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無機材料

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無機材料指由無機物單獨或混合其他物質製成的材料。通常指由硅酸鹽鋁酸鹽硼酸鹽磷酸鹽鍺酸鹽等原料和/或氧化物、氮化物、碳化物硼化物、硫化物、硅化物鹵化物等原料經一定的工藝製備而成的材料。
中文名
無機材料
外文名
Inorganic Material
釋    義
無機物單獨或混合其他物質製成
分    類
傳統的和新型
材料應用
設計、製備、組成、結構
詞    性
名詞

無機材料主要分類

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無機材料一般可以分為傳統的和新型的無機材料兩大類。傳統的無機材料是指以二氧化硅及其硅酸鹽化合物為主要成分製備的材料,因此又稱硅酸鹽材料。
新型無機材料是用氧化物、氮化物、碳化物硼化物、硫化物、硅化物以及各種非金屬化合物經特殊的先進工藝製成的材料。

無機材料無機非金屬

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具有機械功能、熱功能和部分化學功能為無機非金屬結構用材料,分為氧化物和非氧化物,結構包括單晶、多晶、玻璃、複合材料和塗層及薄膜。鼓勵開發具有較大市場、產業化技術較成熟和經濟效益好的新型無機結構材料。
高性能結構陶瓷
高性能結構陶瓷 高性能結構陶瓷
高性能結構陶瓷具有比強度高、耐高温、耐磨損、耐腐蝕等優越性能。由於技術進步,結構陶瓷的性能提高,使其對傳統金屬材料的優勢日益顯示出來,國際上使用結構陶瓷部件已經形成很大的市場。本年度重點支持:
(1)航空、汽車、火車等交通車輛用的陶瓷零部件;
(2)現代工業用耐高温、耐磨損、耐腐蝕等高性能陶瓷結構件;
(3)可替代進口和特殊用途的高性能陶瓷結構件;
(4)電子陶瓷高温燒結用高級窯具材料與製品。
無機非金屬功能材料
無機非金屬功能材料是指具有電導性、半導體性、光電性、壓電性鐵電性、耐腐蝕、化學吸附性、吸氣性、耐輻射性等許多功能的一類材料。這類材料品種多,具有技術含量高、產品更新換代快、附加值高、經濟效益明顯的特點。本年度重點支持:
電子功能陶瓷材料
微電子工業是世界經濟發展的一個熱點。我國已將微電子產業列入“十五”的發展重點,電子功能陶瓷是微電子器件的基本材料之一,用途廣泛。本年度重點支持:
(1)大規模集成電路用新型封裝材料和高頻絕緣用新型高性能絕緣陶瓷;
(2)可代替進口的新型微波陶瓷和陶瓷電容器介電陶瓷鐵電陶瓷
(3)大規模集成電路用高性能貼片元件專用電子陶瓷原料與製品。
敏感功能陶瓷材料
敏感功能陶瓷在機電一體化用的傳感器和微動作執行機構等方面有廣泛的應用,我國在這方面有很大的進步,但一些關鍵的高性能傳感器等產品與國外同類產品仍有差距,整體技術水平急待提高。本年度重點支持:
(1)新型高性能工業温度、濕度檢測、汽車傳感器用的陶瓷;各類氣體探測用功能陶瓷;温度補償器、熱傳感和自控加熱元件等功能陶瓷;
(2)超聲轉換、微位移器、新型壓電馬達、濾波器用壓電陶瓷材料;
(3) 無機非金屬智能材料、能源轉換材料及產品。
光功能陶瓷材料
新型功能陶瓷材料具有獨特的光電性能,已成為光通信產業不可缺少的材料。我國光通信用功能陶瓷材料與國外水平相比有較大差距,已成為我國信息技術和產業發展的瓶頸之一。本年度重點支持:
(1)激光元件用功能陶瓷材料(包括激光調製、激光窗口材料),紅外輻射與接收材料,實用化的光轉換材料;
(2)光存儲、視頻顯示和存儲系統、光開關等用光功能陶瓷
(3)薄膜顯示、PDP材料、高亮度超高效發光管用材料;
(4)新型高性能的光傳輸材料、光放大、光電耦合材料的功能陶瓷製品。
人工晶體
人工晶體又稱合成晶體。單晶及多晶具有各種獨特的物理性質,能實現電、光、聲、熱、力等不同能量形式的交互作用和轉化,在現代科學技術中應用十分廣泛。。
人工晶體作為一種特種功能材料,在材料學、光學、光電子、醫療生物領域有着廣泛的作用。用於人工晶體生長的方法有多種,如:物理氣相沉澱、水熱法、低温溶液生長、籽晶提拉、坩堝下降等。其中水熱法晶體生長可以使晶體在非受限的條件下充分生長,可以長出形態各異、結晶完好的晶體而受到廣泛應用。水熱法可用於生長各種大的人工晶體,製備超細、無團聚或少團聚、結晶完好的微晶。適合生長熔點較高,具有包晶反應或非同成分融化,而在常温下又不溶解各種溶劑或溶解後即分解,不能再結晶的晶體材料。與其他的合成方法相比,水熱法合成的晶體具有純度高、缺陷少,熱應力小質量好等特點。近年來隨着科學技術的不斷髮展,水熱法合成技術得到廣泛應用,該技術已成功地應用於人工水晶的合成、陶瓷粉末材料的製備和人工寶石的合成等領域。
功能玻璃
功能玻璃是指採用精製、高純或新型原料,並採用新工藝技術製成的具有特殊性能和功能的玻璃或無機非晶態材料,是高技術領域特別是光電技術不可缺少的基礎材料。本年度重點支持:
(1)光傳輸功能玻璃;
(2)光電、壓電、激光、電磁、耐輻射、防紫外等功能玻璃;
(3)特殊用途的高強度玻璃;
(4)生物體和固定酶生物化學功能玻璃;
(5)液晶顯示用彩色濾光片
催化及環保用陶瓷
催化劑載體既要有良好機械性能,又要求有化學環境穩定性和特定化學物質反應選擇性。在汽車尾氣和化工環保行業得到廣泛應用。本年度重點支持:
(1)代替進口、可形成批量生產的高性能催化劑載體;
(2)環保用高性能多孔陶瓷材料。

無機材料高分子材料

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無機材料來源

高分子材料也稱為聚合物材料,是以高分子化合物為基體,再配有其他添加劑(助劑)所構成的材料。高分子材料按來源分為天然高分子材料和合成高分子材料。天然高分子是存在於動物、植物及生物體內的高分子物質,可分為天然纖維天然樹脂天然橡膠、動物膠等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡膠和合成纖維三大合成材料,此外還包括膠黏劑、塗料以及各種功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所沒有的或較為優越的性能——較小的密度、較高的力學、耐磨性、耐腐蝕性、電絕緣性等 [1] 

無機材料應用

(1)塑料
塑料 塑料
塑料是指以聚合物為主要成分,在一定條件(温度、壓力等)下可塑成一定形狀並且在常温下保持其形狀不變的材料。塑料根據加熱後的情況又可分為熱塑性塑料熱固性塑料。加熱後軟化,形成高分子熔體的塑料成為熱塑性塑料。主要的熱塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯聚甲基丙烯酸甲酯聚氯乙烯、尼龍、聚碳酸酯、聚氨酯、聚四氟乙烯聚對苯二甲酸乙二醇酯等。加熱後固化,形成交聯的不熔結構的塑料稱為熱固性塑料。常見的有環氧樹脂,酚醛塑料聚酰亞胺,三聚氰氨甲醛樹脂等。塑料的加工方法包括注射,擠出,膜壓,熱壓,吹塑等等。
(2)橡膠
橡膠又可以分為天然橡膠合成橡膠。天然橡膠的主要成分是聚異戊二烯。合成橡膠的主要品種有丁基橡膠順丁橡膠氯丁橡膠三元乙丙橡膠丙烯酸酯橡膠聚氨酯橡膠、硅橡膠、氟橡膠等等。
(3)纖維
纖維 纖維
纖維是高分子材料的另外一個重要應用。常見的合成纖維包括尼龍、滌綸、腈綸聚酯纖維、芳綸、丙綸纖維等。
(4)塗料
塗料是塗附在工業或日用產品表面起美觀或這保護作用的一層高分子材料、常用的工業塗料有環氧樹脂,聚氨酯等。
(5)粘合劑
也是一類重要的高分子材料。人類在很久以前就開始使用澱粉,樹膠等天然高分子材料做黏合劑。現代黏合劑通過其使用方式可以分為聚合型,如環氧樹脂;熱融型,如尼龍,聚乙烯;加壓型,如天然橡膠;水溶型,如澱粉。

無機材料未來發展

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迅速發展的電子工業、空間科學、核技術、激光技術、高能電池、太陽能利用等領域,對材料性能提出了各種新的要求。因而在傳統無機非金屬材料基礎上發展出了高温材料、高強材料、電子材料、光學材料以及激光、鐵電、壓電等材料,這些説明了新材料發展和高科技發展是緊密聯繫的.因此,它在現代工業、現代國防、現代生活的應用方面前景廣闊。未來新材料的發展方向是各種材料相複合,即可改善無機材料脆性的弱點,並可具有高彈性模量,低比重,高韌性.未來電子材料的工程發展方向是微小型化、薄膜化,消除缺陷與微電子的集成工藝相結合.結構材料的工程研究方向主要是在應用上的可靠性,生產上的重複性、穩定性以及成本的逐步下降.新材料和傳統無機材料相比,一個重要的變化是從勞動密集型向技術密集型並繼續向知識密集型的新興工業過渡。今後,多學科交叉的各種複合材料將越來越佔據材料工業的主導地位。
參考資料
  • 1.    周亞棟.無機材料物理化學:武漢理工大學出版社,1994