无机非金属材料硅

无机非金属材料

无机材料包括金属材料和无机非金属材料，其中无机非金属材料是20世纪40年代后，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，由某些元素的氧化物、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。现已与高分子材料和金属材料并列为经济建设中的三大材料。

无机非金属材料化合物中的元素，一般是由离子键、共价键或离子－共价混合键结合起来的。这些化学键的特点是键能高、强度大，因此它们赋予了这一类材料高熔点、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、铁磁性和压电性。正是这些特点使无机非金属材料广泛用于多种领域。无机非金属材料在制备过程中一般要经过高温过程，是能源消耗大户。对无机非金属材料进行生态化改造，开发低能耗、少污染的材料技术，对于环境保护十分有意义，也是生态环境材料研究的重要内容。

较早的无机材料主要有水泥、玻璃和陶瓷，后来又出现了耐火材料。因为它们的成分中均含有二氧化硅这种化合物，所以又称为硅酸盐材料（它们是由二氧化硅和金属氧化物组成的化合物）。随着近代工业和科学技术的进步，无机材料的家族也越来越庞大。如光学玻璃、工业陶瓷、石棉、石膏、云母、铸石、金刚石、石墨材料，不仅广泛用于建筑、化工、机械、冶金、电力、燃料、轻工业等工业部门，而且在国防工业和高新技术领域也占有重要地位。

目前无机非金属材料大约有100多个品种，广泛应用于工业上的有30多种。其中石灰石、石英石、长石、石膏、瓷土是生产水泥、玻璃和陶瓷等建筑材料的原料；石棉、云母、金刚石、石墨、水晶、滑石等矿物材料，在各个工业部门应用很广。例如，石棉是唯一的自然矿物纤维，具有较大的抗拉强度和弹性，并有优良的防火、隔热、耐酸碱、保温、防腐和电绝缘性能，许多机器和设备都要以石棉为主体制造各种密封、绝热、保温材料；又如金刚石，是自然界的硬度“冠军”，它在工业和材料中有独特的用途。

很多无机非金属材料是代替钢铁、棉、木材、麻、丝的理想材料。例如，铸石、石棉压力管、石棉水泥井管、石棉塑料闸瓦等，可用来代替钢铁和有色金属；水泥船、水泥轨枕、水泥电杆、水泥矿井支架等可用来代替木材；棉、麻用玻璃纤维来代替。拿铸石来说，它是以辉绿岩、玄武岩等天然岩石为原料，经熔化、浇注、结晶、淬火制成的一种新型无机材料，具有良好的耐磨和耐腐蚀性能，用在冶金、煤炭、化工、水电、机械等部门的一些设备和装置上，要比合金钢耐磨性好，它比不锈钢的抗腐蚀性更高。

无机材料是基本建设的主要物质。无论修建住房、厂房、办公楼，还是道路、桥梁、堤坝、机场、电站，都需要大量的砖、瓦、水泥、砂、石、玻璃等建筑材料。材料费用占整个建设投资的50%左右，由此可见这类材料的重要性。

随着科技的不断发展，出现了具有特殊性能和用途的材料，即也就是新型无机非金属材料。主要包括先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维等。它们是现代新技术、新兴产业和传统工业技术改造的物质基础，也是发展现代国防和生物医学所不可缺少的。

新型无机非金属材料是发展高、精、尖科学技术不可缺少的材料。在航天、核能、电力、电子、激光等工业部门都有广泛应用。例如，火箭发动机的燃烧室和喷嘴，需要承受两千多度的高温而不氧化，它是用石墨表面喷涂一层二硅化钼材料制成的；石墨还被大量用作核能工业的“减速剂”；雷达里的大型电子管外壳，既要耐高温，又要有良好的超高频和绝缘性能，它是用氧化铝超高频绝缘陶瓷做的；还有核反应堆外部的防护层，是采用一种含钡的特种水泥筑成的。