王 娟
(江西陶瓷工藝美術職業技術學院,江西 景德鎮 333000)
無機非金屬材料,顧名思義,就是將硅酸鹽等材料進行優化整合,目前,該材料被廣泛應用于建筑、軍事等領域。我國的資源相對短缺,因此,如何開發新材料成為亟待解決的問題。相較于發達國家,我國對無機非金屬材料的研究還不夠深入,掌握的核心技術也不夠全面,總體處于較低水平。當前,部分領域已投入使用創新材料,但在使用中遇到一些問題,對于這些問題,必須通過改善技術及材料來妥善解決,這樣才能促使我國非金屬行業及社會經濟實現長足發展。本研究分析了無機非金屬的分類,研究其存在的必要性和應用途徑,在此基礎上探究通過哪些措施可以推動其發展。
無機非金屬材料包括陶瓷玻璃、耐火材料等。研究無機非金屬材料的原因有多方面,包括我國資源較少、開采力度不足、資源利用率不高等,導致很多資源被浪費,一些資源不能被完全使用,需要很長時間再生。在此基礎上,人們開始研究無機非金屬材料,該材料對稀有資源的依賴性不強,大多由常見材料合成。經過長時間試驗發明,新型材料被成功研發出來,其具有許多傳統材料沒有的優點,更加符合我國新時代發展需求。陶瓷玻璃可以耐高溫,而且硬度較高;耐火材料具有良好的光熱優點,被廣泛應用于航天設備中。傳統的材料必須有所改進,而無機非金屬材料也有一些缺點,比如陶瓷容易碎、韌性比較差等。在具體的使用過程中,要根據不同的情況選擇合適的材料,這樣才能最大限度地發揮材料的價值。但是我國的技術比較落后,不能自主研發一些高端材料,大多都是依靠進口,非常不利于我國經濟的發展。我國必須加大材料研制力度,形成一定規模的產業,通過政策來推動相關企業發展[1]。
近年來,新材料的生產水平和生產工藝都在不斷提高,有效推動了國民經濟的發展,并在發展過程中逐步形成新興產業,在經濟體系中占據重要地位,我國相關部門也制定了配套的政策措施,使新材料產業體系日益壯大。未來,新材料將成為國民支柱產業,支撐我國工業化發展,加快經濟建設和工業建設。
無機非金屬材料的研究歷史頗為久遠,始于工業化時代初期,西方國家在相關領域的技術較為先進。我國步入現代化后,也開始效仿西方國家,研制屬于自己的無機非金屬材料。初步研究的新材料投入使用后,取得了良好的效果,有很多企業開始研制,國家也更加關注這一領域。但是20世紀我國的經濟能力有限,對各種新資源的挖掘不夠深入,這在一定程度上限制了材料研制力度和應用范圍。
科學領域對無機非金屬材料的研究從未停止,在研究過程中,先將材料分為不同的類型,再進行細化研究,目的是將新材料應用于工業方面。工業化的發展推動了無機非金屬材料領域的進步,所以有越來越多的研究人員深入研究,并對現有技術不斷完善。目前,我國技術相對落后,尚未掌握核心技術,研制效果與材料數量都滯后于西方發達國家。但是隨著工業化的發展,要求材料精確高效,向材料研制提出了挑戰。
經過30多年的發展,我國的研究隊伍不斷擴大,掌握的技術也越來越多,研究隊伍的綜合素質逐漸提高。我國各地建立了相應的研究所和研究院,大力培養專業化人才,在此基礎上,引進相應的人才來研制新技術。與此同時,我國設備相對完善,且試驗基地配置較為齊全,這為行業開發奠定了良好基礎,由此研制出數千種產品,但是這些產品的宣傳力度不大,沒有太多企業使用。
近年來,我國無機非金屬材料行業體系逐步完善,企業規模也日趨規范化,已經基本適應了社會的發展需求,而產業發展離不開政策的扶持。由于得到政策扶持,新材料行業快速發展。研制新材料可以節約資源、實現綠色發展,進而緩解我國資源壓力。我國產業無論是內銷還是出口,都具有非常好的發展前景。主要的新材料—人造金剛石玻璃和其他特殊材料都已投入生產線,間接或直接地推動了經濟發展,進而帶來了較高的經濟效益。目前,無機非金屬產業屬于高新技術產業,在國民經濟中占據重要地位。
無機非金屬材料被廣泛應用于軍事領域和科研領域,例如航空航天產業等。新材料是在傳統的無機材料基礎上進行改進的,擁有一些傳統材料沒有的特點,因此功能更加齊全。新材料具有非常嚴密的制造工序,在化學生產中具有特定的用途,而且規格和技術含量比較高,品種也相對較多。在航天領域,無機非金屬材料常被用于制作火箭或其他導彈零件。因為火箭在大氣中運行會產生非常高的溫度,一般的材料無法承受,而無機非金屬材料可以耐高溫[2],作為尾部的排氣裝置,能夠承受強大的空氣沖力和壓力,在高氣壓下保護核心裝置。無機非金屬材料在電子通信行業也有所應用,比如常見的光纖設備,其體積雖小,卻能容納許多信息。在大數據技術發展的背景下,光導纖維能夠及時傳遞信息,為通信行業提供新的發展方向。
無機非金屬材料還包括特殊水泥。水泥作為一種傳統材料,在我國建筑行業具有很大作用。特種水泥在原制作流程中摻入了特殊材料和纖維材料,使水泥更加緊密,具有更強的抗壓能力,使用特種水泥可以有效延長建筑行業的工程壽命。無機非金屬材料的使用為各種大型施工提供了新的技術和原料。水泥在核電方面也有所應用,為了實現長期運營目的,該工程建設對建筑材料的要求較高,水泥必須能隔絕高溫,且具有良好的應用效果。另外,特種水泥還包括海工水泥、油井水泥等,這些材料都被廣泛應用于工程建設領域。
無機非金屬材料還包含玻璃基材料,傳統的玻璃具有良好的穩定性,呈透明狀,質地堅硬,而且可以通過反射不同的光照呈現出不同顏色。玻璃在日常生活中隨處可見,產量大且價格低。隨著新技術的發展應用,經過工藝的不斷創新,玻璃制造行業已突破了國外技術封鎖,我國也掌握了一定的核心技術,擁有自己的高端產品,目前廣泛應用的新材料包括浮法技術制作的玻璃等。平板玻璃生產容易造成污染,為了改造生產工序、節能減排,在優化配置方面不斷作出改進,以最大限度地減輕玻璃行業的污染,并控制能源消耗,亟需推動玻璃行業轉變發展理念,朝著綠色節能方向發展。具有代表性的就是平板玻璃的浮法工藝,悠久的發展歷史使其幾乎成了我國玻璃產業的代表技術。浮法玻璃在市場上占有絕對的優勢,這種技術比較普遍,生產出的玻璃比較多,但是各項指標以及精密程度遠遠不及其他特種玻璃,所以,很多平面玻璃制作企業的盈利情況并不樂觀。另外,還有其他幾種玻璃,例如硅鋁酸玻璃、超薄高鋁玻璃、硼硅酸鹽玻璃、特種玻璃、石英玻璃等。不同類型玻璃的生產工藝不盡相同,但是都追求精密。
先進的陶瓷材料已經成為無機非金屬材料體系中的重要部分,擁有很多特性,比如絕緣性、導電性、耐高溫性等。這一新型材料的應用最為廣泛,比如在航天領域、電子領域、化工領域等,從最初的只能觀賞到現在通過研究,在國際市場上占有一定比例,并且在未來還會擁有更加穩定的市場。高新技術在手機方面的應用使手機成為現代人的必需品,更新換代速度非常快。將其中的散熱部件替換成無機非金屬材料是一項大膽的嘗試,能夠批量生產大量的無機非金屬材料。但是,目前無機非金屬材料在手機方面的應用還處于試驗階段,并沒有真正大規模投入使用。
纖維材料是近代以來的新興材料,采用了規模化的生產技術,可以有效降低生產成本。其主要包含高性能的纖維玻璃和碳纖維,但我國目前的研究還不夠深入,發展速度也滯后于國外。我國的碳纖維制造仍處于較低水平,尚未開展對高端產品的生產,例如航空航天領域產品等。當前主要生產的產品為日常生活用品等。與此同時,玻璃纖維制造產業的污染非常嚴重,且缺乏有效的處理措施,對玻璃纖維制造產業產生了較大的影響,雖然這種復合材料應用規模較大且生產技術較為先進,但是不符合國家對于環保的要求。
我國無機非金屬材料的發展還存在一些限制因素,比如我國相關的法律法規并不完善、市場監管力度不足,導致一些企業違規生產不符合標準的新材料。一些企業由于沒有高端技術的支持,生產的產品質量較低,市場競爭力低,對其宣傳和知名度有一定的影響。未來,需要逐步完善配套的制度體系,強化監管,這樣才能推動整個行業持續健康發展[3]。
研發人員要制定明確的獎懲措施,對于有卓越貢獻的研發人員要給予獎勵,以此來提高其工作的積極性,還可以營造良好的工作氛圍。對于一些微小企業,由于沒有核心技術的支持,可以通過企業之間信息共享、派遣員工到企業學習,提高員工的技術知識水平,定期對員工進行考核,鼓勵員工積極學習先進技術。此外,國家要制定相關的法律制度,監管新材料市場,對抄襲或者其他違法行為作出嚴厲的處罰;為研究行業提供更多的資金支持,以免因為資金有限而無法更加深入地研究相關技術。
無機非金屬材料行業具有良好的發展前景,需要國家給予相應的政策扶持,同時挖掘有專業能力的人才。在國家政策的扶持下,這一行業必然會得到長足的進步。