二、非金属材料的时代即将到来

原材料无疑是构成人类生存发展的物质基础。我们已经知道材料科学已形成一门涉及多学科的新兴的综合性学科。按化学性质分类的金属材料，非金属材料和有机高分子材料渗透人类生活的每一个角落，材料科学尤其是固体物理学和结晶化学、量子化学的发展，已使人类完全摆脱了对部分自然固体与液体物质的依赖，金属材料的发展水平已不能成为工业发达国家的领域性代表，而让位于非金属材料，高新技术产业的研究开发与应用重点，如新能源开发、空间技术、电子技术、激光技术、光电子技术、红外技术、环境保护等更多的是对非金属材料的开发利用提出要求。当然，这里所提出的非金属材料时代并不意味着金属材料已无用武之地，非金属材料也与金属无关，相反，非金属材料时代的到来并非传统非金属时代的复归，而是把金属资源作为一种元素参与到非金属资源中，构成新的非金属组合新材料，新的非金属材料在用途与方向上，以及加工制作工艺上都要求具有高纯化、单晶化、纤维化、薄膜化、透明化、多孔化、非晶化，复合化等特征，多是在高温、高压、高真空、强磁场、强辐射、无重力场等极端条件下生成新材料，达到节省原材料，提高材料质量，改变资源原有自然性能，并降低资源消耗水平的目的。像金刚石要达到人工生产就必须将石墨置于高温高压的条件才能生成。这些材料的性能结构已不是对其宏观性能结构的调整，而是已深入到物质的原子、离子、电子各个层次的微观领域，去改变物质的性能结构。可以从许多领城看到非金属资源的开发利用已成为重点和材料发展的主

导方向。在太阳能的光—电转换利用中，其基本原器件需用大量的硅、砷化镓、硫化镉等半导体材料来制造太阳能电池；来自于合成高分子化学领城的新型塑料、化纤、橡胶对钢材、铝材、棉布、天然橡胶等常规物质的替代， 象汽车工业中大量工程塑料、复合轻金属大量替代钢材、铜材等金属材料； 钢铁工业在西方作为第一大金属产业已被视为“夕阳工业”，1974～1984 年美国钢铁消耗率已下降了 34.1％，仅汽车一项就减少了钢材消耗 1000 万吨；

全球高分子合成材料在七十年代中期年体积产量已超过各种金属冶炼量总和，仅塑料一项就与钢铁相当，九十年代高分子合成材料体积产量已超过金属冶炼量两倍以上；集成电路的发展引导着各个产业的自动化水平大幅度提高，如办公自动化将彻底改变传统的信息载体流动方式，传统的邮政业也将走向萧条和衰落的结局，办公用纸张消费水平的降低可直接引起对木材等造纸类原料资源的需求锐减；在动力设备制造领域，用陶瓷制造的燃气轮机， 重量可降低一半，而效率却提高 50％以上，同时使油耗至少降低 1/3，并在九十年代中后期逐步走向商业化已成定局；复合材料在空间技术和航天事业的发展中也展示了美好的前景，这不仅是对金属材料的替代，而且还意味着原材料生产太空时代的到来，美国提出在 2000 年的空间站中至少生产制造出

价值 20 亿美元的新材料。综上所述，不管是无机非金属材料、有机高分子材料，还是复合材料，在总体趋势上都反应出非金属资源的地位与作用日趋重要，尤其是那些以硅、碳元素为核心组成的各种非金属资源、化石燃料资源已经成为材料来源的原始资源主体，非金属的应用程度将成为衡量一国或一地区经济发展水平的标志。