無(wú)機(jī)非金屬材料概論-wenkub.com
2025-06-17 07:36 本頁(yè)面
【正文】 由于對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)研究的日益深入，各種精密測(cè)試分析技術(shù)的發(fā)展，將有助于按預(yù)定性能設(shè)計(jì)材料的原子或分子組成及結(jié)構(gòu)形態(tài)的早日實(shí)現(xiàn)。低維材料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及制備工藝將是無(wú)機(jī)非金屬材料學(xué)科發(fā)展的重點(diǎn)。隨著高、新技術(shù)的引入,產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高,新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),日用(COnsumer)無(wú)機(jī)非金屬材料仍會(huì)得到不斷的發(fā)展。21世紀(jì)對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料需要量大,質(zhì)量要求也越來(lái)越高。這些新材料將在生物、機(jī)械、光學(xué)、電子學(xué)等領(lǐng)域取得更廣大的應(yīng)用。(2)各種材料復(fù)合程度提高。當(dāng)前,這類(lèi)材料的研究體系已經(jīng)成為單獨(dú)的固態(tài)離子學(xué)學(xué)科。特精細(xì)化學(xué)品材料和功能化合物材料目前,特精細(xì)化學(xué)品材料和功能化合物材料品種越來(lái)越多,其主要包括畜牧業(yè)飼料添加劑、飲食添加劑、滅火劑、生氧劑等等。有害氣體敏感材料。例如,利用納米技術(shù)研發(fā)的新型電腦其性能更優(yōu)良。大量材料應(yīng)用結(jié)果表明:高技術(shù)陶瓷材料是21世紀(jì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展水平的重要特征。非晶態(tài)材料用高溫熔融、熔體凝固、噴涂、拉絲或噴吹等方法制成塊狀、薄膜或纖維狀的制品。經(jīng)過(guò)粉碎、配料、混合等工序，成型（陶瓷、耐火材料等）或不成型（水泥、玻璃等），在高溫下煅燒成多晶態(tài)（水泥、陶瓷等）或非晶態(tài)（玻璃、鑄石等），再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的加工如粉磨(水泥)、上釉彩飾（陶瓷）、成型后退火(玻璃、鑄石等)，得到粉狀或塊狀的制品。例如：光敏材料的光電、熱敏材料的熱－電、壓電材料的力－電、氣敏材料的氣體電、濕敏材料的濕度電等材料對(duì)物理和化學(xué)參數(shù)間的功能轉(zhuǎn)換特性。與高分子材料相比，密度較大，制造工藝較復(fù)雜。至今，又出現(xiàn)了變色玻璃、光導(dǎo)纖維、電光效應(yīng)、電子發(fā)射及高溫超導(dǎo)等各種新型無(wú)機(jī)材料。同時(shí)，發(fā)展了研磨材料、碳素及石墨制品、鑄石等。隨著建筑業(yè)的發(fā)展，膠凝材料也獲得相應(yīng)的發(fā)展。公元初期羅馬已能生產(chǎn)多種形式的玻璃制 品。鐵的熔煉溫度遠(yuǎn)高于銅，故鐵器時(shí)代的耐火材料相應(yīng)地也有很大發(fā)展。中國(guó)商代（約公元前17世紀(jì)初～約前11世紀(jì)）有了原始瓷器，并出現(xiàn)了上釉陶器。因此人們寄希望于發(fā)展納米技術(shù)去解決陶瓷材料的脆性問(wèn)題。由陶器進(jìn)入瓷器這是第一次飛躍；由傳統(tǒng)陶瓷發(fā)展到精細(xì)陶瓷是第二次飛躍，在這個(gè)期間，不論是原材料，還是制備工藝、產(chǎn)品性能和應(yīng)用等許多方面都有長(zhǎng)足的進(jìn)展和提高，然而對(duì)于陶瓷材料的致命弱點(diǎn)──脆性問(wèn)題沒(méi)有得到根本的解決。發(fā)現(xiàn)用熔融法制得的生物玻璃，如CaONa2OSiO2P2O5，具有與骨骼鍵合的能力。有機(jī)高分子材料做成的人工器官容易老化，相比之下，生物陶瓷是惰性材料，耐腐蝕，更適合植入體內(nèi)。已發(fā)展起來(lái)的生物合金、生物高分子和生物陶瓷基本上能滿足這些要求。透明陶瓷的重要用途是制造高壓鈉燈，它的發(fā)光效率比高壓汞燈提高一倍，使用壽命達(dá)2萬(wàn)小時(shí)，是使用壽命最長(zhǎng)的高效電光源。早期就是采用這樣的辦法得到透明的氧化鋁陶瓷，后來(lái)陸續(xù)研究出如燒結(jié)白剛玉、氧化鎂、氧化鈹、氧化釔、氧化釔二氧化鋯等多種氧化物系列透明陶瓷。氮化硅可用多種方法合成，工業(yè)上普遍采用高純硅與純氮在1 300 ℃反應(yīng)后獲得：3Si+2N2→Si3N4 （1 300 ℃）高溫結(jié)構(gòu)陶瓷除了氮化硅外，還有碳化硅（SiC）、二氧化鋯（ZrO2）、氧化鋁等。用陶瓷材料做發(fā)動(dòng)機(jī)，還可減輕汽車(chē)的質(zhì)量，這對(duì)航天航空事業(yè)更具吸引力，用高溫陶瓷取代高溫合金來(lái)制造飛機(jī)上的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)效果會(huì)更好。精細(xì)陶瓷是適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的，信息科學(xué)、能源技術(shù)、宇航技術(shù)、生物工程、超導(dǎo)技術(shù)、海洋技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)需要大量特殊性能的新
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