无机非金属材料专业概论.doc

1、华东理工大学20112012学年第一学期无机非金属材料专业概论课程论文 2011.10班级：无材111 学号： 10110688 姓名： 陈晨 开课学院： 材料学院 任课教师： 陈奇 成绩： 论文题目：新型无机非金属材料/新能源材料的发展与挑战论文要求：1、 简述新型无机非金属材料/新能源材料的种类，任选一种，论述其应用、研究现状、存在问题以及发展趋势；2、 简述自己对本专业的认知和感触，以及对即将面临的机遇与挑战的感想和计划；3、 全文不少于3000字。教师评语：教师签字：年 月 日无机非金属材料专业概论无机非金属材料，主要有陶瓷，砖瓦，玻璃，胶凝材料（水泥，石灰，石膏等），混凝土，耐火材料

2、和天然矿物材料等传统材料以及新型陶瓷，微晶玻璃，光纤玻璃，mdf水泥，纤维增强混凝土等新型材料。新型无机非金属材料主要有以下几类：新型陶瓷 主要是指发挥材料机械、热、化学等功能的一大类高性能陶瓷。按照其组成将其分为氧化物类（如氧化锆、氧化铝等）和非氧化物类（如氮化硅、碳化硅等）。一般具有很高的熔点硬度及较强的抗化学腐蚀能力，因而主要用途包括各种高温结构件（如喷嘴、热交换器、高温过滤器、加热元件等）、耐磨材料（如轴承、球磨介质、脱水版等）、耐腐蚀部件（如管道、球阀、泵材等）、密封件、抗冲击结构件（如陶瓷装甲等）、发动机同陶瓷部件等。到目前为止，新型陶瓷的高性能和可靠性问题在一些先进工业国家已逐步

3、解决，降低材料的成本和提高材料的功能成为新型陶瓷大规模商业应用的主要障碍。我国的先进研究也取得了飞跃发展，某些研究甚至处于国际领先地位。但仍有若干高品质的陶瓷原材料需要进口，包括aln、b4c等。对于tib2等，由于其潜在的军事用途，美德等都禁止向中国出口。此外，我国各行业都在飞速发展，对高可靠性、大尺寸、复杂形状结构提出来更高的要求。这都需要加大投入，解决有关的技术问题。新型陶瓷在进入广泛的应用则遇到两个问题：工业化技术不完善，产品成品率不高;产品成本太高，无法与进口产品竞争。这也是我国新型陶瓷产业化和参与国际竞争需要解决的核心问题。特种玻璃 特种玻璃以其所具有的功能特性可以分为光学功能玻璃

4、、电磁功能玻璃、热学功能玻璃、李学功能玻璃、化学功能玻璃以及生物功能玻璃灯。其应用各异：比如光学功能玻璃可用于光信息处理、光传感器等，生物及化学功能玻璃可用于环境净化、疾病的治疗等技术问题是面临的主要难题，未来的经济效益也是需要考虑的。近一二十年玻璃材料科学与工艺得到迅猛发展，由于核磁共振、扫描电镜等先进手段的综合运用玻璃材料的研究从宏观进入微观，现在可以对玻璃系统的结构惊醒分析和推算，了解其组成、结构等对玻璃的形成、分相、性能及功能的影响。技术问题是面临的主要难题，未来的经济效益也是需要考虑的。未来光电子玻璃、生物玻璃等将有大幅度的发展，又卡能形成很大的商品市场。无机纤维 无机纤维主要是光导

5、纤维和增强纤维。光纤除大量应用于通讯外，还可以作为力、热、点、磁等多种物理量的灵敏传感器，可在极其恶劣的环境中使用。光纤的研究已十分成熟，目前正尝试用氟化物玻璃光纤代替石英光纤以使损耗降到最低，波长零色散传输。有望在将来得到应用。新型增强纤维是在纤维中加入增强体以改善其性能的复合材料。已广泛应用的有碳纤维、氧化铝纤维、特种玻璃纤维等。但也存在一些问题，如玻璃纤维易受潮，有些纤维低温下容易氧化，一些纤维导热性和隔音性不好。随着新型纤维的品种规格系列化和生产规模的扩大，成本迅速下降，加上应用研究的开展，其应用领域不断拓宽，前景光明。混凝土 新型混凝土主要有轻质结构混凝土和智能混凝土。混凝土就是由水

6、泥作为凝胶材料，将砂石集料胶结成的工程复合材料，广泛应用于土木工程。随着技术的发展混凝土也朝着智能的方向发展。轻集料混凝土就是其中之一。顾名思义，它就是选用较轻的集料混合成的混凝土。轻质、隔热、保温、保湿、防震性能好。主要用于高层建筑、桥梁工程，以及一些特殊工程如软土地基等，但价格较高。智能混凝土包括自感知混凝土、自阻尼混凝土、自修复混凝土等。据目前的制备技术而言，具有一两种功能的混凝土研究已经取得一定的进展，但及多功能于一体的混凝土还有不少困难，而且未来混凝土将会朝着多功能的方向发展。半导体材料 半导体材料主要有硅材料、锗材料、薄膜半导体材料、高温半导体材料等，广泛应用于通讯、广播、电视、各

7、种计算机、自动控制、各种仪表等（尤其是硅材料应用最广），目前正致力于新材料的研究如微晶半导体、iii-iv族化合物材料以及非晶硫系半导体等。如果技术问题得到解决，相信未来人类的生活又是一番新面貌。无机非金属材料已成为各种结构、信息及功能材料的主要来源，在新的世纪里，无机非金属材料将极大地影响人类及社会发展的进程。日益成熟的新型无机无金属材料正在迅速崛起。无机非金属产品原料资源丰富，成本低廉，生产耗能相对较低，产品应用范围广，在很多场合能替代金属材料或高分子材料，且这种替代是必要的，它能使材料的利用更加合理和经济。无机非金属材料有许多优良的性能，如耐高温，硬度高，抗腐蚀，以及有介电，压电，光学，

8、电磁性能及其功能转换特性等等。但无机非金属材料也存在某些缺点，如大多抗拉强度低，韧性差等，有待进一步改善。而将其与金属材料、高分子材料合成非金属基复合材料是一个重要的改良途径（我也觉得复合材料是材料中最有前景的）。材料是人类社会发展的先导，材料的每一次创新，都为人类社会的发展镌刻着一座座里程碑;它是人民生活水平提高的保证，我们每时每刻都在享受着材料进步给我们带来的快乐，人们的衣食住行无不展现着材料创新的丰硕成果;它还是国家实力的重要保证，人们常用塑钢比（塑料产量/钢铁产量）来衡量一个国家的工业实力。进入21世纪，世界形势发生了巨大变化。先进技术飞速发展，除此之外，新能源工程需要新材料，海洋工程

9、、宇航工程需要新材料，信息技术、计算机技术、微电子技术、生物技术等同样需要新材料。而以碳材料为主体的特殊结构功能材料及其衍生出的新学科和产业增长点，日益引起学术界和产业界的广泛关注。在我国，就目前而言，无机非金属材料已发展的相当完备，已经是生产消费和出口大国（毕竟中国人最多了），但还不是生产强国。企业自主开发研究能力不强，产品技术含量不高，市场竞争力不足，科技成果难以转化为生产力，能源资源消耗大，环境污染严重，国外一些发达国家和跨国集团千方百计以知识产权垄断，技术封锁和产品倾销等手段力图占领我国市场，遏制我国无机非金属新材料的发展。经济全球化的激烈竞争，使培养既具有较深理论基础，能深入进行材料

10、研究，又具有丰富工程知识，能将成果尽快转化为生产力，从而创造效益的复合型，创造型，应用型人才迫在眉睫。而人才的需求正是无机非金属材料学生未来发展的机遇。华东理工大学的无机非金属材料专业也不差，所以选择华东理工大学这个平台，希望借助华东理工大学的师资力量和科研力量，将自己塑造成一个对社会有价值的人才。从社会发展和经济发展前景来看，无机非金属材料的发展是必然的和广阔的，社会对这方面的人才，尤其是高级人才的需求不会减少（似乎是有必要读研的）。与此同时，由于多学科交叉以及国际竞争、交流的加快，对人才的要求也发生了极大的变化，即复合型人才的要求。要成为一个有本专业基础知识，有熟练掌握和应用一门外语、计算机知识、人文科学及自然科学知识等；既熟悉掌握理论知识，又有良好的动手和实践能力，以及探索精神和创新意识的高素质人才的道路无疑充满了坎坷与挑战。而穿越层层考验又能锻造良好的学习交流能力、管理合作能力和