无机材料的制备与应用研究发展

无机材料的制备与应用研究发展

摘要：本文主要介绍了无机材料的制备，主要有金属材料、陶瓷、高分子材料、晶体生长技术。这些材料的制备都与我们生活最密切相关。介绍每一种材料的性质、应用、前景。并将一些新的金属材料进行了综述。

关键词：金属材料；陶瓷；高分子材料；晶体生长技术；应用

引言

随着社会和经济的发展，无机材料在原有的基础上越来越重要，无机材料不再是传统的用法，各种新型的方法得到应用。例如，金属材料的制备、陶瓷工艺应用、高分子材料、晶体生长技术等。越来越多的材料使用新技术来研究，不只是无机材料这一方面。通常金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称[1]。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。

近些年来，我国的陶瓷工业有很大发展，可从以下3方面说明:一是新技术与新工艺不断采用，例如高梯度磁场选矿及其它选矿技术的应用，使陶瓷生产使用的天然原料质量得到保证。二是对陶瓷材料的性能与本质有了更深入的了解，这主要是因为一些研究材料组分和结构技术与仪器的出现，使人们对陶瓷的认识进入了更高层次。三是新品种的开发[2]。由于科学技术的推动和需要，使得能充分利用陶瓷的物理与化学特性开发出许多高科技领域中应用的功能材料与结构材料。例如人造骨骼或器官的生物陶瓷，耐高温、高强度、高韧性的

陶瓷部件等

。

高分子材料是由相对分子质量比一般有机化合物高得多的高分子化合物为主要成分制成的物质。一般有机化合物的相对分子质量只有几十到几百，高分子化合物是通过小分子单体聚合而成的相对分子质量高达上万甚至上百万的聚合物。巨大的分子质量赋予这类有机高分子以崭新的物理、化学性质：可以压延成膜；可以纺制成纤维；可以挤铸或模压成各种形状的构件；可以产生强大的粘结能力；可以产生巨大的弹性形变；并具有质轻、绝缘、高强、耐热、耐腐蚀、自润滑等许多独特的性能。于是人们将它制成塑料、橡胶、纤维、复合材料、胶粘剂、涂料等一系列性能优异、丰富多彩的制品，使其成为当今工农业生产各部门、科学研究各领域、人类衣食住行各个环节不可缺少、无法替代的材料。

当今，在高新技术材料领域中，人工晶体作为一种特种功能材料，在材料学、光学、光电子、医疗生物领域有着广泛的作用。用于人工晶体生长的方法有多种，如：物理气相沉淀、水热法、低温溶液生长、籽晶提拉、坩埚下降等。其中水热法晶体生长可以使晶体在非受限的条件下充分生长，可以长出形态各异、结晶完好的晶体而受到广泛应用。水热法可用于生长各种大的人工晶体，制备超细、无团聚或少团聚、结晶完好的微晶。适合生长熔点较高，具有包晶反应或非同成分融化，而在常温下又不溶解各种溶剂或溶解后即分解，不能再结晶的晶体材料。与其他的合成方法相比，水热法合成的晶体具有纯度高、缺陷少，热应力小质量好等特点。近年来随着科学技术的不断发展，水热法合成技术得到广泛应用，该技术已成功地应用于人工水晶的合成、陶瓷粉末材料的制备和人工宝石的合成等领域。

1金属材料

1.1金属材料的性能

一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属对各种加工工艺方法所表现出来的适应性称为工艺性能，主要有以下四个方面：⑴切削加工性能；⑵可锻性；⑶可铸性；金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括机械性能、物理性能、化学性能等。金属材料的性能决定着材料的适用范围及应用的合理性。金属材料的性能主要分为四个方面，即：机械性能、化学性能、物理性能、工艺性能。金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。在实际应用中主要考虑金属的抗蚀性、抗氧化性（又称作氧化抗力，这是特别指金属在高温时对氧化作用的抵抗能力或者说稳定性），以及不同金属之间、金属与非金属之间形成的化合物对机械性能的影响等等。在金属的化学性能中，特别是抗蚀性对金属的腐蚀疲劳损伤有着重大的意义。

1.2金属材料的应用

主要应用于金属制品制造、金属工具制造、集装箱及金属包装容器制造、不锈钢及类似日用金属制品制造，船舶及海洋工程制造等。金属制品在工业、农业以及人们的生活各个领域的运用越来越广泛，也给社会创造越来越大的价值。金属制品行业在发展过程中也遇到一些困难，例如技术单一，技术水平偏低，缺乏先进的设备，人才短缺等，制约了金属制品行业的发展。为此，可以采取提高企业技术水平，引进先进技术设备，培养适用人才等提高中国金属制品业的发展。

2陶瓷

2.1陶瓷的简介

陶瓷是指陶器和瓷器,广义上讲还包括玻璃、搪瓷、耐火材料、砖瓦、水泥、石灰、石膏等人造无机非金属材料。在国外，陶瓷这一概念，实际上是各种无机非金属材料的通称[3]。传统陶瓷主要指粘土制品，在我国有悠久的历史。我国是发明瓷器最早的国家，所以我国的英文名字China另一个意思就是瓷器。陶瓷按性能特点和用途,可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电器绝缘陶瓷(高压电瓷)、化工陶瓷、多孔陶瓷等，

2.2陶瓷的应用

陶瓷制品种类繁多，其中主要用于建筑装饰工程中的陶瓷制品有以下几类。

2.2.1琉璃制品（琉璃瓦）

琉璃瓦主要有两种形式：筒瓦与板瓦富丽堂皇，经久耐用。琉璃瓦多用于民族色彩的宫殿式大屋顶建筑中。其它屋面用的琉璃瓦为屋脊、兽头、人物、宝顶等。除用于屋面外，通过造型设计，已制成的有花窗、栏杆等琉璃制品，广泛用于庭院装饰中。

2.2.2陶瓷壁画

陶瓷壁画是以陶瓷面砖、陶板、锦砖等为原料而制作的具有较高艺术价值的现代装饰材料。它不是原画稿的简单复制，而是艺术的再创造。它巧妙地运用绘画技法和陶瓷装饰艺术于一体，经过放样、制版、刻画、配釉、施釉、烧成等一系列工序，采用浸点、涂、喷、填等多种施釉技法和丰富多彩的窑变技术而产生出神形兼备、巧夺天工的艺术效果。

2.2.3卫生洁具

卫生洁具是现代建筑中室内配套不可缺少的组成部分。陶瓷质卫生洁具是传统的卫生洁具，主要有洗面器、浴缸、大便器等。