阙善玉 吕振华

摘  要：人类社会生存和进步的物质基础之一是材料。随着生产力的提高材料的发展从未止步。作为现代文明的三大支柱之一，材料在现代文明发展过程中，是促进能源和信息发展的重要物质材。材料的品种、产量和质量代表了一个国家的现代化水平，因此对于材料的应用和发展应加大研究力度。本文围绕我国无机非金属材料应用和发展展开分析，希望能够对相关工作具有参考价值。

关键词：无机非金属  材料学  材料发展  应用现状

中图分类号：TB321                            文献标识码：A                 文章编号：1674-098X（2020）07（b）-0083-03

Abstract： Material is one of the material bases for the existence and progress of human society. With the improvement of productivity， the development of materials has never stopped. As one of the three pillars of modern civilization， material is an important material to promote the development of energy and information. The variety， yield and quality of materials represent the modernization level of a country， so the application and development of materials should be strengthened. This paper focuses on the application and development of inorganic nonmetallic materials in China， hoping to have reference value for related work.

Key Words： Inorganic nonmetal; Materials science; Material development; Application status

非金属材料是非金属元素和化合物构成的材料，非金属材料在工业生产中扮演着重要角色。随着科技的发展无机非金属材料应用更加普及。尤其是在建筑、信息技术、科研等领域发挥着重要的作用。

1  无机非金属材料概述

无机非金属材料值得是以某些元素的氧化物和碳化物、氮化物、硼化物体等物质组成的材料。其化学组成包括了金属和非金属元素。无机非金属材料是生产和科学技术进步的产物，其采用无机化学和有机化学材料构成非金属元素。当前新型的水泥、陶瓷、橡胶、树脂等合成的非金属材料具有优异的性能。自20世纪40年代以后，无机非金属材料随着现代科学技术的发展，从传统的硅酸盐材料演变成当前的具有高性能、高硬度、高腐蚀、耐磨损的基本属性。无机非金属材料是一种固体无机材料，其理化性质稳定，不易风化、老化，具有很强的整体性。在耐久性上和有效性上受到工业生产的追捧，能够承受高温防火、材料结构紧密，而且还具有防水渗透能力。无机非金属材料晶体结构具有比金属件更强的离子键和混合件，赋予了无机非金属材料以高熔点的基本属性，拥有透光性、导电性、隔热性等诸多性能。从近现代工业发展中看，非金属材料的种类较多，无机金属材料以有机高分子材料和金属材料并列为三大材料之一，拥有广泛的市场空间[1]。

2  无机非金属材料的特征

（1）无机非金属材料和金属材料一样，具有完整的材料体系。从晶体结构上分析，无机非金属材料具有比金属键更强的混合键和离子键，离子键由正负离子产生键合，离子晶体依靠质点结合形成晶体。离子晶体具有较高的键能，结合力很大，具有熔点高、硬度大的特点，在进行离子晶体相对移动的时候，可能发生电平衡失去的问题。拥有高硬度、耐腐蚀、高强度属性，兼具导电性、透光性和铁电性。当前材料的品种名都繁多，用途各一，没有统一的完善的分类方法 [2]。

（2）无机非金属材料的化学物质与物理物质皆稳定，与酸碱反应敏感度不大，能保证长久的正常的使用效果。无机非金属材料的硬度较大，介电性能强度，玻璃的光学性能，水泥的凝胶性能，耐火材料的放热隔热性能都有特优性。是高分子材料和金属材料无法比拟的。与其他材料相比，其缺少延展性，属于脆性材料。当前无机非金属材料用途各异，品种广泛，普通的无机非金属材料耐压强度高、硬度大、抗腐蚀。

（3）特种无机非金属材料又各具特色，例如高温抗氧化特性以及磁学特性、绝缘特性、光传输性质等，在新型的无机非金属材料中体现较多。各种物理效应和微观现象，如光敏材料的光电、热敏材料的热点、气敏材料的气垫等，根据不同性质的材料复合而成。当前使用无机纤维、金属、陶瓷等增强材料中，替代了传统的无机非金属材料的使用，为人们的生产生活提供了更多的帮助，尤其是现代新技术、新产业改造之后，更加成为生产生活中不可或缺的重要材料。

3  无机非金属材料的应用现状

（1）当前无机非金属材料应用在建筑等领域，与人们的生产生活关系紧密。新型无机非金属材料的应用发挥特殊性能，运用新的现代技术为新产业发展助力，如陶瓷、非晶态材料、人工晶体等。新型的无机非金属材料发展依赖，发挥特殊电、光、声、磁等综合性能，具有抗腐、耐高温的特殊性能，在结构材料和功能材料领域无可替代，例如高科技产业中，稀土掺杂适应玻璃，应用在激光测距系统中，还有宇宙飞船的姿态控制系統，还有微通道板和光学纤维面板、微光夜视元件等的应用，都成为关键材料。高韧性陶瓷应用于航空航天发动机、卫星遥感以及电子对抗等，也是现代武器装备的重要材料之一。无机非金属材料是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。通常把它们分为普通的（传统的）和先进的（新型的）无机非金属材料两大类。传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。例如在建筑领域中应用为防止室内热量外流的材料，如保温隔热材料是为了防止室内热量外流，采用无机非金属材料作为绝热材料，在当前建筑领域较多，其具有较好的传导性能，能够在绝热材料应用中与其他构件结合耐腐蚀。无机非金属材料不受环境影响，即便是在苛刻的环境下依然呈现较好的优势。再如（辉绿岩、玄武岩等）铸石、搪瓷、碳素、非金属矿（云母、石棉、大理石等）、磨料（氧化铝、碳化硅）、也都属于传统的无机非金属材料。新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的，具有特殊性能和用途的材料，防火性强，承载力强，在建筑保温隔热运用中，能够对建筑的保温性能予以提升。例如人造轻质硅酸盐非连续絮状纤维材料，化学稳定性强、弹性好、质地松软，是由黑云母和金云母电制而成。作为良好的建筑绝热材料发挥作用。再例如硅藻土的细胞壁，具有生物、化学、沉积岩的性能，多孔而轻，具有吸水性，不溶于酸碱。在建筑工程施工中，作为绝热隔声材料，优点较多[3]。

（2）无机非金属材料应用也存在问题，一方面当前在无机非金属材料使用上，虽然我国起步较晚，基础较差，但是经过不断的努力，当前与发达国家相比，无机非金属材料已经拥有了很多的优势和特性。其不足表现在：首先由于投入到无机非金属材料研究上的时间较晚，因此在基础性能上，我國的无机非金属材料产品等级较低，质量不够稳定，材料性能低[2]。第二，生产设备较为落后，在资源利用上还有更大的发展空间。第三，生产成品率相对较低。由于制作设备等技术落后等问题，造成了产品研制生产规模小，生产周期长，经济效益低。资源消耗方面，大量的无序开采造成了极大的浪费，采用孔漏板池窑摇拉丝法生产，替代传统的坩埚拉丝法，但是新产品的开发显得困难，研发的成果不能及时进行产业化应用。

4  无机非金属材料发展前景

当前随着技术和科技的发展，电子工业、能源工领域，对材料性能提出更高的要求。新型无机非金属材料的应用，例如激光铁电等材料，复合性更强，多学科交叉的复合材料占据了材料工业基础主导地位。纳米材料的应用在新材料领域中发挥重要作用。纳米材料结构具有能极低，表面修饰强，功能性，通过人工合成的纳米材料具有特殊的性能，如新型磁传感材料、各种敏感材料、抗紫外线、化纤材料、抗菌、抑菌等材料以及抗红外导电性、发挥了纳米材料的优质性能。

无机非金属材料在发展中拥有了不错的成就，广泛应用于各个领域。针对材料的缺陷，如种类杂乱、质量较低、缺乏科技含量等，应对市场竞争压力，需要在材料的研发和推广上加大力度。经过对无机非金属材料的发展策略的调整，增加对无机非金属材料的研究资金，通过企业结构调整，引导完善各种制度，研发出来的新型的无机非金属材料，将拥有更先进的性能，相关的技术人员通过技术学习以正确姿态，正视国外先进技术转化为国有技术，这是推动我国无机非金属材料国有化的重要动力[4]。

目前新型无机非金属材料在我国且的生态和环保意识上不断加强。企业通过建立科学的评价体系，实现无机非金属材料的可持续发展。重视无机非金属材料绿色评价，进行生态节能技术的应用，采用可循环技术改善生态系统，建立无机非金属材料的技术标准和相关的法律法规，严格组织管理与科学监督，为无机非金属材料发展提供更大的发展空间，向着节能降耗的方向发展[5]。例如生物陶瓷人体器官和组织选用的无机金属材料，具有生物相容性好的特点，人工器官一旦植入体内，能够经受体内复杂的生理环境的长期考验。再如生产领域使用到的高质量的节能保温产品，如玻璃在光学性能上，陶瓷在耐蚀、介电性能上，水泥在胶凝性能上，耐火材料的防热隔热性能等上 其优异的特性发挥效用，具有污染最低、效益最高、节约最大的特性。

新型高质量无机非金属材料，大大提升了材料的性能，延长了使用寿命。实现大型化、智能化、复合化技术应用，如建筑材料的使用功能要求区域多元化。发达国家将无机非金属材料的应用放置在军事装备、高科技领先地位，按照国家关键技术报告，将无机非金属新材料列为六大关键技术首位，重视复合材料的产业化生产和应用，促进技术的成熟和创新，无论是玻璃工业还是陶瓷工业，生产线能力趋于大型化，材料的智能化水平也进一步提升，将安全性智能诊断应用在智能技术中[6]。

5  结语

工业生产能力在我国正在呈现科技化、大型化、规模化的趋势，有效提升产品质量，降低能源消耗，向着智能化方向发展，是当前企业追求的目标。今后无机非金属材料能够在多功能化、复合化、智能化等方面加大研究力度。随着未来科学技术的发展，特种新型材料将发挥优势，使得材料的性能得到应用。相信随着对材料科学基础研究的深入，各种精密测试分析技术的发展，无机非金属材料将按预定性目标，向着国有知识产权化方向发展。

参考文献

[1] 张红林，王翠翠，杨辉， 等.非金属矿物材料在无机保温材料中的应用及进展[J].中国非金属矿工业导刊，2019（4）：7-9，19.

[2] 王炜.无机非金属建筑材料的环保性分析[J].信息记录材料，2019，20（10）：17-19.

[3] 杨现锋，蒋洁，张国强，等.无机非金属材料工程专业全程导师制的研究与实践[J].教育教学论坛，2019（51）：135-136.

[4] 向湘军，王杰超.无机非金属材料的应用与发展研究[J].中国战略新兴产业，2019（36）：36.

[5] 李北星，方晴，方鹏.大掺量掺合料混凝土半浸泡于硫酸盐溶液中的耐久性[J/OL].哈尔滨工程大学学报，2020（6）：1-8[2020-06-16].

[6] 洪泽伟.试论我国陶瓷原料标准化和坯釉料商品化中的几个问题[J].轻工标准与质量，2020（2）：111-113.