李 上

（湖南有色金屬職業(yè)技術學院，湖南 郴州 412000）

由于“可持續(xù)發(fā)展”的概念被提出，全人類開始關注環(huán)境問題、環(huán)保問題等。 可傳統(tǒng)能源的減少和價格上漲，環(huán)境污染、破壞等，使得能源爭端問題日益加劇，人們不得不開始尋找其他能源，從而開始重視新能源的研究和發(fā)開。

1 粉末冶金的特點

粉末冶金具有獨特的化學組成和機械、物理性能，而這些性能是用傳統(tǒng)的熔鑄方法無法獲得的。運用粉末冶金技術可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油軸承、齒輪、凸輪、導桿、刀具等，是一種少無切削工藝[1]。

①粉末冶金技術可以最大限度地減少合金成分偏聚，消除粗大、不均勻的鑄造組織。在制備高性能稀土永磁材料、稀土儲氫材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化劑、高溫超導材料、新型金屬材料（如Al-Li合金、耐熱Al合金、超合金、粉末耐蝕不銹鋼、粉末高速鋼、金屬間化合物高溫結構材料等）具有重要的作用。②可以制備非晶、微晶、準晶、納米晶和超飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料，這些材料具有優(yōu)異的電學、磁學、光學和力學性能。③可以容易地實現(xiàn)多種類型的復合，充分發(fā)揮各組元材料各自的特性，是一種低成本生產(chǎn)高性能金屬基和陶瓷復合材料的工藝技術。④可以生產(chǎn)普通熔煉法無法生產(chǎn)的具有特殊結構和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分離膜材料、高性能結構陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。我們常見的機加工刀具，五金磨具，很多就是粉末冶金技術制造的。

2 新能源的定義與特點

新能源，也稱為非常規(guī)能源，是指除傳統(tǒng)能源外的所有類型的能源。指剛剛探索過或正在積極研究和實施的能源，如太陽能，地熱能，風能，潮汐能，生物質能，氫能和核聚變能等。新能源的碳排放低或者為零，這對保護環(huán)境來說非常重要。

3 引進現(xiàn)代先進的粉末冶金材料

首先，粉末冶金材料屬于信息類，主要是粉末冶金軟磁材料。具體而言，它指的是金屬和鐵氧體材料。隨著磁記錄材料的研究，對粉末冶金軟材料的需求得到了極大的推動。其次，能源領域內的粉末冶金材料。能源材料的不斷創(chuàng)新和進步促進了能源的發(fā)展，主要是新能源的儲存容器和新能源的運行材料。在航空航天工業(yè)中，材料的強度和硬度是重要的指標，它們突出了粉末冶金材料的穩(wěn)定性和耐溫性。

4 在新能源材料中有效應用粉末冶金技術的方法

（1）在風能材料中的有效應用。中國的風能非常豐富，沒有污染。風力發(fā)電機的剎車片和永磁釹鐵硼材料是粉末冶金技術在風能發(fā)電材料中，主要應用的兩種制造材料。這與發(fā)電過程的安全性和可靠性密切相關，并在發(fā)電效率中起著至關重要的作用。風力渦輪發(fā)電機制動襯塊需要高摩擦系數(shù)和低磨損率，不論在任何溫度條件下都能有效的使用。對于永磁釹鐵硼，系統(tǒng)永磁材料代替了傳統(tǒng)的永磁材料，燒結釹鐵硼就是加入了稀土粉，利用粉末冶金工藝制備而成。

（2）在太陽能材料中的有效應用。太陽能是現(xiàn)代新型能源中最常見的一種優(yōu)質能源，清潔、干凈、無污染等是其突出特點，在太陽能發(fā)熱，太陽能發(fā)電等項目中得到廣泛使用。這也是目前太陽能有效開發(fā)并發(fā)展壯大的兩大領域，其一叫做“光伏太陽能”，其二叫做“熱電太陽能”。

基于光伏太陽能領域，主要部件是光伏電池，依賴光伏效應促進太陽能有效轉化為電能。太陽能光伏轉換效率就目前來說還比較偏低，這也阻礙了航空航天工業(yè)的發(fā)展。在粉末冶金技術的有效應用中，我們能進行薄膜太陽能電池的生產(chǎn)，并且還能顯著提升光電轉換率。吸收板的生產(chǎn)與粉末冶金技術密切相關，粉末冶金技術主要用于發(fā)揮粉末對顏料和粘合劑的作用。

（3）粉末冶金技術在儲氫材料中的運用。氫被認為是清潔能源和低碳和零碳能源。氫能系統(tǒng)儲氫是關鍵。根據(jù)儲氫方法，儲氫和運輸可分為三種類型：第一種類型是氣體儲氫技術，其中氫被壓縮并儲存在高壓容器中。第二種類型是液態(tài)氫儲存技術，其將氫氣儲存在液化中并將其儲存在隔熱容器中。第三種是固體儲氫技術，即固體儲氫方法，其中氫和儲氫材料通過物理或化學方法結合，可有效克服氣體和液體兩種儲存模式的不足。自2001年以來，世界能源機構已經(jīng)設定了一個車輛儲氫系統(tǒng)的目標，以創(chuàng)造一個可逆大容量存儲容量超過5%的介質。

在20世紀60年代，存儲氫的金屬和合金被發(fā)現(xiàn)在材料王國，統(tǒng)稱為儲氫合金，具有很強的捕獲氫的能力。它可以在一定的熱度和壓力前提下將氫分子分解成合金中的單個原子。這些氫原子進入“開槽銷”中的合金原子之間的間隙，并與合金發(fā)生化學反應，形成金屬氫化物。外觀是氫的大量“吸收”，同時釋放大量的熱量。當這些金屬氫化物被加熱時，它們再次分解，并且氫原子可以結合形成氫分子，這伴隨著明顯的吸熱效應。不要看儲氫合金的金屬原子之間的間隙，但氫儲存能力遠遠大于氫氣瓶，因為它可以像海綿一樣完全排出氣缸中的氫氣。具體地，儲氫合金相當于儲氫筒重量的1/3。其體積不到鋼瓶體積的1/10，然而，在相同的溫度和壓力條件下，氫氣儲存容量是氣態(tài)氫的1000倍?？梢钥闯?，儲氫合金是理想且方便的儲氫方法。

（4）在核材料中的有效運用。核能是一種清潔和可持續(xù)的能源，被世界公認為大規(guī)模傳統(tǒng)能源的替代能源。核電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開核材料，核電技術的任何突破都取決于核材料的突破。核材料包括用于重元素裂變反應堆的材料和用于氫聚變反應堆的材料。

裂變反應堆已經(jīng)廣泛工業(yè)化和商業(yè)化。這也決定了在核能運用上材料的重要性。人們運用粉末冶金技術，為核能的使用提供了重要的材料，例如高熱流密度部件結構材料，在國際熱核試驗反應器中，使用彌散強化銅作為散熱器，冷卻線和低環(huán)徑比的托卡馬克中心導體材料。已經(jīng)通過了與熱導率，強度，高溫強度和種子輻射相關的測量。并形成了相應的標準。

5 結語

新能源的開發(fā)是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，它能有效的降低碳排放，降低對環(huán)境的污染，提供可使用能源的多樣化，降低能源得使用成本。在新能源快速發(fā)展的過程中，新能源材料在支持新能源發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用。隨著新能源研究的不斷發(fā)展粉末冶金技術也會隨之不斷的更新和發(fā)展繼續(xù)為新能源的發(fā)展提供新能源材料。