無機(jī)非金屬材料

無機(jī)非金屬材料品種和名目極其繁多，用途各異，因此，還沒有一個統(tǒng)一而完善的分類方法。通常把它們分為普通的（傳統(tǒng)的）和先進(jìn)的（新型的）無機(jī)非金屬材料兩大類。傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料是工業(yè)和基本建設(shè)所必需的基礎(chǔ)材料。如水泥是一種重要的建筑材料；耐火材料與高溫技術(shù)，尤其與鋼鐵工業(yè)的發(fā)展關(guān)系密切；各種規(guī)格的平板玻璃、儀器玻璃和普通的光學(xué)玻璃以及日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和電瓷等與人們的生產(chǎn)、生活息息相關(guān)，它們產(chǎn)量大、用途廣。其他產(chǎn)品如搪瓷、磨料（碳化硅、氧化鋁）、鑄石（輝綠巖、玄武巖等）、碳素材料、非金屬礦（石棉、云母、大理石等）也都屬于傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料。新型無機(jī)非金屬材料是20世紀(jì)中期以后發(fā)展起來的，具有特殊性能和用途的材料。它們是現(xiàn)代新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造、現(xiàn)代國防和生物醫(yī)學(xué)所不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)。主要有先進(jìn)陶瓷、非晶態(tài)材料、人工晶體、無機(jī)涂層、無機(jī)纖維等。

傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料：

1、水泥和其他膠凝材料：硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、石灰、石膏等；

2、陶瓷：粘土質(zhì)、長石質(zhì)、滑石質(zhì)和骨灰質(zhì)陶瓷等；

3、耐火材料：硅質(zhì)、硅酸鋁質(zhì)、高鋁質(zhì)、鎂質(zhì)、鉻鎂質(zhì)等，玻璃硅酸鹽 ；

4、搪瓷：鋼片、鑄鐵、鋁和銅胎等；

5、鑄石：輝綠巖、玄武巖、鑄石等；

6、研磨材料：氧化硅、氧化鋁、碳化硅等；

7、多孔材料：硅藻土、蛭石、沸石、多孔硅酸鹽和硅酸鋁等 ；

8、碳素材料：石墨、焦炭和各種碳素制品等；

9、非金屬礦：粘土、石棉、石膏、云母、大理石、水晶和金剛石等；

新型無機(jī)非金屬材料

1、保溫材料：

氣凝膠氈

2、絕緣材料：

（1）氧化鋁、氧化鈹、滑石、鎂橄欖石質(zhì)陶瓷、石英玻璃和微晶玻璃等；

（2）鐵電和壓電材料：鈦酸鋇系、鋯鈦酸鉛系材料等；

3、磁性材料：

（1）錳—鋅、鎳—鋅、錳—鎂、鋰—錳等鐵氧體、磁記錄和磁泡材料等；

（2）導(dǎo)體陶瓷、鈉、鋰、氧離子的快離子導(dǎo)體和碳化硅等；

（3）半導(dǎo)體陶瓷、鈦酸鋇、氧化鋅、氧化錫、氧化釩、氧化鋯等過濾金屬元素氧化物系材料等。

4、光學(xué)材料：

釔鋁石榴石激光材料，氧化鋁、氧化釔透明材料和石英系或多組分玻璃的光導(dǎo)纖維等。

5、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷：

（1）高溫氧化物、碳化物、氮化物及硼化物等難熔化合物超硬材料：碳化鈦、人造金剛石和立方氮化硼等；

（2）人工晶體：鋁酸鋰、鉭酸鋰、砷化鎵、氟金云母等。

6、生物陶瓷：

長石質(zhì)齒材、氧化鋁、磷酸鹽骨材和酶的載體材料等。

7、無機(jī)復(fù)合材料：

陶瓷基、金屬基、碳素基的復(fù)合材料。

傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料和新型無機(jī)非金屬材料的比較：傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料具有性質(zhì)穩(wěn)定，抗腐蝕耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，但質(zhì)脆，經(jīng)不起熱沖擊。新型無機(jī)非金屬材料除具有傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的優(yōu)點(diǎn)外，還有某些特征如：強(qiáng)度高、具有電學(xué)、光學(xué)特性和生物功能等。

在晶體結(jié)構(gòu)上,無機(jī)非金屬的晶體結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比金屬復(fù)雜，并且沒有自由的電子。具有比金屬鍵和純共價鍵更強(qiáng)的離子鍵和混合鍵。這種化學(xué)鍵所特有的高鍵能、高鍵強(qiáng)賦予這一大類材料以高熔點(diǎn)、高硬度、耐腐蝕、耐磨損、高強(qiáng)度和良好的抗氧化性等基本屬性,以及寬廣的導(dǎo)電性、隔熱性、透光性及良好的鐵電性、鐵磁性和壓電性。

硅酸鹽材料是無機(jī)非金屬材料的主要分支之一，硅酸鹽材料是陶瓷的主要組成物質(zhì)。

二氧化硅氣凝膠、水泥、 玻璃、 陶瓷

普通無機(jī)非金屬材料的特點(diǎn)是：耐壓強(qiáng)度高、硬度大、耐高溫、抗腐蝕。此外，水泥在膠凝性能上，玻璃在光學(xué)性能上，陶瓷在耐蝕、介電性能上，耐火材料在防熱隔熱性能上都有其優(yōu)異的特性，為金屬材料和高分子材料所不及。但與金屬材料相比，它抗斷強(qiáng)度低、缺少延展性，屬于脆性材料。與高分子材料相比，密度較大，制造工藝較復(fù)雜。

特種無機(jī)非金屬材料的特點(diǎn)是：① 各具特色。例如：高溫氧化物等的高溫抗氧化特性；氧化鋁、氧化鈹陶瓷的高頻絕緣特性；鐵氧體的磁學(xué)性質(zhì)；光導(dǎo)纖維的光傳輸性質(zhì)；金剛石、立方氮化硼的超硬性質(zhì)；導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性質(zhì)；快硬早強(qiáng)水泥的快凝、快硬性質(zhì)等。② 各種物理效應(yīng)和微觀現(xiàn)象。例如：光敏材料的光-電、熱敏材料的熱-電、壓電材料的力-電、氣敏材料的氣體-電、濕敏材料的濕度-電等材料對物理和化學(xué)參數(shù)間的功能轉(zhuǎn)換特性。③不同性質(zhì)的材料經(jīng)復(fù)合而構(gòu)成復(fù)合材料。例如：金屬陶瓷、高溫?zé)o機(jī)涂層，以及用無機(jī)纖維、晶須等增強(qiáng)的材料。

舊石器時代人們用來制作工具的天然石材是最早的無機(jī)非金屬材料。在公元前6000～前5000年中國發(fā)明了原始陶器。中國商代（約公元前17世紀(jì)初～約前11世紀(jì)）有了原始瓷器，并出現(xiàn)了上釉陶器。以后為了滿足宮廷觀賞及民間日用、建筑的需要，陶瓷的生產(chǎn)技術(shù)不斷發(fā)展。公元200年（東漢時期）的青瓷是迄今發(fā)現(xiàn)的最早瓷器。陶器的出現(xiàn)促進(jìn)了人類進(jìn)入金屬時代，中國夏代（約公元前22世紀(jì)末至約前21世紀(jì)初～約前17世紀(jì)初）煉銅用的陶質(zhì)煉鍋，是最早的耐火材料。鐵的熔煉溫度遠(yuǎn)高于銅，故鐵器時代的耐火材料相應(yīng)地也有很大發(fā)展。18世紀(jì)以后鋼鐵工業(yè)的興起，促進(jìn)耐火材料向多品種、耐高溫、耐腐 蝕方向發(fā)展。公元前3700年，埃及就開始有簡單的玻璃珠作裝 飾品。

公元前1000年前，中國也有了白色穿孔的玻璃珠。公元初期羅馬已能生產(chǎn)多種形式的玻璃制品。1000～1200年間玻璃制造技術(shù)趨于成熟，意大利的威尼斯成為玻璃工業(yè)中心。1600年后玻璃工業(yè)已遍及世界各地區(qū)。公元前3000～前2000年已使用石灰和石膏等氣硬性膠凝材料。隨著建筑業(yè)的發(fā)展，膠凝材料也獲得相應(yīng)的發(fā)展。公元初期有了水硬性石灰，火山灰膠凝材料，1700年以后制成水硬性石灰和羅馬水泥。1824年英國J.阿斯普丁發(fā)明波特蘭水泥。上述陶瓷、耐火材料、玻璃、水泥等的主要成分均為硅酸鹽，屬于典型的硅酸鹽材料。 18世紀(jì)工業(yè)革命以后，隨著建筑、機(jī)械、鋼鐵、運(yùn)輸?shù)裙I(yè)的興起，無機(jī)非金屬 材料有了較快的發(fā)展，出現(xiàn)了電瓷、化工陶瓷、金屬陶瓷、平板玻璃、化學(xué)儀器玻璃、光學(xué)玻璃、平爐和轉(zhuǎn)爐用的耐火材料以及快硬早強(qiáng)等性能優(yōu)異的水泥。同時，發(fā)展了研磨材料、碳素及石墨制品、鑄石等。

20世紀(jì)以來，隨著電子技術(shù)、航天、能源、計(jì)算機(jī)、通信、激光、紅外、光電子學(xué)、生物醫(yī)學(xué)和環(huán)境保護(hù)等新技術(shù)的興起，對材料提出了更高的要求，促進(jìn)了特種無機(jī)非金屬材料的迅速發(fā)展。30～40年代出現(xiàn)了高頻絕緣陶瓷、鐵電陶瓷和壓電陶瓷、鐵氧體（又稱磁性瓷）和熱敏電阻陶瓷等。50～60年代開發(fā)了碳化硅和氮化硅等高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、氧化鋁透明陶瓷、β－氧化鋁快離子導(dǎo)體陶瓷、氣敏和濕敏陶瓷等。至今，又出現(xiàn)了變色玻璃、光導(dǎo)纖維、電光效應(yīng)、電子發(fā)射及高溫超導(dǎo)等各種新型無機(jī)材料。

普通無機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)是采用天然礦石作原料。經(jīng)過粉碎、配料、混合等工序，成型（陶瓷、耐火材料等）或不成型（水泥、玻璃等），在高溫下煅燒成多晶態(tài)（水泥、陶瓷等）或非晶態(tài)（玻璃、鑄石等），再經(jīng)過進(jìn)一步的加工如粉磨（水泥）、上釉彩飾（陶瓷）、成型后退火（玻璃、鑄石等），得到粉狀或塊狀的制品。

特種無機(jī)非金屬材料的原料多采用高純、微細(xì)的人工粉料。單晶體材料用焰融、提拉、水溶液、氣相及高壓合成等方法制造。多晶體材料用熱壓鑄、等靜壓、軋膜、流延、噴射或蒸鍍等方法成型后再煅燒，或用熱壓、高溫等靜壓等燒結(jié)工藝，或用水熱合成、超高壓合成或熔體晶化等方法制造粉狀、塊狀或薄膜狀的制品。非晶態(tài)材料用高溫熔融、熔體凝固、噴涂、拉絲或噴吹等方法制成塊狀、薄膜或纖維狀的制品。

無機(jī)非金屬材料傳統(tǒng)陶瓷

其中，瓷是粉體的致密燒結(jié)體，較之較早的陶，其氣孔率明顯降低，致密度升高。

陶瓷在我國有悠久的歷史，是中華民族古老文明的象征。從西安地區(qū)出土的秦始皇陵中大批陶兵馬俑，氣勢宏偉，形象逼真，被認(rèn)為是世界文化奇跡，人類的文明寶庫。唐代的唐三彩、明清景德鎮(zhèn)的瓷器均久負(fù)盛名。

傳統(tǒng)陶瓷材料的主要成分是硅酸鹽，自然界存在大量天然的硅酸鹽，如巖石、土壤等，還有許多礦物如云母、滑石、石棉、高嶺石等，它們都屬于天然的硅酸鹽。此外，人們?yōu)榱藵M足生產(chǎn)和生活的需要，生產(chǎn)了大量人造硅酸鹽，主要有玻璃、水泥、各種陶瓷、磚瓦、耐火磚、水玻璃以及某些分子篩等。硅酸鹽制品性質(zhì)穩(wěn)定，熔點(diǎn)較高，難溶于水，有很廣泛的用途。

硅酸鹽制品一般都是以黏土（高嶺土）、石英和長石為原料經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。黏土的化學(xué)組成為Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O，石英為SiO₂，長石為K₂O·Al₂O₃·6SiO₂（鉀長石）或Na₂O·Al₂O₃·6SiO₂（鈉長石）。這些原料中都含有SiO₂，因此在硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中，硅與氧的結(jié)合是最重要也是最基本的。

硅酸鹽材料是一種多相結(jié)構(gòu)物質(zhì)，其中含有晶態(tài)部分和非晶態(tài)部分，但以晶態(tài)為主。硅酸鹽晶體中硅氧四面體 [SiO₄] 是硅酸鹽結(jié)構(gòu)的基本單元。在硅氧四面體中，硅原子以sp³雜化軌道與氧原子成鍵，Si—O鍵鍵長為162 pm，比起Si和O的離子半徑之和有所縮短，故Si—O鍵的結(jié)合是比較強(qiáng)的。

無機(jī)非金屬材料精細(xì)陶瓷

精細(xì)陶瓷的化學(xué)組成已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)硅酸鹽的范圍。例如，透明的氧化鋁陶瓷、耐高溫的二氧化鋯（ZrO₂）陶瓷、高熔點(diǎn)的氮化硅（Si₃N₄）和碳化硅（SiC）陶瓷等，它們都是無機(jī)非金屬材料，是傳統(tǒng)陶瓷材料的發(fā)展。精細(xì)陶瓷是適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展而發(fā)展起來的，信息科學(xué)、能源技術(shù)、宇航技術(shù)、生物工程、超導(dǎo)技術(shù)、海洋技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)需要大量特殊性能的新材料，促使人們研制精細(xì)陶瓷，并在超硬陶瓷、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、電子陶瓷、磁性陶瓷、光學(xué)陶瓷、超導(dǎo)陶瓷和生物陶瓷等方面取得了很好的進(jìn)展，下面選擇一些實(shí)例做簡要的介紹。

高溫結(jié)構(gòu)陶瓷汽車發(fā)動機(jī)一般用鑄鐵鑄造，耐熱性能有一定限度。由于需要用冷卻水冷卻，熱能散失嚴(yán)重，熱效率只有30%左右。如果用高溫結(jié)構(gòu)陶瓷制造陶瓷發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)的工作溫度能穩(wěn)定在1300 ℃左右，由于燃料充分燃燒而又不需要水冷系統(tǒng)，使熱效率大幅度提高。用陶瓷材料做發(fā)動機(jī)，還可減輕汽車的質(zhì)量，這對航天航空事業(yè)更具吸引力，用高溫陶瓷取代高溫合金來制造飛機(jī)上的渦輪發(fā)動機(jī)效果會更好。

已有多個國家的大的汽車公司試制無冷卻式陶瓷發(fā)動機(jī)汽車。我國也在1990年裝配了一輛并完成了試車。陶瓷發(fā)動機(jī)的材料選用氮化硅，它的機(jī)械強(qiáng)度高、硬度高、熱膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱性好、化學(xué)穩(wěn)定性高，是很好的高溫陶瓷材料。氮化硅可用多種方法合成，工業(yè)上普遍采用高純硅與純氮在1300℃反應(yīng)后獲得：

3Si 2N₂→Si₃N₄（1300 ℃）

高溫結(jié)構(gòu)陶瓷除了氮化硅外，還有碳化硅（SiC）、二氧化鋯（ZrO₂）、氧化鋁等。

透明陶瓷一般陶瓷是不透明的，但光學(xué)陶瓷像玻璃一樣透明，故稱透明陶瓷。一般陶瓷不透明的原因是其內(nèi)部存在有雜質(zhì)和氣孔，前者能吸收光，后者使光產(chǎn)生散射，所以就不透明了。因此如果選用高純原料，并通過工藝手段排除氣孔就可能獲得透明陶瓷。早期就是采用這樣的辦法得到透明的氧化鋁陶瓷，后來陸續(xù)研究出如燒結(jié)白剛玉、氧化鎂、氧化鈹、氧化釔、氧化釔-二氧化鋯等多種氧化物系列透明陶瓷。又研制出非氧化物透明陶瓷，如砷化鎵（GaAs）、硫化鋅（ZnS）、硒化鋅（ZnSe）、氟化鎂（MgF₂）、氟化鈣（CaF₂）等。這些透明陶瓷不僅有優(yōu)異的光學(xué)性能，而且耐高溫，一般它們的熔點(diǎn)都在2000℃以上。如氧化釷-氧化釔透明陶瓷的熔點(diǎn)高達(dá)3100℃，比普通硼酸鹽玻璃高1500℃。透明陶瓷的重要用途是制造高壓鈉燈，它的發(fā)光效率比高壓汞燈提高一倍，使用壽命達(dá)2萬小時，是使用壽命最長的高效電光源。高壓鈉燈的工作溫度高達(dá)1200℃，壓力大、腐蝕性強(qiáng)，選用氧化鋁透明陶瓷為材料成功地制造出高壓鈉燈。透明陶瓷的透明度、強(qiáng)度、硬度都高于普通玻璃，它們耐磨損、耐劃傷，用透明陶瓷可以制造防彈汽車的窗、坦克的觀察窗、轟炸機(jī)的轟炸瞄準(zhǔn)器和高級防護(hù)眼鏡等。

生物陶瓷人體器官和組織由于種種原因需要修復(fù)或再造時，選用的材料要求生物相容性好，對肌體無免疫排異反應(yīng)；血液相容性好，無溶血、凝血反應(yīng)；不會引起代謝作用異?，F(xiàn)象；對人體無毒，不會致癌。已發(fā)展起來的生物合金、生物高分子和生物陶瓷基本上能滿足這些要求。利用這些材料制造了許多人工器官，在臨床上得到廣泛的應(yīng)用。但是這類人工器官一旦植入體內(nèi)，要經(jīng)受體內(nèi)復(fù)雜的生理環(huán)境的長期考驗(yàn)。例如，不銹鋼在常溫下是非常穩(wěn)定的材料，但把它做成人工關(guān)節(jié)植入體內(nèi)，三五年后便會出現(xiàn)腐蝕斑，并且還會有微量金屬離子析出，這是生物合金的缺點(diǎn)。有機(jī)高分子材料做成的人工器官容易老化，相比之下，生物陶瓷是惰性材料，耐腐蝕，更適合植入體內(nèi)。

氧化鋁陶瓷做成的假牙與天然齒十分接近，它還可以做人工關(guān)節(jié)用于很多部位，如膝關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、指關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)等。ZrO₂陶瓷的強(qiáng)度、斷裂韌性和耐磨性比氧化鋁陶瓷好，也可用以制造牙根、骨和股關(guān)節(jié)等。羥基磷灰石〔Ca₁₀(PO₄)6(OH)2〕是骨組織的主要成分，人工合成的與骨的生物相容性非常好，可用于頜骨、耳聽骨修復(fù)和人工牙種植等。發(fā)現(xiàn)用熔融法制得的生物玻璃，如CaO-Na2O-SiO2-P2O5，具有與骨骼鍵合的能力。

陶瓷材料最大的弱點(diǎn)是性脆，韌性不足，這就嚴(yán)重影響了它作為人工人體器官的推廣應(yīng)用。陶瓷材料要在生物工程中占有地位，必須考慮解決其脆性問題。

無機(jī)非金屬材料納米陶瓷

從陶瓷材料發(fā)展的歷史來看，經(jīng)歷了三次飛躍。由陶器進(jìn)入瓷器這是第一次飛躍；由傳統(tǒng)陶瓷發(fā)展到精細(xì)陶瓷是第二次飛躍，在這個期間，不論是原材料，還是制備工藝、產(chǎn)品性能和應(yīng)用等許多方面都有長足的進(jìn)展和提高，然而對于陶瓷材料的致命弱點(diǎn)──脆性問題沒有得到根本的解決。精細(xì)陶瓷粉體的顆粒較大，屬微米級（10^-6m），有人用新的制備方法把陶瓷粉體的顆粒加工到納米級（10^-9m），用這種超細(xì)微粉體粒子來制造陶瓷材料，得到新一代納米陶瓷，這是陶瓷材料的第三次飛躍。納米陶瓷具有延性，有的甚至出現(xiàn)超塑性。如室溫下合成的TiO₂陶瓷，它可以彎曲，其塑性變形高達(dá)100%，韌性極好。因此人們寄希望于發(fā)展納米技術(shù)去解決陶瓷材料的脆性問題。納米陶瓷被稱為21世紀(jì)陶瓷。

未來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對各種無機(jī)非金屬材料，尤其是對特種新型材料提出更多更高的要求。材料學(xué)科有廣闊的發(fā)展前景，復(fù)合材料、定向結(jié)晶材料、增韌陶瓷以及各種類型的表面處理和涂層的使用，將使材料的效能得到更大發(fā)揮。由于對材料科學(xué)基礎(chǔ)研究的日益深入，各種精密測試分析技術(shù)的發(fā)展，將有助于按預(yù)定性能設(shè)計(jì)材料的原子或分子組成及結(jié)構(gòu)形態(tài)的早日實(shí)現(xiàn)。

"《學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究報告》序

前言

第一部分概述

第1章無機(jī)非金屬材料學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究報告概述

第2章無機(jī)非金屬材料學(xué)科的戰(zhàn)略地位

2.1無機(jī)非金屬材料的特點(diǎn)

2.2無機(jī)非金屬材料學(xué)科的作用

2.2.1無機(jī)非金屬材料對科學(xué)技術(shù)發(fā)展所起的作用

2.2.2無機(jī)非金屬材料對國民經(jīng)濟(jì)和社會進(jìn)步所起的作用

2.2.3無機(jī)非金屬材料對國防建設(shè)所起的作用

第二部分無機(jī)非金屬材料學(xué)科的研究現(xiàn)狀、

發(fā)展趨勢與科學(xué)問題

第3章材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢

第4章主要領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢與科學(xué)問題

4.1結(jié)構(gòu)陶瓷與復(fù)合材料

4.1.1結(jié)構(gòu)陶瓷與復(fù)合材料的戰(zhàn)略地位

4.1.2結(jié)構(gòu)陶瓷和復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

4.1.3結(jié)構(gòu)陶瓷及復(fù)合材料的共性科學(xué)問題

參考文獻(xiàn)

4.2功能陶瓷

4.2.1功能陶瓷的研究現(xiàn)狀

4.2.2功能陶瓷材料的發(fā)展趨勢與重要科學(xué)問題

4.2.3功能陶瓷的共性科學(xué)問題

參考文獻(xiàn)

4.3信息功能材料

4.3.1信息功能材料韻研究現(xiàn)狀

4.3.2信息功能材料發(fā)展趨勢

4.3.3信息功能材料的共性科學(xué)問題

參考文獻(xiàn)

4.4納米材料與納米結(jié)構(gòu)

4.4.1研究現(xiàn)狀

4.4.2發(fā)展趨勢

4.4.3重要科學(xué)問題

參考文獻(xiàn)

4.5人工晶體

4.5.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

4.5.2共性科學(xué)問題

參考文獻(xiàn)

4.6新能源材料

4.6.1研究新能源材料意義

4.6.2發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

4.6.3重要科學(xué)問題

參考文獻(xiàn)

4.7生物醫(yī)學(xué)材料和仿生材料

4.7.1生物醫(yī)學(xué)材料

4.7.2仿生材料

參考文獻(xiàn)

4.8生態(tài)環(huán)境材料

4.8.1研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

4.8.2重要科學(xué)問題參考文獻(xiàn)

4.9傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料

4.9.1水泥及混凝土

4.9.2玻璃

4.9.3陶瓷

4.9.4耐火材料

4.9.5傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的共性科學(xué)問題

參考文獻(xiàn)

第5章無機(jī)非金屬材料學(xué)科的共性科學(xué)問題

第三部分無機(jī)非金屬材料學(xué)科的發(fā)展戰(zhàn)略

第6章發(fā)達(dá)國家無機(jī)非金屬材料學(xué)科的發(fā)展戰(zhàn)略

6.1美國的發(fā)展戰(zhàn)略

6.2歐盟的發(fā)展戰(zhàn)略

6.3日本的發(fā)展戰(zhàn)略

6.4美國、歐盟、日本的研究發(fā)展戰(zhàn)略的共性與差異

參考文獻(xiàn)

第7章我國無機(jī)非金屬材料學(xué)科的發(fā)展戰(zhàn)略

第四部分無機(jī)非金屬材料學(xué)科的優(yōu)先

發(fā)展領(lǐng)域和重點(diǎn)支持方向

第8章無機(jī)非金屬材料學(xué)科的優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域

8.1納米材料與納米結(jié)構(gòu)

8.2光電子材料

8.3新能源材料

8.4生物醫(yī)學(xué)材料

8.5環(huán)境協(xié)調(diào)的材料制備技術(shù)

第9章無機(jī)非金屬材料學(xué)科的重點(diǎn)支持方向

9.1結(jié)構(gòu)陶瓷和復(fù)合材料

9.2功能陶瓷

9.3信息功能材料

9.4納米材料與納米結(jié)構(gòu)

9.5人工晶體

9.6新能源材料

9.7生物醫(yī)學(xué)材料和仿生材料

9.8生態(tài)環(huán)境材料

9.9傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料

第10章發(fā)展無機(jī)非金屬材料學(xué)科的措施與建議

致謝2100433B

前言

為適應(yīng)高等教育按系設(shè)置寬口徑專業(yè)的改革需要，實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬知識的大學(xué)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)，我們在原浙江大學(xué)等編寫的《硅酸鹽物理化學(xué)》教材內(nèi)容基礎(chǔ)上，結(jié)合無機(jī)非金屬材料學(xué)科近年來的發(fā)展現(xiàn)狀，編寫了《無機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ)》一書。本書可取代原《硅酸鹽物理化學(xué)》教材，作為材料科學(xué)與工程專業(yè)或無機(jī)非金屬材料專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)掌握與學(xué)習(xí)無機(jī)非金屬材料學(xué)科相關(guān)基礎(chǔ)知識的教材或教學(xué)參考書，也可供無機(jī)非金屬材料科技工作者參考。

《無機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ)》是專門介紹無機(jī)非金屬材料的形成規(guī)律、微觀結(jié)構(gòu)和性能以及它們之間相互關(guān)系的一門重要基礎(chǔ)理論課程。鑒于“材料的性能”已在相關(guān)的教材中進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，本書主要涉及無機(jī)非金屬材料的形成規(guī)律和微觀結(jié)構(gòu)等相關(guān)內(nèi)容，主要包括無機(jī)晶體的結(jié)構(gòu)與缺陷，非晶態(tài)固體，材料表面與界面，無機(jī)非金屬材料制備過程中的物質(zhì)傳遞、相平衡、相與相之間的轉(zhuǎn)變、固體與固體反應(yīng)形成新的固體和粉末的燒結(jié)等。

本書由浙江大學(xué)無機(jī)非金屬材料研究所的三位教師編寫，由樊先平主編。全書共分七章，第一、二、四、五章由樊先平編寫；第三章由翁文劍編寫；第六、七章由洪樟連編寫，浙江大學(xué)無機(jī)非金屬材料研究所的張朋越博士生繪制了書中的部分圖表。

本書各章節(jié)中的部分內(nèi)容已在浙江大學(xué)材料系的本科教學(xué)中試用多年，在試用過程中學(xué)生提出了許多寶貴的意見與建議。本書在編寫和出版過程中，參考和引用了一些文獻(xiàn)和資料，并得到了浙江大學(xué)出版社的大力支持，在此一并致謝。

由于編者水平所限，書中難免存在錯誤和不妥之處，敬請使用本書的讀者批評指正。

編者

2003年12月

1986年，《高等學(xué)校工科本科專業(yè)名稱對照表》中，無機(jī)非金屬材料由調(diào)整前的無機(jī)非金屬材料、無機(jī)材料、無機(jī)材料科學(xué)與工程、無機(jī)非金屬材料科學(xué)與工程、新型無機(jī)材料、膠凝材料、水工建筑材料、硅酸鹽材料、無機(jī)材料工程、技術(shù)陶瓷、高壓電瓷、電瓷材料和膠凝材料及制品合并而來 。

1993年，《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄新舊專業(yè)對照表》中無機(jī)非金屬材料（080206）由原無機(jī)非金屬材料（工科0404）和建筑材料與制品（工科1112）合并而來 。

1998年，《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄新舊專業(yè)對照表》中無機(jī)非金屬材料工程（080203）由無機(jī)非金屬材料（080206）、硅酸鹽工程（080207）和復(fù)合材料（部分）（080210）合并而來 。

2012年，《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄新舊專業(yè)對照表》中無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)代碼由080203調(diào)整為080406 。

2020年2月，在教育部發(fā)布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄（2020年版）》中，無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)隸屬于工學(xué)、材料類（0804），專業(yè)代碼：080406 。