淺析材料化學(xué)工程的相關(guān)應(yīng)用及發(fā)展前景

1、    淺析材料化學(xué)工程的相關(guān)應(yīng)用及發(fā)展前景    高竸釩摘 要：在我國(guó)材料化學(xué)工程學(xué)科占據(jù)著重要的地位，它能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也能推動(dòng)社會(huì)的全面進(jìn)步，特別是在能源以及國(guó)防方面有著巨大的作用。提高材料化工工程的應(yīng)用水平，分析其應(yīng)用現(xiàn)狀對(duì)其發(fā)展前景，對(duì)該學(xué)科進(jìn)行不斷的探索和研究，有利于我國(guó)材料化工工程的進(jìn)一步發(fā)展，可以為未來(lái)材料化學(xué)工程的應(yīng)用進(jìn)一步發(fā)展提供更好的參考。關(guān)鍵詞：材料化學(xué);材料科學(xué);應(yīng)用;發(fā)展趨勢(shì)隨著環(huán)境的惡化，中國(guó)十分看中生態(tài)環(huán)境建設(shè)，并提出了具有科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)思想。表明了節(jié)能減排是中國(guó)發(fā)展的關(guān)鍵要求。在工業(yè)飛速騰飛的時(shí)間里，隨著以犧牲環(huán)境的情

2、況能源逐漸消耗殆盡，致使先進(jìn)的材料應(yīng)用快速發(fā)展成為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需要。然而，材料化學(xué)工程可以有效提升能源利用效率，使污染排放所造成的危害不斷減少，這有利于增強(qiáng)我國(guó)的硬實(shí)力。所以，引進(jìn)新能源的重?fù)?dān)落在了材料化學(xué)工程的身上。一、材料化學(xué)工程的應(yīng)用現(xiàn)狀（一）納米材料納米材料因?yàn)樗哂歇?dú)特的量子尺寸效應(yīng)和它的表面效應(yīng)，使得它的價(jià)值具有很大的發(fā)展空間，并且因?yàn)樗话l(fā)現(xiàn)從而促進(jìn)了電學(xué)、力學(xué)等學(xué)科的相關(guān)領(lǐng)域的擴(kuò)充。并且在其他相關(guān)領(lǐng)域還出現(xiàn)了一些跨時(shí)代的發(fā)展，這是在發(fā)展之初無(wú)法預(yù)料的。因?yàn)閰^(qū)域還在研究階段，還會(huì)產(chǎn)生高能耗、必須借助于大型儀器的缺點(diǎn)，但是電化學(xué)卻可以有效地解決這一問(wèn)題，并且基本沒(méi)有污染，

3、深刻地符合了綠色化學(xué)這一原則。而納米技術(shù)的發(fā)展在原子或分子的尺度上識(shí)別并控制個(gè)數(shù)并以此來(lái)創(chuàng)造新型產(chǎn)品的新興學(xué)科。而納米材料作為基礎(chǔ)，需要保證尺寸在一至一百納米之間。而這一尺寸可以更好地表達(dá)它獨(dú)特的尺寸效應(yīng)。而且還會(huì)與其他的大顆粒材料表達(dá)出獨(dú)特性。這些納米包裝材料是一種新型的包裝材料，通過(guò)添加納米材料改性和復(fù)合，原始包裝材料，以傳授納米材料的表面等離子體特性的新材料，它顯示了良好的抑菌作用，機(jī)械性能和透氣性，等等，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品、環(huán)境、醫(yī)學(xué)等。（二）先進(jìn)陶瓷先進(jìn)的陶瓷材料具有耐高溫、耐腐蝕、耐腐蝕、抗氧化的性能和應(yīng)用，尤其在電子、能源、交通、發(fā)動(dòng)機(jī)制造、航天等領(lǐng)域。然而，陶瓷具有比較低的

4、韌性，是一種脆性材質(zhì)。并且運(yùn)用機(jī)械加工的方法，很難制備出尺寸大、結(jié)構(gòu)特殊的零件。為了克服高級(jí)陶瓷加工的脆性和難度，擴(kuò)大其進(jìn)一步的應(yīng)用和發(fā)展，陶瓷常常與金屬相連接，在性能上形成互補(bǔ)關(guān)系，使其成為滿足現(xiàn)代工程應(yīng)用的理想結(jié)構(gòu)和工程材料。陶瓷和金屬之間的連接是這個(gè)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題，問(wèn)題是，首先，金屬和陶瓷在化學(xué)，物理和化學(xué)，力學(xué)和微觀結(jié)構(gòu)上有很大的不同;其次，陶瓷與金屬的熱膨脹系數(shù)相對(duì)較大，導(dǎo)致界面殘余應(yīng)力集中，導(dǎo)致接頭強(qiáng)度下降。生產(chǎn)中常用的釬焊或擴(kuò)散焊方法是將陶瓷與金屬（陶瓷）連接起來(lái)。隨著連接技術(shù)的深入研究，一些新方法（中性原子束焊接、激光焊接、超聲焊接、微波焊接、燃燒合成技術(shù)等）相繼出先。（三

5、）新型薄膜材料新型薄膜材料可根據(jù)常用的應(yīng)用類型分為磁性薄膜、金剛石薄膜、納米薄膜等。超晶格膜：隨著半導(dǎo)體超晶格的種類不斷變多，從最開(kāi)始的各種基本無(wú)機(jī)材料到復(fù)雜的有機(jī)合成材料它在生活中的作用越來(lái)越顯著，因此被稱為硅的繼承品。它與先進(jìn)的硅技術(shù)相結(jié)合，在社會(huì)的各個(gè)方面都可以看到它的身影。它廣泛應(yīng)用于高科技器物以及電子移動(dòng)性晶體管、激光、固體空間電子傳輸?shù)阮I(lǐng)域。中國(guó)材料化學(xué)工程的典型案例是國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)價(jià)值。以一些大學(xué)為例，在面對(duì)閱讀巨大的國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)前沿需求時(shí)。主要目標(biāo)是在材料化學(xué)工程領(lǐng)域取得一些標(biāo)志性的建樹(shù)，培養(yǎng)高能力的人才。正是以這種“用化學(xué)工程理論與方法指導(dǎo)材料設(shè)備的制造與生產(chǎn)”的學(xué)術(shù)思想為方針，

6、最終解決了與環(huán)境相關(guān)等重大問(wèn)題，構(gòu)建了一個(gè)與化學(xué)工程與材料學(xué)科相互交融配合的平臺(tái)。二、材料化學(xué)工程的發(fā)展前景在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注下，材料在化學(xué)工程領(lǐng)域開(kāi)始快速發(fā)展，并且推動(dòng)了材料工業(yè)的騰飛，還為化學(xué)工程學(xué)科的擴(kuò)展找出新的途徑。國(guó)外很多大學(xué)都設(shè)立了化學(xué)工程系，旨在使得材料與化學(xué)工程學(xué)科相互融合達(dá)到更好的發(fā)展方向，而材料化學(xué)工程研究的目的就是使得設(shè)計(jì)和工藝過(guò)程相互交融。它具有代表性的建筑材料結(jié)構(gòu)，屬性之間的關(guān)系和準(zhǔn)備材料的科學(xué)問(wèn)題結(jié)構(gòu)，在這些問(wèn)題的產(chǎn)生中，材料的處理、微觀物質(zhì)的機(jī)理，等等，這是重要的興趣點(diǎn)是材料化學(xué)工程領(lǐng)域發(fā)展的未來(lái)。不僅如此，在這個(gè)階段，探索新材料的任務(wù)無(wú)法等待。無(wú)論是工業(yè)領(lǐng)

7、域、建筑領(lǐng)域、醫(yī)療和航天領(lǐng)域，發(fā)現(xiàn)有用的新材料都面臨著巨大的挑戰(zhàn)。我國(guó)強(qiáng)調(diào)“可持續(xù)發(fā)展”，就是把利用能源開(kāi)發(fā)、水資源和環(huán)境保護(hù)作為社會(huì)發(fā)展的先提條件。日前，材料行業(yè)絕大部分是以不可再生的礦產(chǎn)資源為基礎(chǔ)來(lái)實(shí)行經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的，但隨著近期的大力開(kāi)采，使得資源的缺少的缺點(diǎn)更加突出，給材料化學(xué)工程帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。資源的不斷利用和資源的循環(huán)利用越來(lái)越受到材料工作者的重視。在環(huán)境方面，由于工業(yè)的發(fā)展，大量的廢水和廢氣會(huì)造成環(huán)境污染和生態(tài)失衡。三、結(jié)語(yǔ)無(wú)論如何，材料、能源和信息作為人工自然的三大要點(diǎn)，也是現(xiàn)代技術(shù)的三顆基石。但是能源的稀缺限制我國(guó)的高速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。而材料化學(xué)作為解決問(wèn)題的關(guān)鍵之匙，要堅(jiān)持其良好發(fā)展，為構(gòu)建環(huán)境友好型提供良好的支撐。并在此基礎(chǔ)下，還需要相關(guān)人員具有較高的學(xué)科素養(yǎng)，滿足行業(yè)對(duì)學(xué)科的需求，并且具有些許的遠(yuǎn)見(jiàn)性，為我國(guó)今后行業(yè)的發(fā)展找出