（中國粉體技術網/杜高翔）
礦物材料是指將天然礦物(主要是非金屬礦物)或岩石作為主要原料經加工、改造所獲得的材料產品或是能直接作為材料應用，並以利用其本身的主要物理、化學性質為目的的礦物或岩石。這個含義主要包含了以下四個方面內容：
第一，能被直接利用或經過簡單的加工處理，即可被利用的天然礦物、岩石；
第二，以天然的非金屬礦物、岩石為主要原料，通過物理化學反應製成的成品或半成品材料；
第三，人工合成的礦物或岩石；
第四，這些材料的直接利用目標主要是其自身具有的物理或化學性質，而不侷限於其中的個別化學元素。
人們將材料分為金屬材料、有機材料、無機非金屬材料及複合材料。而將礦物分為金屬礦物、非金屬礦物和燃料礦物三類。
金屬礦物是指通過冶煉提取其中的金屬元素為最終利用目的的礦物，如鋁礦物是通過冶煉後提取利用其中的鋁元素。
非金屬礦物大部分是指直接利用其天然礦物原料所固有的物理化學特性的一些礦物，如高嶺土、石英等，這些都是直接用作材料應用的礦物。
燃料礦物是指通過熱化學反應，提取利用其中的熱能的礦物，如煤主要是通過燃燒後獲取其中的熱能。
很明顯，在傳統意義上，金屬礦物和燃料礦物的利用手段是以改變礦物原有的化學結構來達到利用的目的，也就是通過改變礦物本身的微觀結構，來實現礦物的價值；而非金屬礦物則是利用了其巨集觀結構的技術物理特性，大多不改變礦物的微觀結構。那麼，根據礦物材料的定義可知，礦物材料與目前應用的非金屬礦物非常相近，但是它又包含了金屬礦物和燃料礦物，也就是說，只要是不破壞目前應用的金屬礦物或燃料礦物原有的微觀結構，且保留其巨集觀的技術物理特性而加以利用，則這種金屬礦物或燃料礦物也屬於礦物材料，比如赤鐵礦可直接用作鐵紅，此時的赤鐵礦就是礦物材料。所以，礦物材料的範疇比目前的非金屬礦物的範疇要大，不能等同看待。
那麼廣義地說，礦物材料包含了自然界中的各種礦物，包括金屬礦物、非金屬礦物和燃料礦物。
一、礦物材料具有以下特點：
1、多用性
礦物材料的多用性是指一種礦物材料能具有多種用途。比如以蒙脫石為主要成分的膨潤土可用於石油鑽井泥漿、鐵礦球團黏結劑、食用油的脫色劑、酒和飲料的澄清、石油的淨化、汙水處理、農藥載體、防水密封、化妝品原料等各個行業。
2、多樣性
礦物材料的多樣性是指礦物的種類繁多以及礦物性質的複雜性。目前，已知的天然礦物有3000多種，它們的成分結構都非常複雜，而且每種礦物都具有各自獨特的物理化學性質和工藝性質。但縱使礦物材料的種類繁多，但是在20世紀初，人類開發應用的礦物材料不足60種，雖然現在已開發應用的礦物材料已經達到200多種，但是所佔礦物材料種類總數的比例仍然非常小，這也就是說，礦物材料仍有著巨大的研究開發應用潛力。
3、儲量大，**低廉
與人工合成材料相比較，礦物材料一般都具有儲藏量巨大，生產成本低的特點。
4、替代性強
礦物材料的替代性強是指那些具有相似性質的礦物在應用中可以相互替代。
5、應用領域廣
目前，礦物材料的應用幾乎已經涉及所有的工業領域，包括建材、化工、機械、冶金、輕紡、電子、農業、食品、醫藥、環保、寶石、工藝美術等各個領域和部門。並且，礦物材料尤其在那些需要抗高強、高速、耐高溫、輕質、絕緣、耐腐蝕等特殊要求的地方更能大顯身手的地方。
6、經濟效益顯著
由於礦物材料具有用途多、儲量大、**低的特點，所以礦物材料的研究開發，可獲得巨大的經濟效益，且隨著礦物材料的開發深度和廣度不同，所得到的經濟效益也會不一樣。比如散裝的膨潤土**在30美元／t，而有機膨潤土的**則為2400～3600美元/t，這種增值可達80～120倍。
二、礦物材料的分類
隨著礦物材料的研究，目前人們將礦物材料的分類方法定為以下三種：第一，按照礦物材料中主要礦物名稱分類；第二，按照礦物材料的結構分類；第三，按照礦物材料的功能分類。其中按照礦物材料中主要礦物名稱分類是一種最古老的分類方法，是用礦物材料中最主要的礦物名稱來命名。
如石棉材料、石墨材料、雲母材料等，這是指在這些礦物材料中的主要礦物為石棉、石墨、雲母等。但是由於被開發利用的礦物材料越來越多，並且對同一功能所應用的礦物材料常常又可以相互代用，因此這種分類方法已逐漸顯現出了它的侷限性，這就要求有其他的分類方法來加以豐富和補充。於是就衍生了以下幾種分類方法：
1、按照礦物材料的結構分類
這種分類方法是根據礦物材料中的物質組成及其相互關係來進行分類。那麼，按礦物材料的結構通常將礦物材料分為單一礦物材料和複合材料兩大類。
1）單一礦物材料
單一礦物材料是指那些主要由某一單一礦物所組成的材料，稱為單一礦物材料，如柔性石墨紙、石墨填料、碳纖維、石墨纖維、電氣雲母片、鑽石、膨脹珍珠岩、輕質碳酸鈣和重質碳酸鈣等。
2）複合材料
複合材料是指由礦物材料與其他材料組成的混合體系，稱為複合材料。複合材料又分為無機複合材料、無機與有機複合材料和混雜複合材料三類：
(1)無機複合材料是指由兩種或兩種以上無機礦物材料組成的體系，稱為無機複合材料。如石棉水泥製品、微孔矽酸鈣和陶瓷材料等。但是需要指出的是，在複合材料中通常只要複合材料的基體是礦物材料，即使在複合材料中使用了部分其他類材料，如有機或金屬材料作增強材料時也稱為無機複合材料。
例如鋼纖維水泥和紙纖維石膏板等都屬於無機複合材料。
(2)無機與有機複合材料是指將無機礦物材料作為增強材料，與有機高分子聚合物材料復合而成的一種體系。例如火車合成閘瓦、石棉橡膠板和玻璃鋼製品等。
(3)混雜複合材料是指由兩種或兩種以上的普通複合材料構成的體系。通常指由兩種不同特性的纖維作為增強材料混雜在基體中的材料。混雜複合材料被認為是複合材料的最新研究成果，也被稱為「複合材料的複合材料」。
例如飛機用摩阻材料、航空和能源部門使用的高強結構材料等就是混雜複合材料。
2、按照礦物材料成分結構和加工改造特點分類
這種方法將礦物材料分為以下四大型別：
1）天然礦物材料。指直接利用其物理、化學性質的礦物或岩石，經物理加工未改變原料成分和結構。包括填料類(如重鈣粉、滑石粉等)、裝飾類(如石材、寶石等)、光學類(如水晶、螢石等)、中藥類(如芒硝、石膏等)、研磨材料類(如石榴子石、剛玉等)、保健營養類(如電氣石、麥飯石等)和隔熱材料類(如石棉繩、布等)等。
2）改性礦物材料。礦物(岩石)進行超細、超純改型、改性等加工改造後，改變或部分改變了原料的成分或結構，包括表面改性類(如珠光雲母、改性碳酸鈣等)、成分改性類(如改性膨潤土、氟化石墨、熟石膏等)以及結構改性類(如膨脹珍珠岩、膨脹蛭石、膨脹石墨、岩棉等)等。
3） 人工礦物材料。這是模擬天然礦物或岩石生成的原理採用人工合成的礦物材料。包括人工晶體(如人造水晶、人造金剛石、人造寶石、礦物晶須等)、多孔材料(如合成沸石、微孔矽酸鈣)、奈米礦物粉體材料(如奈米碳酸鈣、奈米氧化鋅等)等。
4）復合礦物材料。復合礦物材料是具有不同相組成的人工合成礦物材料，包括礦物-有機復合類(如石棉、蛭石、矽灰石、雲母等與高分子材料合成的摩擦材料、密封材料、絕緣材料等)以及礦物-無機復合類(如礦物纖維增強的無機膠凝材料、礦物為主骨架的建築材料、絕熱保溫材料、電功能材料等)。
3、按照礦物材料的功能分類
這種分類方法是根據礦物材料的使用效能和用途的不同來進行分類。根據礦物材料的效能，如利用礦物材料的電、磁、光、熱、摩擦、表面化學反應、膠體性質和填充密封性質等不同性質進行劃分。通常將礦物材料分為九大類：
力學功能材料、熱學功能材料、電與磁功能材料、光功能材料、吸附功能材料、黏結與覆蓋功能材料、填料與增強功能材料、裝飾功能材料和原子能核反應堆功能材料等。根據礦物材料的用途，可將礦物材料分為耐火、保溫、絕緣、陶瓷、建材、化工、填料、農用、藥用、環保、研磨、功能和寶石等多種應用型別。
韓躍新等在《礦物材料》一書中結合以上分類方法，以中國矽酸鹽學會工藝岩石學專業委員會的分類方法為主線，兼顧行業分類和成分分類。
鄭水林按照礦物材料的功能與應用進行了如下分類，見表1。
表1 礦物材料的型別及其應用
三、礦物材料的應用
礦物材料的應用可以說是最古老的。遠在石器時代，人類就使用了天然礦物製作工具，但當時只是一種無意識的應用。隨著社會的發展，人類逐漸掌握了金屬的冶煉技術，金屬材料的應用也逐漸得到了發展，並漸漸超過了天然礦物的應用，到了銅器時代和鐵器時代，已經是金屬材料佔絕對優勢。
但在近代，隨著研究手段的發展及人類對天然礦物性質的深入了解，人們發現天然礦物有許多性質是人造物品所無法與之相比的。如耐高溫材料，人類至今也未能造出可達到石墨礦的耐高溫效能的材料，石墨礦熔點為3 850℃，汽化溫度為4 500℃，在7 000℃的超高溫條件下加熱l0s的質量損失為0．8％，而人造的最耐高溫金屬材料在此條件下的質量損失為12．9％，並且在2500℃時石墨的強度反而比室溫時的強度提高一倍。又比如耐腐蝕抗氧化效能方面，許多天然礦物也大大優於金屬材料的耐腐蝕抗氧化效能。
正因為如此，對天然礦物的開發和利用又重新受到了人們的重視，並獲得了迅速地發展。現在對礦物材料的開發應用程度已是衡量乙個國家工業化程度的標誌。有人曾說21世紀將是人類的第二個石器時代，這是指在21世紀人類將大量地開發應用礦物材料。
還有人說當乙個國家的經濟中礦物材料的產值首次超過金屬礦物的產值時，即是這個國家工業成熟的界線。礦物材料的產值超過金屬礦物產值的現象在英國、美國兩個國家中出現的時間為：英國在20世紀初，美國在2023年，到了20世紀70年代這兩個國家中礦物材料與金屬礦物的產值比達到2：
1，到l986年達到3：1。世界範圍內，自20世紀50年代開始，礦物材料的消耗量每十年增長50％～60％，目前年總產值超過800億美元，其中各國的出口量約300億美元，年增長率約3％。
礦物材料的應用領域幾乎已涉及所有的工業領域和部門，由於各領域中對所使用的礦物材料的種類和性質的要求各不相同，因此有必要首先了解各領域中所使用的礦物材料的情況。目前，根據礦物材料被應用的領域不同，礦物材料主要可分為礦物保溫材料、絕緣礦物材料、陶瓷礦物材料、建築礦物材料、化工礦物原料、農用礦物材料、填料礦物材料、藥用礦物材料、環保用礦物材料、研磨礦物材料、寶玉石礦物材料和功能礦物材料等。
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