沙慧慧

（江蘇 南京 210000）

摘 要：材料工業(yè)是現(xiàn)代文明的基礎(chǔ)支柱之一，對于整個(gè)人類社會的發(fā)展有著十分重要的作用，無機(jī)非金屬材料是材料體系的重要組成部分，本文主要就其進(jìn)行簡單的介紹，詳細(xì)分析與其有關(guān)的能源行業(yè)的發(fā)展問題，僅為無極非金屬材料的應(yīng)用研究提供參考。

關(guān)鍵詞：無機(jī)非金屬材料；發(fā)展歷程；能源行業(yè)

無機(jī)非金屬材料廣泛應(yīng)用于居民日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)過程中，對于現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，本文主要就這種材料進(jìn)行簡單的介紹，分析無機(jī)非金屬材料工業(yè)發(fā)展歷程，探討有關(guān)的能源行業(yè)的未來發(fā)展方向，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)研究人員的工作有所幫助。

一、無機(jī)非金屬材料概述

無機(jī)非金屬材料主要是由傳統(tǒng)的硅酸鹽材料演變而來，現(xiàn)在的無機(jī)非金屬材料則囊括了碳化物、氮化物、鋁酸鹽、硼酸鹽、硅酸鹽、鹵化物、磷酸鹽等等領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)上來說，無機(jī)非金屬材料的元素之間主要依靠共價(jià)鍵、離子鍵或者離子——共價(jià)鍵混合健進(jìn)行結(jié)合。正是由于在這些化學(xué)鍵的存在，無機(jī)非金屬材料往往擁有良好的抗氧化性、導(dǎo)電性、壓電性、鐵磁性、鐵電性、較高的熔點(diǎn)、硬度、強(qiáng)度、耐磨損，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。

無機(jī)非金屬材料可以分為傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料和新型無機(jī)非金屬材料兩大類。日常生活中常見的玻璃、陶瓷、水泥、搪瓷、電瓷等等都屬于傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料，與民眾的生活及生產(chǎn)息息相關(guān)。而新型無機(jī)非金屬材料的性能及用途都比較特殊，主要是憑借一些新的技術(shù)手段改造而來，廣泛應(yīng)用與國防事業(yè)及生物工程之中，比如非晶體材料、無機(jī)纖維、無機(jī)涂層等等。

二、無機(jī)非金屬材料工業(yè)發(fā)展歷程

隨著人類社會以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，無機(jī)非金屬材料工業(yè)逐漸興起，下文主要從水泥、陶瓷、玻璃三種材料簡單論述無機(jī)非金屬材料工業(yè)的發(fā)展歷程。

（一）陶瓷工業(yè)

陶瓷材料是使用時(shí)間最長的無機(jī)非金屬材料，在我國制陶技藝可以追溯到8000年前的新時(shí)期時(shí)期，商朝白陶的成功燒制為陶器向瓷器的過渡奠定了良好的基礎(chǔ)，東漢至魏晉時(shí)期出現(xiàn)了青瓷，這種胎質(zhì)堅(jiān)硬加工精細(xì)的瓷器的出現(xiàn)標(biāo)志著我國瓷器進(jìn)入新的時(shí)代，宋朝起我國的陶瓷開始向歐洲及南洋的一些國家大量輸出，出現(xiàn)了官、汝、定、鈞、哥等名窯。古代的陶瓷窯主要是間歇式窯型，隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展進(jìn)步，傳統(tǒng)的窯型逐漸被現(xiàn)代窯型代替，1899年，法國出現(xiàn)機(jī)械式隧道窯，經(jīng)過了上百年的發(fā)展，現(xiàn)代陶瓷燒制的窯型主要有窯車式隧道窯、步進(jìn)窯、推板窯、輥道窯、氣墊窯等等幾種，其中窯車式隧道窯是現(xiàn)階段應(yīng)用較多的現(xiàn)代窯型，其他幾種窯型都是在此基礎(chǔ)上研究制造出來的，輥道窯燒成過程要求比較嚴(yán)格，必須要保證窯內(nèi)環(huán)境的均衡穩(wěn)定，這使得快速燒成及全自動(dòng)操作控制成為可能，新型陶窯的能耗明顯降低，陶瓷的產(chǎn)量得到了較大的提高，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度明顯減少，生產(chǎn)環(huán)境得到了極大地改善。此外，為了改善當(dāng)前陶瓷燒制過程中的生產(chǎn)污染，提高產(chǎn)品的燒制質(zhì)量，許多廠家都在積極的引用低污染的潔凈材料，以往傳統(tǒng)的非潔凈材料逐漸被摒棄。

（二）玻璃工業(yè)

公元前3700年前，古埃及人燒制出簡單的有色玻璃飾品及器皿，公元前1000年前，無色玻璃出現(xiàn)，公元12世紀(jì)，玻璃逐漸開始應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)之中，18世紀(jì)光學(xué)玻璃出現(xiàn)，并應(yīng)于于望遠(yuǎn)鏡之中，1874年比利時(shí)制造出平板玻璃。就目前來說，玻璃材料廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)、醫(yī)療、電子、日用、儀表等等領(lǐng)域之中。按照生產(chǎn)工藝，玻璃可以分為鋼化玻璃、浮雕玻璃、琉璃玻璃、夾絲玻璃、調(diào)光玻璃、放光玻璃等等種類。就玻璃生產(chǎn)工藝來說，傳統(tǒng)的工藝方法有平拉法、對輥法、有槽法、無槽法等等。1957年，浮法工藝開始在英國出現(xiàn)，1兩年之后該種工藝技術(shù)成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)之中，與傳統(tǒng)工藝技術(shù)相比，浮法工藝的生產(chǎn)效率明顯較高，因此，浮法工藝迅速普及。隨后相關(guān)廠家利用這種新型的工藝技術(shù)生產(chǎn)出磨光玻璃，隨著生產(chǎn)成本的降低，玻璃的品種也在逐漸的增加，就目前來說，浮法工藝基本上已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的玻璃生產(chǎn)工藝，并逐漸朝著大型化方向發(fā)展?，F(xiàn)階段，平板玻璃窯日熔化能力普遍較高，在400t～700t左右，部分廠家達(dá)到了900t。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的研究發(fā)展，浮法工藝生產(chǎn)線逐漸向著自動(dòng)化方向發(fā)展，少部分廠家已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化，能源及原材料的消耗都大幅度降低，產(chǎn)品的質(zhì)量也得到了明顯的提高，現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境同時(shí)得到了較大的改善。

（三）水泥工業(yè)

水泥是一種是十分重要的膠凝材料，廣泛應(yīng)用于水利、國防、土木建筑工程之中。1756年英國工程師J.斯米頓在研究石灰在水中的硬化特性時(shí)發(fā)現(xiàn)，使用含有粘土的石灰石能夠燒制出水硬性石灰，使用火山灰和水硬性石灰能夠配成用于水下建筑的砌筑砂漿，這一發(fā)現(xiàn)是現(xiàn)代水泥研制發(fā)展的基礎(chǔ)。1796年，另一個(gè)英國工程師J.帕克使用泥灰?guī)r燒制出天然水泥。1824年英國建筑工人J.阿斯譜丁配制出波蘭特水泥，這種水泥建筑性能優(yōu)良，對于水泥史的發(fā)展具有重要意義。20世紀(jì)，水泥行業(yè)相關(guān)研究人員對波蘭特水泥進(jìn)行了不斷地改進(jìn)，同時(shí)研究出各種適合特殊建筑工程的水泥，就目前來說，全球水泥種類達(dá)到100多種，其中硅酸鹽水泥是應(yīng)用最為廣泛的水泥品種。

水泥工業(yè)發(fā)展至今，已經(jīng)經(jīng)過了幾個(gè)世紀(jì)，燒制工藝及設(shè)備也在不斷地完善之中，現(xiàn)代機(jī)械化立窯逐漸取代了以往的間隙式土立窯，傳統(tǒng)的干法回轉(zhuǎn)窯逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闈穹ɑ剞D(zhuǎn)窯、半干法回轉(zhuǎn)窯，現(xiàn)階段還出現(xiàn)了以窯外角解爐以及懸浮預(yù)熱器為核心的新型干法回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)，該系統(tǒng)中涉及到生料均化技術(shù)、原料預(yù)均化技術(shù)等等現(xiàn)代化的工藝技術(shù)，使得水泥生產(chǎn)的低污染、低能耗、高質(zhì)量成為可能。

三、與無機(jī)非金屬材料相關(guān)的能源行業(yè)

無機(jī)非金屬材料大多是經(jīng)過高溫制成，而高溫的獲得與能源息息相關(guān)，因此無機(jī)非金屬材料工業(yè)與能源工業(yè)聯(lián)系十分緊密，下文就與無機(jī)非金屬材料工業(yè)相關(guān)的能源行業(yè)進(jìn)行簡單的分析討論。

就目前來說，無機(jī)非金屬材料工業(yè)中使用的最為頻繁的能源為燃料及電能，各種燃料主要用于普通無機(jī)非金屬材料的工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，而電能主要用于新型無機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)。常見的燃料有天然氣、液化石油氣、煤炭、輕質(zhì)柴油、重油等等，這些燃料都屬于一次能源，不可再生，且煤炭、柴油、重油等物質(zhì)屬于非清潔性燃料，燃燒后會產(chǎn)生二氧化硫、二氧化碳等等物質(zhì)，對大氣造成嚴(yán)重的污染，無機(jī)非金屬材料工業(yè)生產(chǎn)中絕大多數(shù)使用的是非清潔燃料，由于能源熱效率較低，因此實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)之中燃料浪費(fèi)的現(xiàn)象十分嚴(yán)重。隨著環(huán)境污染、能源危機(jī)的日益加劇，節(jié)能、低排放甚至零排放成為工業(yè)生產(chǎn)研究的重點(diǎn)之一，無機(jī)非金屬材料工業(yè)發(fā)展過程中也在積極的尋求新的能源，開發(fā)研究節(jié)能降耗技術(shù)，優(yōu)化無機(jī)非金屬產(chǎn)品的生產(chǎn)流程，改善產(chǎn)品的質(zhì)量，從而促進(jìn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

結(jié)束語

無機(jī)非金屬材料工業(yè)對于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)十分重要，本文結(jié)合陶瓷、水泥、玻璃幾種產(chǎn)品就無機(jī)非金屬材料的發(fā)展歷程進(jìn)行了簡單的歸納分析，討論了與無機(jī)非金屬材料相關(guān)的能源行業(yè)未來的發(fā)展方向，無機(jī)非金屬材料及其相關(guān)能源行業(yè)研究工作提供參考。

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