金属材料与无机非金属材料连接的研究概述

要宇鹏 麻彪龙 郑文阳 李婷慧 常晓欢

摘要：随着金属钢材市场不断转变、以及政府政策的不断革新，所需钢材和无机非金属以及从传统领域中走向新型无机非金属市场。第一个原因是在于无机非金属材料拥有自身的特别优势，第二是当前市场下无机非金属材料的应用领域已经快速拓展到各个行业、各个领域。但同时也是一把双刃剑，有优点就有缺点，发生共性混是必然，然而我们在面对无机非金属材料的这些缺点和劣势也找出一些非常有用和攻克的技术手段。我们在对无机非金属材料的研究当中，全部抓住材料的制作和利用两个方面的问题，并且解决这些重中之重的问题;还有一点就是无机非金属材料难度较高，只要我们能够制作出这些简单且复杂的工程工序，在一定程度上降低无机非金属材料的结构磨合;也由于无机非金属材料材料的冷热加工性能较低，并且冷热性能制作程度很差，所有在研究和开发过程当中会被这些问题和困难因素所影响和制约，这些制约因素也在一定程度上对我们的研究和研发造成一定的影响。

关键词：金属材料的应用;无机非金属材料优差

1、金属在其他物质当中的实用性

1.1金属材料应用在玻璃物质当中产生的问题

当相关工作人员研究金属-玻璃封接时，主要面临热应力和物理化学不相容两大难题。大家都知道，玻璃是我们日常生活中最常见的非金屬材料，其主要成分是三氧化二铝和二氧化硅，同时也是共价键连接结构，而我们熟知的金属主要以电子元形式存在，从而无法使熔融状态下的玻璃材料湿润地摊铺在金属表面，进而不能实现玻璃-金属的有效封接。此外，玻璃同般金属的热膨胀系数不同，即便二者能够润湿连接，但是冷却期间，不可避免地会产生很大的应力，甚至会发生玻璃爆炸问题。

1.2、无机非金属材料的优缺点

由于我國现代建筑所面临的能源形势十分严峻，我们应该广泛选用建筑节能材料，而在这些材料中无机非金属材料又具有很强的节能优势。无机非金属材料包括除金属材料高分子材料以外的几乎所有材料，这些材料主要由一般陶瓷玻璃、耐大材料、水泥以及特种陶瓷等新型无机工程材料般无机非金属材料具有耐高温、高硬度和抗腐蚀等优良工程性能，其主要缺点是抗拉强度低、切性差。

2、无机非金属材料的特点及应用

2.1无机非金属材料和金属材料的共性

无机非金属材料和金属材料以及有机高分子材料等一样，是当代完整的材料体系中的一个重要组成部分。在品体结构上，无机非金属的晶体结构远比金属复余，并且没有自由的电子。无机非金属材料具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能而高键强赋予这类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损高强度和良好的抗氧化性等基本属性，以及宽广的导电性隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。无机非金属材料品种和名目极其繁多，用途各异，因此，还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为普通的（传统的）和先进的（新型的）无机非金属材料两大类。

2.2玻璃与金属的封接

玻璃一金属封接的主要问题为两者的物理化学不相容和热应力问题。玻璃的主要成分为S102，A1O，为典型的非金属材料，为其价键连接结构，向金属则以电子云的方式结台，导致熔融状态的玻璃材料在金属表面无法润湿铺展，从而无法达到玻璃一金属的封接，此外，玻璃与一般金属的热能胀系数相差很大，即使两者能够润湿连接，也会在冷却过程中产生较大的应力，甚全出现玻璃炸裂的现象。针对物理化学个相容性问题，主要长用金属材料表面改性的方法，以达到络融玻璃与金属的刹湿铺展，在电真空行的金属表面改性方法是金属表面氧化业，目前广泛自先在含氧氛围中加热金属表面，使表面产生与基体结合紧密的氧化膜（如Fe203，Fe30等），该氧化膜可与培融的璃润湿铺展，从而解决玻璃一金属物理化学个相容问题

3、晶体结构物质的应用

3.1无机非金属在晶体下的优势

应用在晶体结构上，无机非金属的晶体结构远比金属复杂星级并且没有自由的电子。无机非金属材料具有比金属键和纯共在建筑工程中，把用于控制室内热量外流的材料称为保价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能，温隔热材料，把防止室内热量外流的材料称为隔热材料。绝大国内无机而高键强赋予这类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损星级：食热材料的优劣主要有材料的传导性能的高低决定。材料的传隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。导性能越差，其决热性能就好，反之则越差。

3.2无机非金属材料与金属材料连接的研究的共差

无机非金属材料与金属材料连接的研究用中承载力不强，防火性能差，易老化，耐候性也很差等共点。在现代社会中高强度和良好的抗氧化性等基本属性，以及宽广的导电性P口腔无机已形成了三大类绝热材料：有机绝热材料，无机绝热材料，星级：食无机非金属材料品种和名目极其繁多，用途各异，因此，金属。而有机绝热材料相对无机绝热材料来说受到很多限制，还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为普通的（传统的）和先进的（新型的）无机非金属材料两大类。与其它构件的结合性差，耐腐蚀性弱，合成浪费能源，不稳口腔无机定，而且有机性材料的副产物太多，大多对人体又有害，使得不能得到广泛的应用，致使在一定程度上得到中断的结果。

4、总结

无机非金属材料与金属材料连接的研究与研发肯定还会一直持续下去，科研人员也会在科研的道路上不断为金属行业做出更多的贡献和付出，让金属材料在现有金属物质的潜在影响下更一步，树立起金属材料行业的第一面标志与标杆。

参考文献：

[1]马泉山，刘广君，材料类专业实验教学环节现状与改进措施探讨【J】实验技术与管理，2010，27;150-152

[2]陈国华，刘贵仲，提高材料科学与工程专业设计质量的探索与实践【J】理工高教研究，2007，26（5）;102-103

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