新型无机非金属材料

新型无机非金属材料

材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类进步的里程碑。历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作为时代主要标志的。

石器、陶瓷、铁、铜、玻璃、水泥、有机高分子（如塑料等）、单晶材料，每一种新型材料的研制成功，都引起人类文化和生活的新变化。没有半导体材料，便不可能有目前的计算机技术；没有耐高温、高强度的特殊结构材料，便没有今天的宇航工业；没有低损耗的光导纤维，也就没有现代的光通讯；没有有机高分子材料，人们的生活也不可能像今天这样丰富多彩。

下面我将介绍一下新型无极非金属材料：

一般无机非金属材料具有耐高温、高硬度和抗腐蚀等优良工程性能，其主要缺点是抗拉强度低、韧性差。现代科学技术的发展，要求材料具有强度高、耐腐蚀、耐高温和其他一些特殊性能，这大大促进了无机非金属材料的发展，使无机非金属材料领域除使用传统的硅酸盐材料外，出现了氧化物陶瓷、氮化物陶瓷和碳化物陶瓷等许多具有特殊性能的新型材料，广泛应用于建筑、冶金、机械及尖端科技领域。

下面我从几个例子来了解一下新型无机非金属材料的一些高性价比的特性。

结构材料——高温结构陶瓷

高温结构陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、硬度大、耐磨损、不怕氧化的优良特性，与之相比的技术材料就捉襟见肘：易受腐蚀、不耐氧化、不适合高温时使用。

2)功能材料——光导纤维（光纤）

光导纤维的主要特性：抗干扰性能好，不发生辐射；通讯质量好；质量轻、耐腐蚀。除用于通讯外，还用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等。是高质量传导光的玻璃纤维，信息高速公路的“基石”

与普通电缆相比光纤光缆具有无与伦比的优势：信息量大,每根光纤理论上可同时通过10亿路电话，而普通电缆8管同轴电缆每条通话1800路；光纤光缆原料来源广(石英玻璃),节约有色金属，而普通电缆呢，资源较少；光纤光缆质量小,每公里27 g,不怕腐蚀,铺设方便，而普通电缆每公里1.6 t；光纤电缆成本低,每公里1万元左右，而普通光缆每公里20万元；更有优势的地方是性能好,抗电磁干扰保密性强,能防窃听,不发生电辐射。

3) c族元素

首提的是金刚石，金刚石是目前已知的最硬的材料，可以用来切削和刻划其他物质，被用于钻探、磨削等行业。但是，由于天然金刚石非常少，远远不能满足生产和科研的需要。科学家们通过对石墨和金刚石同素异形体结构的研究，指出了在一定条件下使石墨转化为金刚石的可能性。1955年，美国首先用石墨合成出金刚石，这是材料合成领域的一项重大成就。目前，世界上用石墨合成金刚石的研究发展很快，我国在这方面的研究也在飞速发展，许多城市都建有人造金刚石的工厂和研究所，以满足生产发展的需要。

其次是新型的C材料。长期以来，人们总认为碳元素只有两种同素异形体——金刚石和石墨，1985年，科学家发现了由60个碳原子组成的分子——C60，由于对它的结构认识源于建筑师巴克敏斯特富勒所设计的圆拱形屋顶的启示，人们把它亲切地称为“巴基球”。 巴基球现在已发展成一个大家族，有C60、C70、C90等。C60由于其结构的特殊性，使它在超导、磁性、光学、催化等方面表现出优异的性能。C60有很强的抗压性、良好的复原性、及高度的稳定性，加上其分子没有棱角，使它成为最优良的润滑剂。将C60作为新型功能基团引入高分子体系，可以得到具有优异导电性能和光学性质的新型功能高分子材料。随着对巴基球研究的深入，它的奇异性能和潜在应用价值相继被发现，人们认为其前途不可限量。

4）纳米材料。纳米碳管是石墨中一层或若干层碳原子卷曲而成的笼状纤维，内部是空的，外部直径只有几到几十纳米。这样的材料很轻，但很结实。它的密度是钢的1/6，而强度却是钢的100倍。用来做防弹背心是再好不过的了。纳米碳管的细尖极易发射电子，用于做电子枪，可做成几厘米厚的壁挂式电视。如果把透明、防油、防水的纳米材料颗粒组合在大楼表面或窗玻璃上，大楼不会被空气中的油污弄脏，玻璃也不会沾上水蒸气而永远透明。

5） 智能材料.

智能材料具有环境判断功能，自我修复功能和时间轴功能。智能材料既能像人的五官那样感知客观世界，又能主动对外做功，发射声波、辐射电磁波或热能，甚至能促进化学反应和改变颜色等类似有生命物质的智慧反应。

6）超导材料。超导材料是一类在低温下电阻可以完全消失的材料。用超导材料做成导线，电阻几乎为零，可以实现远距离无损耗输电；超导材料可以产生极强的磁场，用于制造磁悬浮列车；用超导材料制成的发电机将会比现有的发动机输出功率高100倍以上。

材料就像空气，无所不在，跟我们每个人的生活息息相关。材料的重要性不言而喻。作为学习无机功能材料专业的我们更要好好学习专业知识，创造出性能更加优越的新型功能材料，为社会的发展做出自己的贡献。