試析我國無機非金屬材料的特點及發展現狀

【摘要】面對經濟快速發展過程中對于各種資源的必要需求，與我國現今資源緊張形勢嚴峻之間的矛盾，如何更好的采用節能型的資源、實現資源的高效利用價值已逐步成為現代經濟發展的一項關鍵性因素，對于建筑工程而言亦是如此。下面本文將結合作者多年的工作實踐經驗，對我國無機非金屬材料的應用與發展問題進行簡單的論述，以供參考。

【關鍵詞】無機非金屬；材料；特點；發展

1 引言

隨著我國經濟形勢的快速發展，各項建筑工程迎來了其快速發展的春天，特別是在國家相關政策的扶持之下，建筑工程行業與近年來呈現出了快速發展的強勁勢頭。但是由于受到我國資源日漸緊張嚴峻形勢的影響，在建筑工程的發展中建筑材料問題逐步成為了制約建筑行業發展的瓶頸。在這中環境背景下，積極探尋建筑節能材料已成為了建筑從業人員所面臨的一項最新研究課題，無機非金屬材料的產生以其具有很強的節能、耐高溫、高硬度、耐腐性等優勢，在較短的時間內便迅速成為了建筑領域內的寵兒。

2 我國無機非金屬材料的應用

所謂的無機非金屬材料主要是指由除金屬、高分子材料以外的所有材料，主要由一般陶瓷玻璃、耐火材料、水泥和特種陶瓷等新型無機工程材料構成。這些建筑節能材料在保溫隔熱材料中應用十分廣泛。絕熱材料的優劣主要有材料的傳導性能的高低決定。在現代社會中已形成了三大類絕熱材料：有機絕熱材料，無機絕熱材料，金屬。而有機絕熱材料相對無機絕熱材料來說受到很多限制，與其它構件的結合性差，耐腐蝕性弱，合成浪費能源，不穩定，而且有機性材料的副產物太多，大多對人體又有害，使用中承載力不強，防火性能差，易老化，耐候性也很差等原因受到許多限制。金屬類絕熱材料的使用相對來說也沒有無機非金屬材料廣，因為金屬材料與無機材料相比來源也要窄得多，與其它材料的結合也沒有無機非金屬材料好，耐腐蝕性也不強，在雷點多發區受到苛刻的技術要求和設計要求。因此，與上述兩種材料相比優勢化較大的就是無機非金屬材料，這類材料基本都有上述兩種材料的優點外還有：材料來源廣，生產工藝簡單，耐熱性強，防火性強，承載力強，而且耐候性也十分好。故無機非金屬材料在現代建筑中的運用前景也就強于其他兩種材料。在建筑保溫隔熱運用中，因其多用于建筑維護結構及其外表面，既能使建筑的保溫性能和性能都得到保證。又能對建筑起到保護作用，使建筑物避免直接暴露于大氣環境中。使其免受大氣環境中的各種腐蝕和破壞作用。現有的其他保溫隔熱材料中有巖棉，人造輕質硅酸鹽非連續的絮狀纖維材料，質地松軟，化學穩定性好，耐酸堿，彈性好。膨脹蛭石，有金云母，黑云母變質而成，是一種復雜的鐵，鎂含水硅酸鹽類礦物。是性能良好的建筑絕熱材料。硅藻土，由硅藻的硅質的細胞壁組成的一種生物化學沉積巖。值得松軟，多孔而輕，易研磨成粉末，具有吸水性，不溶于酸，堿。是建筑工程中常用的輕質、絕熱和隔聲材料。木纖維，也稱為工程纖維，是一種天然纖維，成化學惰性，無生理毒性，在建筑保溫隔熱工程以及在內外墻膩子防水涂料和復層涂料中運用，能起到防裂、觸變、增稠等多種作用。因此對各種粘貼式保溫隔熱有著重要作用。泡沫玻璃是一石英砂礦粉或碎玻璃為基料，加入發泡劑、促進劑等添加劑，經超細粉碎和均勻混合形成配合料，經融化、發泡、退火而形成的內部充滿封閉式氣泡的材料。屬于無機玻璃之和封閉氣孔構成的多孔泡沫類材料。它的密度低、導熱系數小、不透濕、吸水率小、不燃燒、不霉變、機械性能高、加工方便、耐化學腐蝕、本身無毒、性能穩定。既是保溫材料又是隔熱材料，能適應極冷到較高溫度范圍等特性，同時耐久性好、質硬、表面強度高、可切割成型，施工方便，可成彩色材料。因此還具有獨特的裝飾功能。但是氣泡的大小、勻稱度等都會影響其特有的功能。出現凹格、開裂、表面不平等。介于其優點多，在無機非金屬材料中是很有發展潛能的。

3 無機非金屬材料的分類

3.1 半導體材料

半導體是指室溫電阻值處于導體（電阻值約10-4Ωm）和絕緣體（≥1010Ωm）之間的材料，它已成為當前無線電電子技術、計算機技術和新能源利用技術等高新技術中不可缺少的重要材料。目前大多數半導體材料還是無機半導體材料，它的大致分類為元素半導體、摻雜半導體、化合物半導體、缺陷半導體。

3.2 高技術晶體材料BGO

BGO是Bi2O3-GeO2系化合物鍺酸鉍的總稱，目前往往特指其中的一種。這是一種閃鑠晶體，無色透明；當一定能量的電子、γ射線或重帶電粒子進入時，它能發出藍綠色的熒光，記錄熒光的強度和位置，就能計算出入射電子等粒子的能量和位置。

3.3 硅酸鹽材料

天然硅酸鹽和工業硅酸鹽材料，是無機材料中極龐大的一類，其應用遍及國民經濟的一切部門。天然硅酸鹽是組成地殼的主要礦物，其組成、結構都十分復雜。單個陰離子、鏈狀和層狀陰離子以及骨架狀結構等，一切天然硅酸鹽的基本結構單元是硅氧四面體，即Si原子在中心，與位于四面體體頂點的4個氧原子結合；天然硅酸鹽一般具有很好的機械強度，熔點高，耐熱性好；化學穩定性好耐酸堿腐蝕，除在某些部門直接使用外，主要用作生產工業硅酸鹽的原料。生活中常見的硅酸鹽材料包括玻璃、水泥、陶瓷等等。

3.4 精細陶瓷材料

與傳統的陶瓷相比，新型無機非金屬材料具有下述特點：材料的組成已遠超出硅酸鹽范圍，擴大到經高溫燒結制成的所有無機材料。材料的制備突破了傳統的工藝采用了許多新技術制取高純、超細的原料，保持精確的化學組成、嚴格控制成型和燒結工藝，以獲得精確尺寸、形狀，確定的微觀結構和所需優良性能的新材料。制品的形態多樣化，除傳統的材料和燒結體外，還有單晶體、薄膜和纖維等品種。

4 無機非金屬材料的優點

4.1 整體性

系統的整體性，耐腐蝕性和有效性要求。無機非金屬材料引起屬于固體無機材料，因此具有很強的整體性。又因為無機非金屬材料的物理，化學性質穩定，一般不易老化，風化。故在耐久性和有效性方面也符合要求。

4.2 防火性能

因其本身為無機物，故屬于非燃燒類材料對于一般無機非金屬材料來說都能承受0.5H-1.0H高溫，及其本身屬于一到三級耐火材料。

4.3 防水性能

因無機非金屬材料結構緊密，如混泥土結構，具有防水滲透能力，防雨水和地表滲透性能。

4.4 抗腐蝕

因無機非金屬材料的物理性質，化學性質決定，具有一定的防腐性，對生物侵害（鼠害，蟲害等）時，也能保證正常的使用能力。

4.5 耐候性強

適用面廣，不僅適用于寒帶，溫帶，而對于熱地地區也適用，還能在潮濕，干旱等自然條件惡劣的氣候中起作用。

5 無機非金屬材料的發展

綜上所述，隨著我國科學技術的不斷發展，各行各業需要各種傳統材料的同時，還需要性能特殊的新材料，這就促進了無機非金屬材料的研究、開發與生產。在20世紀40年代以前，無機非金屬材料僅被認為是由自然產出的石頭加工而成的制品；用天然粘土為主要原料制作而成的粘土制品；用多種非金屬礦物原料生產出的水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料；用成分比較純的非金屬礦物原料生產出的人工晶體等。20世紀40年代以后，隨著航空航天工業、電子信息工業、機械工業、生物材料工業等的發展，人們開發出了一系列的新型材料，極大地增加了無機非金屬材料的品種和名目。隨著人民生活水平的提高，人民對新材料品種和功能的要求越來越多，對傳統材料的使用也提出了新的問題。并不斷通過各種先進技術來探索新材料的生產方法。現代無機非金屬材料的定義已經擴展，品種包括除金屬材料、有機高分子材料以外的幾乎所有的材料，種類繁多，用途廣泛。無機非金屬材料在現代建筑中占有不可忽視的地位，是現代社會不可缺少的支柱材料，在我國建筑行業中將發揮重要的作用。

參考文獻：

[1]高仁金.常見陶瓷材料性能及運用[J]. 科技資訊. 2005(23)

[2]楊朝暉，徐浩.碳納米管的性能制備與應用研究[J]. 今日科苑. 2009(16)