矿物材料的特点、分类与应用

2026/1/24 4:37:49

材料分为单一矿物材料和复合材料两大类。 1)单一矿物材料

单一矿物材料是指那些主要由某一单一矿物所组成的材料,称为单一矿物材料,如柔性石墨纸、石墨填料、碳纤维、石墨纤维、电气云母片、钻石、膨胀珍珠岩、轻质碳酸钙和重质碳酸钙等。 2)复合材料

复合材料是指由矿物材料与其他材料组成的混合体系,称为复合材料。复合材料又分为无机复合材料、无机与有机复合材料和混杂复合材料三类:

(1)无机复合材料是指由两种或两种以上无机矿物材料组成的体系,称为无机复合材料。如石棉水泥制品、微孔硅酸钙和陶瓷材料等。但是需要指出的是,在复合材料中通常只要复合材料的基体是矿物材料,即使在复合材料中使用了部分其他类材料,如有机或金属材料作增强材料时也称为无机复合材料。例如钢纤维水泥和纸纤维石膏板等都属于无机复合材料。

(2)无机与有机复合材料是指将无机矿物材料作为增强材料,与有机高分子聚合物材料复合而成的一种体系。例如火车合成闸瓦、石棉橡胶板和玻璃钢制品等。

(3)混杂复合材料是指由两种或两种以上的普通复合材料构成的体系。通常指由两种不同特性的纤维作为增强材料混杂

在基体中的材料。混杂复合材料被认为是复合材料的最新研究成果,也被称为“复合材料的复合材料”。例如飞机用摩阻材料、航空和能源部门使用的高强结构材料等就是混杂复合材料。

2、按照矿物材料成分结构和加工改造特点分类

这种方法将矿物材料分为以下四大类型:

1)天然矿物材料。指直接利用其物理、化学性质的矿物或岩石,经物理加工未改变原料成分和结构。包括填料类(如重钙粉、滑石粉等)、装饰类(如石材、宝石等)、光学类(如水晶、萤石等)、中药类(如芒硝、石膏等)、研磨材料类(如石榴子石、刚玉等)、保健营养类(如电气石、麦饭石等)和隔热材料类(如石棉绳、布等)等。

2)改性矿物材料。矿物(岩石)进行超细、超纯改型、改性等加工改造后,改变或部分改变了原料的成分或结构,包括表面改性类(如珠光云母、改性碳酸钙等)、成分改性类(如改性膨润土、氟化石墨、熟石膏等)以及结构改性类(如膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、膨胀石墨、岩棉等)等。

3) 人工矿物材料。这是模拟天然矿物或岩石生成的原理采用人工合成的矿物材料。包括人工晶体(如人造水晶、人造金刚石、人造宝石、矿物晶须等)、多孔材料(如合成沸石、微孔硅酸钙)、纳米矿物粉体材料(如纳米碳酸钙、纳米氧化锌等)等。

4)复合矿物材料。复合矿物材料是具有不同相组成的人工合成矿物材料,包括矿物-有机复合类(如石棉、蛭石、硅灰石、云母等与高分子材料合成的摩擦材料、密封材料、绝缘材料等)以及矿物-无机复合类(如矿物纤维增强的无机胶凝材料、矿物为主骨架的建筑材料、绝热保温材料、电功能材料等)。

3、按照矿物材料的功能分类

这种分类方法是根据矿物材料的使用性能和用途的不同来进行分类。根据矿物材料的性能,如利用矿物材料的电、磁、光、热、摩擦、表面化学反应、胶体性质和填充密封性质等不同性质进行划分。通常将矿物材料分为九大类:力学功能材料、热学功能材料、电与磁功能材料、光功能材料、吸附功能材料、黏结与覆盖功能材料、填料与增强功能材料、装饰功能材料和原子能核反应堆功能材料等。根据矿物材料的用途,可将矿物材料分为耐火、保温、绝缘、陶瓷、建材、化工、填料、农用、药用、环保、研磨、功能和宝石等多种应用类型。

韩跃新等在《矿物材料》一书中结合以上分类方法,以中国硅酸盐学会工艺岩石学专业委员会的分类方法为主线,兼顾行业分类和成分分类。

郑水林按照矿物材料的功能与应用进行了如下分类,见表1。

表1 矿物材料的类型及其应用 材料矿物原料 类型 方解石、大理石、白垩、滑石、叶蜡石、伊利石、石墨、高岭塑料、橡胶、胶黏剂、化纤、油漆、涂料、陶瓷、材料品种 应用领域 功土、地开石、云母、硅灰石、细粉(10~1000μm)、超细粉(0.1~玻璃、耐火材料、保温隔能硅线石、硅藻土、膨润土、皂10μm)、超微细粉或一维、二维纳热材料、阻燃剂、胶凝材粉石、海泡石、凹凸棒石、金红米粉(0.001~0.1μm)、表面改性粉料、造纸、机械、石化、体石、长石、锆英砂、重晶石、体、高纯度粉体、复合粉体、高长电力、交通、微电子、冶材石膏、石英、石棉、石榴石、径比针状粉体、大径厚比片状粉体、金、建材、饮料、仪器、料 电气石、红柱石、蓝晶石、水多孔隙粉体等 镁石、沸石、透闪石、浮石、霞石、蛋白石、金剐石等 石棉水泥制品、硅酸钙板、纤维石力石棉、石膏、石墨、花岗岩、膏板、石料、石材、结构陶瓷、无学大理岩、石英岩、锆英砂、高机/聚合物复合材料(上下水管、塑功岭土、长石、金刚石、石榴石、钢门窗等)、金刚石(刀具、钻头、砂能云母、滑石、硅灰石、透闪石、轮、研磨膏)、磨料、衬里材料、制材石灰石、硅藻土、燧石、蛋白动器衬片、闸瓦、刹车带(片)、石墨料 石等 轴承、垫片、密封环、离合器面片、地质勘探、冶金、煤炭等 航空航天、石油、微电子、交通、农业、化工、轻工、建材、建筑、机械、电力、药品、饲料、航空航天、土壤改良、废水、废气处理等


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