無機非金屬材料

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　　無機非金屬材料是指以某些元素的氧化物，碳化物、氮化物，鹵素化合物、以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質組成的材料。

　　無機非金屬材料是一種固體無機材料，具有很強的整體性，其理化性質穩定，不易老化、風化。無機非金屬材料因其耐久性和有效性方面的優異表現，且能承受高溫，防水性能也表現出色，所以其也是一種很好的防火材料。無機非金屬材料本身屬乾一到三級耐火材料標準，其材料結構緊密，其也具有很好的防水滲透能力，防雨水和地表滲透性能。無機非金屬材料的物理、化學性質穩定，與酸鹼反應敏感度不大，具有很好的耐酸鹼性，同時，無機非金屬材料對鼠害，蟲害的忍耐度比較大，能保證長久的正常的使用效果。

　　1.半導體材料

　　半導體是指室溫電阻值處於導體(電阻值約10～4Ω m)和絕緣體(≥1010Ω m之間的材料，它已成為當前無線電電子技術、電腦技術和新能源利用技術等高新技術中不可缺少的重要材料。目前大多數半導體材料還是無機半導體材料，它的大致分類為元素半導體、摻雜半導體、化合物半導體、缺陷半導體。

　　2.高技術晶體材料BGO

　　BGO是Bi₂O₃ − GeO₂系化合物鍺酸鉍的總稱，目前往往特指其中的Bi₄Ge₃O₁₂這是一種閃鑠晶體，無色透明：當一定能量的電子、 射線或重帶電粒子進入時，它能發出藍綠色的熒光，記錄熒光的強度和位置，就能計算出入射電子等粒子的能量和位置。

　　3.硅酸鹽材料

　　天然硅酸鹽和工業硅酸鹽材料，是無機材料中極龐大的一類，其應用遍及國民經濟的一切部門。天然硅酸鹽是組成地殼的主要礦物，其組成、結構都十分複雜。單個陰離子、鏈狀和層狀陰離子以及骨架狀結構等，一切天然硅酸鹽的基本結構單元是硅氧四面體，即si原子在中心，與位於四面體體頂點的4個氧原子結合；天然硅酸鹽一般具有很好的機械強度，熔點高，耐熱性好；化學穩定性好耐酸鹼腐蝕，除在某些部門直接使用外，主要用作生產工業硅酸鹽的原料。生活中常見的硅酸鹽材料包括玻璃、水泥、陶瓷等等。

　　4.精細陶瓷材料

　　與傳統的陶瓷相比，新型無機非金屬材料具有下述特點：材料的組成已遠超出硅酸鹽範圍，擴大到經高溫燒結製成的所有無機材料。材料的製備突破了傳統的工藝採用了許多新技術制取高純、超細的原料，保持精確的化學組成、嚴格控製成型和燒結工藝，以獲得精確尺寸、形狀，確定的微觀結構和所需優良性能的新材料。製品的形態多樣化，除傳統的材料和燒結體外，還有單晶體、薄膜和纖維等品種。

　　在建築工程中，把用於控制室內熱量外流的材料稱為保溫隔熱材料，把防止室內熱量外流的材料稱為隔熱材料。絕熱材料的優劣主要有材料的傳導性能的高低決定。材料的傳導性能越差，其決熱性能就好，反之則越差。在現代社會中已形成了三大類絕熱材料：有機絕熱材料，無機絕熱材料，金屬。而有機絕熱材料相對無機絕熱材料來說受到很多限制，與其它構件的結合性差，耐腐蝕性弱，合成浪費能源，不穩定，而且有機性材料的副產物太多，大多對人體又有害，使用中承載力不強，防火性能差，易老化，耐候性也很差等原因受到許多限制。

　　金屬類絕熱材料的使用相對來說也沒有無機非金屬材料廣，因為金屬材料與無機材料相比來源也要窄得多，與其它材料的結合也沒有無機非金屬材料好，耐腐蝕性也不強，在雷點多發區受到苛刻的技術要求和設計要求。因此，與上述兩種材料相比優勢化較大的就是無機非金屬材料，這類材料基本都有上述兩種材料的優點外還有：材料來源廣，生產工藝簡單，耐熱性強，防火性強，承載力強，而且耐候性也十分好。故無機非金屬材料在現代建築中的運用前景也就強於其他兩種材料。在建築保溫隔熱運用中，因其多用於建築維護結構及其外錶面，既能使建築的保溫性能和性能都得到保證。又能對建築起到保護作用，使建築物避免直接暴露於大氣環境中。使其免受大氣環境中的各種腐蝕和破壞作用。

　　現有的其他保溫隔熱材料中有岩棉，人造輕質硅酸鹽非連續的絮狀纖維材料，質地鬆軟，化學穩定性好，耐酸鹼，彈性好。膨脹蛭石，有金雲母，黑雲母變質而成，是一種複雜的鐵，鎂含水硅酸鹽類礦物。是性能良好的建築絕熱材料。硅藻土，由硅藻的硅質的細胞壁組成的一種生物化學沉積岩。值得鬆軟，多孔而輕，易研磨成粉末，具有吸水性，不溶於酸，鹼。是建築工程中常用的輕質、絕熱和隔聲材料。木纖維，也稱為工程纖維，是一種天然纖維，成化學惰性，無生理毒性，在建築保溫隔熱工程以及在內外牆膩子防水塗料和復層塗料中運用，能起到防裂、觸變、增稠等多種作用。因此對各種粘貼式保溫隔熱有著重要作用。泡沫玻璃是一石英砂礦粉或碎玻璃為基料，加入發泡劑、促進劑等添加劑，經超細粉碎和均勻混合形成配合料，經融化、發泡、退火而形成的內部充滿封閉式氣泡的材料。屬於無機玻璃之和封閉氣孔構成的多孔泡沫類材料。它的密度低、導熱繫數小、不透濕、吸水率小、不燃燒、不霉變、機械性能高、加工方便、耐化學腐蝕、本身無毒、性能穩定。既是保溫材料又是隔熱材料，能適應極冷到較高溫度範圍等特性，同時耐久性好、質硬、錶面強度高、可切割成型，施工方便，可成彩色材料。因此還具有獨特的裝飾功能。但是氣泡的大小、勻稱度等都會影響其特有的功能。出現凹格、開裂、錶面不平等。介於其優點多，在無機非金屬材料中是很有發展潛能的。

　　1.低維化發展

　　低維化發展主要表現在巨集觀上和微觀上兩個方面。巨集觀上的低維化是從體材料向薄膜材料和纖維材料的發展。例如現代信息功能器件如微電子和光電子等都是由集成化，在這期間主要應用的就是薄膜材料。薄膜材料的特殊作用更加體現在結構材料也用薄膜來改性，是結構材料增強、增韌耐磨等效果。而作為結構複合材料主體的纖維也同樣起著尤為重要的作用，如光通信中光信號的放大、調製、選模等都是通過纖維來完成，最終形成纖維光路和光網。而從微觀上看低維化，即無機非金屬材料的織構與結構上的尺寸如毫米、微米趨向納米。目前人們更加關註的是納米尺度上的超晶格薄膜、納米線到納米點材料的結構中，在以後的發展中更是以納米器件為中心來研究納米材料的合成、組裝等性能進行調控。

　　2.複合化發展

　　作為無機非金屬材料與金屬材料和有機高分子材料的複合化發展趨勢。複合化的最終是以應用為目標，如無機非金屬材料已廣泛應用在鋼筋混凝土、玻璃鋼等方面其中主要就是用有機高分子與無機玻璃纖維來組成，這種結構材料為主的複合材料，這也是複合材料具有單一材料所無法滿足的是使用功能，更是建築材料發展趨勢。

　　3.智能化發展

　　作為材料的只能花是人們關註的焦點，材料的智能化即是材料性能的多元化，等接受外部環境變化的信息，並能實時進行反饋。智能化功能材料大部分為多片壓電和鐵電陶瓷的覆試結構，目前應用領域較廣的建築智能化，提高建築材料的安全性智能等方面。

　　4.節能、降耗的發展

　　由於傳統無機非金屬材料產業是一個相對能耗高、環境污染嚴重的領域。隨著可持續發展觀的提出，要全面、協調、可持續發展的理念，就必須改變這種落後的傳統生產方式和經營理念，進行科研研發，探索出低能耗、少污染的新的合成工藝，提高產品性能和節耗的技術途徑，改變生產結構和合理的利用方法。如汽車和柴油機尾氣三效催化劑或者是載體材料以解決汽車和柴油機的尾氣處理方案。特別是建材行業是環境材料的一個重要領域，尤其在我國具有特別重要的意義。我國目前的建築材料工業每年毀田6～10萬畝，耗土石50億t，標準煤2億t。排放二氧化碳61591億t，占全國總排放量的35%～40%。因此，我國急需發展節省資源和能源及環保型生態建材；友誼與健康及凈化功能的生態建材；拓展生存空間和增加可利用資源的生態建材。