(河北省張家口市宣化金隅水泥有限公司,河北 張家口 075000)
非金屬材料是由非金屬元素或化合物構成的材料,自19 世紀以來,隨著生產和科學技術的進步,尤其是無機化學和有機化學工業的發展,人類一天熱的礦物、植物、石油等為原料,制造和合成了許多新型非金屬材料,如水泥、人造石墨、特種陶瓷、合成橡膠、合成樹脂、合成纖維等;這些非金屬材料因具有各種優異的性能,為天然的非金屬材料和某些金屬材料所不及,從而在近代工業中的用途不斷擴大,并迅速發展.非金屬材料的種類比較多,它分為有機金屬材料和無機金屬材料兩種。而無機金屬材料是和有機高分子材料和金屬材料并列的三大材料之一,市場前景非常好。無機非金屬材料的性能非常好,國內工業對其有著非常大的需求.隨著國內科學技術的前行,每個行業對要使用的材料質量的要求也再不斷的加大。
我國在無機非金屬新材料上雖然有一些不錯的成績,但是由于起步比較晚,基礎太差、投入少,目前,我國無機非金屬材料行業和發達國家相比,仍然處于落后的地位.其主要表現在四個方面:(1)基礎落后,產品等級偏低。(2)材料性能低,質量不穩定。(3)生產設備落后,資源利用率太低。(4)技術滯后,生產成品率低等.我國的無機非金屬新材料的制作設備落后,技術也落后,這些是造成產品研制周期長、生產規模小、經濟效益低等問題的關鍵所在。
以往的無機非金屬材料的品種比較多,主要包括水泥、陶瓷和建筑材料等,而建筑材料是最貼近人們生活的。新型無機非金屬材料是后來才出現的,現如今它是現代新技術,新產業和生物醫學中不可或缺的材料。
傳統的無機非金屬缺點非常多,而現代的無機非金屬材料的優點相對就明顯很多。其主要表現在以下幾點:(1)整體性,無機非金屬材料抗腐蝕性強,這對材料的完整性非常重要。(2)防高溫性能,因為其本是就是無機物,屬于非燃燒材料。(3)防水性能,因為無機非金屬其內部結構非常的密集,所以其有防水滲透的能力。(4)防腐蝕性,因無機非金屬的物理化學性能,決定了其有一定的防腐蝕性和對一般生物侵害時,也可以正常使用。(5)耐磨性,無機非金屬材料的耐磨性能是生物醫學最看重的一點,比如陶瓷在生物醫學上的作用,因它的耐磨性能比一般的合金金屬好,所以它可以代替傳統的人工關節置換的金屬材料。
無機非金屬新材料具有獨特的性能,是高技術產業不可缺少的關鍵材料。例如稀土摻雜石英玻璃廣泛應用于導彈、衛星及坦克火控武器等激光測距系統,耐輻照石英玻璃應用于各種衛星及宇宙飛船的姿控系統;光學纖維面板和微通道板作為像增強器和微光夜視元件在全天候兵器中得到應用;航空玻璃為中國各類軍用飛機提供了關鍵部件;人工晶體材料中激光、非線性光學和紅外等晶體,用于彈道制導、電子對抗、潛艇通訊、激光武器等。特種陶瓷中,耐高溫、高韌性陶瓷可用于航空、航天發動機、衛星遙感,可制作特殊性能的防彈裝甲陶瓷及特種纖維及用于電子對抗等.目前已開發了近四千種高性能、多功能無機非金屬新材料新品種。這些高性能材料在發展現代武器裝備中起到十分重要的作用。
目前,科學技術的不斷發展,帶來了技術上的革新。不管是傳統無機非金屬材料還是無機非金屬材料都有了長足的進步。其在未來的趨勢主要表現在三個方面:(1)走可持續化發展道路,西方發達國家運用生態環境來影響著世界資源可持續性的發展,并且已經取得了很好的效果;但我們國家在這方面還只能望其項背,特別是缺乏立法支持和技術標準的指導以及相應組織的管理和監督,使中國的傳統無機非金屬材料工業發展還有很大的提升空間;面對資源和環境對中國經濟發展的嚴峻考驗,國民經濟的可持續發展戰略顯得愈加重要。(2)節約資源,以往的無機非金屬材料在工業上的消耗非常巨大。可世界資源正在短缺,那么怎么做好資源的節能、以及找到可替代資源的重要性就不言而喻了。在未來,材料的使用壽命也將會是一個值得關注的問題.提高材料的使用壽命將大大節約資源。(3)集中生產,以后將不會是像現在一樣,各個工業之間各自為營的生產,未來工業的需求必須要將單條生產線的產能提高的同時,除了注意產品的質量問題,還應能降低能源的消耗。為此,將水泥工業、陶瓷工業等集中在一起走向大型化是未來的一個趨勢。
隨著技術的進步和生活水平的提高,建筑材料的安全性智能診斷等智能技術將更多的應用于建筑中。目前,國內無機非金屬材料的應用越來越廣泛,在國民經濟建設上也越來越重要。它在工業上的運用已經大大超過了其自身的范疇,它為國家科學的發展事業添了磚,也為經濟建設加了瓦。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。