無(wú)機(jī)非金屬材料的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

黃志云

摘要：在許多領(lǐng)域中無(wú)機(jī)非金屬材料都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，并在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，有效性和科學(xué)性的作用也不斷發(fā)揮出來(lái)。盡管在我國(guó)目前的發(fā)展中，對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料的應(yīng)用較為廣泛，但其在研究方面起步較晚，還有較多的問(wèn)題出現(xiàn)在其實(shí)際發(fā)展的過(guò)程中，從我國(guó)的綜合實(shí)力方面入手，進(jìn)一步強(qiáng)化，分析研究無(wú)機(jī)非金屬材料的應(yīng)用，從而為無(wú)機(jī)非金屬材料的應(yīng)用提供基礎(chǔ)，在很大程度上促進(jìn)了我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。

關(guān)鍵詞：無(wú)機(jī)非金屬材料;應(yīng)用;發(fā)展

1無(wú)機(jī)非金屬材料概述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了越來(lái)越多的能源消耗，導(dǎo)致部分不可再生能源逐漸枯竭。為了人類文明可以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，需要加大對(duì)新能源的研發(fā)力度，并廣泛的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)中。高分子材料以及金屬材料以外的所有材料都無(wú)機(jī)非金屬材料，并且其節(jié)能性能較強(qiáng)，主要由一般耐火材料、陶瓷玻璃和其他發(fā)展中的無(wú)機(jī)無(wú)機(jī)材料組成。此外，非金屬無(wú)機(jī)材料在此基礎(chǔ)上具有更大的剛性和耐高溫性。同時(shí)，它們也具有較大的耐腐蝕性能，但在應(yīng)用過(guò)程中也存在有類似于韌性差，較低的抗拉強(qiáng)度等問(wèn)題。

2無(wú)機(jī)非金屬材料的分類

2.1半導(dǎo)體材料

在計(jì)算機(jī)制造的過(guò)程中，必不可少的一項(xiàng)材料就是半導(dǎo)體材料，其具有較為特殊的導(dǎo)電性能，通常情況下，位于絕緣體和導(dǎo)體之間?，F(xiàn)如今，半導(dǎo)體材料在計(jì)算機(jī)等自動(dòng)化機(jī)器生產(chǎn)的過(guò)程中，使用的多為非金屬材料。在我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)中，廣泛的應(yīng)用到了半導(dǎo)體材料，同時(shí)，其經(jīng)濟(jì)效益較大。同時(shí)，從新能源技術(shù)的角度來(lái)講，半導(dǎo)體材料應(yīng)用的前景也較好。

2.2晶體材料

結(jié)晶材料的外觀是透明的晶體形狀。當(dāng)它與能量電子接觸時(shí)，會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色、綠色或紅色的光，而當(dāng)晶體材料所接觸的電量不穩(wěn)定時(shí)，光的強(qiáng)度會(huì)隨著電量的變化而變化。因此，關(guān)于器件是否帶點(diǎn)可用晶體材料進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于電子粒子的撞擊位置和能量，可根據(jù)熒光的位置和強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。

2.3硅酸鹽材料

作為一種最為常見的無(wú)機(jī)非金屬材料，用途最廣泛的就是硅酸鹽材料。通常由天然硅酸鹽和工業(yè)硅酸鹽兩種組成。在地球的表面，其主要的成分就是天然硅酸鹽。受到強(qiáng)度高、耐火、耐高溫等特點(diǎn)的影響，硅酸鹽可用作建筑材料。一般是由于天然硅酸鹽經(jīng)過(guò)加過(guò)而形成了工業(yè)硅酸鹽，如果度天然硅酸鹽進(jìn)行相應(yīng)的處理，硅酸鹽可以達(dá)到工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和要求。

3無(wú)機(jī)非金屬材料的具體應(yīng)用

3.1無(wú)機(jī)非金屬材料在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用

目前，我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展迅猛，對(duì)能源消耗最大的就是對(duì)房屋及道路橋梁的建造，在實(shí)際建設(shè)的過(guò)程中，最為重要的一項(xiàng)能源就是無(wú)機(jī)非金屬材料。例如天然無(wú)機(jī)非金屬材料以及人造無(wú)機(jī)非金屬材料等在建筑中屬于應(yīng)用最為廣泛的無(wú)機(jī)非金屬材料，如硅藻土、巖棉、泡沫玻璃等。首先，天然無(wú)機(jī)非金屬材料具有較高的剛性，用于建筑物主體的施工時(shí)，可以滿足建筑物的配重要求。其次，防火性能較強(qiáng)的就是天然無(wú)機(jī)非金屬材料，在建筑物實(shí)際建設(shè)的過(guò)程中廣泛應(yīng)用該技術(shù)可以避免由于火勢(shì)過(guò)大而引起的爆炸。再次，天然無(wú)機(jī)非金屬材料也是一種抗腐蝕性能較強(qiáng)的材料，材料的廣泛應(yīng)用可以保證建筑物可以達(dá)到規(guī)定的使用壽命，比各位建筑物的安全使用提供保障。最后，從保溫隔熱性能方面來(lái)說(shuō)，無(wú)機(jī)非屬材料也具有較好的性能，但為了其隔熱保溫功能的更好發(fā)展，硅藻土、巖棉以及泡沫玻璃等無(wú)機(jī)為金屬材料得到了廣泛的應(yīng)用。

3.2無(wú)機(jī)非金屬材料在國(guó)防領(lǐng)域的應(yīng)用

一般，人造晶體、陶瓷以及石英石玻璃材料等均作為無(wú)機(jī)非金屬材料存在于國(guó)防領(lǐng)域中，可以用于激光等軍用武器的制造。由于耐腐蝕、耐高溫、硬度大等特點(diǎn)存在于陶瓷中，因此，在航空航天等領(lǐng)域，陶瓷也有著廣泛的應(yīng)用，通常用于衛(wèi)星傳感器以及發(fā)動(dòng)機(jī)等。此外，受到硬度高等影響，陶瓷也具有較高的保護(hù)性能，在飛機(jī)、汽車及防彈衣上也有著廣泛的應(yīng)用，對(duì)車輛和用戶起到了一定的保護(hù)作用。在衛(wèi)星及飛機(jī)生產(chǎn)的領(lǐng)域中，應(yīng)用最為廣泛的就是石英石玻璃材料，在實(shí)際制造過(guò)程中，也必須與石英石玻璃材料相結(jié)合。

3.3無(wú)機(jī)非金屬材料在信息技術(shù)中的應(yīng)用

通常情況下，從以下兩個(gè)方面均可以體現(xiàn)出計(jì)算機(jī)技術(shù)中無(wú)機(jī)非金屬材料的應(yīng)用。一是，在計(jì)算機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，半導(dǎo)體材料的應(yīng)用是信息技術(shù)中必不可少的一項(xiàng)的硬件設(shè)備。二是，通信信息的傳播也與信息技術(shù)有一定的關(guān)聯(lián)，在目前通信技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí)，人們對(duì)于通信速度的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的通信開放式也無(wú)法與人們的實(shí)際需要相符合。隨著光纖通信技術(shù)的問(wèn)世，無(wú)機(jī)非金屬材料也得到了廣泛的發(fā)展。玻璃纖維作為一種無(wú)機(jī)非金屬材料與光纖的生產(chǎn)密切相關(guān)。為此，可以看出，非技術(shù)材料的應(yīng)用與信息技術(shù)的發(fā)展有一定的關(guān)系。

3.4無(wú)機(jī)非金屬材料在建筑保溫中的應(yīng)用

將無(wú)機(jī)廢金素材料運(yùn)用在建筑的表面上，可以使得建筑物的保溫隔熱性能在很大程度上得到提升。通常情況下，硅藻土、巖棉以及玻璃泡沫等無(wú)機(jī)非金屬材料最為常見。從保溫隔熱性能來(lái)說(shuō)，三者均相同，但從自身的特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，三者也有一定的差異，但實(shí)際應(yīng)用在建筑領(lǐng)域并不會(huì)相矛盾。最柔軟的硅酸鹽材料就是巖棉，在建筑物的表面上覆蓋，為其提供保暖的作用，同時(shí)也可以在很大程度上減少對(duì)建筑物的損壞。

4無(wú)機(jī)非金屬材料的發(fā)展

4.1復(fù)合化

將金屬材料、有機(jī)高分子材料和無(wú)機(jī)無(wú)機(jī)材料這三種基礎(chǔ)材料有機(jī)地結(jié)合在一起，如纖維增強(qiáng)塑料玻璃、鋼筋混凝土 等等。這種復(fù)合材料結(jié)合了不同材料的特性，能有效滿足人們對(duì)新材料的需求。

4.2低維化

從薄膜方面進(jìn)行分析，無(wú)機(jī)非金屬材料得到了不斷發(fā)展，例如微電子、機(jī)械材料等纖維方面中，廣泛的應(yīng)用了薄膜材料，其應(yīng)用效果良好。在光信號(hào)中，光纖材料可用于光信號(hào)，進(jìn)行有效的調(diào)制和放大。

4.3節(jié)能化

其中，應(yīng)用材料較廣泛的就是無(wú)機(jī)非金屬材料，但從生產(chǎn)技術(shù)方面，其制作技術(shù)存在一定的限制，同時(shí)，不同程度的污染和高能耗也會(huì)出現(xiàn)在生產(chǎn)的過(guò)程中。在我國(guó)工藝技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí)，也在很大程度上提高了生產(chǎn)工藝，材料的廣泛應(yīng)用為節(jié)能效果的提高提供保障。從未來(lái)的發(fā)展來(lái)看，無(wú)法采用有效的措施對(duì)這些問(wèn)題予以解決。

4.4智能化

無(wú)機(jī)非金屬材料正在快速向智能化發(fā)展。目前，我國(guó)在新材料開發(fā)中已生產(chǎn)出鐵電、壓電陶瓷及多部件等智能材料。此類智能材料在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用可以全面推動(dòng)該領(lǐng)域的發(fā)展，例如智能材料在建筑中的應(yīng)用。在工業(yè)上，可以使得建筑行業(yè)的安全及穩(wěn)定性在很大程度上得到有效的提高。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在我國(guó)航空、建筑、軍事等領(lǐng)域都廣泛的應(yīng)用著無(wú)機(jī)非金屬材料，但其研究過(guò)程在我國(guó)起步較晚，還有更大的差距存在于于發(fā)達(dá)國(guó)家的對(duì)比中，為此，我國(guó)需要投入大量的資金，聘用大量的科研人員，針對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料展開研究，為我國(guó)無(wú)機(jī)非金屬材料的應(yīng)用發(fā)展提供保證。

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