金屬材料與無(wú)機(jī)非金屬材料連接的研究概述

要宇鵬 麻彪龍 鄭文陽(yáng) 李婷慧 常曉歡

摘要：隨著金屬鋼材市場(chǎng)不斷轉(zhuǎn)變、以及政府政策的不斷革新，所需鋼材和無(wú)機(jī)非金屬以及從傳統(tǒng)領(lǐng)域中走向新型無(wú)機(jī)非金屬市場(chǎng)。第一個(gè)原因是在于無(wú)機(jī)非金屬材料擁有自身的特別優(yōu)勢(shì)，第二是當(dāng)前市場(chǎng)下無(wú)機(jī)非金屬材料的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)快速拓展到各個(gè)行業(yè)、各個(gè)領(lǐng)域。但同時(shí)也是一把雙刃劍，有優(yōu)點(diǎn)就有缺點(diǎn)，發(fā)生共性混是必然，然而我們?cè)诿鎸?duì)無(wú)機(jī)非金屬材料的這些缺點(diǎn)和劣勢(shì)也找出一些非常有用和攻克的技術(shù)手段。我們?cè)趯?duì)無(wú)機(jī)非金屬材料的研究當(dāng)中，全部抓住材料的制作和利用兩個(gè)方面的問(wèn)題，并且解決這些重中之重的問(wèn)題;還有一點(diǎn)就是無(wú)機(jī)非金屬材料難度較高，只要我們能夠制作出這些簡(jiǎn)單且復(fù)雜的工程工序，在一定程度上降低無(wú)機(jī)非金屬材料的結(jié)構(gòu)磨合;也由于無(wú)機(jī)非金屬材料材料的冷熱加工性能較低，并且冷熱性能制作程度很差，所有在研究和開(kāi)發(fā)過(guò)程當(dāng)中會(huì)被這些問(wèn)題和困難因素所影響和制約，這些制約因素也在一定程度上對(duì)我們的研究和研發(fā)造成一定的影響。

關(guān)鍵詞：金屬材料的應(yīng)用;無(wú)機(jī)非金屬材料優(yōu)差

1、金屬在其他物質(zhì)當(dāng)中的實(shí)用性

1.1金屬材料應(yīng)用在玻璃物質(zhì)當(dāng)中產(chǎn)生的問(wèn)題

當(dāng)相關(guān)工作人員研究金屬-玻璃封接時(shí)，主要面臨熱應(yīng)力和物理化學(xué)不相容兩大難題。大家都知道，玻璃是我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ?jiàn)的非金屬材料，其主要成分是三氧化二鋁和二氧化硅，同時(shí)也是共價(jià)鍵連接結(jié)構(gòu)，而我們熟知的金屬主要以電子元形式存在，從而無(wú)法使熔融狀態(tài)下的玻璃材料濕潤(rùn)地?cái)備佋诮饘俦砻妫M(jìn)而不能實(shí)現(xiàn)玻璃-金屬的有效封接。此外，玻璃同般金屬的熱膨脹系數(shù)不同，即便二者能夠潤(rùn)濕連接，但是冷卻期間，不可避免地會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力，甚至?xí)l(fā)生玻璃爆炸問(wèn)題。

1.2、無(wú)機(jī)非金屬材料的優(yōu)缺點(diǎn)

由于我國(guó)現(xiàn)代建筑所面臨的能源形勢(shì)十分嚴(yán)峻，我們應(yīng)該廣泛選用建筑節(jié)能材料，而在這些材料中無(wú)機(jī)非金屬材料又具有很強(qiáng)的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。無(wú)機(jī)非金屬材料包括除金屬材料高分子材料以外的幾乎所有材料，這些材料主要由一般陶瓷玻璃、耐大材料、水泥以及特種陶瓷等新型無(wú)機(jī)工程材料般無(wú)機(jī)非金屬材料具有耐高溫、高硬度和抗腐蝕等優(yōu)良工程性能，其主要缺點(diǎn)是抗拉強(qiáng)度低、切性差。

2、無(wú)機(jī)非金屬材料的特點(diǎn)及應(yīng)用

2.1無(wú)機(jī)非金屬材料和金屬材料的共性

無(wú)機(jī)非金屬材料和金屬材料以及有機(jī)高分子材料等一樣，是當(dāng)代完整的材料體系中的一個(gè)重要組成部分。在品體結(jié)構(gòu)上，無(wú)機(jī)非金屬的晶體結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比金屬?gòu)?fù)余，并且沒(méi)有自由的電子。無(wú)機(jī)非金屬材料具有比金屬鍵和純共價(jià)鍵更強(qiáng)的離子鍵和混合鍵。這種化學(xué)鍵所特有的高鍵能而高鍵強(qiáng)賦予這類(lèi)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。無(wú)機(jī)非金屬材料品種和名目極其繁多，用途各異，因此，還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一而完善的分類(lèi)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(wú)機(jī)非金屬材料兩大類(lèi)。

2.2玻璃與金屬的封接

玻璃一金屬封接的主要問(wèn)題為兩者的物理化學(xué)不相容和熱應(yīng)力問(wèn)題。玻璃的主要成分為S102，A1O，為典型的非金屬材料，為其價(jià)鍵連接結(jié)構(gòu)，向金屬則以電子云的方式結(jié)臺(tái)，導(dǎo)致熔融狀態(tài)的玻璃材料在金屬表面無(wú)法潤(rùn)濕鋪展，從而無(wú)法達(dá)到玻璃一金屬的封接，此外，玻璃與一般金屬的熱能脹系數(shù)相差很大，即使兩者能夠潤(rùn)濕連接，也會(huì)在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生較大的應(yīng)力，甚全出現(xiàn)玻璃炸裂的現(xiàn)象。針對(duì)物理化學(xué)個(gè)相容性問(wèn)題，主要長(zhǎng)用金屬材料表面改性的方法，以達(dá)到絡(luò)融玻璃與金屬的剎濕鋪展，在電真空行的金屬表面改性方法是金屬表面氧化業(yè)，目前廣泛自先在含氧氛圍中加熱金屬表面，使表面產(chǎn)生與基體結(jié)合緊密的氧化膜（如Fe203，F(xiàn)e30等），該氧化膜可與培融的璃潤(rùn)濕鋪展，從而解決玻璃一金屬物理化學(xué)個(gè)相容問(wèn)題

3、晶體結(jié)構(gòu)物質(zhì)的應(yīng)用

3.1無(wú)機(jī)非金屬在晶體下的優(yōu)勢(shì)

應(yīng)用在晶體結(jié)構(gòu)上，無(wú)機(jī)非金屬的晶體結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比金屬?gòu)?fù)雜星級(jí)并且沒(méi)有自由的電子。無(wú)機(jī)非金屬材料具有比金屬鍵和純共在建筑工程中，把用于控制室內(nèi)熱量外流的材料稱(chēng)為保價(jià)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，溫隔熱材料，把防止室內(nèi)熱量外流的材料稱(chēng)為隔熱材料。絕大國(guó)內(nèi)無(wú)機(jī)而高鍵強(qiáng)賦予這類(lèi)材料以高熔點(diǎn)、高硬度、耐腐蝕、耐磨損星級(jí)：食熱材料的優(yōu)劣主要有材料的傳導(dǎo)性能的高低決定。材料的傳隔熱性、透光性及良好的鐵電性、鐵磁性和壓電性。導(dǎo)性能越差，其決熱性能就好，反之則越差。

3.2無(wú)機(jī)非金屬材料與金屬材料連接的研究的共差

無(wú)機(jī)非金屬材料與金屬材料連接的研究用中承載力不強(qiáng)，防火性能差，易老化，耐候性也很差等共點(diǎn)。在現(xiàn)代社會(huì)中高強(qiáng)度和良好的抗氧化性等基本屬性，以及寬廣的導(dǎo)電性P口腔無(wú)機(jī)已形成了三大類(lèi)絕熱材料：有機(jī)絕熱材料，無(wú)機(jī)絕熱材料，星級(jí)：食無(wú)機(jī)非金屬材料品種和名目極其繁多，用途各異，因此，金屬。而有機(jī)絕熱材料相對(duì)無(wú)機(jī)絕熱材料來(lái)說(shuō)受到很多限制，還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一而完善的分類(lèi)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(wú)機(jī)非金屬材料兩大類(lèi)。與其它構(gòu)件的結(jié)合性差，耐腐蝕性弱，合成浪費(fèi)能源，不穩(wěn)口腔無(wú)機(jī)定，而且有機(jī)性材料的副產(chǎn)物太多，大多對(duì)人體又有害，使得不能得到廣泛的應(yīng)用，致使在一定程度上得到中斷的結(jié)果。

4、總結(jié)

無(wú)機(jī)非金屬材料與金屬材料連接的研究與研發(fā)肯定還會(huì)一直持續(xù)下去，科研人員也會(huì)在科研的道路上不斷為金屬行業(yè)做出更多的貢獻(xiàn)和付出，讓金屬材料在現(xiàn)有金屬物質(zhì)的潛在影響下更一步，樹(shù)立起金屬材料行業(yè)的第一面標(biāo)志與標(biāo)桿。

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