[科普中国]-无机材料

分类

无机材料一般可以分为传统的和新型的无机材料两大类。传统的无机材料是指以二氧化硅及其硅酸盐化合物为主要成分制备的材料，因此又称硅酸盐材料。

新型无机材料是用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种非金属化合物经特殊的先进工艺制成的材料。

无机非金属具有机械功能、热功能和部分化学功能为无机非金属结构用材料，分为氧化物和非氧化物，结构包括单晶、多晶、玻璃、复合材料和涂层及薄膜。鼓励开发具有较大市场、产业化技术较成熟和经济效益好的新型无机结构材料。

高性能结构陶瓷高性能结构陶瓷具有比强度高、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优越性能。由于技术进步，结构陶瓷的性能提高，使其对传统金属材料的优势日益显示出来，国际上使用结构陶瓷部件已经形成很大的市场。本年度重点支持：

（1）航空、汽车、火车等交通车辆用的陶瓷零部件；

（2）现代工业用耐高温、耐磨损、耐腐蚀等高性能陶瓷结构件；

（3）可替代进口和特殊用途的高性能陶瓷结构件；

（4）电子陶瓷高温烧结用高级窑具材料与制品。

无机非金属功能材料

无机非金属功能材料是指具有电导性、半导体性、光电性、压电性、铁电性、耐腐蚀、化学吸附性、吸气性、耐辐射性等许多功能的一类材料。这类材料品种多,具有技术含量高、产品更新换代快、附加值高、经济效益明显的特点。本年度重点支持：

电子功能陶瓷材料微电子工业是世界经济发展的一个热点。我国已将微电子产业列入“十五”的发展重点，电子功能陶瓷是微电子器件的基本材料之一，用途广泛。本年度重点支持：

（1）大规模集成电路用新型封装材料和高频绝缘用新型高性能绝缘陶瓷；

（2）可代替进口的新型微波陶瓷和陶瓷电容器用介电陶瓷与铁电陶瓷；

（3）大规模集成电路用高性能贴片元件专用电子陶瓷原料与制品。

敏感功能陶瓷材料敏感功能陶瓷在机电一体化用的传感器和微动作执行机构等方面有广泛的应用，我国在这方面有很大的进步，但一些关键的高性能传感器等产品与国外同类产品仍有差距,整体技术水平急待提高。本年度重点支持：

（1）新型高性能工业温度、湿度检测、汽车传感器用的陶瓷;各类气体探测用功能陶瓷;温度补偿器、热传感和自控加热元件等功能陶瓷；

（2）超声转换、微位移器、新型压电马达、滤波器用压电陶瓷材料；

（3） 无机非金属智能材料、能源转换材料及产品。

光功能陶瓷材料新型功能陶瓷材料具有独特的光电性能，已成为光通信产业不可缺少的材料。目前我国光通信用功能陶瓷材料与国外水平相比有较大差距,已成为我国信息技术和产业发展的瓶颈之一。本年度重点支持：

（1）激光元件用功能陶瓷材料（包括激光调制、激光窗口材料），红外辐射与接收材料，实用化的光转换材料；

（2）光存储、视频显示和存储系统、光开关等用光功能陶瓷；

（3）薄膜显示、PDP材料、高亮度超高效发光管用材料；

（4）新型高性能的光传输材料、光放大、光电耦合材料的功能陶瓷制品。

人工晶体人工晶体又称合成晶体。单晶及多晶具有各种独特的物理性质，能实现电、光、声、热、力等不同能量形式的交互作用和转化，在现代科学技术中应用十分广泛。。

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。

功能玻璃功能玻璃是指采用精制、高纯或新型原料，并采用新工艺技术制成的具有特殊性能和功能的玻璃或无机非晶态材料，是高技术领域特别是光电技术不可缺少的基础材料。本年度重点支持：

（1）光传输功能玻璃；

（2）光电、压电、激光、电磁、耐辐射、防紫外等功能玻璃；

（3）特殊用途的高强度玻璃；

（4）生物体和固定酶生物化学功能玻璃；

（5）液晶显示用彩色滤光片。

催化及环保用陶瓷催化剂载体既要有良好机械性能，又要求有化学环境稳定性和特定化学物质反应选择性。在汽车尾气和化工环保行业得到广泛应用。本年度重点支持：

（1）代替进口、可形成批量生产的高性能催化剂载体；

（2）环保用高性能多孔陶瓷材料。

高分子材料来源高分子材料也称为聚合物材料，是以高分子化合物为基体，再配有其他添加剂（助剂）所构成的材料。高分子材料按来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。天然高分子是存在于动物、植物及生物体内的高分子物质，可分为天然纤维、天然树脂、天然橡胶、动物胶等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡胶和合成纤维三大合成材料，此外还包括胶黏剂、涂料以及各种功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所没有的或较为优越的性能——较小的密度、较高的力学、耐磨性、耐腐蚀性、电绝缘性等1。

应用**（1）塑料**

塑料是指以聚合物为主要成分，在一定条件（温度、压力等）下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料。塑料根据加热后的情况又可分为热塑性塑料和热固性塑料。加热后软化，形成高分子熔体的塑料成为热塑性塑料。主要的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、尼龙、聚碳酸酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。加热后固化，形成交联的不熔结构的塑料称为热固性塑料。常见的有环氧树脂,酚醛塑料，聚酰亚胺，三聚氰氨甲醛树脂等。塑料的加工方法包括注射，挤出，膜压，热压，吹塑等等。

（2）橡胶

橡胶又可以分为天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯。合成橡胶的主要品种有丁基橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶等等。

（3）纤维

纤维是高分子材料的另外一个重要应用。常见的合成纤维包括尼龙、涤纶、腈纶聚酯纤维、芳纶、丙纶纤维等。

（4）涂料

涂料是涂附在工业或日用产品表面起美观或这保护作用的一层高分子材料、常用的工业涂料有环氧树脂，聚氨酯等。

（5）粘合剂

也是一类重要的高分子材料。人类在很久以前就开始使用淀粉，树胶等天然高分子材料做黏合剂。现代黏合剂通过其使用方式可以分为聚合型，如环氧树脂；热融型，如尼龙，聚乙烯；加压型，如天然橡胶；水溶型，如淀粉。

未来发展目前，迅速发展的电子工业、空间科学、核技术、激光技术、高能电池、太阳能利用等领域，对材料性能提出了各种新的要求。因而在传统无机非金属材料基础上发展出了高温材料、高强材料、电子材料、光学材料以及激光、铁电、压电等材料，这些说明了新材料发展和高科技发展是紧密联系的.因此，它在现代工业、现代国防、现代生活的应用方面前景广阔。未来新材料的发展方向是各种材料相复合，即可改善无机材料脆性的弱点，并可具有高弹性模量，低比重，高韧性.未来电子材料的工程发展方向是微小型化、薄膜化，消除缺陷与微电子的集成工艺相结合.结构材料的工程研究方向主要是在应用上的可靠性，生产上的重复性、稳定性以及成本的逐步下降.新材料和传统无机材料相比，一个重要的变化是从劳动密集型向技术密集型并继续向知识密集型的新兴工业过渡。今后，多学科交叉的各种复合材料将越来越占据材料工业的主导地位。