淺析我國無機非金屬材料的應用及發展趨勢

王家驊+于嶠

摘 要：在現階段的工業發展中，材料成為了具有決定性的因素。金屬材料在以往的工作中是絕對的主力，但隨著金屬礦產能源的過渡開發，人們也正在尋求一些能替代金屬材料的資源，而無機非金屬材料自身所具備的優異性能、節能環保和低成本的優勢使其成為現階段材料學領域研究的重點，它在人們生活的日常應用中也獲得了非常廣泛的歡迎。文章介紹了無機非金屬材料的概念、特點、應用、發展以期能對我國加快發展無機非金屬材料提供一些參考性建議。

關鍵詞：無機非金屬材料；應用；發展

1 無機非金屬材料概念及特點

無機非金屬材料（inorganic nonmetallic materials）是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質組成的材料。它是除有機高分子材料和金屬材料以外的所有材料的統稱。無機非金屬材料的提法是20世紀40年代以后，隨著現代科學技術的發展從傳統的硅酸鹽材料演變而來的。無機非金屬材料是與有機高分子材料和金屬材料并列的三大材料之一，它主要包括耐火材料、 陶瓷玻璃以及特種陶瓷等新型無機工程材料等。在晶體結構上，無機非金屬的晶體結構遠比金屬復雜，并且沒有自由的電子。具有比金屬鍵和純共價鍵更強的離子鍵和混合鍵。這種化學鍵所特有的高鍵能、高鍵強賦予這一大類材料以高熔點、高硬度、耐腐蝕、耐磨損、高強度和良好的抗氧化性等基本屬性，以及寬廣的導電性、隔熱性、透光性及良好的鐵電性、鐵磁性和壓電性。但同時，它也有一定的弊端，比如抗拉強度低、韌性差等。

2.無機非金屬材料的應用

無機非金屬材料品種和名目極其繁多，用途各異。傳統的無機非金屬材料是工業和基本建設所必需的基礎材料。新型無機非金屬材料是20世紀中期以后發展起來的，具有特殊性能和用途的材料。它們是現代新技術、新產業、傳統工業技術改造、現代國防和生物醫學所不可缺少的物質基礎。

2.1 在建筑工程中的應用

近年來，我國的建筑行業發展的十分迅猛，但同時也帶來了一個問題，就是能源短缺問題，而無機非金屬材料成本低、性能穩定的特點卻可以滿足其發展需求。無機非金屬材料多用于建筑樓體的保溫隔熱，以維護其結構及外表面，既能保

證建筑的保溫性能和使用性能，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。

2.2 在國防裝備中的應用

先進陶瓷（advanced ceramics）、非晶態材料（noncrystal material）、人工晶體（artificial crys-tal）、無機涂層（inorganic coating）、無機纖維（inorganic fibre）等作為新型的無機非金屬材料，被廣泛的應用于人民的生產生活和國家現代化的國防建設中，是不可替代的物質基礎。舉例來說，無機非金屬材料“人工晶體”更多的被運用在潛艇通訊、電子對抗、彈道制導、激光武器等方面；“特種陶瓷”由于其具有耐高溫、高韌性特點被廣泛的應用在航空航天方面。

3.無機非金屬材料的發展趨勢

3.1復合化發展

隨著經濟社會向縱深領域的發展和人們物質生活水平的提高，對用于改善生活提高品質的建筑材料也提出了更高的要求。作為全球通用材料之一的無機非金屬材料雖具備高強度、耐高溫、防水性和抗腐蝕性的眾多優點，但這種結構相對緊密的固體材料卻存在抗拉強度低、韌性差的缺點。因此，人們期待在順應現階段無機非金屬材料迅猛發展趨勢的基礎上，科研人員能加大研發力度，為人們提供一種集其他材料性能優勢又保留無機非金屬材料自身特色、特點的復合型材料。也就是說，“復合化”是未來無機非金屬材料的發展趨勢。

3.2 節能、低耗化發展

由于傳統無機非金屬材料的取材十分廣泛，加之企業目前對該種材料的生產能力薄弱和技術水平有限等多方面原因，直接導致了在材料加工、產出的過程中出現了耗能高、污染重等具體現實特征。這不僅浪費了自然界寶貴的資源也給環境保護出了一道難題，帶來了挑戰。節能環保是我國經濟轉型的突破口。“建設生態文明是中華民族永續發展的千年大計。”因此，生產企業要從源頭上減少污染，在生產過程及產品的原料成份、能效、回收、廢棄和處置中都能夠符合環境標準，這關系到增加企業國際競爭力和經濟、外貿活動的可持續發展。在十九大報告中，習近平總書記強調，必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅持節約資源和保護環境的基本國策，像對待生命一樣對待生態環境。

4 促進無機非金屬材料發展的策略

作為硅酸鹽材料優化后的無機非金屬材料，由于其具有良好的材料性能和較強的節能優勢，更符合科學發展觀對于環境提出的新要求，因此，它被廣泛地應用在我國的科研領域、建筑領域及信息技術領域并扮演著十分重要的角色。但它在取得不錯的成就的同時，也依然存在著一些限制其發展的因素。比如，材料的種類雜亂、質量較低、缺乏科技含量等，相比于其他材料而言，這些因素都導致了其市場競爭力不足等。這不但影響了無機非金屬材料的推廣，同時迫使其越來越難以滿足人們的需求。因此，急需采取必要的措施，對無機非金屬材料進行發展策略調整。首先是從宏觀即政府層面上來說，政府要有壯士斷腕的魄力和勇氣淘汰高投入、高污染、高耗能等落后生產方式企業，引導企業采取環境友好的生產方式。同時增加對無機非金屬材料的重視力度，加強對企業結構的調整、引導，完善相關制度，并在財政上給予更大的支持；其次，企業要注重并投入一定的人力、物力和財力，有組織、有計劃、有規劃、有預算地對相關技術人才進行定期的培訓和技術考核，給他們創造機會，讓他們走出去，多到技術先進、管理過硬的單位走訪、調研并以正確姿態正視先進技術，讓他們了解到自己在技術上的差距和今后在生產管理過程中應努力和攻關的方向，回來后與其他同事交流心得體會，從而不斷推動我國無機非金屬材料的發展進程。

參考文獻：

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[3] 孫鵬超，王思雨，宋曉東.無機非金屬材料的應用與發展[J].機電技術應用，2017（3）：127.

作者簡介：

王家驊（1987-），男，籍貫：遼寧營口市大石橋，學歷：學士學位，研究方向：從事地鐵車站相關運營設備管理。

于嶠（1989-），女，籍貫：遼寧營口市鲅魚圈，學歷：學士學位，研究方向：從事地鐵車站相關運營設備管理。