玄武注册玄武登录「平台官网」随着《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004）的实施，人们对新型干法水泥熟料生产线水泥窑尾使用电收尘器还是袋收尘器更加关注，在满足排放浓度≤50mg/Nm3的要求下，如何正确合理地选择窑尾收尘设备，做到既能满足环保要求又能产生更大的经济效益就显得尤为重要。本文以新型干法水泥熟料生产线为例，从一次性投资、维护费用和运行费用等几个方面对不同种类的窑尾收尘器进行了技术经济对比分析。

　　新型干法水泥生产线都将窑尾烟气用于原料烘干，同电收尘器一样，窑尾收尘系统包括了原料粉磨兼烘干设备的收尘。由于原料粉磨设备的生产能力大于窑的生产能力，所以窑尾袋收尘器也会经常工作在原料磨“停”和“开”两种工作状态，即所谓的“独立操作”和“联合操作”。窑尾烟气的特点是烟气温度高，粉尘粒径细，黏性大，含尘浓度高，粉尘比电阻高。对袋收尘器来说，比电阻不是问题，重要的是温度和湿度。一旦烟气温度超过滤料允许的正常使用值，轻则会缩短滤料寿命，重则会使滤料很快损坏，而袋收尘器的维护费用中滤料占了很大的比例。湿度大会增加粉尘的黏性而使清灰困难，轻则使滤料阻力上升，影响通风量，增加运行能耗，重则会使滤料失效而报废。

　　窑尾烟气温度一般为 350℃左右，应用袋收尘器时要进行降温，降温可以采用增湿塔、渗冷风和热交换器三种方法中的任何一种，只要方便控制，运行可靠，综合投资和运行成本低就行。在大多数情况下采用增湿塔比较合适，喷水量也不必要设计得如同用电收尘器那么大，在联合操作时还可以对温度进行调节。如采用冷却器，因窑尾粉尘粒径细、黏性大，要特别注意冷却管内壁的结垢，否则会影响降温效果。如采用渗冷风的方法，则应考虑渗冷风后增加的风量对袋收尘器和窑尾通风量的影响。窑尾烟气温度一般应降到滤料允许的正常工作温度以下 30℃～50℃，尽量不要工作在滤料允许的工作温度上限处，更不能工作在滤料的最高工作温度上。温度也不能降得很低，一则会增加运行能耗，而且温度低了还会造成糊袋，增加清灰难度，尤其在联合操作时更要注意[1]。

　　1.重力收尘器 沉降室是这种收尘器的主要形式。当含尘气体进人沉降室后，气体速度变慢，粉尘颗粒由于自身的重力沉落在沉降室的底部，周期地或连续地被卸出。这种收尘设备压力损失小，但收尘效率低，可用作收集较大粉尘颗粒的第一级收尘(预收尘)，例如水泥厂的窑尾一般都设有沉降室。为了提高沉降室的收尘效率，可以装一些特殊的挡板，使气流改变几次方向，以降低气流速度。

　　这种收尘器利用含尘气体进人收尘器时所作的旋转运动而产生的离心力使气体和粉尘分开。净化后的气体由收尘器出风口排出，收集下来的粉尘经卸料处排出。离心力收尘器压力损失大，当净化粗粉尘颗粒(>

　　50微米)时效率很高，可单独使用，而当收集含有细粒子的粉尘时可作预收尘用。这种收尘器有干式与湿式之分，干式的通称为旋风收尘器，湿式的主要形式是水膜收尘器。旋风收尘器根据在通风系统中的安装位置不同又分为压人式(即收尘器安装在通凤机之后)与吸出式(即收尘器安装在通风机之前)两种。

　　作用原理是含尘气体由底部进人筒体，由于惯性力的作用，较粗大的颗粒落人筒底。当含尘气体通过多孔的筛板时与筛板上面的水接触，形成扰动较大的泡沫层，泡沫层就使含尘气体和液体的接触面大大地增加，借此达到气体水洛的目的。清洗气体的污水经收尘器底部的锥体排出。为防止清洗后的气体将水滴带到收尘器管道中，收尘器筒体的上部设有挡水板。

　　袋式收尘器是水泥厂广泛使用的高效率收尘设备，其作用原理是当含尘气体通过收尘器时，粉尘被滤袭阻留，净化后的气体由排风口排出，沉积在滤袋上的粉尘颗粒通过各种清灰方式使其沉降在集灰斗而被卸出。

　　它的作用原理是使含尘气体通过用普通物料(如石英、石灰石、矿渣等)颗粒组成的颗粒层时，由于碰撞、扩散，阻留及静电作用，使粉尘沉积于颗粒层表面和颗粒层之中。随着粉尘不断地积聚，捕集微细粉尘的效果愈好，但颗粒层阻力也随之增大。当阻力增大到一定值后，用反吹、搅动或振动等方式，将积聚于颗粒层表面及颗粒层之中的粉尘排人积灰斗进行回收，使颗粒层获得再生，阻力恢复原状。

　　颗粒层收尘器具有耐高温，耐腐蚀、收尘效率高、结构简单、维护方便等优点，是一种很有发展前途的新型高效率收尘器，少数水泥厂已在熟料破碎机及烘于机上使用，效果甚好。颗粒层收尘器的主要缺点是不能适应潮湿物料的收尘，因含尘气体湿度大时，会使颗粒层堵塞。

　　电收尘器的收尘过程是使气流中的粉尘颗粒荷电，然后在单向电场强力作用下使尘粒沉积于接地沉尘极的表面上。电收尘器具有收尘效率高、耐较高的温度、处理风量大、阻力小、维护简单等优点。其缺点是投资费用大、钢材耗用量大、要求有较高的操作水平。

　　电收尘器在水泥厂主要应用在回转窑与烘干机的收尘，也有应用在干法原料磨及水泥磨的[2]。

　　由于世界各国对于居民区大气中粉尘允许浓度有不同的规定，所以各国水泥工业选用的收尘器也各有其特点。

　　水泥厂窑尾粉尘排放量约占排放总量的 1/3 以上，降低窑尾污染物的排放，对保护水泥厂的大气环境至关重要。目前窑尾收尘系统采用电收尘器的粉尘排放浓度，多数达 不到国家排放标准，其中因素很多，情况也很复杂，归纳起来，主要有以下几个方面：

　　有的设计者在选用电收尘器时，只是根据厂家产品样本中所标明的风量和截面积来确定电收尘器的规格，而不考虑烟气和粉尘的性质以及收尘极板总面积等主要因素。

　　现在不少水泥厂为了提高窑的产量，对原有的生产线进行了技术改造，如将湿法生产改为干法生产、改造现有的预热器、增设分解炉和扩大回转窑烧成带等。经技术改造后，相应风量也增大，而电收尘器的规格未相应扩大，致使收尘效率降低，粉尘排放浓度达不到国家排放标准。

　　新型干法水泥生产线一般将窑尾烟气用于原料烘干，所谓的窑尾废气处理系统实际上是包括原料粉磨兼烘干设备的收尘系统。这一措施可一举两得，既烘干了物料，节约了能源，又对烟气进行了调质，降低了粉尘的比电阻。但是由于原料粉磨设备的生产能力大于窑的生产能力，因而窑尾电收尘器会经常工作在原料磨“停”和“开”两种工作状态，即所谓的“独立操作”和“联合操作”。但是近些年来，由于国家严格要求企业执行节能减排的政策，所以水泥行业大力推行低温发电技术，因此窑尾收尘系统相应有所变化，使得窑尾收尘系统更为复杂，给电收尘器的运行带来更多的不确定因素，这也是部分窑系统电收尘器不达标的主要原因之一。

　　水泥窑袋收尘器的发展，主要取决于滤料的发展，尤其是覆膜滤料的发展。随着覆膜技术的发展，产品价格的下降，玻璃纤维覆膜滤料将会在水泥窑袋收尘器上得到广泛地应用采用玻璃纤维覆膜滤料，过滤风速可由传统的0.5m/s、提高到0.8m/s，袋收尘器的体积会明显减小，阻力大幅降低通气量上升滤袋的寿命可提高到3年以上总造价将基本上与采用传统玻璃纤维滤料的袋收尘器接近。

　　玻纤针刺毡覆膜滤料将使得脉冲喷吹式的外滤式袋收尘器可以应用于水泥窑采用玻纤针刺毡覆膜滤料可使袋收尘器的过滤风速高达1~1.2m/s、袋收尘器体积更小，清灰强度高，通气量大，系统通风量稳定。

　　多年来，我们在收尘技术的研究开发方面取得了一系列成果，较好地解决了回转窑、冷却机，煤磨系统、水泥磨等主要生产环节的烟尘污染。通过引进、消化吸收德国鲁奇公司电收尘器技术和关国富乐公司的袋收尘技术，使得我们的收尘技术达到国际先进水平。

　　(1)加快小型皮带机转运点收尘的研究。皮带机转运点由于地方狭窄，收尘器的体积和维护空问都受到一定限制，所以要求我们尽快提供一种小巧的收尘器，以满足生产的需要。

　　(2)进一步降低电收尘器的设备币，减少设备投资。十多年来，随着技术的不断进步，我们已经将2000 t/ d的配套电收尘器重量由840 t逐步降至410 t。今后通过进一步优化收尘器的设计，将现有的重量再下降15%~20%，以降低电收尘器的成本。

　　目前PPDC气箱脉冲袋收尘器的滤袋，基本上配用涤纶针刺毡滤料。实验表明，这种滤料在烟气含尘浓度较低时使用效果较好，但在带O一Sepa选粉机的水泥磨系统中，烟气含尘浓度高，收尘器阻力大(有时高达3400Pa)，严重影响了磨机的产量，所以改进滤袋材质就显得十分重要。例如70年代初期，美国戈尔公司首创了覆以膨体聚四氟乙烯薄膜的滤料，90年代上海凌桥环保设备厂也研制成功了这种类型的滤料，由于聚四氟乙烯材质具有化学稳定性好，摩擦系数小，易形成光滑表面，可耐250一300℃高温等优点，制成的薄膜上微孔数目多且孔径小，使用覆以这种膜的滤料，可接近实现真正的表面过滤，因而可使滤尘效率提高到99.99%以上，粉尘几乎都被滤于表面，膜面光滑，粉尘剥离效率高，阻力低且稳定，能耗低，滤袋寿命长。收尘时可以选用较高的过滤风速，与相应的滤料基底相配合，可提高滤料的耐温、耐酸碱腐蚀、憎水等性能，增强滤料的适应性，扩大应用范围。

　　水泥窑的粉尘排放量占水泥厂总粉尘排放量的7000，水泥窑用袋收尘器的研制开发成功，对改善水泥厂的环境面貌作出了贡献，应该大力推广，但与电收尘器相比，仍存在着体积大，阻力高的缺点，随着覆膜滤料的发展和普遍采用，这一缺点将逐渐被克服。

　　电收尘器电费是运行费用的主要部分。袋收尘器电费和维护费用是运行费用的主要部分。维护费用高，主要是因为滤袋和脉冲阀(特别是滤袋)使用寿命有限，更换成本高。当排放浓度要求≤50mg/Nm3时，窑尾在线脉喷袋收尘器比电收尘器设备一次性投资高4.12%，运行费用高30.41%。

　　[1]新型干法水泥生产线上袋收尘器的合理选用,吴忠魁,中国水泥 2007.10 [2]水泥厂的收尘设备及其选型问题,干祖德,1994~2014 [3]袋收尘器在水泥窑上的应用,石 岚,中国建材装备，2000 [4]浅议水泥厂窑尾“电”改“袋”技术，李勇，王林，水泥技术，2013 [5]水泥工业除尘技术的现状与展望,林 宏,水泥技术 1997

　　摘要：纳米材料作为光催化荆可降解水中多种有机物,纳米滤膜以及纳米吸附在水处理中也有一定的应用.纳米材料的应用还存在于光催化转化SO2、NOx技术中.其中,纳米二氧化钛光催化剂有着性质稳定、无毒、价廉等优点.作 者：李逢波 作者单位：淮北力源热电有限责任公司,235136期 刊：中国科技信息 Journal：CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：,“”(4)分类号：X3关键词：纳米材料 光催化转化 二氧化钛 纳米滤膜 纳米过滤

　　保温材料 (Thermal insulating material) 是指对热流具有显著阻抗性的材料或材料复合[1]。材料保温性能的好坏, 由材料的导热系数的大小决定, 导热系数越小, 保温性能就越好。一般将导热系数不大于0.23W/mK的材料称为绝热材料, 通常将其中导热系数值小于0.14W/mK的绝热材料称为保温材料, 将导热系数值在0.05W/mK以下的材料称为高效保温材料。

　　保温材料的种类很多, 分类方法也很多。目前常用的分类方法有:材质、形态、容重、温度范围、应用领域、用途六类。

　　无机保温材料按照可加工性可分为硬质保温材料和柔性保温材料, 如岩棉制品、玻璃棉制品、玻璃纤维制品、硅酸铝纤维制品、复合硅酸盐绝热制品属柔性无机保温材料, 而泡沫水泥、泡沫玻璃、泡沫陶瓷、微晶发泡等属于硬质无机保温材料, 保温砂浆属于复合保温材料。无机保温材料按照不同的施工方法还可细分为湿抹式、填充式、绑扎式、包裹缠绕式、砌筑式、装配式等种类。

　　导热系数是反映材料的导热能力或保温性能的最主要热物理特性指标。材料的导热系数是指在稳定传热条件下, 1m厚的材料, 两侧表面的温差为1度 (K, C) , 在1小时内, 通过1平方米面积传递的热量。它与材料的内部组成结构、密度、温度、含水率、保温层厚度等物理因素密切相关。一般保温材料的导热系数随温度、含水率、容重的增大而上升, 保温效果下降;非晶体结构、密度较低的材料, 导热系数较小;材料的含水率、温度较低时, 导热系数较小。

　　容重是表征保温材料性能的一个重要指标。容重是指在温度为110℃时经过烘干且呈松散状态的保温材料其单位体积的重量。同样的保温材料, 它具有一个最佳容重值, 即在最佳容重下, 它才具有较小的导热系数和较好的保温效果。在工程上为了节约能源和减少保温材料对管道或支吊架结构的荷重, 应尽量采用容重小的保温材料。一般软质和半硬质材料的容重不得大于150 kg/m3, 硬质材料的容重不得大于220 kg/m3。

　　常见的无机保温材料的容重值如上表3所示。除泡沫混凝土以外, 绝大多数无机保温材料的容重值在80~250 kg/m3之间, 属轻质保温材料。

　　材料的防火性能是材料耐火极限和材料燃烧性能的综合表述。耐火极限用时间表示, 是指对任一材料按时间-温度标准曲线进行耐火试验, 从受到火的作用时起, 到失去支持能力或完整性被破坏或失去隔火作用时为止的这段时间。燃烧性能是指材料燃烧或遇火时所发生的一切物理和化学变化。按照GB 8624-1997分级标准, 材料的燃烧性能等级划分为:A、B1、B2、B3, 分别为不燃性、难燃性、可燃性和易燃性材料 (等级划分详见《建筑内部装修设计防火规范》GB 50222-95范附录A) 。《中华人民共和国消防法》第11条规定:“建筑构件和建筑材料的防火性能必须符合国家标准或者行业标准。建筑材料应满足GB86242006《建筑材料及制品燃烧性能分级》的规定。GB 8624-2006规定了A1、A2、B、C、D、E、F七级分类, 在B、C、D级中增加了烟气毒性附加分级。

　　无机保温材料除了具有一定的保温性能外, 主要特点是防火性能较好, 一般都能达到A1级防火保温材料标准, 如, 气凝胶毡、玻璃棉、岩棉、泡沫玻璃、泡沫陶瓷、膨胀珍珠岩、微晶发泡材料等, 可广泛用于密集型住宅、公共建筑、大型公共场所、易燃易爆场所及对防火要求严格的场所, 还可作为防火隔离带施工, 提高建筑防火标准。有机类保温材料中仅酚醛泡沫复合保温板能达到复合A1级防火性能。

　　无机保温材料一般具有良好的抗风化、抗老化、抗干缩、抗紫外线性能, 化学稳定性好, 能够与建筑物同寿命。少数无机保温材料抗干缩性能欠佳。

　　无机保温材料具有良好的抗酸雨、抗雾霾影响, 耐腐蚀, 耐虫蛀等性能, 可以防止冷热桥传导, 防止室内结露后产生的霉斑。

　　无机保温材料具有天然的亲水性, 具有良好的透气性和呼吸功能, 既容易吸水受潮, 又容易自然干燥, 对提高建筑物的舒适度有益, 但在寒冷地区抗冻融性稍差。一般有机保温材料的含 (吸) 水率较低。

　　无机保温材料的抗压强度一般在0.4~1.0 MPa, 强度大大高于有机保温材料, 但抗折强度不高, 脆性大, 不耐冲击。

　　无机保温材料一般没有异味和甲醛挥发, 属无毒、无味、无放射性、无污染的环保节能型保温材料。

　　(1) 具有一定的透气性和舒适性。采用无味、无污染的天然绿色环保优质无机材料, 保温层具有一定的透气性、相变性和蓄热性, 人居其中, 冬季不会产生闷气感, 夏季不会产生烘烤感, 房屋通过保温隔热达到冬暖夏凉、绿色健康、舒适宜人。

　　(2) 具有较好的热稳定性和物理化学稳定性。无机保温材料长期安全可靠工作所承受的极限温度即最高使用温度, 一般耐热温度比较高。由于系纯无机材料制成, 耐酸碱、耐腐蚀、不开裂、不脱落, 物理稳定性和化学稳定性较高, 不存在老化问题, 与建筑墙体同寿命。

　　(3) 热工性能好。无机保温材料蓄热性能远大于有机保温材料, 可用于南方的夏季隔热。且适用于各种墙体基层材质, 各种形状复杂墙体和各种场所的保温, 适用范围广, 全封闭、无接缝、无空腔, 没有冷热桥产生。同时适用于外墙外保温、外墙内保温或外墙内外同时保温及屋顶保温、地热隔热层, 为节能体系的设计提供一定的灵活性。

　　(4) 具有良好的施工性能。与基层墙体有较好的结合性, 粘结强度高, 不产生裂纹, 不开裂, 不脱落, 不易形成空鼓。与传统的有机保温系统相比, 施工简便, 综合成本可节约10-30%, 性价比较高。

　　岩棉板是以天然火成岩等为主要原料, 经高温熔融、离心法等制棉、以热固型树脂为粘结剂生产的板材。岩棉用于保温材料开发较早, 生产工艺相对成熟, 具有较好的保温性能, 但其生产过程对人体有害, 施工时还易引起工人瘙痒, 岩棉吸水后容易坍落并失去保温性能, 目前国内市场岩棉的供应量和质量都达不到使用的要求。

　　岩棉作为传统防火材料, 广泛应用于多种领域。因其吸水性强, 材料生产能耗高, 自身强度低, 施工时粉尘对工人损害较大, 未能在外保温领域大面积推广。近年随着摆锤法生产工艺和纤维表面处理工艺的引进, 使岩棉板的综合性能得到了很大程度的提高。因其综合性能的相对突出, 岩棉板保温系统成为目前A级保温系统的主打产品。岩棉为无机材料, 经煅烧抛丝粘合而成, 导热系数约为0.05W/mK, 抗压强度较低, 纤维为开孔, 透气性好, 经表面处理具有一定的防水防潮性能;但它与墙体基层粘结力较差, 施工时岩棉板表面须经界面剂处理后使用, 对粘结、抗裂砂浆性能要求较高, 大面积施工时平整度控制较难, 施工粉尘对工人损害较大, 板材切割时易出现毛边, 施工后板材边角突起隐患较大, 因岩棉纤维非闭孔结构, 应用过程中墙体透出水汽对抗裂层砂浆透气性、耐候性影响较大。且产品的耐水性较差, 用于外墙外保温时极易由于降水等原因使保温层塌落而丧失保温能力。

　　膨胀珍珠岩 (玻化微珠) 是在早期建筑保温材料珍珠岩的基础上深化加工的产品。玻化微珠为闭孔轻质材料, 闭孔率高, 吸水率低, 导热系数约为0.076 W/mK, 多用于保温砂浆的生产。其施工时, 对墙体基层的适应性较强, 不受基础造型影响, 可直接抹涂平整;该系统可实现整体无缝施工, 避免了其他保温板材施工的接缝问题, 施工后应力分布、释放均匀。但由于其施工方式导致保温层厚度一般在2~3cm左右, 无法形成较厚的保温层, 影响其保温性能的发挥, 主要应用于南方市场, 寒冷及严寒地区不适于大面积应用。膨胀珍珠岩由于原料来源广泛, 生产设施和生产工艺相对简单, 保温性能较好且对人体无害, 市场发展前景较好, 但缺点是吸水率高, 吸水后重量大且保温性能下降较多。

　　泡沫混凝土以其良好的特性, 广泛应用于节能墙体的保温材料中, 在其他方面也获得了应用。泡沫混凝土在我国的应用主要是屋面泡沫混凝土保温层现浇、泡沫混凝土面块、泡沫混凝土轻质墙板、泡沫混凝土补偿地基。泡沫混凝土的发展得益于国家节能政策的推行, 目前在外墙外保温防火隔离带上应用较广。其为无机材料, 导热系数约为0.1 W/mK, 闭孔蜂窝状材料;虽刚性弱于泡沫玻璃, 但材料仍较脆、易碎, 与墙体基层粘结力强, 对粘结砂浆的性能要求较低;大面积施工时平整度控制较难。此外, 在气候变化影响下, 板缝处开裂隐患较大。

　　复合水泥发泡保温板以水泥、粉煤灰、硅灰等为主要材料, 经发泡、养护、切割加工等工艺制成的闭孔轻质憎水保温板, 防火等级为A级, 经800℃高温烘烤3小时, 仍能保持完整性, 使用在外墙上可有效提高建筑物的防火性能, 闭孔率大于90%, 有很好的隔热性能, 且施工流程相对较易, 高温下不会燃烧且没有有毒气体释放, 既防火又保温, 属于安全性环保材料。

　　加气混凝土是以轻质材料、硅质材料和发气剂等原料, 经一定生产工艺化学发泡、压蒸而成的轻质混凝土板材, 用作围护结构兼有保温性能, 多用于南方地区, 一般用作内隔墙体材料或墙体自保温材料。

　　泡沫玻璃早期多应用于石化行业, 随着国家节能保温政策实施的深入, 逐步引用到建筑领域, 目前作为外墙外保温防火隔离带的可选材料。其为无机材料, 不易老化, 经久耐用, 导热系数约0.058 W/mK, 为闭孔蜂窝状材料;防水性好, 施工后与墙体基层粘结力强, 对粘结砂浆的性能要求较低;大面积粘板施工时不易打磨, 平整度控制较难, 使用时要控制基层墙体的平整度;刚性强, 脆性大, 运输使用过程中易损坏;抹面后因材料自身刚性强, 受气候影响时应力释放集中、快, 板缝处易开裂, 使用时在两种保温材料的接缝处一般要求打发泡胶处理。

　　发泡陶瓷保温板是以陶瓷厂生产过程中产生的废渣、矿山开采的尾矿、废陶瓷、发泡剂经高温焙烧而成的高气孔率的闭孔陶瓷材料, 适用于建筑外墙保温, 防火隔离带, 建筑自保温冷热桥处理等。具有防火阻燃, 变形系数小, 抗老化, 性能稳定, 生态环保性好, 与墙基层和抹面层相容性好, 安全稳固性好, 可与建筑物同寿命。但泡沫陶瓷仍没有改变传统发泡材料材质脆性大, 机械强度不高的缺点。发泡陶瓷板和发泡玻璃板同属高温烧结材料, 生产能耗较高。

　　气凝胶毡是建筑A1级无机防火材料, 常温导热系数为0.018W/ (Km) , 且绝对防水, 其保温性能是传统材料3~8倍, 可取代玻璃纤维制品、石棉保温毡、硅酸盐制品等传统柔性材料。缺点是价格太贵。

　　新型复合自保温砌块是由主体砌块、外保温层、保温芯料、保护层及保温连接柱销组成。主体砌块有烧结多孔砌块、陶粒砌块等, 有较高的砌体强度、较好的保温性能和防火性能。采用轻质砂浆预制成保温砌块或工厂预制保温挂板与墙体复合形成保温系统, 施工速度快, 能明显缩短工期。

　　无机纤维 (inorganic fibre) 是以矿物质为原料制成的化学纤维, 主要品种有玻璃纤维、石英玻璃纤维、硼纤维、陶瓷纤维和金属纤维等。这些材料在通过专用配套喷涂设备后, 内部纤维交织粘接一体, 形成具有一定强度和韧性的极其复杂的立体网络结构, 表现出较好的绝热性能和优异的吸声隔音性能, 以及防冷凝、抗风蚀、不飘洒、粘接力强等功能。无机纤维状保温材料在外观上具有相同的纤维状形态和结构, 密度小, 绝热效果好, 具有不燃烧、耐酸碱腐蚀、抗老化、抗菌、化学稳定性强、吸声性能好、无毒、无污染、防蛀、价廉等优点。

　　玻璃棉属于玻璃纤维中的一个类别, 是将熔融玻璃纤维化, 形成棉状的材料, 化学成分属玻璃类, 是一种无机质纤维, 具有成型好、体积密度小、热导率低、保温绝热、吸音性能好、耐腐蚀、化学性能稳定的特点, 是一种优良的柔性保温材料。

　　无机活性墙体隔热保温系统是一种新型无网保温系统, 这种材料采用独特的工艺, 由天然蛋白纤维, 优化组合多种无机改性材料和固化材料, 依据保温隔热材料柔性渐变及材质相融性原理, 同时采用国际领先的无机粘结和抗裂技术全部经过工厂化生产配制而成的匀质组份, 粘接强度可以达到0.6MPa, 可以直接在保温材料外面粘贴面砖, 也不需要网格布、铆钉, 更不需要抗裂砂浆、抹面砂浆。由于复合了多种材料的多种优异性能, 无机活性墙体隔热保温材料属A级不燃绿色环保型节能材料, 其导热系数小, 蓄热系数大, 冬季可提高室内温度6-10℃, 夏季可降低室内温度6-8℃。满足国家50%-65%的节能要求, 房屋冬暖夏凉, 保温隔热节能效果好;保温层与基层墙面材性相近, 冷热膨胀系数柔性渐变, 墙体不会因为夏季高温膨胀而产生开裂、空鼓现象, 也不会因为冬季寒冷收缩受应力影响而产生开裂、脱落现象, 粘结牢固, 抗水、抗开裂、抗空鼓、抗脱落, 抗风压、抗冲击、耐候性能好, 粘接强度高, 既节能环保又安全适用。

　　发泡微晶新材料是以煤矸石、粉煤灰等作为主要原料, 采用先进配料、混料、干燥、发泡及高温焙烧技术而制成的高效硬质无机保温材料, 属A级不燃材料, 导热系数值能达到0.05W/mK, 5~8cm厚度的产品传热系数即可达到0.75 W/ (m2K) , 可满足华北、华中、华东、西北地区多数建筑物的外墙保温节能的要求, 具有优良的防水性、耐久性、可加工性和较高的机械强度。

　　建筑常用的传统无机保温材料有:纤维状的矿岩棉、玻璃棉、硅酸铝棉及其制品;多孔状的膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、微孔硅酸钙、泡沫石棉、泡沫玻璃、泡沫混凝土、加气混凝土、泡沫砂浆、轻骨料保温混凝土 (陶粒混凝土等) 、无机保温砂浆 (玻化微珠保温砂浆) 、膨胀珍珠岩保温砂浆、聚苯颗粒保温砂浆等 (严格意义上讲, 聚苯颗粒保温砂浆应属复合保温材料类) ;层状的非金属镀膜玻璃以及各种无机纤维为基材制成的保温制品。

　　微纤维玻璃棉、发泡微晶陶瓷、发泡微晶玻璃等无机保温材料家族的新成员则分别可用于工业过滤、尾气净化和空气净化等节能环保领域。

　　玻璃棉制品用于冰箱空调保温、风管保温、钢结构保温、锅炉保温、除尘器、蒸汽管道保温等。

　　玻璃纤维或无机纤维织物 (毡、毯、布) 用于石油、化工、热电、钢铁、有色金属、工业炉等行业热工设备的隔热保温与保护, 船舶、火车、汽车、飞机等交通设备的高温隔热, 家电产品的保温隔热, 如烧烤炉、烤箱、电烤箱、微波炉等, 如浸入树脂加工成板状, 是地产建筑及冷气机优良的衬垫隔热、消音材料。

　　绝热泡沫玻璃用于建筑墙体保温、楼宇屋顶等节能防水;各种烟道内衬和工业窑炉的保温应用;各种民用冷库、库房和地铁、隧道等基础绝热应用;高速公路、机场和建筑等基础隔离层应用;游泳池、渠坝等防漏防蛀工程;中低温制药绝热系统;船舶业舱板保温应用等。

　　发泡微晶材料可广泛应用于工业、建筑、特种保温及特质保温等领域, 如建筑领域的外墙内、外保温、内墙保温、屋面防水保温、地面防水保温等;工业防火保温领域的石油化工设备及管道保温、工业烟囱内衬、工业窑炉保温等;防火防水静音领域的隧道、地铁、影剧院、录音室、高架桥、城市轻轨隔音壁等;此外, 在航空航天、军事装备、生物科技等领域也有广泛的应用需求。此外, 发泡微晶新材料最高使用温度可达1000℃, 使用温度宽、机械强度高, 可满足大部分电力、冶金和化工行业高温保温的要求, 是工业保温领域理想的高温保温材料。

　　无机保温材料发展方兴未艾, 市场应用潜力很大, 发展前景光明。从地球和自然界来看, 制造无机保温材料的原料种类很多、数量庞大, 完全能够支撑无机保温材料的可持续发展。未来无机保温材料将朝着材料改性创新化、产品多功能集成化、部品高性能一体化、开发应用系统化方向发展。

　　比如, 银通公司通过材料改性、创新、开发了一种YT无机活性墙体保温隔热材料, 利用材质相融性原理和柔性渐变原理, 采用国际领先的无机粘接技术、材料固化技术和改性技术, 以天然优质耐高温的轻质材料为骨料, 加入天然植物蛋白纤维, 优化组合多种无机改性材料和固化材料, 经过工厂化生产和统一配制, 为客户提供一个均匀组分的、完整的保温隔热材料产品。该产品在施工应用时只需加水搅拌3~5分钟均匀后, 就可直接抹在各类基层墙体上, 不需加设网格布或钢丝网、铆钉, 更不需抗裂砂浆或抹面砂浆等材料和工序, 一次性可以达到抹平、抹白、保温、隔热的效果, 更可替代常用的抹水泥砂浆, 并可在该保温层上直接做涂料饰面和面砖饰面, 达到粘结牢固、不开裂、不渗水、使用寿命与墙体一致, 既保温隔热节能又便于装饰一体化。

　　理想的建筑墙体保温材料要求将保温、隔热、防火、抗水、轻质、隔音、抗开裂、抗空鼓、抗脱落、无污染、与墙体同寿命等各种性能融为一体, 从自然界来看, 无论是无机材料, 还是有机材料, 没有任何一种单一组分的材料能够同时满足上述性能要求。但是, 通过材料组分设计, 材料改性, 材性复合, 性能集成, 从理论上解决材料之间的相融性、组合之后的柔性渐变性, 同时解决材料内部固化与粘接机理, 就能制造出复合多功能的均质复合材料, 比如银通的岩能A级不燃无机活性墙体隔热保温材料就是典型代表。另外, 通过结构和构造设计, 将不同材料的某种功能复合, 克服单一材料的不足, 集成或集合成一个复合结构体系, 也能满足建筑墙体多功能的要求。比如复合多功能保温、隔热、防火、防水、装饰一体化墙体部品系统。

　　适应建筑工业化对保温材料发展的要求, 无机保温材料的发展呈现制品化、复合多功能部品化、高性能一体化的新趋势。如烧结发泡微晶类保温材料属高性能一体化制品;建筑防火保温装饰一体化板属于复合多功能部品等。有机保温材料加入高性能无机阻燃材料, 大幅度提高其阻燃性能, 同时也向复合保温、体系保温方向发展复合A级或体系构造A级防火保温部品。

　　保温材料开发与应用呈现系统设计、系统开发、系统应用、系统集成的趋势。无论是均质复合保温材料, 还是复合多功能保温材料部品, 强化系统地进行功能设计是其突出特点和关键所在。系统开发需要解决材料改性、工艺配方和制造加工过程中的工程技术问题, 系统应用主要解决应用过程中的施工难题, 系统集成主要解决保温材料体系的功能融合问题。

　　据统计, 目前我国建筑运行能耗约占我国全社会总能耗的30%。其中, 冬季采暖和夏季空调使用的能耗在建筑能耗中又占有相当大的比重, 做好建筑墙体保温工作, 对提高建筑用能效率, 降低建筑物综合能耗有着十分重要的意义。在我国《节能中长期专项规划》、《“十二五”建筑节能专项规划》、《既有居住建筑节能改造指南》等相关政策规划都对我国建筑节能工作提出了很高的要求。目前我国正处于大规模建设时期, 到2020年前, 我国城乡每年新建建筑面积将都将维持在30亿m2左右, 按65%的节能建筑计算, 年新建节能建筑面积将达到20亿m2。与此同时, 到2020年, 全国达到节能标准的面积占比要达到65%, 也就是说我国现有的约400亿m2的既有建筑中有260亿m2以上的建筑需要在未来的7年内完成节能改造, 每年的改造面积就将达到37亿m2。新建和改造的节能建筑面积年均达到57亿m2, 建筑按外墙面积与建筑面积0.7:1的比例计算, 我国每年建筑保温材料市场容量在50亿m2左右。

　　目前我国建筑保温主要以外墙外保温为主, EPS和XPS仍是建筑保温应用最多的材料, 无机保温材料主要使用各类岩棉保温板。但随着建筑保温要求的提高, 传统有机材料在外墙外保温工程中的局限性日益凸显。针对外墙外保温材料的要求也不断提高。根据《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》 (公通字46号) 要求, 对于幕墙式墙体材料, 建筑高度大于等于24m时, 保温材料的燃烧性能应为A级;建筑高度小于24m时, 保温材料的燃烧性能应为A级或B1级。对于非幕墙式墙体材料住宅建筑高度大于等于100m的建筑, 其保温材料的燃烧性能应为A级。其他民用建筑高度大于等于50m的建筑, 其保温材料的燃烧性能应为A级;高度大于等于24m小于50m的建筑, 其保温材料的燃烧性能应为A级或B1级。当不采用A级保温材料时, 必须使用A级保温材料设置防火隔离带。依此计算, A级防火保温材料在建筑保温材料市场中的市场份额应不低于20%, 仅华北地区的需求量就将达到2000万m3。2011年3月公安部曾规定使用A级不燃材料作为保温系统, 后放宽到B1级防火材料, 可见无机保温材料在建筑防火保温领域的发展空间很大。

　　目前我国现有的工业保温材料生产企业近千家, 产品有十几大类、上百种品种, 适应温度范围从-196℃到1000℃。近年来, 我国工业保温行业年均增长率接近20%, 2013年产量超过200万吨, 产值达到100亿元。

　　工业保温是无机保温材料最重要的应用领域之一, 涵盖航天、钢铁、石化的高温绝热保温;军用设备的防火绝热;工业窑炉、加热装置壁衬、背衬绝热保温;船舶的保温隔热和防火;车辆、移动设备、冷库工程的保温;节能环保装置保温等领域。其中, 应用量最大的行业主要是电力、化工和冶金三大行业, 占全部需求的近四分之三。预计到2020年, 我国工业保温市场需求量将达到280万吨, 电力、冶金和化工仍将是工业保温最主要的应用领域, 隔声降噪、管道输送、舰船保温和国防工程等新型行业将成为工业保温材料需求增长最为迅速的领域。

　　以电力行业为例, 据统计新建火力发电企业的平均保温材料需求量在2万~5万m3, 大量既有火力发电企业在运行过程中也需求对保温材料进行定期的更换。2013年末我国发电装机容量124738万千瓦, 其中, 火电装机容量86238万k W, 占比达到69.1%。其中火电新增3650万k W, 保温材料需求量约为40万~50万吨。2015年和2020年, 火电占国内电力装机总量的比例尽管有所下降, 但仍将分别保持65%和62%的较高水平, 年保温材料需求量约50万~60万吨。

　　特别是随着国家节能减排政策向纵深的不断推进, 发展节能环保等战略性新兴产业对高端无机保温材料的需求将大幅度增加, 预计高性能微纤维玻璃棉、发泡微晶材料在高端保温、环保除尘、烟气过滤、尾气净化、空气净化等领域将发挥愈来愈重要的作用。

　　料是一种具有优良性能的能源材料，其在我国的经济发展中占有非常重要的地位，其不论是在建筑领域、信息技术领域还是在科研领域等都有着非常重要的作用，所以对于无机非金属材料要加紧其研发的力度，以适应当前社会发展的需要。以下就主要的对无机非金属才来的应用现状和其未来的发展的趋势做研究分析。

　　随着我国经济的不断的发展，各个领域对于能源的需求量随着不断地增大，无机非金属材料在各个行业的发展中有着非常重要的作用，无机非金属材料的良好的发展将对于我国经济发展有着非常重要的作用，所以要加快无机非金属材料的研究开发，为我国国民经济的发展做保障。

　　当前无机非金属材料已经在各个行业得到了广泛的应用，无机非金属材料主要的有以下几个方面的优点：整体性，无机非金属材料具有比较稳定的化学性质，其一般不容易发生老化和风化现象，在耐久性和有效性上也符合要求的标准，具有很强的整体性。防水性能，无机非金属材料的结构非常紧密，具有较好的防水渗透能力，其可以有效的防止雨水和地下水的渗透；防火性能，因为该材料本身为无机物，其是属于非燃烧类的材料；耐候性强，无机非金属材料使用的面积比较广泛，其广泛的应用于温带、热带和寒带，并且还能够在干燥、潮湿等气候比较差的环境中起作用；抗腐蚀性，无机非金属材料的化学特性和物理特性决定其具有一定程度的防腐性；

　　我国传统的无机非金属材料在发展的过程中存在着很多的问题：首先其产品的等级比较低，在传统的无机非金属材料中，大多数的产品的等级都是比较低的，比如：水泥的质量，我国水泥的平均的强度仅为50%，而发达国家的水泥平均的强度占90%，其质量严重的不合格；其次是资源的消耗和能源的消耗比较高，由于当前资源的无序的开发和未充分的利用，造成了没必要的能源的浪费，在其能耗上更是有着大量的消耗。相应的资源和能源的高消耗，从而是环境受到了严重的污染，这将直接的影响到人们的健康，造成不必要的疾病的发生。

　　我国当前在无机非金属材料的研发上虽然取得了不错的成绩，但是整体上距离发到国家还有很大的不足。其主要的表现在基础设施和技术相对的比较的落后，我国对于无机非金属新材料的研究开发的起步比较晚，对于科研的费用以及相应的人力的投入还不是非常的充足，这也就严重的影响了无机非金属新材料的开发的力度。另外我国的制备技术也比较的落后，其相应的生产能力和生产的效率都比较低，这样会严重的影响到无机非金属材料产品的质量和生产的效率。此外就是无机非金属材料的本身性能比较低，其相应的品种也不齐全，在新材料的研发过程中要使用相应的无机非金属的原材料，许多关键的配套原材料还需要进口，这样就会导致材料的性能和质量存在着不少的问题，同时还会受到技术和设备落后等条件的限制，这样就严重的影响到非金属材料研发的进行。

　　无机非金属材料会向着低维化的方向发展，在低维化的发展上主要的表现在宏观和微观两个方面，在宏观上面低维化是从体材料向薄膜材料和纤维材料的发展，现代的信息功能器件一般如光电子和微电子等都是由集成化，在此期间主要所使用的就是薄膜材料。薄膜材料的特殊的作用主要的体现在结构材料也可以使用薄膜来改性，从而使结构材料的整体的性能增强。另外作为结构复合材料的主体的纤维同样的也起着重要的作用，比如：光通信过程中的光信号的调制、放大以及选模等一般都是通过纤维来完成的，使其最终形成了纤维光网和光路。从其微观上来讲，无机非金属材料的结构和织构上的尺寸都是非常小的，当前人们更加的关注的是纳米尺度上的材料，在无机非金属材料主要的是向着纳米材料的合成和组装等方向发展。

　　无机非金属材料向着复合化的方向上发展是必然的发展趋势，其复合化方向发展的最终是以应用为目标的，当前无机非金属材料已经广泛的应用到钢筋混凝土以及钢玻璃等方面，其主要的是使用有机高分子和无机玻璃纤维所组成，此种结构材料为主的复合型材料比一般单一的结构材料更加的具有使用的价值，更加的符合当前时代发展的趋势。

　　材料的智能化已经成为当前人们所关注的焦点，材料的智能化主要是指材料性能的多元化，能够接受到外部环境变化的信息，并且能够及时的进行反馈。智能化功能材料大部分为多片压电以及铁电陶瓷的复试结构，当前的主要的发展方向是建筑材料的智能化的发展，提高建筑材料的安全的使用性能。

　　传统的无机非金属材料是一个环境污染严重以及相对的能耗比较高的发展领域。随着可持续发展战略的提出，在各个行业中的发展中要坚持可持续发展的理念，为此就要改变传统比较落后的经营的理念和生产方式。在未来无机非金属材料中的发展中，要进行科研研发的力度，探索出相对污染小并且能耗低的新型的合成工艺，从而使产品的性能得到提高，使无机非金属材料的生产结构更加的合理完整。

　　无机非金属材料由于其良好的性能，以及被应用到生产生活中的各个领域中，其对于我国经济建设的发展起着非常重要的作用，其的发展带动了各个科学领域的创新，推动了科学技术的快速的发展。

　　[1]舒凯征.国内无机非金属材料的应用与发展概述[J].科技资讯.2012，10（11）：67-72

　　[2]王大博，孙艳艳.浅谈我国无机非金属材料的应用与发展[J].黑龙江科技信息.2011，07（05）：34-42

　　[3]张巨松，金亮，朱林.无机保温材料在建筑节能工程中的应用[J].辽宁建材.2011，11（02）：91-98

　　摘要：文章主要介绍主要无机阻燃剂的类型、性质以及不同阻燃剂的阻燃机制，同时介绍主要的无机矿物阻燃剂及在复合材料中的应用。

　　按阻燃剂与被阻燃材料的关系，阻燃剂可分为添加型和反应型两大类。前者与基材中的其他组分不发生化学反应，只是以物理方式分散于基材中，多用于热塑性高聚物。后者作为高聚物的单体，或者作为付诸实际而参与合成高聚物的化学反应，最后成为高聚物的结构单元，多用于热固性高聚物。

　　阻燃剂是在20世纪50年代后期随高分子材料的兴起而逐渐发展起来的。高分子材料作为三大支柱性材料之一已经广泛应用到国民经济和日常生活的各个方面，但是由于大多数高分子材料都是易燃的，接连不断的火灾给人们带来灾难性的伤害，因此各国对高分子材料的阻燃问题给予高度重视，制定出越来越严格和阻燃相关的法律法规。随着多种类型的阻燃剂相继出现，阻燃材料的研究也越来越深入。我国的阻燃科学起步较晚，从60年代开始发展，直到80年代得以加速。且主要以卤系阻燃为主，约占整个阻燃剂的80%。而目前国外的阻燃剂以无机体系为主，占总体的50%一60%，并且主要以氢氧化镁、氢氧化铝为主，如表1所示。

　　% 研究发现，火灾发生时造成人员伤亡的致命因素是材料燃烧产生的浓厚烟雾和有毒的腐蚀性气体。据报道，美国近几年发生的大火灾中，死亡者80%是因有毒烟雾窒息而死的。2000年12月25日，河南洛阳东都商厦特大火灾中遇难的309人，几乎都是遭到室内装饰材料燃烧生成的有毒气体和烟雾伤害而中毒或者窒息身亡的，可见材料燃烧产生毒烟问题的严重性。因此，材料的抑烟有时比阻燃更重要。近年来，在研究、选择和评价阻燃剂与阻燃材料时，低毒性、低成烟性也成为两个 中国地质大学（北京）

　　重要的指标。特别是多澳二苯醚类阻燃剂产生的“二嗯英问题”，欧洲阻燃协会已经提出了禁用多澳二苯醚的法案，荷兰首先实施，其它国家如德国开始仿效，《欧盟电子电机中危害物禁用指令》从2006年7月1日全面禁止PBB等澳系阻燃剂在电子产品中的使用。卤系阻燃因其用量少、阻燃效率高且实用范围广，成为市场的主流，但阻燃的同时也产生大量的腐蚀性和有毒气体，由此引发的二嗯英(Dioxin)问题得到人们的广泛关注。自欧盟2003年2月颁布了关于《限制有害物质》(RoHs)之后，含卤阻燃剂的使用受到了很大的冲击。因此，有必要开发燃烧时发烟量低，且不产生有毒、腐蚀性气体，环境友好的新型高效阻燃剂。

　　2.1氢氧化镁(MH)氢氧化镁Mg(OH)2，白色固体粉末，不溶于碱性物质，受热分解为氧化镁和水，340°C时为初始分解温度，430°C左右分解速度最快，到490°C时己经完全分解。氢氧化镁晶体属于+2价金属水合物族，晶体结构是层状的CdI2型，形成连续的六边形，Mg和OH层互相重叠，1个镁离子被6个氢氧根离子配合，形成Mg(OH)6八面体。标准状态下：

　　氢氧化镁是当前公认具有填充、阻燃和抑烟三重功能的化学助剂，具有无毒、无腐蚀和低价等优点。氢氧化镁的高温分解反应为吸热反应，当高分子材料燃烧时，可吸收部分燃烧热，燃烧时Mg(OH)2释放出大量的水蒸气可稀释高分子材料中可燃性气体的浓度，燃烧产生的金属氧化物是炭层的主要成分，可延缓热量及氧气进入被阻燃聚合物材料的基体中。因而氢氧化镁的加入可延缓阻燃高聚的热降解速度，减慢和抑制高聚物的燃烧，并促进炭化和抑烟。但氢氧化镁在阻燃高分子材料时，要想达到理想的阻燃效果，添加量是很大的，这将严重的影响高分子材料的物理机械性能。

　　2.2氢氧化铝(ATH)氢氧化铝又称为氧化铝的水合物，有三水合氧化铝A12O3·3H2O(即Al(OH)3)和一水合氧化铝A12O3·H2O(即AlO(OH))。但在这些化合物的本身晶格沙中并不含有水分子，只是在加热时，才会分解成水和氧化铝，这一点与所有的水合物的性质是相同的。氢氧化铝是典型的两性氢氧化物，它既能溶于强酸，又能溶于强碱，分别生成铝盐溶液和偏铝酸盐溶液。氢氧化铝可用来制备铝盐，作为吸附剂、媒染剂和离子交换剂，也用于作耐火材料、防火布等的原料。

　　氢氧化铝是用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂。氢氧化铝作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，因此，获得较广泛的应用，使用量也在逐年增加。

　　使用范围:热固性塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料及建材等行业。氢氧化铝集阻燃、抑烟、填充三大功能于一身。

　　2.3硼酸锌(BZ)硼酸锌作为阻燃剂，是一种新型的、性能优异的阻燃剂，外观呈白色粉末，熔点为980°C，密度为2.8g/cm，具有热稳定性高、粒度细、体积质量小、易分散、无毒等显著特点，可广泛应用于高层建筑的橡胶配件、地毯、电梯电缆、电器塑料、电缆塑料护套、电视机外壳和零件中。在阻燃酚醛塑料、阻燃涂料、阻燃聚氯乙烯电缆护套中，硼酸锌阻燃剂己达到了较满意的阻燃效果。

　　硼酸锌在高于300°C时失去结晶水，对阻燃复合材料起到吸热冷却作用。在燃烧过程中，硼酸锌中约有38%以氧化锌或氢氧化锌的形式进入气相，对可燃性气体进行稀释，使材料燃烧速率降低，增加其阻燃性。

　　2.4聚磷酸铵(APP)聚磷酸铵其聚合度大小可分为低聚、中聚以及高聚三种，其聚合度大小与水溶性密切相关，聚合度越高水溶性越小，反之则水溶性越大。按其结构特点可以分为结晶形和无定形。聚磷酸钱的分子通式为（NH4）（n+2)PnO(3n+1)，当n为10-20时，为水溶性；当n大于20时，为难溶性。按其结构可分为结晶型和无定形型。结晶态聚磷酸按为水不溶性和长链状聚磷酸盐。有I到V型五种变体。聚磷酸钱也属于膨胀型阻燃剂。它是含氮、磷量高、无毒无味、不产生腐蚀气体、吸湿性小、热稳定性高、是一种性能优良的非卤阻燃剂。

　　2.5红磷(P)红磷，略带棕色或紫红的无定形粉末，具有光泽。密度为2.34g/cm，加热易升华，在43KPa压强下加热至590°C处于熔融。汽化后再凝华可得白磷。难溶于水、二硫化碳、、液氨等，微溶于无水乙醇，有毒但无气味，燃烧时产生白烟有毒。化学稳定性比白磷差，在常温下稳定，难与氧反应。以还原性为主，约260°C着火。与卤素、硫反应时皆作为还原剂。用于生产安全火柴、有机磷农药、制磷青铜等。

　　红磷作为阻燃剂，具有抑烟、低毒、高效特征，但红磷在空气中易氧化变质，易自然。长期存放会缓慢释放出磷化氢气体，该气体有剧毒。与高分子材料相容性差，通常不能直接与高分子材料作用，需对其进行表面处理，处理方法主要是微胶囊化。

　　无机硅系阻燃剂包括硅酸盐阻燃剂(一种是喷雾干燥硅酸盐(IPS)，另一种是膨胀型硅酸盐(IPG))、硅胶一碳酸钾阻燃体系、阻燃聚合物/无机物纳米复合材料、陶瓷前体聚合物阻燃剂(这类聚合物都是含硅化合物，其中有聚碳硅(PCS)、聚硅苯乙烯(PSS)、倍半硅氧烷(550)等)。

　　可膨胀石墨是近年出现的一种新型无卤阻燃剂，它是由天然石墨经浓硫酸酸化处理，然后水洗、过滤、干燥后在900-1000°C下膨化制得。可膨胀石墨膨胀的初始温度为220°C左右，一般在220℃开始轻微膨胀，230-280°C迅速膨胀，之后体积可达原来的100多倍，甚至280倍。可膨胀石墨在阻燃过程中起到以下作用:在高聚物表面形成坚韧的炭层，将可燃物与热源隔开;膨胀过程中大量吸热，降低了体系的温度;膨胀过程中，释放夹层中的酸根离子，促进脱水碳化，并能结合燃烧产生的自由基从而中断链反应。可膨胀石墨与磷化合物、金属氧化物复合使用，能产生协同作用，加入很少量就能达到阻燃目的。

　　含有阻燃剂的材料在燃烧过程中，阻燃剂是在不同反应区内(气相、凝聚相)多方面起作用的。对于不同材料来说，阻燃剂的作用表现也可能不一样。总的来看，阻燃的作用过程就是切断燃烧循环中的某个环节，使燃烧反应不能继续的过程。在一般情况下，物质产生燃烧的必要条件是：可燃物、氧元素和热源，三者缺一不可。因此，只要抑制了三要素之中的任何一个，均可达到阻燃的目的。而阻燃剂之所以具有阻燃效果，其对于燃烧反应的影响表现在下列几个方面：(1)在燃烧反应的热作用下，位于凝聚相内的阻燃剂热分解，而这个分解过程是吸热的，这样可使凝聚相内温度上升减慢，延缓了材料的热分解速度；(2)燃剂受热分解后，释放出所谓的连锁反应自由基阻断剂，使火焰反应在链锁反应的分枝过程中断，减缓了气相反应速度；(3)催化凝聚相热分解固相产物—焦化层或泡沫的形成，加强了这些层状硬壳阻碍热传递的作用，从而使凝聚相温度保持在较低的水平，使气相反应原料(可燃性气体热分解产物)的形成速度降低，起到了“釜底抽薪”的作用；(4)在热作用下，阻燃剂出现吸热性相变，物理性地阻止凝聚相内温度升高。总之，阻燃剂作用表现为多方面，在不同空间内起作用，综合性地使燃烧反应速度变慢或者使反应的引发(热自燃)变得困难，达到抑制、减少火灾危害的目的。

　　为了预防灾的发生，或发生火灾以后阻止或延缓火灾的发展，往往用阻燃剂对易燃材料进行燃处理，使易燃材料转变成难燃材料或不燃材料，或者仅炭化而不着火、不发烟，或虽炭化、着火和发烟，但燃烧难以扩展。阻燃机理是个复杂的问题，迄今尚有许多现象无法解释，但是在过去三十年中对聚合物的阻燃研究有了很大的发展，一些理论己经被人们普遍接受。一般来说，阻燃机理可以分为以下四种类型：

　　高温下阻燃剂在聚合物表面形成凝聚相，通过隔绝空气、阻止热传递、降低可燃性气体释放量 中国地质大学（北京）

　　来达到阻燃目的。形成凝聚相隔离膜的方式有两种:一是阻燃剂在燃烧温度下分解成不挥发的玻璃状物质，包覆在聚合物表面，这种致密的保护层起到了隔离膜作用，如硼系和卤化磷类阻燃剂具有这类特征；二是利用阻燃剂的热降解产物促进聚合物表面迅速脱水碳化，形成碳化层，单质炭不产生火焰的蒸发燃烧和分解燃烧，能起到隔热屏蔽作用，避免基体聚合物进一步分解，从而减少了可燃气体的生成量，达到阻燃保护的效果。磷系阻燃剂被认为是凝聚相阻燃机理的典型例子，但是并非所有的磷系阻燃剂均为凝聚相阻燃机理。

　　在聚合物燃烧过程中，生成的大量游离基促进气相燃烧反应，如能设法捕获并消灭这些游离基，切断自由基链锁反应，就可以控制燃烧，进而达到阻燃的目的。卤系阻燃剂的阻燃机理就属此类[。自由基一般具有很高的能量，反应速度非常快，所以燃烧的程度由自由基的增殖程度而定。当有含卤阻燃剂存在时，则含卤阻燃剂在高温下会分解产生卤化氢，而卤化氢能把自由基捕获，从而将自由基的链锁反应切断，这样聚合物热分解产生的自由基通过上述途径变成了水，既吸收了热量，降低了聚合物的温度，又在聚合物表面留下一层炭化层，从而使火焰熄灭。

　　阻燃剂发生吸热脱水、相变、分解或其它吸热反应时，会降低聚合物表面和燃烧区域的温度，防止热降解，进而减少了可燃性气体的挥发量，最终破坏维持聚合物持续燃烧的条件，达到阻燃目的。氢氧化铝、氢氧化镁及硼类无机阻燃剂颇具代表性。

　　将现有的阻燃剂进行复配，使各种阻燃机理共同发生作用，在降低阻燃剂用量的同时可以起到更好的阻燃效果。此外，协同体系还具有成本低、抑烟性好等优点，例如用红磷包覆的氢氧化铝对ABS树脂进行阻燃改性，随着用量的增加ABS氧指数也不断增加，且在一定范围内成线性关系。从燃烧现象看，ABS阻燃性能改善的同时，发烟程度逐步降低，产生的灰粉逐步减少，结炭也越来越好，当包覆红磷用量达到9%时，不仅能使氧指数提高到30.6，而且己经有效抑制了燃烧发展，其效果远大于单用氢氧化铝。

　　协同作用机理可以表现多种模式，主要表现如下: ①阻燃剂可能产生大量的非燃烧气体，冲淡供给火焰的氧或燃烧所需的可燃气体浓度，从而达到阻燃的目的；②阻燃剂可能增加燃烧体系的热容或使可燃物含量降低到可燃的最低限度水平之下，进而产生阻燃效果；③阻燃剂的热降解可以降低聚合物的表面温度和阻滞聚合物的降解；④燃烧过程中，阻燃剂与基体材料中的某些组分发生反应而转化成陶瓷状的无机炭化层，这种焦化层能够阻滞气相和凝固相的传热与传质，降低了材料的热分解温度，因而有利于材料的阻燃。

　　另外，聚合物材料的可燃性无疑是和燃烧热密切相关的，材料点燃火焰被移走后，如果有足够的热量释放并返回到材料，使材料继续分解，则燃烧成为自扩展行为。因此人们也期待较低的燃烧热使材料的可燃性降低而难燃性增加。OheMatsanra曾提出燃烧热和聚合物氧指数之间有一定的相互关系，经过阻燃处理的聚合物比未经处理的聚合物燃烧热低。但是也有不同的看法，认为燃烧热和阻燃性之间并不存在令人信服的相互关系，例如具有高燃烧性的硝化纤维具有较低的燃烧热，而自熄级的聚乙烯却有非常高的燃烧热。

　　水镁石是一种天然矿物，主要成分是Mg(OH)2，是自然界含镁量最高的矿物。水镁石具有层状结构，一般以块状和纤维状形态存在[14]。由于Mg(OH)2是一种近年来快速发展的新型低烟无卤阻燃材料，主要应用于高分子领域中作为一种环保型阻燃剂，替代如磷类、卤类等易产生环境污染的传统阻燃剂。因此，Mg(OH)2无机粉体用作聚合物材料的阻燃剂，兼具填充、阻燃、抑烟、环保、无一次危害等优点，越来越被广泛运用[15-l6]。另外，水镁石在我国蕴藏量很丰富[14]，将其开发成具有高附加值的新型产品具有十分重大的意义。

　　天水镁石的阻燃机理[17]为：水镁石作为一种填料添加到高分子材料中，降低了高分子材料中聚合物可燃材料的含量，提高了材料的热稳定性。

　　反应时大量吸热，降低温度，使材料不易着火；生成MgO沉积在材料表面，起隔绝空气的作用；产生大量水蒸气，消耗大量热量；水蒸气吸收烟雾，起消烟作用。水镁石的结构与Mg(OH)2极为相似，具有无毒、无腐蚀性、稳定性好、不挥发、高温下不产生有毒气体等优点。

　　从表2中可以看出:随着纤维水镁石的加人，氧指数逐渐提高，且无烟出现，在纤维水镁石：聚丙烯为70：100时，已达到了阻燃抑烟效果。

　　表3为溶解氧(OI)随体系中水镁石添加量的变化情况[19]。从结果可知，水镁石的加入对HDPE的燃烧性能有显著影响。添加50%的水镁石后，材料的OI值从17.7%上升到24.1%，从易燃材料转变为具有自熄性的材料。研究确认，当水镁石的质量分数在60%以下时，尽管随其添加量增加，材料的OI值可进一步上升，但变化的幅度较小；只有当水镁石的质量分数达60%以上时，体系的OI值才有可能发生突变，并最终稳定在27%左右。

　　卢永定[20]采用化学作用与机械力结合的方法，将天然纤维水镁石剥分到纳米级，并采用有机分散剂将其均匀分散，然后使用常规工业挤出设备制备水镁石纳米纤维/PP复合材料。在这种纳米复合 中国地质大学（北京）

　　材料中，纳米纤维均匀分散，与PP高分子材料结合牢固，对即复合材料的性能明显改善。

　　大连理工大学的丰世凤使用行星式高能球磨机，在球磨过程中加入助剂，制得超细改性水镁石粉。考察了球磨参数及助剂用量对粉体粒度及表面改性效果的影响。使用激光粒度分析、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、活化率测试、接触角测试、沉降时间测试对粉体的粒度、形貌和改性效果进行了表征。结果表明所得水镁石粉体D90由 32.75μm降到1.26μm，且形貌均匀晶型保持完好，在助磨剂添加量为0.2%、表面活性剂添加量为2%时所得超细改性水镁石粉体与原粉相比，活化率提高到98.5%、接触角增大到131度、沉降时间延长到22.5h。

　　并将超细改性水镁石粉添加到不饱和聚醋树脂中，加入固化助剂，在常温常压下制得水镁石/聚酷人造石。考察了树脂的种类及水镁石添加量对聚酷人造石性能的影响。使用氧指数仪(LOI)和锥形量热仪(CONE)对聚醋树脂和水镁石/聚醋人造石进行了阻燃性能测试。LOI数据表明:随着水镁石添 中国地质大学（北京）

　　加量的增加，氧指数在提高，添加50份时达到31.3，比聚醋树脂提高了11%；CONE数据显示，添加50份水镁石粉制得的聚醋人造石与聚酷树脂相比:引燃时间由80s延长到153s，热释放速率降低4/5，生烟速率和总生烟量降低2/3。

　　力学性能测试的弯曲强度由27.69MPa提高到40.75MPa，冲击强度从2.1kJ·cm-2提高到了3.3kJ.cm-2。然后采用非等温DSC方法对水镁石/聚酷人造石及聚醋树脂进行固化动力学分析，考察水镁石对不饱和聚酷树脂固化性能的影响，得到聚酷人造石和聚酷树脂的固化反应活化能分别为34.5KJ/mol和18.1KJ/mol。表明水镁石的添加对树脂的固化性能有抑制作用。

　　坡缕石（凹凸棒土）素有“千土之王”、“万用之土”的称号，在工业和其它多种行业上具有特种用途。坡缕石是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。其理想分子式为：(Mg，Al，Fe)5Si8O20(HO)2(OH2)4·nH2O，理论化学成分为：SiO2 56.96%；(Mg，Al，Fe)O 23.83%；H2O 19.21%。成份中常有Al、Fe混入，Al2O3替代部分MgO。坡缕石晶体呈毛发状或纤维状，在电子显微镜下呈长柱状或针状，白、灰、浅绿或浅褐色，硬度一般为2-3，当加热到700-800°C时，硬度可能提高到5，密度2.05-2.32g/cm3。具有很大的比表面积和吸附能力，很好的流变性和催化性能，同时，具有理想的胶体性能和耐热性能，是一种少见的矿物。

　　坡缕石（PLS）是继蒙脱土、高岭土之后又一种重要的天然纳米纤维状硅酸盐粘土，为典型的纳米级针状粉体，具有作为聚合物材料增强填充剂的条件；其次，坡缕石含有各种形式的水，随着温度的不同水的释放方式不同，是理想的天然阻燃剂；最后，坡缕石的中空棒状结构，决定了它有 中国地质大学（北京）

　　西北师范大学的张哲次将坡缕石引入 LLDPE 阻燃性能研究，分别研究了无卤阻燃剂氢氧化镁、红磷、多聚磷酸胺、坡缕石和其他阻燃剂单独阻燃LLDPE的阻燃能力，以及坡缕石与各种阻燃剂复配的阻燃效果，并制得了LLDPE复合材料。根据氧指数和水平垂直燃烧实验测试，坡缕石复配体系是有效的、可行的。复配阻燃剂对LLDPE具有较好的阻燃效果及综合性能，LLDPE 复合材料属于较好的阻燃材料。复合材料通过了电镜表征；通过 TG 分析了其热降解性；通过万能力学试验机等仪器测试了其物理性能。阻燃剂经过表面改性后能使复合材料的抗拉强度等力学性能得到提高，经测试，复合材料的力学性能和阻燃性能均达到最大值，断裂伸长率为75.142%，抗拉强度为7.282MPa，氧指数为30.5，材料的燃烧性能达到UL 94V-0级，因此其具有潜在的工业应用价值。

　　单一的无机阻燃填料要在高聚物基复合材料中填充量较大时才能产生阻燃效果，这样在满足阻燃要求的同时却影响胶料的加工性能并导致填充材料力学性能下降。因此，超细化、活性化、复合化成为无机阻燃填料发展的趋势，即通过不同结构、粒形、化学成分和阻燃性能的无机阻燃剂的复合，使各种无机阻燃剂相互配合，取长补短，提高阻燃剂的阻燃效率，同时，通过超细粉碎和表面改性处理赋予无机阻燃填料一定的补强性能，从而不致恶化基材的力学性能及电气性能，甚至还有所改善。

　　目前已有一些关于无机复合阻燃填料在PVC中应用的研究报道,如氧化锑和氢氧化铝在柔性(软）PVC电线和电缆中的复合应用；用ZHS包覆的Al(OH)

　　3、Mg(OH)2以降低PVC的发烟量和填充量；Sb2O3与其它金属氧化物并用;氢氧化铝与镁、锌及碳酸钙复配应用;氢氧化镁、氢氧化铝、红磷等复合型阻燃剂；Sb-A型复合阻燃剂;三氧化二锑、氢氧化铝、硼酸锌等复合无机阻燃剂；以氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑为主体的FZY复合阻燃抑烟剂;采用Sb2O3、CaCO3和金属氧化物复配的阻燃剂等。

　　细粉碎和复合表面改性制备的超细活性无机复合阻燃填料填充阻燃PVC电缆料,其力学性能和电性能可达GB/T 8815—2002标准规定,氧指数达35·6 %，烟密度为174·7。这种超细活性无机合阻燃填料具有高效阻燃、填充增强和电绝缘性三种功能。

　　表7 阻燃填料的配方(质量分数,%)表8 加入TFR1和其它阻燃填料PVC的氧指数(%)

　　无卤化、超细化、活性化、功能化、复合化是阻燃剂发展的主流和趋势。我国塑料、橡胶工业的快速发展对阻燃剂的需求特别是对无毒、高效、功能型无机复合阻燃剂的需求将更迫切。因此，我们必须加快无机复合阻燃剂的开发与应用，以满足高分子材料工业及消费者的需要，不断迎接新的挑战。

　　(1)化学组成上为无机化合物或非金属元素单质，包括传统的氧化物、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐等含氧酸盐、氮化物、碳化物、硅化物、硼化物、氟化物、硫系化合物、硅、锗及碳材料等。

　　(2)形态与形状上包括多晶、单晶、非晶、薄膜、纤维、复合材料等。(3)晶体结构复杂。单个晶格可能包含多种元素的原子，晶格缺陷种类多。(4)原子间结合力丰要为离子键、共价键或者离了—共价混合键，具有高的键能、大的极性。

　　(5)制备上通常要求高纯度、高细度原料，并在化学组成、添加物的数量和分布、晶体结构和材料微观结构上能精确控制。

　　(6)性能多样。具有高熔点高强度、耐磨损、高硬度、耐腐蚀及抗氧化，宽广的导电性能、导热性、透光件以及良好的铁电性、铁磁性和压电性等待殊性能；但大多数无机材料拉伸强度低，韧性差，脆性大。

　　(7)应用极其广泛。几乎在所有的领域都有无机材料的应用，尤其新型无机材料更是现代技术的发展基础、在电子信息技术、激光技术、光纤技术、光电子技术、传感技术、超导技术以及空间技术的发展中占有十分重要的地位。

　　传统无机材料一般是指以天然的硅酸盐矿物(粘土、石英、长石等)为主要原料，经高温窑烧制而成的一大类材料。故又称窑业材料，主要有陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料四种，其化学组成均为硅酸盐，因此也称为硅酸盐材料。新型无机材料则是指应用于高科技领域的用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种无机非属化合物经持殊的先进工艺制成的具有优异性能的无机新材料，包括特种陶瓷、特种玻璃、特性水泥、新型耐火材料、人工晶体、增导体材料等。

　　无机材料种类繁多、性能各异。从传统硅酸盐材料到新型无机材料，众多门类的无机材料已经渗透到人类生活、生产的各个领域，需从多个角度对无机材料进行分类。无机材料按成分特点、可分为单质和化合物两大类；按结构特征，可 分为单晶、多晶、玻璃、无定形材料、复合材料等；按形态，可分为体相材料、薄膜材料、纤维、粉体等；按性能特征和使用效能，又可分为结构材料和功能材料两大类；按合成制备工艺，还可分为烧结成材、湿法合成材料、涂镀材料、水硬材料等。

　　无机材料的制造和使用合着悠久的历史。早在远古旧石器时代人们就使用经过简单加工的石器作为工具。到新石器时期已经出现粗陶器；我国商代开始出现原始瓷和上釉的彩陶；东汉时期的青瓷，经过唐、宋、元、明、清不断发展，已达到相当高的技术和艺术水平。青铜器时代的金属冶炼中已经开始使用粘土质和硅质材料作为耐火材料。从青铜器时代、铁器时代到近代钢铁工业的兴起，耐火材料都起着关键的作用。距今五六千年前的古埃及文物中就发现有绿色玻璃殊饰品，我国的白色玻璃珠亦有近3000年的历史；17世纪以来，由于用工业纯碱代替天然草木灰与硅石、石灰石等矿物原料生产钠钙硅酸盐玻璃，各种日用玻璃和技术玻璃迅速进人普通家庭、建筑物和工业业领域：在距今五六千年的古代建筑中已开始大量使用石灰和石膏等气硬性胶凝材料，到公元初期水便性的石灰和火山灰胶凝材料也开始被应用到建筑工业中，但是用人工方法合成硅酸盐水泥制品还只有100多年的历史；19世纪初，英国人阿斯普丁发明用硅酸盐矿物和石灰原料经高温煅烧制成波特兰水泥(又称硅酸盐水泥)，从而开始了高强度水硬性胶凝材料的新纪元。

　　20世纪40年代以后(第二次世界大战后期)。无机材料的发展进人了一个新的阶段；在原料纯化、工艺进步、材料理论的发展、显微分析技术的提高、性能研究的深入、无损评估技术的成就以及相邻学科的推动等因素的作用下，传统无机材料的成分、结构、性能和应用得到了空前的延伸。人们发展了包括结构陶瓷、功能陶瓷、复合材料、半导体材料、新型玻璃、非晶态材料、人工晶体、炭素材料、无机涂层及高性能水泥和混凝土等一系列高性能先进无机材料，特别是具有电、磁、声、光、热、力等信息的存储、转换功能的新型无机功能材料，正在日益广泛地被应用在现代高技术领域，如微电子、航天、能源、计算机、激光、通信、光电了、传感、红外、生物医学和环境保护等领域，成为现代高新技术、新兴产业和传统工业的主要物质基础。如半导体材料的出现，对电子工业的发展具 2 有巨大的推动作用，计算机小型化和功能的提高，与硅、锗等半导体材料密切相关；涂覆SiC热解碳—碳结合等复合材料在空间技术的发展中产生了巨大作用；人工晶体、无机涂层、无机纤维等先进材料已逐渐成为近代尖端科学技术的重要组成部分；各种矿物材料也因其电、光、磁、热、摩擦、密封、填充、增强、表面效应以及胶体性：、化学活性与惰性、吸附性、载体与催化性等在工业、农业、国防及民用等领域起着不可替代的作用。

　　20世纪90年代以来，人类对无机材料的需求量越来越大，对其性能要求越来越高。无机材料的研究与应用近进入了一个更新的发展阶段。纳米材料与技术的发展，引起了无机材料从原料合成、制备工艺、材料科学、性能表征以及材料应用的革命性进步。复合技术、材料设计等相关理沦与技术的进步，大大扩充了新型无机材料发展与创造的空间。基于材料学、物理、化学、电子、冶金等基础学科的新型无机材料呈现空前活跃的发展前景，在近代高新技术领域发挥着日益重要的作用。

　　不仅是人民生活、工业生产和基础建设所必需的基础材料，也是传统工业技术改造、新兴产业和高新技术发展中不可缺少的重要物质基础和先导。可以预测，先进无机材料将是未来人类社会科技进步与社会文明发展的重要物质基础与支柱。

　　无机材料工艺学的任务是不断利用材料科学及其他相邻学科的发展成就，研究如何选择合适的原料，通道各种工艺过程生产出附合各种性能要求的材料，并能达到低投入高产出，实现按使用性能要求来设计和制造无机材料的目标。由于基础科学和实验技术的进步，材料科学研究水平不断提高，已经从宏观进人微观，从定性进入半定量或定量，从静态进入动态，从而为更合理、更有效地使用现有材料和发展新材料提供了依据，为逐步实现按预想性能设计和制备材料创造了条件。

　　未来高新技术的发展，对各种无机材料提出了更多、更高和更新的要求。特种陶瓷要求从原料的多相结构到趋向于单相结构，又趋向于更复杂的多相复合结构；纳米陶瓷的研究正向纵深发展，有望得到性能更好的纳米陶瓷制品；陶瓷强 3 化与增韧的研究取得了明显的成就。新发展的纳米陶瓷和陶瓷的晶界应力设计可望成为解决陶瓷脆性问题的有效途径；先进功能陶瓷的精细复合原理及其工艺的研究为人们所瞩目。无机材料逐步向多功能和良好的环境协调性方向发展；兼 具感知和驱动功能于一身的敏感陶瓷研究正在启动。多功能和敏感无机涂层的研究具有极大的发展前景；生物陶瓷和仿生研究将为人类自身造福。

　　陶瓷是人类生活和生产中不可缺少的材料之一。陶资产品的应用范围涉及国民经济的各个领域，其生产和发展经历了由简单到复杂、由粗糙到精细、从无釉到施釉、从低温到高温的过程。随着生产力的发展和技术水平的提高，各个历史阶段赋予陶瓷的含义和范围也不断发生变化。

　　数千年前，彩陶与黑陶的出现是人类两种史前文化—仰韶文化和龙山文化的标志。陶瓷器皿的出现使人类日常生活方式发生巨大变化，并逐步成为生活必需品。日用陶瓷在发展对外贸易，加强文化交流，促进祖国建设发挥厂巨大的作用。

　　电了技术、空间技术、激光技术、计算技术、红外技术等的出现是基于新型材料的研制与生产的基础上才得到有效保证的、而陶瓷也正是上述新型材料的一类。陶瓷作为结构材料和功能材料，已广泛应用于利学技术和工业生产领域中。新型结构陶瓷、功能陶瓷在高温下具有高强度、高硬度、抗氧化、耐磨损、耐烧蚀等特性，为先进热机的耐热、耐磨部件的应用开辟了良好的前景，使其在热学、力学、化学等性能耍求苛刻条件下取代金属、有机材料成为可能，并产生巨大经济效益和社会效益。为了提高电压的等级和增大输配的电容量，要求有高机械强度和高介电强度的电瓷，以供线路、电器和电站使用。耐腐蚀、耐磨损、热稳定性高的化工陶瓷是发展各种化学工业不可缺少的一种结构材料。电子技术从晶体管到厚、薄膜电路及大规模集成电路也和压电陶瓷、铁电陶瓷、磁性材料、半导体材料及器件的研制成功是分不开的。开发新能源是当前重大的科学技术课题之一，正在研究的新能源(如核能发电、磁流体发电、地热发电等)所需的结构材料和导电材料，往往都由陶瓷来承担。许多国家正在研究用氧化物固溶体及碱金属阴离子导体(如β-Al2O3)作高温燃料电池及高能量、高密度蓄电池的固体电解质隔膜。一些宇宙技术中的运载工具(如火箭、人造卫星、飞船等)所使用的高温结 4 构材料、烧蚀材料和涂层都属于陶瓷的范围。超导陶瓷的出现成为现代物理学和材料科学的重大突破。生物陶瓷由于其优良的生物相容和生物活性等特殊性能，已广泛应用于生物医学工程中。

　　玻璃具有许多其他材料所不具备的特性，从玻璃的本质结构和性质来看，最显著的四个特性为：(1)各向异性；(2)无固定熔点：(3)介稳性；(4)性质变化的连续性与可逆性。此外，玻璃材料还具有一些良好的理化性能，如良好的光学和电学性能，较好的化学稳定性，较高的抗压强度、硬度、耐蚀性及耐热性等：从工艺的角度来看，玻璃的特点在于：(1)可以通过化学组成的调整，并结合各种再加工工艺方法(表而处理、热处理)来大幅度、连续调整玻璃的物理和化学性能，以适应范围很广的实用要求；(2)可用多种多样的热成型(吹、拉、压、延、浇铸)方法，制成各种形状单件的(空心或实心)和延续的(板片、管棒、丝绵)制品。还可以通过冷加工(磨砂、抛光、钻、削)、粉末烧结和焊接等加工方法制成型状复杂、尺寸严格的器件。因此玻璃作为结构和功能材料已被广泛应用于建材、轻工、交通、医药、化工、电子、航空、航天和原子能工业等方面。

　　日用玻璃，包括瓶罐、器皿、保温瓶、工艺美术品等，已成为人们牛活用品的一部分：其中玻璃瓶罐也是食品工业、化学工业、医药工业、文教用品工业大量采用的包装容器、窗玻璃，平板玻璃，空心玻璃砖，饰面板和隔声、隙热的泡沫玻璃，在现代建筑中得到了普遍的采用。钢化玻璃、磨光玻璃、夹层玻璃、高质量的平板玻璃，用来装配各种运输工具的风挡和门窗。各种颜色信号玻璃在海、陆、空交通中起着“指挥员”的作用、电真空玻璃和照明玻璃，充分利用了玻璃的气密、透明、绝缘、易于密封和容易抽真空等特性，是制造电子管、电视机、电灯等不可取代的材料；光学玻璃是国防、高科技及工业生产不可缺少的精密光学仪器与设备的核心部件，广泛地应用于显微镜、望远镜、照相机、光谱仪和各种复杂的光学仪器，大大地改变了科学研究的条件和方法；电影放映机、高质量的眼镜片都是用光学玻璃制造的。玻璃化学仪器、温度计是化学、生物学、医学、物理学工作者必备的实验用具。大型玻璃设备及管道，是化学工业上耐腐蚀、耐高温的优良器材。玻璃纤维、玻璃棉及其纺织品，是电器绝缘，化工过滤和隔声、隔热、耐热的优良材料。它们与各种树脂制成的玻璃钢，质量轻、强度高、耐腐 5 蚀、耐热，用以制造绝缘器件和各种壳体。随着科学技术的发展，玻璃新品种不断出现，例如感光照相和印刷版玻璃，耐热性好、硬度大、强度高的微晶玻璃，高折射、低色散或低折射高色散的光学玻璃，透紫外线和透红外线玻璃等等。玻璃的应用日益扩大，愈来愈成为重要的材料。据20版纪末的统计，全世界的玻璃产量约为8000万T／年，其中美国为25％，前苏联为9％，日在为8％、德国为7％；各类玻璃制品分别为：瓶罐玻璃60％，平板玻璃25％，特种玻璃10％，玻璃纤维5％。随着时代的发展，各类玻璃制品的品种系统、应用范围和生产规模也逐步形成和扩大。

　　水泥的发展大大改善了人类居住和环境条件，已成人各种基础设施建设必需的基本材料，其性能的任何改进都将带来巨大的经济效益。近一二十年通过改变水泥组成和调整微结构的办法使水泥的性能，如耐压强度、抗冻性、抗腐蚀件等获得显著的提高，开发出一系列高技术水泥品种，对水泥与混凝土工业的技术改造产生重大的影响。

　　水泥是使用面最广的建筑材料。据我国近几年的统计，每完成1亿元的基本建设投资，就需要水泥6．3万T，美国在新建筑物中所用的建筑材料。