无机非金属材料的应用与发展
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无机非金属材料的应用现状与发展趋势无机非金属材料是指在自然界中普遍存在且不含金属元素的材料,如陶瓷材料、玻璃材料、聚合物材料等。
它们具有高温耐受性、耐腐蚀性、绝缘性等特点,在各个领域有着广泛的应用。
本文将对无机非金属材料的应用现状与发展趋势进行探讨。
一、应用现状1.陶瓷材料应用现状陶瓷材料是一类具有高硬度、高强度、高抗磨耗性等特点的无机非金属材料。
目前,陶瓷材料主要应用于制造业领域。
在机械制造行业,陶瓷刀具、陶瓷轴承等被广泛应用,提高了设备的使用寿命和效率。
在电子行业,陶瓷材料被用于制造电子组件、电子陶瓷绝缘体等,满足了电子产品的小型化和高性能的需求。
此外,陶瓷材料在医疗领域也得到了应用,如人工关节、人工牙齿等。
2.玻璃材料应用现状玻璃材料是一种无定形无机非金属材料,具有透明、硬度高、耐腐蚀等特点。
目前,玻璃材料在建筑领域应用广泛,如建筑的窗户、幕墙等,提高了建筑物的采光性能和美观度。
在汽车行业,玻璃材料被用于制造汽车的前、后挡风玻璃、车窗等,增加了汽车的安全性和舒适度。
此外,玻璃材料还广泛应用于光学领域,如光学仪器、眼镜等。
3.聚合物材料应用现状聚合物材料是一种由高分子化合物构成的无机非金属材料,具有轻、坚固、柔软等特点。
目前,聚合物材料广泛应用于各个领域。
在生活用品领域,聚合物材料制成的塑料袋、塑料瓶等被大量使用;在包装行业,聚合物材料也得到广泛应用,如塑料包装盒、包装膜等。
此外,在医疗领域,聚合物材料被用于制造医疗器械、医用缝合线等。
二、发展趋势1.多功能化发展无机非金属材料在应用时往往需要满足多种性能要求,如强度、导热性、导电性等。
未来的发展趋势是实现材料的多功能化。
例如,研究人员正在将纳米陶瓷材料与金属纳米粒子结合,以制造具有高强度和导电性的材料,应用于电子、汽车等领域。
2.高性能化发展3.绿色环保发展4.智能化发展总之,无机非金属材料在各个领域都有广泛的应用,并且不断发展和创新。
未来的发展趋势是实现材料的多功能化、高性能化、绿色环保化和智能化。
重庆大学能源工程材料论文无机非金属材料的应用与发展学生:刘卓学号:20133776指导教师:高虹专业:能源动力类重庆大学动力工程学院二O一五年六月摘要材料、能源、信息是现代科学的三大支柱,材料是能源和信息的基础。
无机非金属材料与金属材料和有机高分子材料是当前三大材料领域.非金属材料种类及品种繁多、涉及范围及其广泛.非金属材料分为有机非金属材料、无机非金属材料两个大类。
本篇论文主要介绍无机非金属材料的起源发展以及在应用中所具有的特点,同时分析当今无机非金属材料行业存在的问题,从而得出无机非金属材料在未来材料领域的发展展望.关键词:无机非金属,起源发展,特点,展望重庆大学本科生论文1 无机非金属材料简介1。
1无机非金属材料的起源与发展无机非金属材料(inorganicnonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、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、硼酸盐等物质组成的材料。
是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
18 世纪工业革命以后,随着建筑、机械、钢铁、运输等工业的兴起,无机非金属材料得到了较快的发展,出现了电瓷、化工陶瓷、金属陶瓷、平板玻璃、化学仪器玻璃、光学玻璃、平炉和转炉用的耐火材料以及水泥等。
同时,发展了研磨材料、碳素及石墨制品、铸石等。
“无机非金属材料”的提法是随着现代科学技术的发展,到20世纪40年代以后,从传统的硅酸盐材料演变而来的。
20 世纪以来,随着电子技术、航天、能源、计算机、通信、激光、红外、光电子学、生物医学和环境保护等新技术的兴起,对材料提出了更高的要求,促进了特种无机非金属材料的迅速发展。
20世纪30~40年代出现了高频绝缘陶瓷、铁电陶瓷和压电陶瓷、铁氧体(又称磁性瓷)和热敏电阻陶瓷(见半导体陶瓷)等。
20世纪50~60年代开发了碳化硅和氮化硅等高温结构陶瓷、氧化铝透明陶瓷、β-氧化铝快离子导体陶瓷、气敏和湿敏陶瓷等.如今,又出现了变色玻璃、光导纤维、电光效应、电子发射及高温超导等各种新型无机材料。
浅谈我国无机非金属材料的应用与发展发布时间:2022-09-02T02:11:52.846Z 来源:《科技新时代》2022年第2月3期作者:曹剑锋宋运运孙正斌刘杰[导读] 现阶段城市化发展进程不断加快,曹剑锋宋运运孙正斌刘杰郑州磨料磨具磨削研究所有限公司河南郑州 450000摘要:现阶段城市化发展进程不断加快,各领域生产经营建设规模扩大,对材料质量及生产效率的要求日渐提高。
随无机非金属材料行业在国民经济总体系中占据的地位日渐加重,需将当前研究重点放置在扩大无机非金属材料应用覆盖面,拓宽无机非金属材料发展新路径中。
文章就基于此,首先阐述了无机非金属材料概念,提出无机非金属材料特征,分析无机非金属材料应用现状,提出无机非金属材料发展路径,以期为相关工作人员提供理论性帮助。
关键词:无机非金属材料;应用;发展前言:非金属材料实则就是非金属元素及化合物构成的材料。
现阶段无机非金属材料种类增多,实际应用范围更加广泛。
相较于发达国家而言,我国无机非金属材料研发时间较晚,为确保无机非金属材料能够在满足城市建设及工业发展要求中发挥出重要作用,还需要加快无机非金属材料研发速度,从根本上提升无机非金属材料自身的适用性以及经济效益。
1、概述无机非金属材料无机非金属材料主要就是指氧化物、碳化物、硅酸盐等物质组成的材料,是除有机高分子材料及金属材料以外所有材料的统称,无机非金属材料最早出现于20世纪40年代。
随现阶段科技技术发展速度不断加快,无机非金属材料已然与高分子材料、材料并列为三大材料之一。
常见无机非金属材料为二氧化硅气凝胶、水泥、玻璃、陶瓷等。
从晶体结构角度分析,无机非金属晶体结构比金属结构结构更为复杂,其中没有自由电子,并具有比金属键以及共存键更强的离子键及混合键。
此种结构形式使无机非金属材料具有熔点高、耐腐蚀性强、耐磨损等优势。
就目前来看,无机非金属材料种类多、用途多样,尚未形成统一完整的分类手段。
现有无机非金属可被简单的划分为传统型与先进型两种类型。
浅谈我国无机非金属材料的应用与发展摘要:无机非金属材料作为一类重要的材料,广泛应用于我国的工业生产和科技发展。
其在建筑、电子、化工和环境等领域中的应用,对于促进经济增长、提高科技水平、改善环境质量具有重要意义。
随着我国工业化进程的加速和技术进步的推动,无机非金属材料产业的发展也日益受到关注。
然而,当前我国无机非金属材料产业仍面临一些问题,如技术创新不足、产业链不完整、市场需求变化等。
因此,研究无机非金属材料的应用与发展情况,分析其存在的问题,并提出相应的政策和措施,对于推动我国无机非金属材料产业的创新和发展具有重要的背景意义。
关键词:无机非金属材料;应用;发展引言:无机非金属材料是指不含金属元素的材料,具有优异的物理、化学和机械性能。
在现代工业和科技领域,无机非金属材料广泛应用于建筑、电子、化工和环境等各个领域。
我国作为世界上最大的材料生产和消费国之一,无机非金属材料产业的发展对于我国经济的增长和科技的进步具有重要意义。
本文旨在对我国无机非金属材料的应用与发展进行全面深入的探讨,为相关研究和产业发展提供参考和指导。
一、无机非金属材料的定义和特点1.高熔点和高硬度无机非金属材料的高熔点和高硬度使其在高温和高压环境下具有出色的稳定性和耐久性。
例如,氧化铝是一种常用的无机非金属材料,具有极高的熔点和硬度。
这使得氧化铝在高温炉窑、高速切削工具和车身装甲等领域得到广泛应用。
其优异的高温稳定性和硬度使其在恶劣环境下能够保持结构完整性,不易变形或破裂。
2.脆性与金属材料相比,无机非金属材料通常具有较大的脆性。
脆性是指材料在受到外力作用下发生断裂而不发生可逆形变的特性。
这种脆性使得无机非金属材料在承受冲击或弯曲应力时易于发生破裂。
然而,这并不妨碍它们在许多应用领域的使用。
通过优化材料的微观结构、控制晶粒尺寸等方法,可以增强无机非金属材料的韧性和抗断裂性能,使其更适合实际工程应用。
3.耐腐蚀性无机非金属材料对酸、碱和化学溶剂等具有较好的耐腐蚀性能,使其在化工领域和环境保护中具有重要应用。
无机非金属材料无机非金属材料是一种重要的工程材料,它们的应用范围很广泛,从航空航天到节能环保、从冶金制造到医学等都有广泛的应用。
它们的性能优势使它们成为任何一个行业的重要分支。
本文将简要介绍无机非金属材料的性质和应用,以及未来发展趋势。
无机非金属材料包括有机非金属材料(如树脂、涂料和塑料)和无机非金属材料(如玻璃、瓷器、氧化物和碳材料)。
这些材料具有良好的硬度、韧性和抗热性,可以抵抗化学腐蚀、酸碱腐蚀、高温腐蚀和机械冲击。
此外,它们还可以被加工成不同的形状,满足特定的功能要求。
因此,它们的应用非常广泛,在很多行业中都有重要的作用。
无机非金属材料主要用于航空航天、节能环保、冶金制造和医学领域。
在航空航天领域,无机非金属材料用于制造飞行器的外壳和隔热板,以及电缆、电机和其他电子元件。
在节能环保领域,它们用于制造储能材料、太阳能电池板、高效吸收材料以及污染物治理设施等。
在冶金制造领域,用于制造锈蚀防护材料、耐热防护材料、耐腐蚀防护材料以及加工介质等。
在医学领域,无机非金属材料被用于制造植入物、支架、人工器官等。
无机非金属材料未来发展趋势包括更高精度加工、更高效率生产、更低能耗以及更多新型应用等。
智能制造技术将在无机非金属材料的生产过程中发挥重要作用,可以提高产品精度、效率和稳定性。
同时,新型材料发展技术将促进材料性能的提升,如低成本、超疏水、高强度等。
此外,新型应用也将不断涌现,以满足不断变化的市场需求。
综上所述,无机非金属材料是一种相当重要的工程材料,它们的应用范围广泛,可以满足不同的行业需求。
展望未来,无机非金属材料将继续发展,智能制造技术和新型应用将成为其重要发展方向,以满足社会经济发展的需要。
无机非金属材料应用及发展无机非金属材料是指由非金属元素或化合物构成的材料,具有一定的电绝缘性、耐高温性、耐腐蚀性和机械强度等特点。
它们在各个领域中发挥着重要的作用,包括电子、能源、建筑、医疗等。
随着科技的不断进步,无机非金属材料的应用范围也在不断扩大,并呈现出一些新的发展趋势。
首先,在电子领域,无机非金属材料具有良好的电绝缘性能和半导体性能,能够广泛应用于电子元器件和电子设备中。
例如,氧化铝被广泛用于制造基板和封装材料,用于保护电子元器件不受外界环境的干扰;硅酸盐玻璃被用作显示器的底座和外壳材料,因其具有优良的透明性和耐腐蚀性能。
此外,无机非金属材料还可用于制备陶瓷电容器、电阻器和半导体器件等。
其次,在能源领域,无机非金属材料的应用也逐渐引起人们的关注。
太阳能电池板中的硅材料是一种常见的无机非金属材料,它具有良好的光电转换效率和稳定性,可将阳光直接转化为电能。
此外,锂电池中的正极材料如磷酸铁锂、磷酸锰锂等无机非金属材料也具有较高的电化学性能和储能密度,可用于储能设备和电动汽车等领域。
再者,在建筑领域,无机非金属材料作为新型建筑材料正在逐渐取代传统的有机材料,成为建筑结构和装饰材料的首选。
例如,玻璃纤维增强复合材料具有优良的机械强度和耐候性能,可用于制作轻质、高强度的建筑结构件;建筑陶瓷材料具有独特的质感和抗污能力,被广泛应用于建筑外墙和室内装饰等。
此外,在医疗领域,无机非金属材料的应用也与日俱增。
例如,人工骨骼和关节的材料多采用氧化锆、氧化铝等无机陶瓷材料,具有良好的生物相容性和耐磨性,能够替代传统的金属材料,减少对患者的刺激和损伤;高分子陶瓷复合材料在口腔修复和牙科治疗中得到广泛应用,以提供更好的美学效果和耐用性。
随着科学技术的不断进步,无机非金属材料的应用领域还将继续扩大,并呈现出一些新的发展趋势。
首先,随着纳米技术和功能化改性技术的发展,无机非金属材料的性能将得到进一步提升。
例如,纳米复合材料和纳米涂层的研究已经取得了显著的成果,可以通过控制纳米颗粒的形貌和尺寸,来调控材料的光学、热学、力学等性能。
关于无机非金属材料的发展趋势浅谈无机非金属材料是指不含金属元素的材料,包括无机非金属晶体、陶瓷、玻璃、陶器、水泥等。
这些材料不仅具有良好的化学稳定性、机械性能和耐高温性,还有着优异的电学、光学和磁学等性能,因此被广泛应用于电子、机械、建筑、能源等领域。
无机非金属材料的发展趋势是什么?下面就做一些浅谈。
一、新材料的开发无机非金属材料是新的研究领域,需要不断地开发新的材料。
有些新材料具有特殊的性质和广泛的应用前景,可以解决当前许多的问题。
例如,新的多相氧化物的制备和结构研究,将具有重要的应用价值,新型的氧化物材料,具有优异的磁性和电学性能,可应用于电池、摩托、电磁炉等领域。
二、研究材料的制备技术无机非金属材料的制备技术是其发展的关键。
在制备过程中,要选择合适的前驱体、反应条件和晶体生长方法,以达到高纯度、良好的结晶性和均匀性。
掌握先进、高效的制备技术,可不断开发新型材料,这是无机非金属材料稳步发展的基础。
三、研究材料的结构和性能通过结构研究和工艺优化,可以使材料的性能得到进一步的改善和升级。
例如,锂离子电池的核心材料是锂硅藻土,其亚微米级结构、电学性能和机械性能之间的关系,研究人员也在不断深入,以期将其性能发挥到最优。
四、材料的应用拓展无机非金属材料具有广泛的应用前景,从院士企业到生产领域都在探索无机非金属材料的应用技术。
例如,陶瓷材料的高温耐磨性能,使其成为汽车发动机、切削刀具等零部件的首选材料;玻璃材料的透光性、光散射和热稳定性,使其成为高清晰度电视和幕墙玻璃的理想选择。
综上所述,无机非金属材料的发展趋势在于不断地开发新的材料,掌握先进的制备技术,研究材料的结构和性能,以及不断地将其应用范围拓展到更广阔的领域中。
无机非金属材料的应用与发展研究身份证号码:******************摘要:本文对无机非金属材料的应用与发展进行了系统研究和分析。
通过文献综述和实验研究,深入探讨了无机非金属材料在材料科学、能源、环保等领域的应用情况,并总结了目前的研究进展。
研究发现,无机非金属材料在各个领域具有广阔的应用前景,其高温稳定性、化学惰性和电绝缘性等优异特性使其成为高性能材料的理想选择。
然而,在应用过程中,仍面临稳定性不足和制备成本较高等挑战。
为此,本文提出了未来的发展方向,包括优化材料性能、降低生产成本以及加强可持续发展意识。
通过跨学科合作和技术创新,我们有望推动无机非金属材料在各个领域的广泛应用,为人类社会的进步和发展做出积极贡献。
关键词:无机非金属材料应用发展引言:无机非金属材料是一类不含金属元素的材料,具有许多优异的性能,如高温稳定性、化学惰性、电绝缘性等。
这些特性使得无机非金属材料在各个领域有着广泛的应用潜力。
随着材料科学的发展和技术的进步,对无机非金属材料的研究取得了显著进展,引起了学术界和工业界的极大兴趣。
在引言部分,我们将回顾无机非金属材料的研究历史和现状,强调其在现代科技和产业中的重要性。
同时,还将阐述本文的研究目的和方法,明确研究的重点和意义。
通过本文的深入研究,我们期望为无机非金属材料的应用与发展提供新的思路和新的突破,推动其在多个领域的广泛应用,为人类社会的可持续发展作出积极贡献。
方法:本研究采用文献综述和实验研究相结合的方法,以全面了解无机非金属材料的应用和发展现状。
1. 文献综述:对已发表的关于无机非金属材料的文献进行系统收集和综合归纳,包括学术期刊、会议文、专利和相关书籍等。
通过文献综述,我们深入了解无机非金属材料在不同领域的应用情况,包括材料科学、能源、环保等方面的研究进展和成果。
2. 实验研究:为了深入探究无机非金属材料的性能和应用潜力,我们进行了一系列实验研究。
a. 材料制备:选择合适的无机非金属材料作为研究对象,并采用适当的制备方法合成样品,确保其纯度和结晶性。
无机非金属材料的应用与发展趋势摘要:随着科技的不断进步和创新,无机非金属材料作为一类重要的材料,正逐渐成为各个领域中的关键角色。
这些材料以其特殊的性质和多样的应用领域,为人类社会的发展带来了深远的影响。
无论是在建筑、电子、能源、医疗等领域,无机非金属材料都扮演着至关重要的角色,其应用正在不断拓展和深化。
关键词:无机;非金属材料;应用;趋势引言:本文旨在探讨无机非金属材料的应用范围以及其未来的发展趋势。
首先,我们将回顾这些材料在不同领域的应用,从建筑结构到电子器件,从能源技术到医疗器械,揭示出它们的多功能性和多样性。
随后,我们将深入研究无机非金属材料的发展趋势,探讨科技进步对其性能提升的影响,探索环保可持续的制备工艺,探讨数字化技术对材料创新的推动,以及跨学科合作对材料应用的拓展。
一、无机非金属材料的应用(一)建筑和基础设施无机非金属材料在建筑领域的一大应用领域是混凝土和水泥。
混凝土是由水泥、骨料、粉煤灰等混合而成,其硬化后具有很强的压缩强度和耐久性。
这使得混凝土成为建筑结构和基础设施建设的首选材料,例如房屋、桥梁、道路等。
水泥作为混凝土的主要成分,其硬化后的性能能够长期维持建筑物的稳定性,支撑着城市的发展和基础设施的运行。
无机非金属材料还广泛应用于室内外装饰,如陶瓷砖和石材。
陶瓷砖以其耐磨、易清洁以及多样的颜色和纹理而受到青睐,用于地板和墙壁的装饰。
石材的自然美感和耐用性使其成为建筑立面和室内空间的重要装饰材料,为建筑赋予了独特的美学价值。
建筑和基础设施中的高温环境需要耐火材料的应用,这也是无机非金属材料的重要领域之一。
耐火砖、耐火混凝土等材料在高温环境下保持稳定性,被广泛应用于冶金、玻璃制造、火电等工业领域,确保生产过程的稳定进行。
(二)电子和光学半导体材料是无机非金属材料在电子领域的核心应用之一。
例如,硅是最常用的半导体材料之一,被广泛用于集成电路的制造。
半导体器件如晶体管、二极管等构成了现代电子设备的基础,如计算机、手机和通信设备。
无机非金属材料的应用与发展趋势摘要:本文首先阐述了无机非金属材料的具体应用,接着分析了无机非金属材料的应用现状,最后对无机非金属材料的发展趋势进行了探讨。
希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词:无机非金属材料;应用;发展趋势引言:工业化的快速发展,必然对于相关材料的需求不断增加,一方面需要加强新型材料的推广以及应用力度,另一方面也需要形成现代化的工业建设体系,这样才能更好的提高无机非金属材料的生产水平。
近些年来,无机非金属材料被广泛应用到工业生产的各个环节当中,并且其本身具有一定的自身优势,所以,客观分析其应用现状以及探究其未来的发展前景,是非常重要的。
1无机非金属材料的具体应用1.1在国防方面运用无机非金属材料在国防方面运用无机非金属材料,主要包含人工晶体、石英玻璃、陶瓷等材料。
人工晶体一般会运用到与激光有关的军事武器的设计中。
石英玻璃材料一般会运用到卫星和飞机的设计与制作中,他们关键部位的零件一般都会运用石英玻璃材料进行设计制作。
陶瓷材料具有耐高温抗腐蚀以及高硬度和轻质量的特点,所以主要会运用到航空航天方面,比如在设计卫星遥感器以及发动机的过程中。
另外,因为陶瓷具有很强的硬度,也具备很强的防护性质,所以在飞机、放弹衣以及汽车的运用中也十分常见,主要会用来保护使用者以及交通工具的安全性。
1.2在建筑方面运用无机非金属材料现阶段,我国的建筑行业有着非常快速的发展,在一些建筑房屋还有桥梁中,会运用到大量的材料资源,无机非金属材料就是十分常见的建筑材料。
会应用在建筑的很多方面,一般都是会使用这种先进的材料,包括天然的和人工的。
像这种天然的材料坚硬程度比较强,经常使用在建筑物比较重要的一些主体部位,能够很好的满足建筑物各方面的一些设计标准和要求。
于此同时防火性能也是比较好的,合理的使用在建筑物中,能够在出现火灾情况的时候,有效的避免火势的扩大,减少损失。
其次,天然的无机非金属材料还具备很强的耐腐蚀性能,可以有效的确保建筑物在设计上符合国家的相关标准,使得建筑物更加具有安全性能。
无机非金属材料的应用现状与发展趋势无机非金属材料是以某些元素的氧化物、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、硼酸盐等物质组成的材料。
是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后,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。
无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。
无机非金属材料工程是材料学中的一个专业。
无机非金属材料工程是为了培养具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程方面的知识,能在无机非金属材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型与加工等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。
本专业学生主要学习无机非金属材料及复合材料的生产过程、工艺及设备的基础理论、组成、结构、性能及生产条件间的关系,具有材料测试、生产过程设计、材料改性及研究开发新产品、新技术和设备及技术管理的能力。
我国无机非金属材料工业的发展中存在很多问题,特别是传统的无机非金属材料与国外先进水平有非常大的差距,主要有:(1) 产品等级低在传统无机非金属材料中,无论是水泥、玻璃还是陶瓷的产品等级普遍偏低。
例如:发达国家的水泥熟料强度一般都在70MPa以上,而我国平均强度仅为50 MPa。
我国高等级水泥(ISO≥42.5)仅占18%,大量生产的是中、低等级水泥(ISO≤32.5),而很多发达国家的高等级水泥占90%以上。
(2) 资源消耗高在资源的消耗方面,水泥和陶瓷工业更为突出。
由于大量的无序开采,未能充分利用有限资源,造成了极大浪费。
例如:生产水泥熟料的主要原料是相对优质的石灰石,其化学成份须满足CaO含量不低于45%、MgO不高于3%等要求。
我国符合水泥生产要求,可以使用的量仅约250亿吨。
目前每年生产水泥消耗的优质石灰石约5.5亿吨,因此该储量仅可生产水泥熟料约200亿吨,仅能提供约40年的水泥生产需要。
(3) 能源消耗高在建筑材料的生产过程中,要消耗大量的能源。
例如:水泥工业每年消耗标煤9106万吨,电力 650亿度。
我国水泥生产能耗远高于世界先进水平,以每吨熟料的综合能耗计算,世界先进水平为117Kg 标煤,我国为173.5Kg标煤,高出达50%以上。
在国外,全氧燃烧技术已经在玻璃行业中得到了较为广泛的应用,而仅有为数不多玻璃纤维生产线使用了该项技术。
(4) 环境污染严重水泥工业每年排放温室气体CO2约5.55亿吨、SO2 68.6万吨、NOx约206万吨;目前其他先进国家平均吨熟料的粉尘排放<1Kg,而我国高达13Kg,全国水泥生产年排放的粉尘竟高达1000万吨以上。
(5) 单线生产规模小,落后工艺大量存在以悬浮预热和预分解技术为核心技术的“新型干法”工艺,是目前世界水泥工业普遍采用的最先进的现代化水泥生产技术。
日本有96%、意大利96.5%、韩国100%、泰国90%的水泥产量采用这种新型干法生产线,而我国仅为15%。
我国水泥制造业处于先进工艺与落后工艺并存的复杂状态。
在玻璃行业,我国浮法玻璃生产线的平均生产规模为450吨/天,而西方国家的法玻璃生产线的平均生产规模为550吨/天。
而且在玻璃产品的品质上与国外相比有非常的差距。
虽然我国无机非金属新材料取得了很多成就,但由于我国无机非金属材料研制、开发至产业的形成起步较晚,底子薄,投入强度小等原因,使之与发达国家相比,仍有较大差距:(1) 基础研究和关键技术落后我国的无机非金属新材料是从试制起步的,发展过程也主要是随从于型号的需要进行。
由于时间、人力的限制,加之我国长期以来对基础研究重视不够,投入较少,无机非金属材料的系统的基础非常薄弱。
(2) 材料性能低、品种少、批生产质量不稳定虽然我国已基本上建立了无机非金属材料的研究、开发与部分产品的生产体系,但材料的品种尚不齐全,一些重要工程的关键配套材料还须进口。
性能低、质量差的问题仍然存在,而且在进行批量生产时质量不稳定、成品率低、效益差的问题严重,必须下大力气解决。
例如,电磁屏蔽玻璃目前我国只能达到屏蔽85dB的水平,而美国已达到110dB。
我们在屏蔽波段范围等方面远远不能满足国防工业发展的需要。
而航空玻璃方面高强、多功能(隐身、防激光等)圆弧整体风挡在我国还刚起步研究,极大的制约了我国航空工业的发展。
(3) 制备技术落后无机非金属新材料工业,不但制备技术落后,而且生产能力低,效率低,直接影响高科技产品质量(性能)、成本、能耗等三个方面。
例如,国外工业发达国家玻璃纤维生产大都采用800-6000孔漏板池窑拉丝法生产,已占总量95%以上,无纺材料全部用池窑法生产,坩埚拉丝法早已被淘汰,而我国现有的池窑拉丝大部分采用800-2000孔生产技术,4000孔技术正在开发,坩埚拉丝还没有完全淘汰,与国外相比还有较大的差距。
我国纤维增强复合材料机械化生产只占40%,60%仍采用落后的手工成型,与工业发达国家差距甚大。
又如集成电路(IC)石英扩散管的制备技术,国内采用的单机间歇气炼生产技术只能提供100mm以下IC 管,而国外采用一步法连熔拉管技术,生产∮200~300mm大口径石英管供大规模集成电路用,使我国IC用石英扩散管失去竞争能力,完全依赖进口。
(4) 技术装备落后目前我国无机非金属新材料制备技术与装备明显落后,造成研制周期长、新产品发展困难,预研成果不能及时进入工程化研究,即便生产也会出现成品率低、规模小,经济效率差等问题。
作为四大材料中(钢铁、有色、有机和无机非金属材料)工业之一的无机非金属材料工业在我国经济建设中起着重要的作用。
近年来,无机非金属材料不仅在品种上有了空前的发展,而且在内涵上有了进一步的延伸。
根据无机非金属材料功能与作用的不同,可以将无机非金属材料划分为传统无机非金属材料(建筑材料)和无机非金属新材料。
传统的无机非金属材料材料品种繁多,主要是指大宗无机建筑材料,包括水泥、玻璃、陶瓷与建筑(墙体)材料等。
其产量占无机非金属材料的绝大多数。
建筑材料与人们的生活质量息息相关。
新型无机非金属材料是指具有如高强、轻质、耐磨、抗腐、耐高温、抗氧化以及特殊的电、光、声、磁等一系列优异综合性能的新型材料,是其它材料难以替代的功能材料和结构材料。
无机非金属新材料具有独特的性能,是高技术产业不可缺少的关键材料。
例如稀土掺杂石英玻璃广泛应用于导弹、卫星及坦克火控武器等激光测距系统,耐辐照石英玻璃应用于各种卫星及宇宙飞船的姿控系统;光学纤维面板和微通道板作为像增强器和微光夜视元件在全天候兵器中得到应用;航空玻璃为中国各类军用飞机提供了关键部件。
人工晶体材料中激光、非线性光学和红外等晶体,用于弹道制导、电子对抗、潜艇通讯、激光武器等。
特种陶瓷中,耐高温、高韧性陶瓷可用于航空、航天发动机、卫星遥感,可制作特殊性能的防弹装甲陶瓷及特种纤维及用于电子对抗等。
目前已开发了近四千种高性能、多功能无机非金属新材料新品种。
这些高性能材料在发展现代武器装备中起到十分重要的作用。
近些年,随着科学技术的进步,无论是传统无机非金属材料,还是无机非金属材料都有了一些新的发展趋势:(1)生态与环保意识加强,建立科学的评价体系,实现可持续发展西方发达国家在促进传统无机非金属材料产业健康、可持续发展方面的采取了许多重要措施。
世界发达国家十分重视建材工业的可持续发展与绿色评价。
生态评价也成为世界可持续发展的一个重要手段。
目前,许多国家正在进行“生态城市”的建设与实践,推广建筑节能技术材料,使用可循环材料等,改善城市生态系统状况。
由此,提出了绿色建材、环保建材与节能建材的概念,并开展了大量的研究与实践工作。
与西方发达国家相比,我国还存在很大的差距,特别是缺乏立法支持与技术标准的指导以及相应组织的管理与监督,使我国的传统无机非金属材料工业发展还有很大的提升空间。
面对资源和环境对我国经济发展的严峻考验,国民经济的可持续发展战略显得愈加重要。
(2)向着节能、降耗的方向发展传统的无机非金属材料工业是能源消耗大户,在世界能源日益短缺的今天,如何生产节能、降耗,以及如何生产出高质量的建筑节能、保温产品是建材工业发展的重要趋势。
选择资源节约型、污染最低型、质量效益型、科技先导型的发展方式。
新型墙体材料、高质量门窗、中空玻璃将大量应用。
向着提高材料性能、使用寿命的方向发展。
低寿命设计、大量重复建设已经严重制约城市建设的发展。
现代化建筑需要高性能建筑材料的支持,而提高建筑的耐久性又对建筑材料的使用寿命提出了更高的要求。
(3)单线生产能力向大型化发展无论是水泥工业、玻璃工业,还是陶瓷工业,单条生产线的生产能力有大型化的趋势。
生产线的大型化可以有效提高产品的质量,降低能源消耗。
(4)向着智能化方向发展建筑的智能化需要建筑材料的支持。
随着技术的进步和生活水平的提高,建筑材料的安全性智能诊断等智能技术将更多的应用于建筑中。
(5)向着复合化、多功能化方向发展复合材料具有单一材料所无法满足的使用功能,是建筑材料的发展趋势,对建筑材料的功能要求越来越趋向于多功能化。
在美国、日本、西欧等所有发达国家在其科技发展战略中都把无机非金属新材料的发展放在优先发展的重要位置。
例如,美国为了保持在高技术和军事装备方面的领先地位,在先后制定的《先进材料与技术计划(AMPP)》和《国家关键技术报告》中,新材料为六大关键技术之首,而无机非金属新材料占有相当比例;日本发表的《21世纪初期产业支柱》所列的新材料领域的14项基础研究计划中,其中七项涉及无机非金属新材料的研究领域。
例如发达国家十分重视复合材料产业化生产和应用技术研究。
通过关键技术的突破,实现材料的产业化;产业化应用,促进了技术的成熟和创新;应用新材料刺激新产业的产生,创造出新的应用领域。
未来科学技术的发展,对各种无机非金属材料,尤其是对特种新型材料提出更多更高的要求。
材料学科有广阔的发展前景,复合材料、定向结晶材料、增韧陶瓷以及各种类型的表面处理和涂层的使用,将使材料的效能得到更大发挥。
由于对材料科学基础研究的日益深入,各种精密测试分析技术的发展,将有助于按预定性能设计材料的原子或分子组成及结构形态的早日实现。