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摘要:在当前的工业发展中,材料已成为决定性因素。金属材料是过去工作中的绝对主力,但随着金属矿产能源的过渡性发展,人们也在寻找一些可以替代金属材料的资源。无机非金属材料优异的性能、节能、环保和低成本等优势,使其成为现阶段材料科学领域的研究热点,在人们的日常应用中也受到广泛欢迎。摘要:介绍了无机非金属材料的概念、特点、应用及发展,以期为加快我国无机非金属材料的发展提供一些参考建议。
关键词:无机非金属材料;应用;发展
1、无机非金属材料的概念和特点
无机非金属材料是由某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物、硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐和硼酸盐组成的材料。它是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的总称。20世纪40年代以后,随着现代科学技术的发展,无机非金属材料的配方由传统硅酸盐材料演变而来。无机非金属材料是继有机高分子材料和金属材料之后的三大材料之一,主要包括耐火材料、陶瓷玻璃和特种陶瓷等新型无机工程材料。在晶体结构上,无机非金属远比金属复杂,没有自由电子。它具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这类化学键特殊的高结合能和结合强度,赋予了这类材料高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度、良好的抗氧化性等基本性能,以及广泛的导电性、隔热性、透光性和良好的铁电性、铁磁性、压电性。但同时,它也有一些缺点,如抗拉强度低,韧性差。
2、无机非金属材料的应用
无机非金属材料的种类和名称极其多样,用途也各不相同。传统无机非金属材料是工业和基本建设必不可少的基础材料。新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的,具有特殊的性能和用途。它们是现代新技术、新产业、传统产业技术改造、现代国防和生物医学不可或缺的物质基础。
2.1建筑工程中的应用
近年来,中国的建筑业发展迅速,但同时也带来了一个问题,那就是能源短缺。然而,无机非金属材料成本低、性能稳定的特点可以满足其发展需求。无机非金属材料主要用于建筑物的保温,以保持其结构和外表面,既能保证建筑的保温性能和使用性能,又能对建筑起到保护作用,使建筑物避免直接暴露于大气环境中。使其免受大气环境中的各种腐蚀和破坏作用。
2.2在国防装备中的应用
高级陶瓷、非晶材料、人造晶体、无机涂层、无机纤维等。作为新型无机非金属材料,广泛应用于人们的生产生活和国防建设,是不可替代的物质基础。比如无机非金属材料“人造晶体”更多地用于潜艇通信、电子对抗、弹道制导、激光武器等;“特种陶瓷”因其耐高温、高韧性而被广泛应用于航空航天领域。
3、无机非金属材料的发展趋势
3.1复合开发
随着经济社会的发展和人们物质生活水平的提高,对用于提高生活质量的建筑材料提出了更高的要求。无机非金属材料作为全球通用材料之一,具有高强度、耐高温、耐水、耐腐蚀等诸多优点,但这种相对致密的固体材料存在抗拉强度低、韧性差的缺点。因此,有望在适应目前无机非金属材料快速发展趋势的基础上,研究人员可以加大研发力度,为人们提供一种结合了其他材料性能优势,又保留了无机非金属材料特点的复合材料。也就是说:“复合化”是未来无机非金属材料的发展趋势。
3.2发展节能低耗
由于传统的无机非金属材料应用广泛,又由于这类材料生产能力弱、技术水平有限,直接导致了材料加工输出过程中能耗高、污染重等具体实际特点。这不仅浪费了宝贵的自然资源,也给环境保护带来了难题和挑战。节能环保是中国经济转型的突破口。"建设生态文明是中华民族可持续发展的千年规划."因此,生产企业要从源头上减少污染,在生产过程和原料组成、能源效率、回收利用、废物处理和产品处置等方面达到环境标准,这关系到企业国际竞争力的提高和经济外贸活动的可持续发展。习近平总书记在党的十九大报告中强调,要树立和践行金山,“绿水青山是银山”的思想,坚持节约资源、保护环境的基本国策,视生态环境如生命。
4、推进无机非金属材料发展战略
作为一种经硅酸盐材料优化的无机非金属材料,它具有良好的材料性能和较强的节能优势,更符合科学发展观对环境的新要求。因此,它在我国的科研、建筑和信息技术领域得到了广泛的应用,并发挥着非常重要的作用。但在取得良好成绩的同时,也存在一些制约其发展的因素。比如材料品种杂乱,质量低下,缺乏科技含量。与其他材料相比,这些因素导致了它们缺乏市场竞争力。这不仅影响了无机非金属材料的普及,也使其越来越难以满足人们的需求。因此,迫切需要采取必要措施调整无机非金属材料的发展战略。首先,从宏观层面,也就是从政府层面,政府要有勇气和胆量淘汰高投入、高污染、高能耗等生产方式落后的企业,引导企业采用环保的生产方式。同时,更加重视无机非金属材料,加强对企业结构的调整和引导,完善相关制度,给予更大的资金支持;其次,企业要重视并投入一定的人力、物力、财力,组织、规划、计划、预算对相关技术人才进行定期培训和技术考核,为其创造出国机会,到技术先进、管理优秀的单位参观考察先进技术,以正确的态度正视先进技术,使其了解自己的技术差距和今后生产管理过程中努力和研究的方向,回国后与其他同事交流经验。
参考文献:
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