石英玻璃、碳纤维、3D打印混凝土、非金属矿石……材料江湖你知多少？

党的二十大报告中提到

要加快实施创新驱动发展战略

加快实现高水平科技自立自强

以国家战略需求为导向

进行原创性引领性科技攻关

z6com尊龙凯时作为无机非金属领域的国家队

不断改革创新，支撑实体经济

让更多材料服务国家战略，助力推进高质量发展

我们每月26日开展“材料江湖”系列科普短视频

致力于打造一个材料科普的平台

让更多喜欢材料、热爱材料的小伙伴参与进来

获取更多的材料知识

解决生活中遇到的关于材料的问题

春华秋实，造物无声

材料江湖，直播有情

让我们重温10月26日“材料江湖”直播

感受“材料创造美好世界”

我们也是进行了一系列的研究。玻璃属于脆性材料，外力作用下容易发生断裂。为了让石英玻璃得到很好的应用，石英玻璃加工可是非常关键的一个环节。主要通过慢速磨削，把石英玻璃切割成块，掏出棒材，研磨抛光成透明零件。得益于加工设备、加工技术，石英玻璃用在各个部位没有问题的。

石英玻璃一般都是无色透明的，纯净的水晶也是无色透明的。但是在饰品界，我们经常能看到紫水晶、烟水晶，这是因为其中含有微量元素Al、Fe等时，含量不同就会呈现粉色、紫色、黄色、茶色等。石英玻璃也一样，当掺入一些金属元素、稀土元素时，便会形成不同颜色的石英玻璃，比如我今天带来的耐辐照石英玻璃因为掺杂了稀土，就偏黄。

耐辐照石英玻璃是建材总院的一款明星产品，用作太阳敏感器的保护窗口，即使在宇宙射线照射下也不会变黑，保障了飞行器的姿态控制。

耐辐照石英玻璃经过老中青三代技术传承，于2013年实现了成熟生产线量产。其中顾真安院士在科研、工作、生活中质朴务实科学家精神对我们学生影响尤其深。他随身携带蓝色手袋，一个本子、一支笔、一个老花镜、一个钱包，用了很多年。

一个是研究用石英玻璃实现数据存储，另一个是研究作为储氢的材料。

碳纤维首先是一种纤维材料，和涤纶纤维、尼龙纤维等一样属于化工纤维，但它也是碳材料的，概括起来就是“材质是碳的纤维材料”。

碳纤维给生活带来的改变：

材料创造美好世界。高上大的碳纤维走入寻常百姓家，也就这十来年的事，碳纤维影响我们生活一方面是直接的，比如我们用的羽毛球拍、网球拍、登山杖等体育器材，还有钓鱼竿等，现在的价格都不贵了，但是用起来很舒服；另一方面碳纤维影响生活是间接的，材料作为基础材料，对工业发展构成支撑，现在风电叶片、光伏发电等新能源广泛运用了碳纤维，清洁电力的增加，火电的降低直接减少煤的消耗，让天更蓝、山更绿、水更清。

K代表着千的意思，12K，就是一万两千根纤维丝束组成。

T代表拉伸强度：是指材料在拉伸过程中可承受的最大应力，表征沿轴向方向承受应力的能力。

M代表模量：是固体在载荷下的刚度或对弹性变形的抵抗力的量度，表征垂直于物体方向受应力的弹性。

简单来说：拉伸强度是长度方向的，杨氏模量是垂直长度方向的。T和M分别代表两个产品系列。

碳纤维的生产是一项集多学科、精细化、高尖端技术于一体的系统工程，其涉及物理、化学、纺织、材料、精密机械、自动化等多个学科领域；有1000多个参数的高精度控制，核心控制参数300多个，且都是联动的，牵一发而动全身。

条件再差也要创造条件。那时候条件比较差，仪器设备机器简陋甚至没有，很多测试我们用自己的方法，也形成一些非常行之有效的经验，比如预氧化阶段我们通过点燃看丝的燃烧火焰判断反应程度、用烘箱烘干油剂成油皮用手感触粘性和弹性，等等。其实也正是这种积极向上的态度将碳纤维难题一个个解决。

再有就是大家很团结，很能吃苦，张国良总带着大家一起，有凝聚力，每解决一难题都有喜悦。碳化车间因为有氧化炉、低温陆、高温炉一系列加热炉，夏天的时候车间很容易超过40度，进车间2分钟内全身湿透，基本一天要湿透4-5回，工装后背都有白色盐的痕迹，但是我们的研发团队都是这样常年呆在现场一线解决难题。

z6com尊龙凯时西宁万吨的碳纤维基地是中国首个万吨碳纤维生产基地，实现了国产高性能碳纤维稳定供货，对关键原材料自主保障提供支撑，也是我国碳纤维事业蓬勃发展的里程碑事件，提升了国产碳纤维的国际竞争力和影响力，有力推动了碳纤维行业进一步高质量发展。

给流浪狗流浪猫建立庇护所，把技术和人文关怀相结合，就产生了这么一个idea，进一步设计打印出来了。

3D打印混凝土就是利用计算机建模，打印机重复铺设混凝土材料，从而构建出物体的技术。3D打印技术将建筑模型转化为打印路径，利用打印系统，将混凝土材料，精确逐层叠加累积成型。这就是3D打印混凝土。

肯定的回答是可以，国内国外都有很好的示范点，我们中国其实是走在世界的前列的，工程点甚至比国外多。目前还有一些技术有待完善和成熟，未来十年之内很可能大家就可以在网上下单打印建筑了。

3D打印技术，形式自由，无需模板支撑，总结起来，无模板、自动化、低碳化、少人化或者无人化、可打印复杂外形是3D打印混凝土技术的主要优势。

第一是创新，无论是科研还是产业化的道路上，我们要不断地用创新的眼光来看待问题，要思考如何将传统行业与新技术相结合，比如数字化与传统建材结合形成3D打印技术等利用多学科交叉的思维方法来寻找创新路径。第二是坚持，一个新事物的出现总会伴随一些新问题，在解决这些新问题的过程是比较枯燥乏味的，但只要沉下心坚持下去，终有一天会“拨开乌云见天日”，取得成果。

矿产资源可以分为四大类，分别为金属矿产，如金、银、铜等；能源矿产，如石油、天然气等；水气矿产，例如矿泉水；非金属矿产，如石墨、石灰岩等。非金属矿产是指自然界除了金属矿产、能源矿产和水气矿产之外的，在当前技术经济条件下可供人类社会需求而提取非金属化学元素、化合物或可直接利用的天然矿物和岩石。

目前我国已发现的矿产有170多种，其中非金属矿产有90多种，占总数一半以上，按用途等细化亚矿种160多种，例如石灰岩可以分为水泥用、电石用、化肥用、制碱用、熔剂用、玻璃用、建筑用、制灰用、饰面用等9个亚种。

地质矿产的发现一般利用地质方法、物探方法、化探方法、遥感方法，首先开展大面积的区域地质和矿产调查评价，确定找矿重点区，再对重点区进行地质勘查，主要分普查、详查和勘探，一般采用精细地质填图、物探测量、化探测量、地表揭露、深部钻探控制、实验测试等手段进行找矿。

晶质石墨是国家战略非金属矿产，主要成分是碳，与金刚石成分相同，铅灰色、质软、有滑腻感、污手，鳞片状，熔点3850度，具有润滑性、耐高温、导电性等性能。我们日常的铅笔笔芯、打印机碳粉都是用石墨制造的，近年来石墨在战略新兴产业领域作用越来越突出，如新能源汽车锂离子电池负极材料。风力发电储能电池、石墨烯新型涂料等。

石灰岩是生产水泥主要原料，生产1吨水泥大概需要0.8吨石灰岩，2021年，全球水泥用石灰岩产量44亿吨，中国产量25亿吨。

高岭土，因为在中国景德镇附近高岭山地区被广泛发现而得名，是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩。主要呈白色，有时因含有机质而呈灰或灰黑色，但煅烧后即成白色，一般较软，具有良好的可塑性、粘结性和耐火性等特性。高岭土用途广泛，如生产日用陶瓷、造纸、化妆品面膜、油漆、涂料等都离不开高岭土。

膨润土，是一种主要由蒙脱石（含量40-50%）组成的粘土岩，是火山灰或凝灰岩等水解的产物，主要呈白、灰白色，质地较软，具有极强的吸水性，吸水后体积可膨胀10-30倍，还有良好的粘结力和耐火性。可分为钠基膨润土和钙基膨润土等，钠基膨润土优于钙基膨润土，吸水率、膨胀性更大，黏度大，热稳定性更好。