新型无机非金属材料概述

目录

1.无机非金属材料技术发展现状

2.特种水泥的使用性能、种类和发展

2.1特种水泥的重要性

2.2特种水泥的种类

2.3特种水泥的发展方向

3.特种玻璃

3.1特种玻璃的概述

3.1.1光学功能玻璃

3.1.2电磁功能玻璃

3.1.3热学功能玻璃

3.1.4力学与机械功能玻璃

3.1.5生物活性玻璃

3.2特种玻璃的制备和加工

4.新型陶瓷

4.1新型陶瓷的定义、性能

4.2新型陶瓷与传统陶瓷的区别

4.3新型陶瓷的分类

5.特种耐火材料

5.1特种耐火材料的概述

5.2特种耐火材料的特点

5.3特种耐火材料的性能

5.4特种耐火材料的组织结构

5.5特种耐火材料的用途

5.6特种耐火材料展望

6.结束语

摘要：材料是人类赖以生存的物质基础，是科技进步的核心，是高新技术发展和社会现代化的先导，是一个国家科学技术和工业水平的反映和标志。20世纪80年代以高技术群为代表的新技术革命，把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志，世界各先进工业国家都把新材料作为优先发展的领域。在材料领域，无机非金属材料（简称无机材料）占有举足轻重的地位。无机非金属材料(inorganic nonmetallic 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。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。本文简要介绍无机非金属材料领域几类主要的新型材料的发展前景、类型、应用等。

关键词：特种水泥特种玻璃新型陶瓷特种耐火材料

1.无机非金属材料技术发展现状

无机非金属材料包括结构陶瓷、水泥与建筑材料、日用陶瓷、玻璃制品、非金属矿物材料等，是国防军工、现代工业、现代交通和基本建设的物质基础，无机非金属材料的发展对于保障和加快我国国民经济和国防工业的发展有着十分重要的意义。

近几十年来，我国无机非金属材料工业取得离突飞猛进的发展，其中水泥、平板玻璃、建筑卫生陶瓷等的产量多年来一直位居世界第一位。水泥工业从科研、设计到制造等各个环节的技术水平有了很大提高。新型干法窑外分解水泥生产线实现了国产化，其主要经济技术指标达到国际先进水平，且已出口国外。中国水泥品种的研究开发处于世界先进行列，已形成六大通用系列、约六十多个品种，包括快硬、膨胀、油井、水工、耐高温、防腐防护、装饰等特种水泥系列，并研究开发了具有中国自主知识产权的流铝酸盐等系列水泥。

建筑卫生陶瓷工业在我国也得到了飞速发展，先后从发达国家引进了大量世界先进的技术装备，经过科技攻关和引进技术的消化吸收，中国建筑卫生陶瓷产品质量的整体水平大幅度提高，花色品种大量增加，产品档次逐步提高，有的品种已达到国外高档产品水平。

我国独立自主研究开发出浮法玻璃生产工艺，经过多次攻关，技术不断完善，取得了日产500吨玻璃生产工艺技术的突破。目前，我国浮法玻璃产量占平板玻璃工业总产量的近70%。浮法玻璃生产工艺技术已向国外出口。此外，发达国家先后在上海、深圳、大连等地与中方合资建设了大型浮法玻璃生产线，提高了我国玻璃生产的总体技术水平。

2.特种水泥的使用性能、种类和发展

2.1特种水泥的重要性

水泥是一种细磨成粉末装、加水可为塑性浆体、在空气或水中均能硬化、并能将沙石与金属等材料牢固胶结在一起的水硬性凝胶材料。水泥自从与18世纪20年代问世以来，已有正规生产达170多年的历史。中国大量生产的是传统的硅酸盐水泥，但是这些通用水泥不可能完全满足各种现代化建设工程和施工新工艺的不同技术要求，某些特种工程就必须采用某种特种水泥来确保建设成功。如油田的油井，需要有适用于不同深度油井固井工程的各种温度的油井水泥品种系列。国防等用的紧急抢修工程需要不同性能的快硬高强水泥、特快硬水泥、快凝快硬水泥等。在房屋建设中，需要用高强度、水硬性好的白水泥和彩色水泥，是建筑物的造型、色彩和纹理更为美观而经久耐用。此外，还要因地制宜、因原燃料制宜，力求更好的经济效益与社会效益。中国地大物博，如有色杂质含量低的优质石灰石、黏土和燃料，既有利于制造白水泥；储量大的优质矾土可制高铝水泥、耐火材料和膨胀水泥：低品位矾土和石膏可制硫铝酸盐水泥：有铁矾土可知铁铝酸盐水泥：明矾石可制膨胀水泥等。中国已成为世界上水泥品种较多的国家之一。

2.2特种水泥的种类

专用水泥和特性水泥是指具有某种专门用途地和某种性能比较突出的水泥。由于二者之间难以确切界定，故常合称为特种水泥。特种水泥的分类，一是按主要矿物所属体系分为六个体系；二是按其功能和用途分为七大类：

（1）快硬高强水泥；（2）中、低热水泥；（3）油井水泥；（4）耐高温水泥；（5）膨胀自应力水泥；(6)装饰水泥；（7）其他类：低碱水泥、道路水泥、耐酸水泥、氯氧镁水泥

2.3特种水泥的发展方向

（1）生产与应用的同步发展

关于中国特种水泥的产量，从水泥厂的生产能力来看，并不存在大问题，关键在于特种水泥的应用上，应该特别重视开发需求、加强宣传和推广，对其价格应有客观的认识，要有设计和使用双方的密切配合。

(2)完善生产工艺和改善使用性能

主要涉及下列品种:快硬早强类水泥、低水化热水泥、油井水泥、膨胀自应力水泥、白水泥、彩色水泥和耐高温水泥。

(3)以节能为中心开发水泥新品种

包括有：节能型矿物的开发(如低钙、低烧成温度及易磨性好的矿物体系)；工业废渣的利用(如利用煤矸石、粉煤灰、矿渣以及碱渣等)；尾矿的利用(中国每年废弃的黑色金属和有色金属尾矿数以亿吨计，有些尾矿中含有较多的三氧化二铝、三氧化二铁以及各种微量元素，这为发展上述低钙、低烧成温度的节能水泥和高效矿化剂提供了廉价原料)。

（4）新型特种水泥的研究开发

应以研究开发超高强（特别是抗折强度）水泥、超低热水泥和耐久性水泥为主，这也会是国际上研究开发的重点和发展趋势。其中，包括开发抗压强度为300兆帕，抗折强度为100兆帕以及耐久性可保证一千年的水泥基材料。这些新颖特种水泥若能开发成功，将会引起工程界的一场真正革命。

3.特种玻璃

3.1特种玻璃的概述

特种玻璃，又叫新型玻璃，是指除日用玻璃以外的、采用精制高纯或新型原料，或采用新工艺在特殊条件下或严格控制形成过程制成的一些具有特殊功能或特殊用途的玻璃，也包括经玻璃晶化获得微晶玻璃。特种玻璃以其特有的功能特性可以分为光学功能玻璃、电磁功能玻璃、热学功能玻璃、力学功能玻璃及生物活性玻璃等。特种玻璃是高技术领域不可缺少的材料更是光电子技术开发的基础材料。通讯光纤已经作为实现通讯革命技术的主角，在现代信息高速公路中起着其他材料无法起到的作用。在今后的几年内，激光玻璃、功能光纤、光记忆玻璃、集成电路光掩模板、光集成电路用玻璃以及电磁、磁光、光电、声光、压电、非线性光学玻璃、高强度玻璃等将有大幅的发展，有可能形成很大的商品市场。

3.1.1光学功能玻璃

特种玻璃中以其光学性能优异的光学功能玻璃种类最多，用途最广。就其功能而言，光学功能玻璃主要包括光传输功能、激光发射功能、光记忆功能、光控制功能、非线性光学功能、感光及光调节功能、偏振光起偏振功能等。其主要运用于光通讯用光纤、光信息处理、激光核聚变、激光医疗、激光加工、光盘、光调制器、光开关图像记录、化学加工、光隔离器等。