浅谈无机非金属材料发展趋势

发表时间:2020/10/19   来源:《基层建设》2020年第18期   作者:贺立勇
[导读] 摘要:随着我国科学技术的不断发展,各行各业需要各种传统材料的同时,还需要性能特殊的新材料,这就促进了无机非金属材料的研究、开发与生产。
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        摘要:随着我国科学技术的不断发展,各行各业需要各种传统材料的同时,还需要性能特殊的新材料,这就促进了无机非金属材料的研究、开发与生产。无机非金属材料在现代建筑中占有不可忽视的地位,是现代社会不可缺少的支柱材料,在我国建筑行业中将发挥重要的作用。
        关键词:无机非金属材料;分类构成;发展趋势
        1 无机非金属材料的分类
        1.1根据化学成分进行分类
        整体而言,现代无机非金属材料根据化学成分进行分类,可以划分成两种类型:(1)化合物;(2)单质。化合物通常包含了非氧化物、多元化合物、氧化物。而非氧化物可以划分成氮化铝以及氮化硅;多元化合物可以分成钛酸钡以及生物玻璃;氧化物可以划分为二氧化锆以及三氧化二铝。而单质可以划分成单晶硅、金刚石,例如集成电路、工具等;单质硒玻璃,例如敏感性材料;多晶硅,比如光电材料、电极材料等;无定形碳,比如导电与生物膜材料等。
        1.2根据分子结构进行分类
        现代无机非金属材料一般按照分子结构能够分为晶体以及非晶体。晶体划分成多晶以及单晶,这两个均能够划分成单质以及化合物类型。单晶的单质一般分为金刚石、集成电路、工具材料等;单晶化合物能够划分成电子器件、半导体敏感材料等。而多晶的单质能够划分成烧结金刚石、光电材料、多晶硅等。而该种类型的材料在化合物层面还能够划分成过往的陶瓷、全新的陶瓷、自然石料。过往的陶瓷可划分成建筑、美术、日用、耐火材料陶瓷;全新的陶瓷可以划分成耐腐蚀性、耐磨性、耐冲刷性、耐高温性、硬度材料;性能陶瓷可以划分成光学性能、生物性能、电子性能材料;自然石料可划分成建筑、日用、装饰材料。
        2 无机非金属材料的应用
        2.1无机非金属材料在墙体砌筑上的应用
        通过调查可以发现在民用建筑上,其墙体的砌筑上利用最多的是砌块。利用无机非金属材料制作而成的混凝土小型空心砌块、加气混凝土砌块以及陶粒混凝土砌块在一定程度上都得到了应用。而混凝土小型空心砌块主要是利用小石头、沙子、水泥等材料制作而成的,在砌块空心率的检测中可以得到25%—50%的空心率,大概率的空心率在建筑行业中被广泛的运用,因此混凝土小型空心砌块被运用于多层建筑和高层民用住宅中。
        混凝土小型空心砌块被大量的使用,使得该材料每年以16%的速度不断的增加,在建筑墙体上大量使用该砌块能够提高工程效率,并且工程质量在一定程度上得到了保障。混凝土小型空心砌块具有较高的强度,本身材料的重量较强,因此在一定程度上具有良好的抗震性和耐热性。
        2.2无机非金属材料在建筑保温上的应用
        无机非金属材料具有较好的耐热性,因此其在建筑墙体上的保温作用较强,就目前而言大部分的无机非金属材料被广泛的运用到建筑物的维护结构和建筑物的外表保温上,无机非金属材料的运用能够使得建筑物的保温性能得到有效的提升。通常在建筑物的保温材料上使用最多的是岩棉、硅藻土和玻璃泡沫等材料,主要是由于材料的属性不同其对应的保温效果也是不一样的。由于岩棉是由于絮状纤维材料制作而成的,在材料的化学性质上具有稳定性,其材质较为柔软。
        硅藻土主要是由一些生物的化学沉淀而形成的一种化学沉积岩,该物质具有多孔轻质的特点,且该物质的吸水性能較好,同时有较强的耐腐蚀性。由于硅藻土具有多孔轻质的特点,因此其被作为绝热物质和隔音物质使用。而玻璃泡沫是一种封闭式的气泡材料,其作用属性具备有导热系数小、不容易产生霉变、机械性能较好等特性,因此,玻璃气泡材料被广泛的运用在气候温差较大的区域,同时玻璃气泡材料还具有较好的装饰作用,因而在民用建筑中被得到广泛的使用。
        3 无机非金属材料分类的展望与发展
        3.1新型玻璃
        在一些比较传统的工艺前提之下,新型玻璃一般情况下都是运用溶胶—凝胶、CVC、超急冷与失重等多种类型的工艺材料,主要可以利用多种类型的微观方式来进一步促进新型玻璃领域的进一步突破可以逐渐得以实现。


        3.2高性能陶瓷
        这种类型的陶瓷材料在其性能方面主要可以充分地体现出非常强大的特点,比如它可以有效地抵抗高温、强度以及硬度系数都相对比较高等多个方面的特点,所以当前已经被多个领域所运用,比如航天事业以及电子领域等多种领域当中。
        3.3人工晶体
        这种类型的材料一般情况下都有比较广泛的应用范围,而且它的发展是比较快速的。当前随着人们的发展和进步,已经逐渐地改变了晶体原有的特性以及相应的功能、用途等多个方面,而且当前所运用到的一种新型的材料已经逐渐地替代了之前所采用的比较传统的晶体类型,例如当前广泛利用金刚石的主要原因就是它在硬度方面的性能是比较强大的,同时它本身还具备一种高导热的特殊功效,如果能够有效地结合这个方面,就可以将其作为一种热沉材料来使用,从而可以促使它可以具备半导体材料的功能和特性,这样就可以有效地帮助这种材料能够在信息技术这个方面得到广泛地运用。人造水晶本身可以作为充分地发挥出压电的特性的,然而经过不断地探索这个方面的性能,它本身的应用领域也逐渐地开始增大,然而目前仍然被运用在延迟线与表面波器件当中。除此之外,水晶本身可以对辐射有一定程度的抵抗能力,同时还可以将其广泛地运用在航空航天这个领域当中,甚至是能够在军事领域发挥自身更多方面的作用和优势。
        4 无机非金属材料的发展趋势
        4.1优化评价体系
        在一部分西方发达国家,传统无机非金属材料已经逐渐向着更加健康且持续性的方向发展,相关管理措施和控制机制也越来越多样化。不仅如此,一些世界发达国家还十分关注建材工业的可持续发展,以及整体项目建立和运行过程的绿色评价。结合时代发展趋势,将生态评价作为重要的环境保护管理措施和标尺,实现资源的可持续利用以及行业的可持续发展,进行“生态城市”的建设与实践也是对项目进行全面升级的重要举措之一。另外,推广建筑节能技术材料,从而有效改善城市生态系统,真正践行绿色建材以及环保建材等要求,确保实践管理控制项目和研究体系的并行,也是整体管理效果升级和优化的重要举措。我国与西方发达国家相比还存在差距,尤其是立法支持与技术标准还有待提高,正是基于此,在传统无机非金属材料工业发展方面,存在很大的提升空间。
        4.2优化降耗机制
        相较于新兴资源,传统无机非金属材料是能源消耗的重要产业,也正是出于这个原因,在实际管理机制建立后,要积极落实更加系统化的节能管控措施。尤其是在世界能源日益短缺的当下,这个课题更加重要,要结合实际需求进行生产节能、降耗,保证高质量的建筑节能效果符合预期。另外,在实际材料管控体系中,也要集中选择资源节约型和污染最低型材料,并且深度落实资源统筹处理机制,积极探索质量效益型和科技先导型发展体系的管理机制,为优化整体效果提供支撑。例如,目前较为流行的是新型墙体材料、高质量门窗以及中空玻璃等,能在提高性能和寿命的同时,确保环境保护效果和节能降耗系统的完整性。除此之外,在现代化建筑结构中,也要对高性能建筑材料进行集中处理,既能满足耐久性需求,也能更好地提高整体建筑质量,具有非常关键的作用。
        4.3优化智能化发展力度
        材料向着智能化发展是未来的一种趋势,可以使性能更为优良,呈现多元化发展,现阶段我国已经制造出了多片压电、铁电陶瓷等具有代表性的智能化材料,这种智能化材料运用到建筑工程当中,可以提高建筑的安全性能。
        5 结语
        目前,国内无机非金属材料在国民经济建设的作用越来越重要。国内无机非金属材料的发展和应用是国内特色社会主义经济体制改革的重要标志之一,无机非金属材料的发展与应用已远远超出其自身的范畴,它带动了国内各个科学领域的创新,推动了国内科学技术的快速发展。
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