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无机非金属材料的应用前景及意义

摘要

无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼

化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子

材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料一的提法是20世纪40

年代以后，随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金

属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。在材料学飞速发展

的今天，无机非金属材料有广阔的应用前景和良好的就业形势。

关键字

无机非金属，材料，方向，前景，智能

1无机非金属材料的特点

无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼

化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子

材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料的提法是20世纪40

年代以后，随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金

属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。

在晶体结构上，无机非金属的晶体给构远比金属复杂，并且没有自由的电子。

具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、

高键强赋与这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的

抗氧化性等基本属性，以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁

磁性和压电性。

2无机非金属材料的分类

无机非金属材料品种和名目极其繁多，用途各异，因此，还没有一个统一而

完善的分类方法。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。

普通无机非金属材料的特点是:耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。此

外，水泥在胶凝性能上，玻璃在光学性能上，陶瓷在耐蚀、介电性能上，耐火材

料在防热隔热性能上都有其优异的特性，为金属材料和高分子材料所不及。但与

金属材料相比，它抗断强度低、缺少延展性，属于脆性材料。与高分子材料相比，

密度较大，制造工艺较复杂。

特种无机非金属材料的特点是：①各具特色。例如：高温氧化物等的高温抗

氧化特性;氧化铝、氧化铍陶瓷的高频绝缘特性;铁氧体的磁学性质;光导纤维的光

传输性质;金刚石、立方氮化硼的超硬性质;导体材料的导电性质;快硬旱强水泥的

快凝、快硬性质等。②各种物理效应和微观现象。例如：光敏材料的光—电、热

敏材料的热一电、压电材料的力一电、气敏材料的气体一电、湿敏材料的湿度一

电等材料对物理和化学参数间的功能转换特性。③不同性质的材料经复合而构成

复合材料。例如:金属陶瓷、高温无机涂层，以及用无机纤维、晶须等增强的材

料。

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。如水泥是一种

重要的建筑材料;耐火材料与高温技术，尤其与钢铁工业的发展关系密切;各种规

格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、

化工陶瓷和电瓷等与人们的生产、生活休戚相关。它们产量大，用途广。其他产

品，如搪瓷、磨料(碳化硅、轨化铝)、铸石(辉绿岩、玄武岩等)、碳素材料、非

金属矿(石棉、云母、大理石等)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，其有特殊性能和用途的材料。它们是现

代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质

基础。主一要有先进陶瓷、非晶态材、人工晶体、无机涂层、无机纤维等。

3无机非金属材料材料的发展现状及前景

20世纪以来，随着电子技术、航天、能源、计算机、通信、激光、红外、

光电子学、生物医学和环境保护等新技术的兴起，对材料提出了更高的要求，促

进了特种无机非金属材料的迅速发展。30~40年代出现了高频绝缘陶瓷、铁电陶

瓷和压电陶瓷、铁氧体(又称磁性瓷)和热敏电阻陶瓷等。50~60年代开发了碳化

硅和氮化硅等高温结构陶瓷、氧化铝透明陶瓷、一氧化铝快离子导体陶瓷、气

敏和湿敏陶瓷等。至今，又出现了变色玻璃、光导纤维、电光效应、电子发射及

高温超导等各种新型无机材料。

近些年，随着科学技术的进步，无论是传统无机非金属材料，还是新型无机

非金属材料都有了一些新的发展趋势。

3.1生态与环保意识加强，建立科学的评价体系，实现可持续发展

西方发达国家在促进传统无机非金属材料产业健康、可持续发展方面的采取

了许多重要措施。世界发达国家十分重视建材工业的可持续发展与绿色评价。生

态评价也成为世界可持续发展的一个重要手段。目前，许多国家正在进行“生态