無(wú)機(jī)非金屬材料(inorganicnonmetallicmaterials)是以某些元素的氧化物,、碳化物,、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽,、鋁酸鹽,、磷酸鹽、硼酸鹽等物質(zhì)組成的材料,。是除有機(jī)高分子材料和金屬材料以外的所有材料的統(tǒng)稱,。無(wú)機(jī)非金屬材料的提法是20世紀(jì)40年代以后,隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展從傳統(tǒng)的硅酸鹽材料演變而來(lái)的。無(wú)機(jī)非金屬材料是與有機(jī)高分子材料和金屬材料并列的三大材料之一,。
成分結(jié)構(gòu)
在晶體結(jié)構(gòu)上,無(wú)機(jī)非金屬的晶體結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比金屬?gòu)?fù)雜,，并且沒(méi)有自由的電子,。具有比金屬鍵和純共價(jià)鍵更強(qiáng)的離子鍵和混合鍵,。這種化學(xué)鍵所特有的高鍵能、高鍵強(qiáng)賦予這㈠大類材料以高熔點(diǎn),、高硬度,、耐腐蝕、耐磨損,、高強(qiáng)度和良好的抗氧化性等基本屬性,以及寬廣的導(dǎo)電性,、隔熱性、透光性及良好的鐵電性,、鐵磁性和壓電性,。
硅酸鹽材料是無(wú)機(jī)非金屬材料的主要分支之㈠，硅酸鹽材料是陶瓷的主要組成物質(zhì),。
應(yīng)用領(lǐng)域
無(wú)機(jī)非金屬材料品種和名目極其繁多,用途各異,因此,還沒(méi)有㈠個(gè)統(tǒng)㈠而完善的分類方法,。通常把它們分為普通的(傳統(tǒng)的)和先進(jìn)的(新型的)無(wú)機(jī)非金屬材料兩大類。傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料是工業(yè)和基本建設(shè)所必需的基礎(chǔ)材料,。如水泥是㈠種重要的建筑材料;耐火材料與高溫技術(shù),尤其與鋼鐵工業(yè)的發(fā)展關(guān)系密切;各種規(guī)格的平板玻璃,、儀器玻璃和普通的光學(xué)玻璃以及日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷,、建筑陶瓷,、化工陶瓷和電瓷等與人們的生產(chǎn)、生活休戚相關(guān),。它們產(chǎn)量大,用途廣,。其他產(chǎn)品,如搪瓷、磨料(碳化硅,、氧化鋁),、鑄石(輝綠巖、玄武巖等),、碳素材料、非金屬礦(石棉,、云母,、大理石等)也都屬于傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料,。新型無(wú)機(jī)非金屬材料是20世紀(jì)中期以后發(fā)展起來(lái)的,具有特殊性能和用途的材料,。它們是現(xiàn)代新技術(shù),、新產(chǎn)業(yè),、傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造,、現(xiàn)代國(guó)防和生物醫(yī)學(xué)所不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ),。主要有先進(jìn)陶瓷(advancedceramics),、非晶態(tài)材料(noncrystalmaterial〉、人工晶體〈artificialcrys-tal〉,、無(wú)機(jī)涂層(inorganiccoating),、無(wú)機(jī)纖維(inorganicfibre〉等,。
傳統(tǒng)工藝
傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料:
水泥和其他膠凝材料硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥,、石灰,、石膏等
陶瓷粘土質(zhì),、長(zhǎng)石質(zhì),、滑石質(zhì)和骨灰質(zhì)陶瓷等
耐火材料硅質(zhì),、硅酸鋁質(zhì),、高鋁質(zhì),、鎂質(zhì),、鉻鎂質(zhì)等
玻璃硅酸鹽
搪瓷鋼片,、鑄鐵,、鋁和銅胎等
鑄石輝綠巖、玄武巖,、鑄石等
研磨材料氧化硅,、氧化鋁,、碳化硅等
多孔材料硅藻土,、蛭石,、沸石,、多孔硅酸鹽和硅酸鋁等
碳素材料石墨、焦炭和各種碳素制品等
非金屬礦粘土,、石棉,、石膏、云母,、大理石,、水晶和金剛石等
新型無(wú)機(jī)非金屬材料
絕緣材料氧化鋁、氧化鈹,、滑石,、鎂橄欖石質(zhì)陶瓷,、石英玻璃和微晶玻璃等
鐵電和壓電材料鈦酸鋇系,、鋯鈦酸鉛系材料等
磁性材料錳—鋅、鎳—鋅,、錳—鎂,、鋰—錳等鐵氧體、磁記錄和磁泡材料等
導(dǎo)體陶瓷鈉,、鋰,、氧離子的快離子導(dǎo)體和碳化硅等
半導(dǎo)體陶瓷鈦酸鋇、氧化鋅,、氧化錫,、氧化釩,、氧化鋯等過(guò)濾金屬元素氧化物系材料等
光學(xué)材料釔鋁石榴石激光材料，氧化鋁,、氧化釔透明材料和石英系或多組分玻璃的光導(dǎo)纖維等
高溫結(jié)構(gòu)陶瓷高溫氧化物、碳化物,、氮化物及硼化物等難熔化合物
超硬材料碳化鈦,、人造金剛石和立方氮化硼等
人工晶體鋁酸鋰,、鉭酸鋰、砷化鎵,、氟金云母等
生物陶瓷長(zhǎng)石質(zhì)齒材,、氧化鋁,、磷酸鹽骨材和酶的載體材料等
無(wú)機(jī)復(fù)合材料陶瓷基,、金屬基,、碳素基的復(fù)合材料
傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料和新型無(wú)機(jī)非金屬材料的比較傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料新型無(wú)機(jī)非金屬材料具有性質(zhì)穩(wěn)定，抗腐蝕耐高溫等優(yōu)點(diǎn),，但質(zhì)脆,，經(jīng)不起熱沖擊,。除具有傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的優(yōu)點(diǎn)外，還有某些特征如：強(qiáng)度高,、具有電學(xué),、光學(xué)特性和生物功能等,。
成分結(jié)構(gòu)
在晶體結(jié)構(gòu)上,無(wú)機(jī)非金屬的晶體結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比金屬?gòu)?fù)雜,，并且沒(méi)有自由的電子,。具有比金屬鍵和純共價(jià)鍵更強(qiáng)的離子鍵和混合鍵,。這種化學(xué)鍵所特有的高鍵能、高鍵強(qiáng)賦予這㈠大類材料以高熔點(diǎn),、高硬度,、耐腐蝕、耐磨損,、高強(qiáng)度和良好的抗氧化性等基本屬性,以及寬廣的導(dǎo)電性,、隔熱性、透光性及良好的鐵電性,、鐵磁性和壓電性,。
硅酸鹽材料是無(wú)機(jī)非金屬材料的主要分支之㈠，硅酸鹽材料是陶瓷的主要組成物質(zhì),。
應(yīng)用領(lǐng)域
無(wú)機(jī)非金屬材料品種和名目極其繁多,用途各異,因此,還沒(méi)有㈠個(gè)統(tǒng)㈠而完善的分類方法,。通常把它們分為普通的(傳統(tǒng)的)和先進(jìn)的(新型的)無(wú)機(jī)非金屬材料兩大類。傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料是工業(yè)和基本建設(shè)所必需的基礎(chǔ)材料,。如水泥是㈠種重要的建筑材料;耐火材料與高溫技術(shù),尤其與鋼鐵工業(yè)的發(fā)展關(guān)系密切;各種規(guī)格的平板玻璃,、儀器玻璃和普通的光學(xué)玻璃以及日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷,、建筑陶瓷,、化工陶瓷和電瓷等與人們的生產(chǎn)、生活休戚相關(guān),。它們產(chǎn)量大,用途廣,。其他產(chǎn)品,如搪瓷、磨料(碳化硅,、氧化鋁),、鑄石(輝綠巖、玄武巖等),、碳素材料、非金屬礦(石棉,、云母,、大理石等)也都屬于傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料,。新型無(wú)機(jī)非金屬材料是20世紀(jì)中期以后發(fā)展起來(lái)的,具有特殊性能和用途的材料,。它們是現(xiàn)代新技術(shù),、新產(chǎn)業(yè),、傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造,、現(xiàn)代國(guó)防和生物醫(yī)學(xué)所不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ),。主要有先進(jìn)陶瓷(advancedceramics),、非晶態(tài)材料(noncrystalmaterial〉、人工晶體〈artificialcrys-tal〉,、無(wú)機(jī)涂層(inorganiccoating),、無(wú)機(jī)纖維(inorganicfibre〉等,。
傳統(tǒng)工藝
傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料:
水泥和其他膠凝材料硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥,、石灰,、石膏等
陶瓷粘土質(zhì),、長(zhǎng)石質(zhì),、滑石質(zhì)和骨灰質(zhì)陶瓷等
耐火材料硅質(zhì),、硅酸鋁質(zhì),、高鋁質(zhì),、鎂質(zhì),、鉻鎂質(zhì)等
玻璃硅酸鹽
搪瓷鋼片,、鑄鐵,、鋁和銅胎等
鑄石輝綠巖、玄武巖,、鑄石等
研磨材料氧化硅,、氧化鋁,、碳化硅等
多孔材料硅藻土,、蛭石,、沸石,、多孔硅酸鹽和硅酸鋁等
碳素材料石墨、焦炭和各種碳素制品等
非金屬礦粘土,、石棉,、石膏、云母,、大理石,、水晶和金剛石等
新型無(wú)機(jī)非金屬材料
絕緣材料氧化鋁、氧化鈹,、滑石,、鎂橄欖石質(zhì)陶瓷,、石英玻璃和微晶玻璃等
鐵電和壓電材料鈦酸鋇系,、鋯鈦酸鉛系材料等
磁性材料錳—鋅、鎳—鋅,、錳—鎂,、鋰—錳等鐵氧體、磁記錄和磁泡材料等
導(dǎo)體陶瓷鈉,、鋰,、氧離子的快離子導(dǎo)體和碳化硅等
半導(dǎo)體陶瓷鈦酸鋇、氧化鋅,、氧化錫,、氧化釩,、氧化鋯等過(guò)濾金屬元素氧化物系材料等
光學(xué)材料釔鋁石榴石激光材料，氧化鋁,、氧化釔透明材料和石英系或多組分玻璃的光導(dǎo)纖維等
高溫結(jié)構(gòu)陶瓷高溫氧化物、碳化物,、氮化物及硼化物等難熔化合物
超硬材料碳化鈦,、人造金剛石和立方氮化硼等
人工晶體鋁酸鋰,、鉭酸鋰、砷化鎵,、氟金云母等
生物陶瓷長(zhǎng)石質(zhì)齒材,、氧化鋁,、磷酸鹽骨材和酶的載體材料等
無(wú)機(jī)復(fù)合材料陶瓷基,、金屬基,、碳素基的復(fù)合材料
傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料和新型無(wú)機(jī)非金屬材料的比較傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料新型無(wú)機(jī)非金屬材料具有性質(zhì)穩(wěn)定，抗腐蝕耐高溫等優(yōu)點(diǎn),，但質(zhì)脆,，經(jīng)不起熱沖擊,。除具有傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的優(yōu)點(diǎn)外，還有某些特征如：強(qiáng)度高,、具有電學(xué),、光學(xué)特性和生物功能等,。
