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      無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

      2018-09-10 02:25:19田華
      現(xiàn)代鹽化工 2018年6期
      關(guān)鍵詞:發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)用

      田華

      摘? ?要:無機(jī)非金屬材料是硅酸鹽材料通過優(yōu)化后得到的一種新型材料,在我國較多領(lǐng)域中有較為廣泛的應(yīng)用,比如建筑行業(yè)、信息技術(shù)行業(yè)、軍事以及科研行業(yè)等,具有功能多元化、種類繁多以及節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。因此,無機(jī)非金屬材料在不同領(lǐng)域的應(yīng)用對(duì)我國科學(xué)發(fā)展提供助力,對(duì)未來經(jīng)濟(jì)的提高具有較大的促進(jìn)作用。本文首先對(duì)無機(jī)非金屬材料進(jìn)行一個(gè)大概的了解,并探討了無機(jī)非金屬材料的類別,以此表明無機(jī)非技術(shù)材料在發(fā)展中的多樣性,同時(shí)闡述了無機(jī)非金屬材料在不同領(lǐng)域中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì),著重探討了無機(jī)非金屬材料在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用效果,最后對(duì)無機(jī)非金屬材料的未來發(fā)展進(jìn)行了探究。

      關(guān)鍵詞:無機(jī)非金屬材料;應(yīng)用;發(fā)展趨勢(shì)

      無機(jī)非金屬材料在較多領(lǐng)域中有較大的發(fā)展,應(yīng)用過程中的有效性與科學(xué)性發(fā)揮著較為重要的作用。雖然無機(jī)非金屬材料在我國有較為廣泛的應(yīng)用,但是對(duì)此的研究相對(duì)較晚,在發(fā)展過程中也存在一些不足之處,這就需要增強(qiáng)我國綜合實(shí)力,對(duì)無機(jī)非金屬材料在應(yīng)用的過程中進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)與分析,這對(duì)無機(jī)非金屬材料的更好應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ),從而為我國新型材料行業(yè)的發(fā)展提供助力。

      1? ? 無機(jī)非金屬材料概述

      我國在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中,能源使用量比較多,一些不可再生能源面臨枯竭,為了保證人類文明的持續(xù)發(fā)展,需要開發(fā)新型能源,并將此應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中。無機(jī)非金屬材料具有較強(qiáng)的節(jié)能性,其中包括除高分子材料、金屬材料以外的所有材料,此材料主要是由一般耐火材料、陶瓷玻璃等新興無機(jī)工程材料[1]。此外,無機(jī)非金屬材料有較大的硬度,并且在此基礎(chǔ)上耐高溫,與此同時(shí)也具有較大的抗腐蝕性,但是在應(yīng)用的過程中也有一定缺點(diǎn),比如韌性差、抗拉強(qiáng)度低等。

      2? ? 無機(jī)非金屬材料的分類

      2.1? 半導(dǎo)體材料

      半導(dǎo)體主要是指電子值在導(dǎo)體與絕緣體之間的材料,在信息化技術(shù)中有較大的應(yīng)用,在計(jì)算機(jī)技術(shù)以及無線電電子技術(shù)中有較好的應(yīng)用效果,并且在新能源技術(shù)應(yīng)用效果也較為明顯,在較多領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著較為重要的角色。目前,我國較多的半導(dǎo)體材料是一種無機(jī)半導(dǎo)體材料,該材料主要分為摻雜半導(dǎo)體、元素半導(dǎo)體以及化合物半導(dǎo)體等。

      2.2? 晶體材料BGO

      BGO主要是一種化合物的一種總稱,主要是指Bi4Ge3O12,該晶體材料無色透明狀,若帶有能量電子進(jìn)入時(shí),晶體會(huì)產(chǎn)生不同的光亮,一般會(huì)發(fā)出藍(lán)綠色光。這在較大程度上能夠?qū)晒馕恢门c強(qiáng)度進(jìn)行有效的記錄,可對(duì)入射電子粒子中的位置與能量進(jìn)行計(jì)算[2]。

      2.3? 硅酸鹽材料

      硅酸鹽是無機(jī)材料中較為重要的一類材料,應(yīng)用廣泛。硅酸鹽主要包括天然硅酸鹽與工業(yè)硅酸鹽,天然硅酸鹽是自然界較為重要的礦物質(zhì),是構(gòu)成地殼最為重要的是物質(zhì),有較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)與成分。此外,硅氧四面體是天然硅酸鹽最為基本結(jié)構(gòu),以Si原子為結(jié)構(gòu)核心,氧原子分別位于四面體,具有較大的強(qiáng)度,并且有較高的熔點(diǎn),耐熱性比較高。從化學(xué)的角度來看,有較為穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),是工業(yè)硅酸鹽材料生產(chǎn)的重要原料。

      3? ? 無機(jī)非金屬材料的優(yōu)點(diǎn)

      3.1? 整體性

      無機(jī)非金屬材料在一定程度上屬于固體無機(jī)材料,具有較強(qiáng)的整體性。無機(jī)非金屬材料在應(yīng)用過程中物理性能與化學(xué)性能較為穩(wěn)定,不易出現(xiàn)風(fēng)化及老化的情況。

      3.2? 抗腐蝕性

      無機(jī)非金屬材料中的物理性質(zhì)是由化學(xué)性質(zhì)所決定,該材料具有較強(qiáng)的抗腐蝕性。

      3.3? 防火性能

      無機(jī)非金屬材料還具有較大的防火性能,屬于非燃燒類材料,能夠有效承受較高的溫度,是一種較好的耐火材料。

      4? ? 無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用

      4.1? 在建筑工程中的應(yīng)用

      隨著我國科技技術(shù)的不斷發(fā)展,建筑行業(yè)也得到了較快的發(fā)展,但是在發(fā)展中也出現(xiàn)了資源短缺的問題,非金屬材料能夠有效滿足建筑要求,具有較好的保溫隔熱的作用。無機(jī)非金屬材料能夠較好地應(yīng)用在建筑行業(yè)中,比如建筑外表以及結(jié)構(gòu)等,確保建筑的保溫性能,能夠有效避免建筑物受外力的破壞。同時(shí),在建筑過程中,保溫隔熱材料主要是硅藻土、巖棉以及泡沫玻璃等,比如硅藻土質(zhì)地較為松軟,并且多孔,可以將其制成粉末,能夠?qū)λ诌M(jìn)行吸收,同時(shí)具有較強(qiáng)的隔熱性能[4]。

      4.2? 國防裝備中的應(yīng)用

      無機(jī)非金屬材料作為一種新型材料,主要是人工晶體、無機(jī)纖維、先進(jìn)陶瓷等,在我國國防建設(shè)中有較多的應(yīng)用,我國國防建設(shè)打下了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面:(1)人工晶體。人工晶體材料在國防建設(shè)中較為重要,一般情況下被應(yīng)用在潛艇通信、激光武器以及電子對(duì)抗等方面。(2)陶瓷。陶瓷具有耐高溫、韌性高的優(yōu)勢(shì),在航空航天領(lǐng)域有較為廣泛的應(yīng)用,比如衛(wèi)星遙感以及發(fā)動(dòng)機(jī)等。此外,陶瓷質(zhì)量相對(duì)較輕,并且硬度較高的特點(diǎn),在較大程度上有較好的防御性能,在飛機(jī)、汽車以及防彈衣中應(yīng)用廣泛。(3)摻雜石英玻璃材料。石英玻璃材料主要應(yīng)用在宇宙飛船以及衛(wèi)星中,具體應(yīng)用在自控系統(tǒng)中,在不同種類軍用飛機(jī)中的關(guān)鍵部位均有使用。

      4.3? 在建筑保溫中的應(yīng)用

      無機(jī)非金屬材料在建筑保溫中也有較為廣泛的應(yīng)用,并且有較好的應(yīng)用效果。此外,在換種外表保溫以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)中均采用了無機(jī)非金屬材料,能夠提高建筑保溫性能,以此全面提升建筑質(zhì)量[5]。在建筑保溫中應(yīng)用的無機(jī)非金屬材料主要有硅藻土、巖棉以及玻璃泡沫等,在使用過程中會(huì)用到不同的無機(jī)非金屬材料,主要是因不同的材料有不同的使用效果。巖棉是一種絮狀纖維材料,主要成分是硅酸鹽,具有較為穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),同時(shí)質(zhì)地相對(duì)較為松軟。此種材料有較好的耐酸堿性,通過建筑表面的包裹,最大程度上提高建筑的保溫性能,還可有效避免建筑受到不同物質(zhì)的不利影響。硅藻土從嚴(yán)格意義上來講是一種生物化學(xué)沉積巖,主要成分由硅質(zhì)細(xì)胞壁組成,具有吸水性良好的優(yōu)點(diǎn),并且不溶于酸堿物質(zhì)中,在作為一種絕緣材料應(yīng)用到建筑中,同時(shí)還具有較好的隔生性能,對(duì)建筑質(zhì)量的提升具有較大的促進(jìn)作用;玻璃泡沫是一種較為封閉的氣泡材料,具有較多優(yōu)點(diǎn),比如不霉變、導(dǎo)熱系數(shù)小以及耐化學(xué)腐蝕等,玻璃泡沫在使用過程中適用較大的溫度范圍,還具有較強(qiáng)的裝飾功能,在建筑行業(yè)中可大大提高應(yīng)用效果。

      5? ? 無機(jī)非金屬材料的發(fā)展

      隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們生活質(zhì)量的提高,科技技術(shù)充斥著人們的生活,各種新型材料的使用使人們生活更加便利,在傳統(tǒng)材料基礎(chǔ)上大大優(yōu)化了其性能,這在較大程度上促進(jìn)了無機(jī)非金屬材料的研究與應(yīng)用。20世紀(jì),人們普遍認(rèn)為無機(jī)非金屬材料是自然界的特殊石頭加工而成,以粘土為主要原料制成的粘土制品,并且采用非金屬礦物原料生產(chǎn)出的玻璃、陶瓷以及耐火材料等。隨著時(shí)代的快速發(fā)展,我國各個(gè)領(lǐng)域在發(fā)展過程中使用了新型材料,這在較大程度上增加了無機(jī)非金屬材料使用的品種及名目,隨著人們對(duì)生活質(zhì)量要求越來越高,對(duì)新型材料的功能與品種也有較大的要求,這也為傳統(tǒng)材料的使用提出了新的挑戰(zhàn)[6],為此,需要通過新型技術(shù)進(jìn)行新型材料的生產(chǎn)。無機(jī)非金屬有較多品種,比如除有機(jī)高分子材料、金屬材料以外的其他材料,并且用途較為廣泛、種類繁多。無機(jī)非金屬材料在我國較多領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛,是建筑行業(yè)中不可或缺的材料。

      5.1? 復(fù)合化

      我國無機(jī)非金屬材料正向復(fù)合化發(fā)展,將三大基礎(chǔ)材料金屬材料、有機(jī)高分子材料以及無機(jī)非金屬材料進(jìn)行有機(jī)的融合,在復(fù)合發(fā)展的過程中取得了一定的成果,并在一些領(lǐng)域中有較好的應(yīng)用,比如玻璃鋼、鋼筋混凝土等,此種復(fù)合材料結(jié)合了不同材料的性能,可有效滿足人們對(duì)新型材料的需求[7]。

      5.2? 低維化

      無機(jī)非金屬材料逐漸向薄膜材料方向發(fā)展,并且還向纖維方向發(fā)展,比如微電子、機(jī)構(gòu)材料等,其中薄膜材料在微電子中有較好的應(yīng)用效果,在光信號(hào)中,纖維材料能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效的調(diào)制與放大。

      5.3? 節(jié)能化

      無機(jī)非金屬材料的選取較為廣泛,但是無機(jī)非金屬材料制作技術(shù)相對(duì)有限,在生產(chǎn)期間會(huì)出現(xiàn)環(huán)境污染以及高能耗的情況發(fā)生。隨著我國科技技術(shù)的不斷更新,制作技術(shù)有較大的提升,材料的應(yīng)用具有較好的節(jié)能效果。從未來發(fā)展的角度來看,還不能對(duì)此問題進(jìn)行完全的解決。

      5.4? 智能化

      無機(jī)非金屬材料正在向著智能化快速發(fā)展。目前,我國在新型材料發(fā)展領(lǐng)域已制造出了鐵電陶瓷、多片壓電等智能化材料,將此種智能化材料應(yīng)用到不同領(lǐng)域中,能夠全面促進(jìn)領(lǐng)域發(fā)展,比如將智能材料應(yīng)用到建筑行業(yè)中,能夠在較大程度上提升建筑行業(yè)建設(shè)中的安全性與穩(wěn)定性,[8]。

      6? ? 結(jié)語

      無機(jī)非金屬材料在我國不同領(lǐng)域的應(yīng)用過程中,具有較高的應(yīng)用價(jià)值,能夠推動(dòng)未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

      [參考文獻(xiàn)]

      [1]劉允超.無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用與發(fā)展[J].建材發(fā)展導(dǎo)向(下),2015(7):89-90.

      [2]孫鵬超,王思雨,宋曉東.無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用與發(fā)展[J].南方農(nóng)機(jī),2017(5):127-128.

      [3]于? ?云,史廷春,孫芳芳,等.典型無機(jī)非金屬材料增材制造研究與應(yīng)用現(xiàn)狀?[J].材料導(dǎo)報(bào),2016(21):119-129.

      [4]譚? ?寧.論無機(jī)非金屬材料在民用建筑中的應(yīng)用[J].環(huán)球市場,2016(34):78.

      [5]劉文浩,李? ?泳,喻從伍.淺析無機(jī)非金屬材料前景及應(yīng)用領(lǐng)域[J].財(cái)訊,2016(27):52-53.

      [6]李建峰.質(zhì)子導(dǎo)電性無機(jī)非金屬材料的發(fā)展及其應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2016(16):14-15.

      [7]李慧卿.無機(jī)非金屬材料在建筑工程中的應(yīng)用研究[J].工程技術(shù)(文摘版),2016(2):84.

      [8]黃寅軒.現(xiàn)代無機(jī)非金屬材料的分類與發(fā)展[J].城市地理,2017(24):41-42.

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