无机非金属材料

出自 MBA智库百科(https://wiki.mbalib.com/)

　　无机非金属材料是指以某些元素的氧化物，碳化物、氮化物，卤素化合物、以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。

　　无机非金属材料是一种固体无机材料，具有很强的整体性，其理化性质稳定，不易老化、风化。无机非金属材料因其耐久性和有效性方面的优异表现，且能承受高温，防水性能也表现出色，所以其也是一种很好的防火材料。无机非金属材料本身属干一到三级耐火材料标准，其材料结构紧密，其也具有很好的防水渗透能力，防雨水和地表渗透性能。无机非金属材料的物理、化学性质稳定，与酸碱反应敏感度不大，具有很好的耐酸碱性，同时，无机非金属材料对鼠害，虫害的忍耐度比较大，能保证长久的正常的使用效果。

　　1.半导体材料

　　半导体是指室温电阻值处于导体(电阻值约10～4Ω m)和绝缘体(≥1010Ω m之间的材料，它已成为当前无线电电子技术、计算机技术和新能源利用技术等高新技术中不可缺少的重要材料。目前大多数半导体材料还是无机半导体材料，它的大致分类为元素半导体、掺杂半导体、化合物半导体、缺陷半导体。

　　2.高技术晶体材料BGO

　　BGO是Bi₂O₃ − GeO₂系化合物锗酸铋的总称，目前往往特指其中的Bi₄Ge₃O₁₂这是一种闪铄晶体，无色透明：当一定能量的电子、 射线或重带电粒子进入时，它能发出蓝绿色的荧光，记录荧光的强度和位置，就能计算出入射电子等粒子的能量和位置。

　　3.硅酸盐材料

　　天然硅酸盐和工业硅酸盐材料，是无机材料中极庞大的一类，其应用遍及国民经济的一切部门。天然硅酸盐是组成地壳的主要矿物，其组成、结构都十分复杂。单个阴离子、链状和层状阴离子以及骨架状结构等，一切天然硅酸盐的基本结构单元是硅氧四面体，即si原子在中心，与位于四面体体顶点的4个氧原子结合；天然硅酸盐一般具有很好的机械强度，熔点高，耐热性好；化学稳定性好耐酸碱腐蚀，除在某些部门直接使用外，主要用作生产工业硅酸盐的原料。生活中常见的硅酸盐材料包括玻璃、水泥、陶瓷等等。

　　4.精细陶瓷材料

　　与传统的陶瓷相比，新型无机非金属材料具有下述特点：材料的组成已远超出硅酸盐范围，扩大到经高温烧结制成的所有无机材料。材料的制备突破了传统的工艺采用了许多新技术制取高纯、超细的原料，保持精确的化学组成、严格控制成型和烧结工艺，以获得精确尺寸、形状，确定的微观结构和所需优良性能的新材料。制品的形态多样化，除传统的材料和烧结体外，还有单晶体、薄膜和纤维等品种。

　　在建筑工程中，把用于控制室内热量外流的材料称为保温隔热材料，把防止室内热量外流的材料称为隔热材料。绝热材料的优劣主要有材料的传导性能的高低决定。材料的传导性能越差，其决热性能就好，反之则越差。在现代社会中已形成了三大类绝热材料：有机绝热材料，无机绝热材料，金属。而有机绝热材料相对无机绝热材料来说受到很多限制，与其它构件的结合性差，耐腐蚀性弱，合成浪费能源，不稳定，而且有机性材料的副产物太多，大多对人体又有害，使用中承载力不强，防火性能差，易老化，耐候性也很差等原因受到许多限制。

　　金属类绝热材料的使用相对来说也没有无机非金属材料广，因为金属材料与无机材料相比来源也要窄得多，与其它材料的结合也没有无机非金属材料好，耐腐蚀性也不强，在雷点多发区受到苛刻的技术要求和设计要求。因此，与上述两种材料相比优势化较大的就是无机非金属材料，这类材料基本都有上述两种材料的优点外还有：材料来源广，生产工艺简单，耐热性强，防火性强，承载力强，而且耐候性也十分好。故无机非金属材料在现代建筑中的运用前景也就强于其他两种材料。在建筑保温隔热运用中，因其多用于建筑维护结构及其外表面，既能使建筑的保温性能和性能都得到保证。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。

　　现有的其他保温隔热材料中有岩棉，人造轻质硅酸盐非连续的絮状纤维材料，质地松软，化学稳定性好，耐酸碱，弹性好。膨胀蛭石，有金云母，黑云母变质而成，是一种复杂的铁，镁含水硅酸盐类矿物。是性能良好的建筑绝热材料。硅藻土，由硅藻的硅质的细胞壁组成的一种生物化学沉积岩。值得松软，多孔而轻，易研磨成粉末，具有吸水性，不溶于酸，碱。是建筑工程中常用的轻质、绝热和隔声材料。木纤维，也称为工程纤维，是一种天然纤维，成化学惰性，无生理毒性，在建筑保温隔热工程以及在内外墙腻子防水涂料和复层涂料中运用，能起到防裂、触变、增稠等多种作用。因此对各种粘贴式保温隔热有着重要作用。泡沫玻璃是一石英砂矿粉或碎玻璃为基料，加入发泡剂、促进剂等添加剂，经超细粉碎和均匀混合形成配合料，经融化、发泡、退火而形成的内部充满封闭式气泡的材料。属于无机玻璃之和封闭气孔构成的多孔泡沫类材料。它的密度低、导热系数小、不透湿、吸水率小、不燃烧、不霉变、机械性能高、加工方便、耐化学腐蚀、本身无毒、性能稳定。既是保温材料又是隔热材料，能适应极冷到较高温度范围等特性，同时耐久性好、质硬、表面强度高、可切割成型，施工方便，可成彩色材料。因此还具有独特的装饰功能。但是气泡的大小、匀称度等都会影响其特有的功能。出现凹格、开裂、表面不平等。介于其优点多，在无机非金属材料中是很有发展潜能的。

　　1.低维化发展

　　低维化发展主要表现在宏观上和微观上两个方面。宏观上的低维化是从体材料向薄膜材料和纤维材料的发展。例如现代信息功能器件如微电子和光电子等都是由集成化，在这期间主要应用的就是薄膜材料。薄膜材料的特殊作用更加体现在结构材料也用薄膜来改性，是结构材料增强、增韧耐磨等效果。而作为结构复合材料主体的纤维也同样起着尤为重要的作用，如光通信中光信号的放大、调制、选模等都是通过纤维来完成，最终形成纤维光路和光网。而从微观上看低维化，即无机非金属材料的织构与结构上的尺寸如毫米、微米趋向纳米。目前人们更加关注的是纳米尺度上的超晶格薄膜、纳米线到纳米点材料的结构中，在以后的发展中更是以纳米器件为中心来研究纳米材料的合成、组装等性能进行调控。

　　2.复合化发展

　　作为无机非金属材料与金属材料和有机高分子材料的复合化发展趋势。复合化的最终是以应用为目标，如无机非金属材料已广泛应用在钢筋混凝土、玻璃钢等方面其中主要就是用有机高分子与无机玻璃纤维来组成，这种结构材料为主的复合材料，这也是复合材料具有单一材料所无法满足的是使用功能，更是建筑材料发展趋势。

　　3.智能化发展

　　作为材料的只能花是人们关注的焦点，材料的智能化即是材料性能的多元化，等接受外部环境变化的信息，并能实时进行反馈。智能化功能材料大部分为多片压电和铁电陶瓷的复试结构，目前应用领域较广的建筑智能化，提高建筑材料的安全性智能等方面。

　　4.节能、降耗的发展

　　由于传统无机非金属材料产业是一个相对能耗高、环境污染严重的领域。随着可持续发展观的提出，要全面、协调、可持续发展的理念，就必须改变这种落后的传统生产方式和经营理念，进行科研研发，探索出低能耗、少污染的新的合成工艺，提高产品性能和节耗的技术途径，改变生产结构和合理的利用方法。如汽车和柴油机尾气三效催化剂或者是载体材料以解决汽车和柴油机的尾气处理方案。特别是建材行业是环境材料的一个重要领域，尤其在我国具有特别重要的意义。我国目前的建筑材料工业每年毁田6～10万亩，耗土石50亿t，标准煤2亿t。排放二氧化碳61591亿t，占全国总排放量的35%～40%。因此，我国急需发展节省资源和能源及环保型生态建材；友谊与健康及净化功能的生态建材；拓展生存空间和增加可利用资源的生态建材。