熊劍輝

摘 要： 由于現(xiàn)代我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，材料化學(xué)在科學(xué)領(lǐng)域中的需求量越來越大，在各個(gè)領(lǐng)域上的應(yīng)用也越來越廣泛，尤其在國(guó)防方面和能源發(fā)展方面起到了非常大的作用，因此對(duì)其性能的要求變得也越來越高。本文從材料化學(xué)工程的應(yīng)用和材料化學(xué)工程的發(fā)展前景進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞： 材料化學(xué)工程;應(yīng)用;發(fā)展

【中圖分類號(hào)】TG14 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）20-0223-02

目前我國(guó)在能源發(fā)展方面面臨著巨大的問題，隨著污染物的不斷增加，環(huán)境的不斷破壞，導(dǎo)致在工業(yè)化的發(fā)展過程中，能源已經(jīng)到了枯竭的地步，因此生態(tài)環(huán)境建設(shè)問題不可忽視，加強(qiáng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，堅(jiān)持節(jié)能減排的理念。針對(duì)能源發(fā)展這項(xiàng)問題，材料化學(xué)工程無疑是解決這一問題的最好方法，它可以增加能源的利用率，減少污染物的排放，從而減少了對(duì)環(huán)境的破壞。因此，材料化學(xué)工程在能源發(fā)展和環(huán)境保護(hù)上都起著至關(guān)重要的作用，加強(qiáng)對(duì)于材料化學(xué)工程的發(fā)展，從而促進(jìn)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

1 材料化學(xué)工程的內(nèi)容

材料化學(xué)是現(xiàn)代新興的一門學(xué)科，屬于現(xiàn)代材料科學(xué)、化學(xué)和化工領(lǐng)域的重要分支;主要的研究范疇是材料在制備、使用過程中涉及到的化學(xué)過程、材料性質(zhì)的測(cè)量。比如陶瓷材料在燒結(jié)過程中的變化、金屬材料在使用過程中的腐蝕現(xiàn)象、冶金過程中條件的控制對(duì)產(chǎn)品的影響等等。材料化學(xué)專業(yè)所研究的大多跟傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有關(guān)，屬于解決實(shí)際問題的理論學(xué)科，所以材料化學(xué)專業(yè)研究的課題并沒有受到大部分人的歡迎，喜歡這門學(xué)科的人非常的少，但是在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，需要大量的優(yōu)秀的材料化學(xué)工程人員，例如說冶金行業(yè)，在鋼鐵、有色金屬冶煉過程中效率低、產(chǎn)品質(zhì)量差、生產(chǎn)過程中浪費(fèi)嚴(yán)重等問題，都需要用材料化學(xué)的知識(shí)來解決。目前我國(guó)的工業(yè)化發(fā)展不斷擴(kuò)大，由而帶來的就是能源浪費(fèi)，環(huán)境破壞等一系列問題，材料化學(xué)工程就是解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間這一難題的一門學(xué)科，通過對(duì)材料化學(xué)的深入研究，可以提高資源之間的利用率，促進(jìn)新能源的誕生，為能源的更好發(fā)展提供了保障。

2 材料化學(xué)工程的應(yīng)用

2.1 納米材料

納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺寸（1-100nm）或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料，這大約相當(dāng)于10～1000個(gè)原子緊密排列在一起的尺度。納米在我們上學(xué)的時(shí)候都學(xué)過，是一種非常微小的長(zhǎng)度度量單位，1納米是1米的十億分之一，大約相當(dāng)于1根頭發(fā)的八萬分之一。納米雖然非常的小，但是在各個(gè)領(lǐng)域上起到的是非常具大的。納米材料有著很多的特殊性能，例如，有的納米材料具有強(qiáng)度大的特性，比金屬還要結(jié)實(shí)，但是彈性有和橡膠一樣好，綜合這樣的特性，人們就有了用納米材料制作汽車、飛機(jī)或輪船的想法，這樣制作出的汽車、飛機(jī)或輪船重量上比原來要了很多，相信在不久的將來一定能實(shí)現(xiàn)。另外納米材料還具有輕而柔軟，并且有非常強(qiáng)韌的特點(diǎn)，用它來做防彈背心是一個(gè)非常不錯(cuò)的選擇。總而言之，由于納米材料特性非常的特別，納米材料可以應(yīng)用到世界發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域上。生活中納米材料的應(yīng)用非常多，我們常見的有基礎(chǔ)的電池、納米阻燃劑、納米技術(shù)電池、納米塑料等等，并且這些應(yīng)用都得到了人們的認(rèn)可和青睞，也在進(jìn)一步的推廣中。除了上述那些應(yīng)用外，納米材料在紅外感應(yīng)元件方面，隱身技術(shù)方面也會(huì)被常常用到。

2.2 先進(jìn)陶瓷

陶瓷根據(jù)它本身性能的不同分為兩大類，一種是功能陶瓷，另外一種是結(jié)構(gòu)陶瓷。陶瓷在我們生活中應(yīng)用是非常廣泛的，它和金屬材料、高分子材料一樣都是我們生活中必不可以可少的物種。相對(duì)于其它固體材料來說，陶瓷的優(yōu)勢(shì)是顯而易見的，它具有高強(qiáng)度、硬度大、防腐蝕、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，正因?yàn)檫@些，讓人們把陶瓷大量的運(yùn)用到我們的生活中來。例如，我們家里的餐具，地面和墻上的瓷磚，衛(wèi)生間的洗臉盆和馬桶，還有花盆一些裝飾物品等等，生活中各個(gè)地方都可以看到陶瓷的使用。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，人們的生活水平越來越高，隨之而來的對(duì)于陶瓷的要求變得也越來高，伴隨著科技水平的壯大出現(xiàn)了我們所說的先進(jìn)陶瓷。先進(jìn)陶瓷相對(duì)于原始陶瓷來說，制作工藝變得更精湛，減少了由于之前在燒制過程中火力不足而產(chǎn)生的很多半成品和氣孔，不管是從質(zhì)量上還是性上都有了很大的提升。先進(jìn)陶瓷的種類也是繁多的，例如氧化物陶瓷、壓力陶瓷、金屬陶瓷等等。

由于陶瓷本身的性能不同，功能陶瓷和結(jié)構(gòu)陶瓷都起著不同的作用，應(yīng)用在不同的地方。功能陶瓷，主要是根據(jù)其不同的功能應(yīng)用開發(fā)使用的陶瓷，是工程陶瓷的一種。功能陶瓷中包括電磁功能、光學(xué)工能和生物-化學(xué)功能等陶瓷制品和材料，此外還有核能陶瓷和其他功能材料等。功能陶瓷的種類有很多分為電功能陶瓷、生物功能陶瓷、光功能陶瓷。由于功能陶瓷中的每一個(gè)類別都具有相對(duì)特殊性，因此功能陶瓷的應(yīng)用范圍很廣，如能源開發(fā)、電子技術(shù)、傳感技術(shù)、激光技術(shù)、光電子技術(shù)、紅外技術(shù)、生物技術(shù)、環(huán)境科學(xué)等方面有廣泛應(yīng)用，然而功能陶瓷最受到廣泛應(yīng)用的是在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域和信息技術(shù)領(lǐng)域中。

結(jié)構(gòu)陶瓷具有強(qiáng)勁的機(jī)械效能、強(qiáng)勁的化學(xué)效能、強(qiáng)勁的熱效能，以至于讓結(jié)構(gòu)擁有了高強(qiáng)度、硬度大、防腐蝕、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)于其它固體材料來說，陶瓷的優(yōu)勢(shì)是顯而易見的。由于有著突出的優(yōu)勢(shì)，結(jié)構(gòu)陶瓷在機(jī)械領(lǐng)域、能量領(lǐng)域、航天領(lǐng)域、汽車、冶金、化工、電子、醫(yī)藥、食品等十多個(gè)領(lǐng)域都被得到了廣泛的應(yīng)用，由此可見結(jié)構(gòu)陶瓷的發(fā)展前景是非常開闊的。結(jié)構(gòu)陶瓷因?yàn)樗透邷氐奶攸c(diǎn)往往會(huì)在高溫的條件下作為結(jié)構(gòu)材料使用，因此又稱它為高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和工程陶瓷。結(jié)構(gòu)陶瓷種類繁多，按原料分類，可以將結(jié)構(gòu)陶瓷分類為氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷。在結(jié)構(gòu)陶瓷中還有一種陶瓷稱為是生物陶瓷，主要應(yīng)用在醫(yī)療行業(yè)中，由其是在人體骨骼修復(fù)方面發(fā)揮了重要的作用，也產(chǎn)生了巨大的療效。

2.3 新型薄膜材料

新型薄膜材料的種類有很多，通常情況下是根據(jù)使用類型劃分出不同的種類，分為納米負(fù)荷薄膜材料、金剛石薄膜材料、磁性薄膜材料，他們都有著光、熱、磁、電等方面的特殊性能，在一定作用的條件下，還能表現(xiàn)出特殊的功能。新型薄膜材料與其他的結(jié)構(gòu)材料有所不同，不管是在質(zhì)量上還是性能上都有了更高的要求，因此制作工藝上需要有更先進(jìn)的技術(shù)，需要有更嚴(yán)格的流程。新型薄膜材料與結(jié)構(gòu)材料在應(yīng)用范圍上也有所同，新型薄膜材料主要應(yīng)用在自動(dòng)控制及時(shí)、電子、能源、通訊、交通等各個(gè)不同的產(chǎn)業(yè)上，為我國(guó)國(guó)防技術(shù)和航天航空技術(shù)的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。雖然新型薄膜材料在我多產(chǎn)業(yè)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域都起到了幫助，但是還需要相關(guān)工作人員開發(fā)出更多更先進(jìn)的節(jié)能新型薄膜材料，只有這樣，我國(guó)的環(huán)境污染問題和資源浪費(fèi)問題才能得到更好的改善。

3 材料化學(xué)工程的發(fā)展前景

新型材料是未來國(guó)家發(fā)展的必然趨勢(shì)，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，研究新型材料會(huì)成為未來材料化學(xué)工程的戰(zhàn)略目標(biāo)，不管是在國(guó)防領(lǐng)域、交通領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域還是航空航天領(lǐng)域，新型材料會(huì)出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象。社會(huì)的發(fā)展離不開生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和資源的回收利用，只有當(dāng)工業(yè)生產(chǎn)不會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境和能源流失，社會(huì)才會(huì)進(jìn)步。想要看到這樣的美好景象，材料化學(xué)工程的介入是必不可少的。目前我國(guó)的大部分的工業(yè)發(fā)展采用的都是不可再生資源，隨著工業(yè)發(fā)展的不斷擴(kuò)大，大量的有限資源被開采出來，我相信在不久的將來資源匱乏會(huì)是我們面臨的一大難題。另外隨著大量的不能重復(fù)利用的材料進(jìn)行使用，剩余的多余垃圾無法進(jìn)行很好的處理，流入自然中造成生態(tài)環(huán)境的破壞。通過這些問題可以看出，對(duì)新型材料的需求已經(jīng)迫在眉睫。在未來，材料的無污染、無毒無害、可回收利用會(huì)成為在研制新型材料是考慮的必要因素。

4 化學(xué)工程發(fā)展所面臨的問題

我國(guó)化學(xué)工程發(fā)展面臨著很多問題，其中包括傳統(tǒng)化工制造，如石油精煉，金屬材料，塑料合成，食品加工和催化制造等，現(xiàn)代化工還囊括了生物工程，生物制藥，以及相關(guān)的納米技術(shù)。并且此類現(xiàn)代化工在近年來發(fā)展非常迅速。并且給人類的生活帶來了極大的便利，并且對(duì)人類生活方式產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。但是目前我國(guó)的化學(xué)工程發(fā)展還會(huì)存在著一些問題，例如，石油、煤、天然氣等資源短缺，工業(yè)廢水和噴打農(nóng)作的農(nóng)藥流入河中對(duì)水資源以及環(huán)境的破壞，有害的化學(xué)物質(zhì)排放對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞等諸多問題需要解決，在未來的化學(xué)工程發(fā)展上，解決以上問題會(huì)是其中的一個(gè)關(guān)鍵。

5 結(jié)束語

綜上所述，社會(huì)的進(jìn)步離不開新型材料的誕生。材料化學(xué)工程的重點(diǎn)是對(duì)新型材料的開發(fā)，將其利用在各個(gè)領(lǐng)域上，全面協(xié)調(diào)材料化學(xué)工程開發(fā)與環(huán)境保護(hù)，讓材料化學(xué)工程的發(fā)展走可持續(xù)發(fā)展的路線，從而解決我國(guó)資源匱乏、生態(tài)環(huán)境失衡等問題，推動(dòng)社會(huì)的可持續(xù)性發(fā)展，從而帶動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷提高。

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