中适用范围广。比如，在化学工作之中采用了耐酸泵叶轮，过往采用的铸铁物质的构件，仅仅可以只有几天或者几小时的使用寿命。而使用了三氧化二铝物质的叶轮以后，其使用寿命能够达到一年。高强高韧材料一般是三氧化二铝物质、二氧化硅等，这种材料韧性非常好并且强度很高。一般使用来作为结构材料，运用于机械工业切削刀具等等。

4 无机非金属材料的发展

4.1 复合化

作为三大基础材料的有机高分子材料、金属材料、无机非金属材料，正呈现出复合发展趋势，并且取得了一定的成果，比如钢筋混凝土、玻璃钢等，这种复合材料集合了多种材料的性能，是复合结构，能够更好的满足时下人们对于材料上的需求。

4.2 节能化

传统的无机非金属材料的取材广泛，但是由于技术水平的原因，导致了在生产过程中出现高耗能、高污染的特征，不过随着技术的改进，这种局面正在有所好转，节能一直是解决能源问题的基础手段，但从长远的角度出发，还是无法完全的解决问题，因此要完善技术，寻找新的低耗能、低污染的发展模式。

4.3 低维化

无机非金属材料呈现向薄膜材料、纤维材料发展趋势。比如微电子中薄膜材料的应用，机构材料中薄膜材料的应用，纤维材料对光信号的放大、调制等。

4.4 智能化

材料向着智能化发展是未来的一种趋势，可以使性能更为优良，呈现多元化发展，现阶段我国已经制造出了多片压电、铁电陶瓷等具有代表性的智能化材料，这种智能化材料运用到建筑工程当中，可以提高建筑的安全性能。

5 促进无机非金属材料发展的策略

我国的无机非金属材料，虽然取得了不错的成就，但是依然存在着一些限制其发展的因素。比如，材料的种类杂乱、质量较低、缺乏科技含量，从而导致市场竞争力不足等。种种因素不但影响了无机非金属材料的推广，同时迫使其越来越难以满足人们的需求，因此，急需采取必要的措施，对无机非金属材料进行发展策略调整。首先是政府方面，政府应该增加对无机非金属材料的重视力度，加强对企业结构的调整、引导，完善相关制度，并在财政上给予更大的支持，其次是完善相关的法律，对于研制开发出新的无机非金属材料的人员一定保障，通过法律来保护研发人员的合法权益，最后是企业要注重相关技术人才的培养，定期组织从业人员进行技术考核，并以正确姿态正视国外先进技术，从而推动我国无机非金属材料的发展进程。

结语

综上所述，随着我国科学技术的不断发展，各行各业需要各种传统材料的同时，还需要性能特殊的新材料，这就促进了无机非金属材料的研究、开发与生产。无机非金属材料在现代建筑中占有不可忽视的地位，是现代社会不可缺少的支柱材料，在我国建筑行业中将发挥重要的作用。因此，我们要以科学严谨的态度，正视其发展趋势，并在资金上加大投入，技术上不断增进，确保其发展能跟上国家发展需求的步伐。

参考文献

[1] 闫冬.无机非金属材料行业的发展趋势[J].科技资讯，2010（22）：106.

[2] 王大博，孙艳艳.浅谈我国无机非金属材料的应用与发展概述.