非金属矿[非金属矿]

定义

非金属矿

一般认为，非金属矿，即非金属矿物材料，是指以非金属矿物和岩石为基本或主要原料，通过深加工或精加工制备的具有一定功能的现代新材料，它是无机非金属材料的一种，如功能填料和颜料、摩擦材料、密封材料、保温隔热材料、电功能材料、吸附催化材料、环保材料、胶凝与流变材料、聚合物/纳米黏土复合材料、建筑装饰材料等。

特征

非金属矿

现代非金属矿物材料具有以下主要特征：

1、原料或主要组分为非金属矿物或经过选矿或初加工的非金属矿物。

2、一般来说，与同样用非金属矿物为原料生产的硅酸盐材料（水泥、玻璃、陶瓷等）以及无机化工产品（如硫化钡、氯化钡、碳酸锶、氧化铝等）不同，非金属矿物没有完全改变非金属矿物原料或主要组分的物理、化学特性或结构特征。

3、非金属矿物材料是通过深加工或精加工制备的功能性材料。因此，非金属矿物材料具有一定的技术含量和明确的用途，不能直接应用的原矿和初加工产品不属于非金属矿物材料的范畴。当然，深加工或精加工是一个相对的概念，随着科学技术的发展和社会的进步，其内涵也将发生变化

用途

非金属矿物材料是人类利用最早的材料。原始人使用的石斧、石刀等都是用无机非金属矿物或者岩石材料制备的。但是，在现代科技革命和新兴产业发展之前的人类文明进化过程中，基本上是以金属材料为主导，随着现代科技进步、人类生活水平的提高和环境保护意识的觉醒，开创了应用非金属材料的新时代。

目前，非金属矿物材料广泛应用于化工、机械、能源、汽车、轻工、食品加工、冶金、建材等传统产业以及航空

非金属矿

航天、电子信息、新材料等为代表的高新技术产业和环境保护生态建设等领域。

以电子信息、航空航天、海洋开发、新材料和新能源为代表的高新技术产业和非金属材料密切相关。例如，石墨、云母、石英、锆英石、金红石基矿物材料与电子信息产业有关；石墨、重晶石、膨润土、石英基矿物材料等与新能源开发有关；沸石、麦饭石、硅藻土、凹凸棒石、海泡石、膨润土、蛋白土、珍珠岩、高岭土基矿物材料等与生化产业有关；石墨、石棉、云母、石英基矿物材料等与航空航天产业有关。

分类

非金属矿物种类繁多，因此非金属矿物材料的种类也很多。在这里采用两种分类方法：1、按矿物原料的化学成分和结构进行分类（见表1.1）；2、按材料的功能进行分类（见表1.2）

非金属矿

非金属矿

主要研究内容

非金属矿

非金属矿物材料的研究内容主要包括以下五个方面：

1、非金属矿物材料物理化学

包括非金属矿物材料及其原料的物理性质、化学性质、热力学性质，材料加工或制备过程的物理化学原理等。

2、非金属矿物材料的结构和性能

包括非金属矿物材料的物相、微观结构、孔结构、颗粒大小和形状、比表面积以及材料的热、电、磁、声、力、化学、流变等性能；材料的结构与性能的关系（包括使用性能）；材料的结构与性能的表征等。

3、非金属矿物材料加工工艺与设备

非金属矿

包括非金属矿物材料的加工与设备，原料配方、原料性质以及工艺条件对非金属矿物材料结构和性能的影响；非金属矿物材料制备过程的自动控制等。其核心技术主要是原料配方复合技术和加工工艺与设备。追求功能化、环境友好或无害化是非金属矿物材料配方技术的主要研究方向；而追求工艺性能和操作参数的优化以及降低能耗、物耗等是非金属矿物材料加工工艺与设备研发的主要内容。

4、非金属矿物材料的应用

应用技术是非金属矿物材料重要的研究内容之一。虽然非金属矿物材料是一种传统基础材料，但在现代高新技术领域也是一种新型的功能材料，其应用性能和应用技术有待于通过研究去挖掘、完善和提高。通过应用研究还可以反过来促进非金属矿物材料加工技术的进步。非金属矿物材料应用研究的主要内容包括应用性能、应用配方、相关应用工艺与设备以及检测、评价技术与标准及检测设备等。

5、非金属矿物材料的环境服役行为和失效机理

包括材料损伤、失效的诊断和检测的原理和方法；材料损伤、失效过程的环境影响因素，各个因素作用的规律，失效过程的动力学；控制材料损伤、失效演化过程的物化原理及使用技术；材料使用可靠性、寿命预测和评价的方法和技术；材料实际服役环境的实际模拟技术方法等。

发展趋势

非金属矿

非金属矿物材料是现代高温、高压、高速工业的基础原材料，也是支撑现代高新技术产业的原辅材料和多功能环保材料。因此，非金属矿或非金属矿物材料工业是现代社会的朝阳工业之一。中国是全球非金属矿产资源品种较多、储量较为丰富的国家之一，许多非金属矿种，如石墨、滑石、菱镁矿、重晶石、萤石等的储量和年产量都居世界前列。未来非金属矿物材料的发展趋势主要有下面两个方面：

1、追求较高的技术含量、较低的环境负荷和更适应社会的发展需要。只有能够满足相关应用领域技术进步和产业发展需要和环保需要的非金属矿深加工产品或非金属矿物材料才有可能赢得稳定的市场。因此。未来的非金属矿物材料加工技术的发展趋势将是交叉、融合矿物学、矿物加工、化工、材料、机械、电子、信息以及相关应用领域的不同学科，通过采用超细粉碎、精细分级、提纯、改性、改型、复合等深加工或精加工技术，发掘和提升非金属矿物材料或者深加工产品的功能和应用性能。

2、功能化是未来非金属矿物材料的主要发展趋势。为了满足相应领域对功能化非金属矿物材料的要求，将重点发展与航空航天、海洋开发、生物化工、电子信息、节能节水、环境保护、生态建设、新型建材、新能源开发、特种涂料、快速交通工具等相关的功能性非金属矿物材料，如石墨密封材料、石墨润滑材料、石墨导电材料、摩擦材料、石墨插层化合物、高纯超细石墨粉、云母珠光颜料、高温润滑材料、辐射屏蔽材料、催化材料等。

参考资料

1、郑水林 编著，《非金属矿物材料》，化学工业出版社，2007年版