无机非金属材料的应用与发展趋势

2018-09-10田华

现代盐化工 2018年6期

田华

摘要：无机非金属材料是硅酸盐材料通过优化后得到的一种新型材料，在我国较多领域中有较为广泛的应用，比如建筑行业、信息技术行业、军事以及科研行业等，具有功能多元化、种类繁多以及节能的优势。因此，无机非金属材料在不同领域的应用对我国科学发展提供助力，对未来经济的提高具有较大的促进作用。本文首先對无机非金属材料进行一个大概的了解，并探讨了无机非金属材料的类别，以此表明无机非技术材料在发展中的多样性，同时阐述了无机非金属材料在不同领域中应用的优势，着重探讨了无机非金属材料在不同领域中的应用效果，最后对无机非金属材料的未来发展进行了探究。

关键词：无机非金属材料;应用;发展趋势

无机非金属材料在较多领域中有较大的发展，应用过程中的有效性与科学性发挥着较为重要的作用。虽然无机非金属材料在我国有较为广泛的应用，但是对此的研究相对较晚，在发展过程中也存在一些不足之处，这就需要增强我国综合实力，对无机非金属材料在应用的过程中进行有效的评价与分析，这对无机非金属材料的更好应用奠定了良好的基础，从而为我国新型材料行业的发展提供助力。

1 无机非金属材料概述

我国在经济发展的过程中，能源使用量比较多，一些不可再生能源面临枯竭，为了保证人类文明的持续发展，需要开发新型能源，并将此应用到各个领域中。无机非金属材料具有较强的节能性，其中包括除高分子材料、金属材料以外的所有材料，此材料主要是由一般耐火材料、陶瓷玻璃等新兴无机工程材料[1]。此外，无机非金属材料有较大的硬度，并且在此基础上耐高温，与此同时也具有较大的抗腐蚀性，但是在应用的过程中也有一定缺点，比如韧性差、抗拉强度低等。

2 无机非金属材料的分类

2.1 半导体材料

半导体主要是指电子值在导体与绝缘体之间的材料，在信息化技术中有较大的应用，在计算机技术以及无线电电子技术中有较好的应用效果，并且在新能源技术应用效果也较为明显，在较多领域经济发展中扮演着较为重要的角色。目前，我国较多的半导体材料是一种无机半导体材料，该材料主要分为掺杂半导体、元素半导体以及化合物半导体等。

2.2 晶体材料BGO

BGO主要是一种化合物的一种总称，主要是指Bi4Ge3O12，该晶体材料无色透明状，若带有能量电子进入时，晶体会产生不同的光亮，一般会发出蓝绿色光。这在较大程度上能够对荧光位置与强度进行有效的记录，可对入射电子粒子中的位置与能量进行计算[2]。

2.3 硅酸盐材料

硅酸盐是无机材料中较为重要的一类材料，应用广泛。硅酸盐主要包括天然硅酸盐与工业硅酸盐，天然硅酸盐是自然界较为重要的矿物质，是构成地壳最为重要的是物质，有较为复杂的结构与成分。此外，硅氧四面体是天然硅酸盐最为基本结构，以Si原子为结构核心，氧原子分别位于四面体，具有较大的强度，并且有较高的熔点，耐热性比较高。从化学的角度来看，有较为稳定的化学性质，是工业硅酸盐材料生产的重要原料。

3 无机非金属材料的优点

3.1 整体性

无机非金属材料在一定程度上属于固体无机材料，具有较强的整体性。无机非金属材料在应用过程中物理性能与化学性能较为稳定，不易出现风化及老化的情况。

3.2 抗腐蚀性

无机非金属材料中的物理性质是由化学性质所决定，该材料具有较强的抗腐蚀性。

3.3 防火性能

无机非金属材料还具有较大的防火性能，属于非燃烧类材料，能够有效承受较高的温度，是一种较好的耐火材料。

4 无机非金属材料的应用

4.1 在建筑工程中的应用

随着我国科技技术的不断发展，建筑行业也得到了较快的发展，但是在发展中也出现了资源短缺的问题，非金属材料能够有效满足建筑要求，具有较好的保温隔热的作用。无机非金属材料能够较好地应用在建筑行业中，比如建筑外表以及结构等，确保建筑的保温性能，能够有效避免建筑物受外力的破坏。同时，在建筑过程中，保温隔热材料主要是硅藻土、岩棉以及泡沫玻璃等，比如硅藻土质地较为松软，并且多孔，可以将其制成粉末，能够对水分进行吸收，同时具有较强的隔热性能[4]。

4.2 国防装备中的应用

无机非金属材料作为一种新型材料，主要是人工晶体、无机纤维、先进陶瓷等，在我国国防建设中有较多的应用，我国国防建设打下了良好的物质基础。主要表现在几个方面：（1）人工晶体。人工晶体材料在国防建设中较为重要，一般情况下被应用在潜艇通信、激光武器以及电子对抗等方面。（2）陶瓷。陶瓷具有耐高温、韧性高的优势，在航空航天领域有较为广泛的应用，比如卫星遥感以及发动机等。此外，陶瓷质量相对较轻，并且硬度较高的特点，在较大程度上有较好的防御性能，在飞机、汽车以及防弹衣中应用广泛。（3）掺杂石英玻璃材料。石英玻璃材料主要应用在宇宙飞船以及卫星中，具体应用在自控系统中，在不同种类军用飞机中的关键部位均有使用。

4.3 在建筑保温中的应用

无机非金属材料在建筑保温中也有较为广泛的应用，并且有较好的应用效果。此外，在换种外表保温以及围护结构中均采用了无机非金属材料，能够提高建筑保温性能，以此全面提升建筑质量[5]。在建筑保温中应用的无机非金属材料主要有硅藻土、岩棉以及玻璃泡沫等，在使用过程中会用到不同的无机非金属材料，主要是因不同的材料有不同的使用效果。岩棉是一种絮状纤维材料，主要成分是硅酸盐，具有较为稳定的化学性质，同时质地相对较为松软。此种材料有较好的耐酸碱性，通过建筑表面的包裹，最大程度上提高建筑的保温性能，还可有效避免建筑受到不同物质的不利影响。硅藻土从严格意义上来讲是一种生物化学沉积岩，主要成分由硅质细胞壁组成，具有吸水性良好的优点，并且不溶于酸碱物质中，在作为一种绝缘材料应用到建筑中，同时还具有较好的隔生性能，对建筑质量的提升具有较大的促进作用;玻璃泡沫是一种较为封闭的气泡材料，具有较多优点，比如不霉变、导热系数小以及耐化学腐蚀等，玻璃泡沫在使用过程中适用较大的温度范围，还具有较强的装饰功能，在建筑行业中可大大提高应用效果。

5 无机非金属材料的发展

随着我国经济的不断发展，人们生活质量的提高，科技技术充斥着人们的生活，各种新型材料的使用使人们生活更加便利，在传统材料基础上大大优化了其性能，这在较大程度上促进了无机非金属材料的研究与应用。20世纪，人们普遍认为无机非金属材料是自然界的特殊石头加工而成，以粘土为主要原料制成的粘土制品，并且采用非金属矿物原料生产出的玻璃、陶瓷以及耐火材料等。随着时代的快速发展，我国各个领域在发展过程中使用了新型材料，这在较大程度上增加了无机非金属材料使用的品种及名目，随着人们对生活质量要求越来越高，对新型材料的功能与品种也有较大的要求，这也为传统材料的使用提出了新的挑战[6]，为此，需要通过新型技术进行新型材料的生产。无机非金属有较多品种，比如除有机高分子材料、金属材料以外的其他材料，并且用途较为广泛、种类繁多。无机非金属材料在我国较多领域中应用广泛，是建筑行业中不可或缺的材料。

5.1 复合化

我国无机非金属材料正向复合化发展，将三大基础材料金属材料、有机高分子材料以及无机非金属材料进行有机的融合，在复合发展的过程中取得了一定的成果，并在一些领域中有较好的应用，比如玻璃钢、钢筋混凝土等，此种复合材料结合了不同材料的性能，可有效满足人们对新型材料的需求[7]。

5.2 低维化

无机非金属材料逐渐向薄膜材料方向发展，并且还向纤维方向发展，比如微电子、机构材料等，其中薄膜材料在微电子中有较好的应用效果，在光信号中，纤维材料能够对其进行有效的调制与放大。

5.3 节能化

无机非金属材料的选取较为广泛，但是无机非金属材料制作技术相对有限，在生产期间会出现环境污染以及高能耗的情况发生。随着我国科技技术的不断更新，制作技术有较大的提升，材料的应用具有较好的节能效果。从未来发展的角度来看，还不能对此问题进行完全的解决。

5.4 智能化

无机非金属材料正在向着智能化快速发展。目前，我国在新型材料发展领域已制造出了铁电陶瓷、多片压电等智能化材料，将此种智能化材料应用到不同领域中，能够全面促进领域发展，比如将智能材料应用到建筑行业中，能够在较大程度上提升建筑行业建设中的安全性与稳定性，[8]。

6 结语

无机非金属材料在我国不同领域的应用过程中，具有较高的应用价值，能够推动未来经济发展。

[参考文献]

[1]刘允超.无机非金属材料的应用与发展[J].建材发展导向（下），2015（7）：89-90.