摘要:在我国的科研领域、建筑领域及信息技术领域中扮演着重要的角色,其种类繁多、功能各异,且具有很强的节能优势,所以更符合科学发展观,未来的发展前景一片大好。房屋建筑和装修中工程用材问题已经引起居民的普遍关注。无机非金属材料因其自身具有良好的抗菌性能而受到业界和消费者的青睐。
关键词:无机非金属;建筑材料;环保
我国的无机非金属材料发展,虽然速度迅猛,但由于起步较晚,所以在一些方面还存在一定的问题,无机非金属材料与金属材料、有机高分子材料是当下的三大材料,对于我国的工业及建筑业的发展意义非凡,因此,加大力度研制开发非金属材料是提高我国综合国力的有效途径。消费者个人在基本的物质需求得以满足之后开始追去生活质量和幸福指数。因此,绿色环保观念走进千万人的生活中,追求更加环保的消费产品和生活环境是广大居民的首选,无机非金属建筑材料因其自身具备的良好性能具有广阔的发展前景。
一、无机非金属材料的特点
无机非金属材料的前身是硅酸盐材料,是在上世纪40年代开始兴起的,在短短的几十年时间里,由于其各类新功能性产品的不断问世,且为社会带来的巨大价值,已经迅速成为了全球通用三大材料之一,它主要包括耐火材料、陶瓷玻璃以及特种陶瓷等新型无机工程材料等,其是一种固体无机材料,结构紧密,但是也有一定的弊端,比如抗拉强度低、韧性差等。先进陶瓷、纳米材料、生物材料、新型碳功能材料、光子晶体、电学材料、特种纤维以及相应的多功能化复合或杂化材料等无机非金属新材料,因具有耐磨损、高强度、抗腐蚀、耐高温、抗氧化以及特殊的物理性能,被广泛应用于新能源、航天航空、通讯、生物工程、现代化建筑等重要民用及国防领域,受到世界各国普遍的重视。从高技术的发展来看,无机非金属新材料起着卓越的基础和先导作用,对其进行研究和开发能直接推动科技进步和经济发展[1]。
二、无机非金属材料在建筑工程中的应用
近年来,我国的建筑行业发展的十分迅猛,但同时也带来了一个问题,就是能源短缺问题,而无极非金属材料却可以满足其发展需求,它的优势在于具有很好的保温隔热作用。运用在建筑工程的维护结构和外表上,可以保证建筑的保温性能和使用性能,防止建筑物直接裸露在大气环境中,有效的避免了建筑物遭受到的外界环境腐蚀和破坏。在建筑中,常用的保温隔热材料有膨胀蛭石、岩棉、硅藻土、泡沫玻璃等,比如具有轻质、多孔、松软特点的硅藻土,它可以研磨成粉末,有较强的吸水能力,是不可多得的隔声、隔热材料[2]。
三、具有环保性能的无机非金属建筑材料种类
(一)含有金属离子的抗菌材料
金属离子的抗菌环保性能极其容易受到光和热的影响,必须配合其它化学成分才能更好地保持其性能的稳定和发挥抗菌环保作用。例如,使用硅酸盐或者磷酸盐等物质的耐高温特征,从而有效地提高抗菌材料的耐高温性能和实效时间。当前,含金属离子的无机抗菌剂主要是利用锌、铜、银等金属元素本身自有的抗菌性能,通过发生物理反应从而使得沸石、硅胶、磷酸盐等高活性物质将金属元素吸附到其表面,制作成抗菌剂。然后在制品中加入抗菌剂就制作成了具有抗菌环保性能的建筑材料。其中银—磷酸盐抗菌剂是国内科研机构重点研发的无机抗菌材料技术之一,因为它具有较高的耐高温性能,较好的抗菌环保性能,化学性能稳定等优点,唯一的问题是制作成本高,价格昂贵。
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(二)金属氧化物抗菌材料
在现代社会,日本在这一方面的技术领先于同行,山本元治于 1994 年就申请了氧化银(Ag2O)、氧化铜(CuO)、氧化锌(ZnO)等金属氧化物抗菌剂的发明专利;而矢作多贵江在 癌变和变异物质苯并芘(Benzopyrene)中加入微量氧化镁(MgO)之后,该物质的变异菌数降低了一半,氧化物抗变异和防癌变的功能具有广阔的市场潜力[3]。
(三)半导体光催化抗菌材料。
TiO2 具有较强的抗菌环保功能,因此市场前景极为广阔,在 21 世纪利用太阳能净化环境方面发挥重要作用,引发新的技术变革。但是其他化学物质属于有毒金属或者稀缺金属或者使用期限比较短或者容易发生化学反应,因此最常用的材料为:TiO2 和 ZnO。
(四)无机抗菌制品。
将无机抗菌材料添加到传统的建筑材料地板砖、瓷面砖、涂料、塑料等里面,能够产生很多抗菌制品。在国内,金宗哲和梁金生等专家与山东一家陶瓷集团合作,成功地利用稀土激活技术研制出抗菌卫生陶瓷,并于1999 年通过山东省的专家组认定而投产。
(五)新型无机建材
新型无机建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料,其发展主流是突出生态环保功能。日本在生态建材方面的重视程度和研究成果一直走在世界前列,日本结
合本国的环境气候、住宅结构等特点,不断推出各种生态环保健康型建材产品,如生态墙板、隔热保温建材、调湿功能建材、抗菌空气净化及产生负离子建材、声降噪建材等。日本在传统建材市场需求低迷的情况下,生态环保健康型建材产品,如天然材料矿物棉、隔热性能良好的多层玻璃的市场需求却呈增长趋势。我国新型建材是随着改革开放的不断深入而发展起来的。
四、促进无机非金属材料发展的策略
我国的无机非金属材料,虽然取得了不错的成就,并被广泛的应用在各个领域,但是依然存在着一些限制其发展的因素。比如,材料的种类杂乱、质量较低、缺乏科技含量,从而导致市场竞争力不足等。种种因素不但影响了无机非金属材料的推广,同时迫使其越来越难以满足人们的需求,因此,急需采取必要的措施,对无机非金属材料进行发展策略调整。首先是政府方面,政府应该增加对无机非金属材料的重视力度,加强对企业结构的调整、引导,完善相关制度,并在财政上给予更大的支持,其次是完善相关的法律,对于研制开发出新的无机非金属材料的人员一定保障,通过法律来保护研发人员的合法权益,最后是企业要注重相关技术人才的培养,定期组织从业人员进行技术考核,并以正确姿态正视国外先进技术,让从业人员从中学习而不是抄袭,从而推动我国无机非金属材料的发展进程。
五、结语
无机非金属新材料是当今争夺高技术主导权的前沿阵地,受到世界各国普遍的重视。无机非金属新材料种类繁多,在国民经济和国防建设的各个领域发挥着无法替代的作用。无机非金属新材料某领域一旦取得突破性的进展,将带来相应技术迅猛的发展,进而能通过相应产业推动国民经济的发展。
参考文献:
[1]闫冬.无机非金属材料行业的发展趋势[J].科技资讯,2010(22):106.
[2]王大博,孙艳艳.浅谈我国无机非金属材料的应用与发展概述[J].黑龙江科技信息,2011(13):11.
[3]奉杰.无机非金属建筑材料的环保性能研究[J].江西建材,2016(24).
论文作者:刘宇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
标签:无机论文; 非金属材料论文; 性能论文; 非金属论文; 建筑材料论文; 材料论文; 抗菌剂论文; 《基层建设》2019年第13期论文;