促进无机非金属材料发展的策略

无机非金属材料主要是指把硅酸盐等材料进行重新整合优化后形成的一种新型的材料，这种材料常常被应用在建筑领域、军事等领域，在很大程度上缓解了我国能源短缺的问题，但是并不能彻底改变能源不足的现状。因此，仍然需要不断地研发各种新材料，对无机非金属材料的发展进行不断地探索研究，促进无机非金属材料更好地发展。目前，和一些发达国家相比，我国无机非金属材料的相关研究并不够深入，所掌握的核心技术也不够先进和全面，整体发展处在比较低的水平。虽然无机非金属材料已经在我国一些领域得到了广泛应用，但是在应用中仍然存在着一些不足和问题，仍然需要采取科学有效的措施来促进无机非金属材料的发展，为我国社会经济的发展提供更多的能源保障。

一、无机非金属材料介绍

（一）无机非金属材料概述

无机非金属材料的种类非常多，从不同的角度来说有着不同的意义。比如，从材料学的角度来说，无机非金属包括了除金属材料、有机高分析材料以外的其他所有类别的材料，这些材料都可以称为是无机非金属材料，如硅酸盐、碳化物和氧化物等等。[1]无机非金属在工业革命的推动下在18世纪实现了高速发展，直到20世纪，无机非金属材料开始应用在计算机、航空航天等众多新领域和行业中，也实现了无机非金属材料更深层次的发展.同时也让一些在理化性能方面具有一定优势的材料得到了发展，比如变色玻璃、绝缘陶瓷、光导纤维等，在很大程度上弥补了有机材料和金属材料的不足。所以，对无机非金属材料的发展进行研究有着非常重要的现实意义和价值。

（二）无机非金属材料的特点

1.无机非金属材料有着完整性的材料体系特点，这一特点和金属材料之间是非常相似的。从晶体结构的角度来进行分析的话，无机非金属材料和金属材料相比较来说有着更强的离子键和混合键优势。其中的离子键主要是由正负离子形成一种键合，离子晶体在质点结合的过程中形成了一种晶体。离子晶体中也有着非常高的键能特性，并且还有着比较强大的结合力，硬度强和熔点高等优势和特点，在开展离子晶体相对移动时，会发生失去电平衡的问题。无机非金属材料中的高强度属性、高硬度特点，以及强耐腐蚀性能、透光性能、导电性能以及铁电性能等优势都非常明显和突出，并且在应用途径方面也比较多，但是并没有形成统一完善的分类。

2.无机非金属材料的化学物质和物理物质稳定性更强，并且和酸碱反应敏感度之间的差距并不大，可以更好地实现更加稳定、长久的使用效果。无机非金属材料的硬度比较大，介电性能的强度更好，同时还具备了比较高的玻璃光学性能，水泥的凝胶性能也更好，是一种耐火性能、放热隔热性能都非常好的材料。此外，和其他材料相比较来说，无机非金属材料的延展性也非常好，是一种脆性材料。因为无机非金属材料的这些性能和特点等有着比较广泛的用途，品种更加广泛，还有着更好的耐压性、强度特点、硬度优势和抗腐蚀性能。

3.无机非金属材料中的特种无机非金属材料还有着其他方面的特点和优势，比如有着很好的高温抗氧化性、绝缘性、磁学特性，以及光传输性等特点和优势，在新型的无机非金属材料中还可以体现出更多的特点和优势。另外，无机非金属材料中的各种物理效应和微观现象等特点，例如热敏材料的热点、光敏材料的光电、气敏材料的气垫等，都可以根据不同性质的材料进行复合形成更好的特性。现阶段，使用无机纤维、陶瓷、金属等增强材料可以取代以往的无机非金属材料，更好地为人们的生产生活提供便利，特别是在现代新技术、新产业改造方面，为其提供了更为重要的材料。

（三）无机非金属材料的分类

1.半导体材料。半导体材料有着比较特殊的理化性能，常常被应用在集成电路行业中，在温度高低变化的影响下，呈现出反比的电导率，有着和金属材料性能相反的性能，所以对半导体材料进行研究有着非常重要的价值。半导体材料中的单质元素外层电子常常会在一种充满的状态下，比如，Se、Si、Ge等这些元素都有着很强的半导性优势，也有着很广泛的应用范围。另外，一些化合物材料也具备了半导体材料的性质和特点，如酞菁、闪锌矿等。半导体材料的应用范围非常广，并且因其基础材料的生产比较方便、效率高、成本低等优势受到了更多用户的喜爱。此外，半导体材料再生产时可以按照其实际需求来制作成薄膜材料或者是单晶片，并且纯度也是非常高的，正因如此其常被作为精细化处理后的基体材料应用在电子集成应用中。碳化硅半导体材料在进行应用时间隙较大，在600℃的环境中可以达到2000h以上的使用寿命，并且被广泛地应用在通信和航空领域中。更为精细的半导体材料，比如纳米级别更有助于集成电技术的发展，大大地提高了芯片的集成度，结合超晶格的优势来促进通信技术的发展。

2.晶体材料BGO。按照晶胞的排布不同可以将晶体材料分为单晶和多晶类型。比如，硅板、金刚石属于单晶材料，常常被应用在机械工程和电子电路设计领域；多晶的玻璃和化合状的陶瓷等常常被应用在冶金、日用、建筑和工业领域等多种日常生活环境中。晶体材料中的所有粒子都是按照一定的规律来进行排布的，所以晶体材料的理化性质更加稳定，并且通过一定的措施还可以实现晶体的生长，让晶体材料更好地发展。不同的晶体材料有着不同的性能和特点。[2]BGO材料是晶体材料中一种比较特殊的材料，其晶格结构和X光中的高能粒子在碰撞之后晶体会发光，是一种光致发光材料。如果把BGO晶体放在一些探测器中，可以更好地对环境中的射线信号进行检测，同时再利用光电转化和电路处理等技术可以应用在不同的领域和行业中。BGO晶体中不同的元素也各不相同，包括了卤化物、氧化物等，可以应用在工业、物力和医疗等众多领域。

3.硅酸盐材料。硅酸盐的种类比较多，像微晶玻璃、普通玻璃和陶瓷等都属于硅酸盐的一种，其有着比较强的硬度，常常被应用在建筑领域中。硅酸盐的分子结构是四面体，其中的硅和氧原子位置分布是固定的，并且和体心结构、四角位置之间相互对应，而其他元素的不同位置组合方式形成了不同的硅酸盐材料。另外，因为硅酸盐材料分子有着非常强的结核性、抗腐蚀性和耐压性等，所以对硅酸盐进行微晶化处理后其导电性能和光学性能更强，和传统的材料相比较来说可应用性更强。硅酸盐材料还是水泥材料中实现其硬度和凝结度，提升其保温效果的重要材料。而高温材料也是硅酸盐材料中的一种，有着比较高的耐酸碱性、耐腐蚀性和耐高温性能，常常被应用在工业生产中。

4.其他新型材料。无机非金属材料中还包括了一些新型材料，给社会经济发展和人们日常生活水平的提升带来了很大的便利。比如，一些常常被应用于光电显示的感光性材料，新型电子通信设备中的高纯硅材料等。在无机非金属材料不断发展的过程中，也出现了一些具有理化特性优势的新型材料，这些新型的材料和日常生活中常见的有机材料和金属材料有着很大区别。例如，机械产品中的超硬度材料，具有超强耐磨性，可以代替金属轴承的材料、耐高温的复合化氧化物陶瓷材料等，这些无机非金属材料有着很好的性能，常常被应用在不同的领域和行业中。另外，在无机非金属材料的研究发展进程中，一些如C、O、Si等化合物也得到了广泛的研究，并且这些元素成为了机械工业产品生产中的重要元素，为其使用寿命的提升提供了更为优质的性能。

（三）无机非金属材料的优势分析

在众多的新材料领域中，无机非金属材料是非常重要的组成内容，其种类丰富，在性能特点方面也有着众多的特点和优势，可以在众多的领域中进行应用。无机非金属材料的性能和整体性都比较稳定，不同类型的无机非金属材料都具有一个比较高的性能特点，可以具有很强的光电效应，也可以具有很强的强度或硬度，又或者是晶体性特点，这些都使得无机非金属材料的特性化优势实现了更好的发展，同时也为众多领域和行业的发展带来了很大的促进作用。比如，具有超耐高温性能的高品质陶瓷材料，在发动机一些零部件中的应用可以有效地减少长时间高温的影响，不用再引入水冷循环系统的降温处理，让整个发动机系统的热传导率实现了更好地提升，发动机的系统更加稳定。[3]另外，光纤材料在日常光缆线路中的应用实现了更好的光导性能，更好地为人们的生产生活带来了诸多便利。

二、无机非金属材料的应用范围和领域

（一）建筑工程领域中的应用

无机非金属材料在建筑工程领域中的应用包括了水泥陶瓷、涂料等等，这些材料的应用范围和频率非常高，在很大程度上推动了建筑领域的高速发展。首先，在建筑领域中，传统水泥会消耗大量的能量，但是无机非金属水泥材料主要是对工业废渣进行重新加工形成一种新型的水泥材料，提高其经济效益和应用效率。新型水泥材料有着很强的性能特点，另外因其透水性比较强，所以常常被应用在海绵城市的建设中。另外，新型陶瓷材料的应用，可以将新型陶瓷材料制作成颗粒状的形态，以粗骨料的形式应用在建筑工程中，更好地提高建筑的保温性能和隔热性，同时还可以大大提升建筑结构的荷载能力，尤其是在建筑工程中外墙建设中的应用，可以很好地减少建筑室内的能量损耗，提高建筑工程的生态环保性。此外，无机非金属材料中涂料在建筑领域中的应用，只需要进行一层比较薄的涂料即可，在很大程度上减少了涂料的应用成本，同时还不会出现流痕滴落的问题，并且，如果和硅藻土结合使用，还可以提高吸附性，避免涂料出现发霉，其在比较潮湿的建筑领域中得到了广泛应用。

（二）智慧工业领域中的应用

无机非金属材料在医学领域、航天领域和电子工业领域中也得到了非常广泛的应用，并且也取得了非常明显的效果。首先，在以往的微电子生产加工过程中，常常需要借助丝网印刷的方式来实施电子线路的刻磨处理，基地材料的性能特点将会对集成电路的实际应用情况产生很大影响。无机非金属材料中玻璃陶瓷材料可以更好地提升电子设备在高温环境中的导电性能，让电子产品的稳定性更强、使用寿命更长。另外，复合氧化无机材料的应用还可以作为传感探测的零部件，对一些比较敏感的变化和有害气体产生精准的反应，可以起到警报探测的作用。[4]其次，在医学修复领域中的应用，树脂材料有着更好的稳定性和耐磨性，进入人体之后，可以减少各种排异问题。再加上无机非金属材料中高分子材料的强度比较高，铸造性比较强等优势，在医学修复中的应用效果更加突出，比如，LiKO材料别广泛应用在口腔领域中，取代了铸铁材料，让其抗磨性和生物适应性更强。此外，在航空航天领域中的应用，主要是抓住了无机非金属材料的延展性、精细度、耐高温性、稳定的理化特性等等，可以应用在一些弹头、外罩等保护材料中。最后，在工业领域发展中，无机非金属材料的耐磨性、导电性和柔性化优势，更好地提升了工业加工设备的密封性效果，尤其是柔性石墨材料取代了传统橡胶材料。

（三）国防装备领域中的应用

在我国的现代化国防建设中，无机非金属材料也得到了广泛的应用，比如人工晶体、先进的陶瓷和无机纤维等，这些都是国防建设的基础物质材料。首先，人工晶体可以应用在通信、弹道制导、电子对抗、潜艇通讯、激光武器等方面。其次，先进陶瓷材料因为具有比较强的耐高温性和韧性优势，可以在航空航天的卫星遥感、发动机中进行应用；同时其高硬度和质量轻等优势还可以将其应用在防御系统方面，也可以作为汽车、防弹衣和飞机制造生产的基础材料。另外，石英玻璃和稀土材料的联合使用，可以应用在宇宙飞船、卫生自控系统、航空玻璃以及军用飞机关键部件中。

三、无机非金属材料的发展

（一）复合化发展

近些年，随着对无机非金属材料更加深入的研究，无机非金属材料和金属材料，以及有机高分子材料开始呈现出复合发展的态势，并且也取得了非常好的成果。例如，玻璃钢材料、钢筋混凝土材料等，这些复合材料将多种材料的特点和性能结合到了一起，形成复合结构，满足了人们对不同材料的相同需求，给人们的生产生活带来了非常便利的条件和基础。

（二）节能化发展

无机非金属材料的取材范围非常广泛，但是也受到了各种制备技术的影响，造成一些无机金属材料在生产制作过程中对周围的环境产生了很大的污染和影响，同时也造成了众多原材料的消耗。但是，在各种先进技术不断改进和提升的情况下，无机非金属材料的生产制备更加高效。然而，在节能方面虽然取得了一定的效果，但是仍然没有彻底得到解决。所以，无机非金属材料的节能化发展仍然是其未来发展方向中的重要部分，需要对其进行更加深入的分析研究。

（三）低维化发展

目前，我国的无机非金属材料正在朝着薄膜材料和纤维材料的方向发展，例如微电子以及机构材料中薄膜材料的应用，还有光信号放大调制中纤维材料的应用等等。[5]

（四）智能化发展

无机非金属材料朝着智能化的方向发展是未来发展的必然趋势，智能化发展可以更好地使无机非金属材料的性能更加优良，发展方向和涉及的领域更加广泛。目前，我国已经研发生产出了多片压电、铁电陶瓷等一些智能化的材料，这些智能化的材料在建筑领域中得到了很好的应用，让建筑工程质量更加安全牢固，对建筑工程领域的发展有着很好的促进作用。

四、无机非金属材料发展中存在的问题

在无机非金属材料的发展过程中，并不是一帆风顺的，在其发展过程中仍然存在着一些问题和不足，所以，无机非金属材料未来要想得到更加高速的发展需要解决这些发展中现存的问题。现阶段，无机非金属材料的发展存在以下问题和不足。首先，无机非金属材料和各建筑行业之间都形成了紧密的联系，并且在这种联系中，要求新型材料进行大批量的生产，同时对这些材料的质量和产品等级形成了较高的水平，从而更好地满足现代化应用的实际需求。[6]但是在实际的生产中，我国无机非金属材料的生产水平并没有满足现有的需求，例如在玻璃灯类产品外壳平均强度方面，强度仅能达到50%左右，这种强度和其他发达国家的产品相比存在着很大的差距和不同，生产品质和等级水平并不是很高，仍然存在着一定的不足和问题。其次，现阶段，我国无机非金属材料的研究品类还缺乏一定的丰富性，尤其是在一些建筑和生产领域中，相关的配套性能不足，依赖性非常强，并不能很好地开展所有品类的研发和生产。比如，在一些集成电路设计生产过程中，可以利用电磁屏蔽玻璃来确保其平稳性，这样才可以减少外界环境对其产生的干扰和不良影响。我国现阶段这些屏蔽产品的等级只能达到85dB左右。但是，在这一方面西方国家的相关产品的等级可以达到110dB左右，尤其是在一些对屏蔽防护等级要求比较高的领域和方面，比如航空领域、国防领域等。这些领域和行业对无机非金属材料的品质要求非常高，在这一方面，我国仍然存在着很大的缺陷和问题，也成为制约我国无机非金属材料更好发展的一大障碍。另外，在无机非金属材料生产的过程中，能源的消耗量非常大，但是这和我国绿色发展理念之间有着很大出入，尤其是对水泥材料的需求量非常大，因为没有形成科学合理的规划方案，所以在生产过程中出现了严重的资源浪费问题，这也是影响我国无机非金属材料发展的重要因素。此外，我国相关部门对无机非金属材料的研发也存在着一定的不足，相关的政策扶持力度不足，并且一些政策制定的内容还存在缺陷，在一些方面缺乏更为详细的研究。[7]比如，科研单位和高校之间的有效合作关系，具体的合作方案和相关合作政策的要求、流程等，这些都需要政府部门制定详细的实施方案，但在实际执行中这些内容并不详细，甚至还存在不足。

五、无机非金属材料更好发展的有效策略

（一）加大国家相关部门的政策支持力度

在我国无机非金属材料的发展过程中，为了更好地提升其在市场中的竞争力，需要充分发挥出我国政府相关部门的引导和政策扶持作用，通过一些优惠政策来推动无机非金属材料更好地发展，满足社会经济发展和时代发展的需求。比如，政府部门要针对无机非金属材料在深入研究中遇到的各种技术重点难点和技术缺陷等，为其提供更加充足合理的内外资源优势，将一些优质的内在资源和技术应用在无机金属材料的深入研究中，并且还要加大对相关行业的鼓励整合，规范该行业的发展规则和发展环境，避免恶意竞争问题的发生。[8]另外，还要鼓励更多的科研单位和机构加强和高校之间的合作，建立起技术研发交流合作，充分利用高校和科研单位的优势来推动无机非金属材料的深入研发和发展。此外，还要加大对相关知识产权的保护力度，在保障无机非金属材料生产厂家合理经营效益的基础上推动无机金属材料更好发展，并形成一种良好的循环方式。政府部门要从宏观的层面来进行调控管理，为我国无机非金属材料的深入研发和发展创造更好的环境和基础，实现无机非金属材料更加高质、高效的发展。

（二）加强无机非金属材料专业人员的培训建设

无机非金属材料的发展需要更多高水平的专业技术研究人员，形成一支专业性强的无机非金属材料科研团队，这样可以更好地保障这些专业人才投入无机非金属材料更深层次的研究中，促进我国无机非金属材料的发展。可以通过高等院校的人才培养模式来培养更多优秀的人才，在高校中建立起定向人才培养模式，从理论知识的层面出发提高材料专业大学生对无机非金属材料未来发展领域的了解和认识，丰富大学生们的学习视野，对无机非金属材料的认识更加清晰明了，提高其对无机非金属材料的学习兴趣和学习主动性，从而将更多的精力和时间投入相关知识和技能的学习中，提升自身的专业素养和专业知识水平。另外，高校人才培养还要与企业加强交流合作，和企业建立起有效的合作联系，高校可以对社会中无机非金属材料的实际发展动态和需求有更加深入的了解，在人才培养时更加具有针对性和社会现实性，满足社会发展和行业发展对人才的需求，为我国无机非金属材料的发展提供更多的人才保障。

（三）充分借鉴吸收国内外关于无机非金属材料的先进经验

现阶段，我国无机非金属材料的发展水平和相关技术发展水平与欧美发达国家相比较还存在一定差距，发展过程中还存在着诸多的不足和问题。因此，要想实现我国无机非金属材料更好的发展，要多向发达国家学习，了解其在无机非金属材料方面的系统化特点和优势。我国的研究学者、相关的科研单位以及无机非金属材料的生产商等要具备比较敏锐和超强的思维能力，多与国外优质的厂家建立合作关系，加强和优质厂家和企业的合作交流，引入他们先进的优质经验和技术，结合我国无机非金属材料自身的发展特点和优势，并对现有的技术和发展情况进行深入分析研究，不断改进其技术和方法，在新理念和新方法技术的支持下促进无机非金属材料更好地发展。[9]同时，还要对我国无机非金属材料的发展流程和发展方向进行核心技术的改革创新，更好地促进无机非金属领域的发展。

六、结束语

近些年，我国工业生产得到了高速发展，并且正朝着大型化、科技化和规模化的方向发展，这种发展模式在很大程度上提高了工业生产产品的品质，同时也在降低能源损耗方面提供了更好的便利和条件，为我国工业生产的智能化发展奠定了更好的基础，也为我国企业的发展提供了更好的技术保障。在无机非金属材料未来的发展过程中，复合化、多功能化、智能化和节能化发展方向更加明确，而这些发展的实现，需要不断地对无机非金属材料进行深入完善，充分开发出无机非金属材料的各种特点和优势，让材料的性能得到更加充分的应用。通过多种不同的策略和方式来对无机非金属材料和相关的制备技术进行分析和探讨，明确无机非金属材料的预定性发展目标，从而确保其按照我国国有知识产权化的方向发展，为我国社会经济的发展，以及各行各业的发展提供更加优质的发展材料基础。