淺議材料化學(xué)工程的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

摘 要：我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展得益于各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)地進(jìn)步，而其中有一種全世界都非常關(guān)注的科學(xué)技術(shù)，那就是材料化學(xué)，其對(duì)于國(guó)家的國(guó)防實(shí)力和能源發(fā)展都有著積極的意義。良好的材料化學(xué)工程發(fā)展，一方面增強(qiáng)了國(guó)防的實(shí)力，另一方面能夠提升能源利用效率。因此，相關(guān)研究人員關(guān)注材料化學(xué)工程的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)的研究，對(duì)于促進(jìn)其發(fā)展進(jìn)步有著極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義，可以為更好地發(fā)掘材料化學(xué)工程價(jià)值，提供更多資料。從材料化學(xué)工程的應(yīng)用說起，介紹了材料化學(xué)工程的實(shí)驗(yàn)室，分析了材料化學(xué)工程發(fā)展前景。

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

中圖分類號(hào)：TB30；文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

前言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)生態(tài)環(huán)境的建設(shè)也被提上了日程，成為了科學(xué)發(fā)展觀的重要方針之一，我國(guó)目前的發(fā)展規(guī)劃要求實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，是促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)對(duì)環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)重要舉措。在工業(yè)化的發(fā)展過程中，我國(guó)的能源已趨向于枯竭，隨著污染排放量不斷增加，提高材料化學(xué)工程能源利用率能夠促進(jìn)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，也能實(shí)現(xiàn)環(huán)境的有效保護(hù)。所以材料化學(xué)工程的發(fā)展直接肩負(fù)著重大的責(zé)任。促進(jìn)材料化學(xué)工程的進(jìn)步，能夠成為社會(huì)發(fā)展的重要力量。

1 材料化學(xué)工程的應(yīng)用研究

1.1 納米材料的應(yīng)用

納米材料發(fā)展也有一段時(shí)間了，其有著特有作用。普通材料不能同納米材料做比較，更不能代替它用來制作產(chǎn)品。在產(chǎn)品的制作中，如果材料尺寸改變，那么產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和整體也隨之有改變，但如果使用了納米材料，則不會(huì)出現(xiàn)這種情況，因?yàn)槠渥陨砭哂械墓腆w特性是常規(guī)材料無法比擬的。納米材料常常被用作廣電轉(zhuǎn)換和高效發(fā)熱的材料，主要原因在于其特有的結(jié)構(gòu)以及晶體材料特性，而其性能的特點(diǎn)主要決定因素就是形態(tài)和顆粒大小。納米塑料、納米技術(shù)為基礎(chǔ)的電池、納米阻燃劑，這些都得到了社會(huì)的認(rèn)可，同時(shí)也在逐漸推廣。納米材料也常常用到紅外感應(yīng)元件中，還有一些隱身技術(shù)中也會(huì)有使用。

1.2 先進(jìn)陶瓷材料的應(yīng)用

先進(jìn)的陶瓷以性能做區(qū)分，分成兩種類別，其一是功能陶瓷，其二是結(jié)構(gòu)陶瓷。功能陶瓷一般被應(yīng)用在信息技術(shù)的計(jì)算機(jī)方面，而在軍工工業(yè)中，更加偏向使用壓電陶瓷。壓電陶瓷有著更加強(qiáng)大的性能，不存在對(duì)稱中心于晶體上，如果在每個(gè)方西上都實(shí)施一定壓力，其會(huì)出現(xiàn)極化現(xiàn)象，并是在一個(gè)特定方向上，與此同時(shí)也有電位差的狀態(tài)表現(xiàn)出來。但是，針對(duì)一定方向?qū)嵤╇妶?chǎng)，其會(huì)在形狀上有做出一定改變，就是反正的改變，或者出現(xiàn)位移情況。所以說，軍工制作中，使用壓電陶瓷來制作原子彈的起爆器。

另外一種就是結(jié)構(gòu)陶瓷，其明顯特點(diǎn)表現(xiàn)為強(qiáng)勁的化學(xué)效能、強(qiáng)勁的機(jī)械效能、強(qiáng)勁的熱效能，突出作用表現(xiàn)為誒耐高溫、抗腐蝕、高強(qiáng)度、高硬度，其同金屬聚合物做比較，有著更加明顯的優(yōu)勢(shì)。結(jié)構(gòu)陶瓷被廣泛應(yīng)用在了機(jī)械領(lǐng)域、航天領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域。實(shí)踐應(yīng)用中，將其與合金金屬做比較，其顯現(xiàn)出了極大的優(yōu)點(diǎn)，比如將氧化鎂和氧化鋁混合形成了一種新型“防彈玻璃”，將其放在 1800℃的溫度下，也是沒能將其融化。結(jié)構(gòu)陶瓷因?yàn)槠漭^高耐磨性和高強(qiáng)度，也被廣泛當(dāng)成了燃燒室和軸承的材料。

一些金屬模具的制作材料也被具有著高強(qiáng)度和高韌性的結(jié)構(gòu)性陶瓷所取，比如氧化鋯，其也常常被加入到其他材料中，形成的新材料，具有不導(dǎo)電和不容易生銹的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)陶瓷中有一種生物陶瓷，其表現(xiàn)出來的作用類似于納米生物材料。這種材料同人體組織有一定親和性，因此就是被應(yīng)用在了人體骨骼的修復(fù)中。還有一種先進(jìn)陶瓷，稱其為敏感陶瓷，其分為了濕敏陶瓷、氣敏陶瓷、熱敏陶瓷，其特點(diǎn)在于可以導(dǎo)電，組織構(gòu)成是離子鍵簡(jiǎn)述氧化物的多晶體，其能敏感地感受到周圍環(huán)境所發(fā)生的變化，進(jìn)而在短時(shí)間內(nèi)做出一系列地反應(yīng)。這些陶瓷材料各具特色，在不同的領(lǐng)域發(fā)揮著不同的作用，但是都具有環(huán)保節(jié)能的作用。

2 材料化學(xué)工程的實(shí)驗(yàn)室

在國(guó)家的倡導(dǎo)下，建設(shè)成功一個(gè)典型的實(shí)驗(yàn)室，其具體位置在南京，位于南京工業(yè)大學(xué)中，是國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，主要面向于國(guó)際水平的學(xué)術(shù)前沿和國(guó)家重點(diǎn)需求，主要目標(biāo)是建設(shè)出一個(gè)提高材料化學(xué)工程應(yīng)用水平的科學(xué)研究和學(xué)術(shù)交流以及人才培養(yǎng)的國(guó)家級(jí)科科研基地。主要的學(xué)術(shù)思路是“發(fā)展新型材料為基礎(chǔ)的化工單元技術(shù)和理論”、“用化學(xué)工程理論與方法去指導(dǎo)材料的制備和加工的具體過程”。具體要實(shí)施創(chuàng)新性的研究，努力為結(jié)果我國(guó)的資源問題、環(huán)境問題，構(gòu)建出一個(gè)材料學(xué)科和化學(xué)工程為交叉的平臺(tái)。3 材料化學(xué)工程應(yīng)用前景針對(duì)目前材料化學(xué)工程的發(fā)展現(xiàn)狀，未來的材料化學(xué)工程的目標(biāo)就是研究新材料。無論在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域還是航空航天領(lǐng)域，材料的應(yīng)用都面臨的巨大的缺口，與生態(tài)環(huán)境相適應(yīng)的新型材料的開發(fā)勢(shì)在必行。因此，可供二次回收利用，無毒害，無污染的環(huán)保化工材料是未來材料化學(xué)工程發(fā)展的主要趨勢(shì)。只有生產(chǎn)出符合環(huán)境保護(hù)策略的化工材料，保護(hù)地球的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，才是長(zhǎng)久發(fā)展之計(jì)。

結(jié)束語(yǔ)

材料化學(xué)工程目前已和多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域相融合，應(yīng)用范圍越來越廣，其研究的范圍也在不斷加深。隨著資源短缺、環(huán)保嚴(yán)峻的局面到來，全面協(xié)調(diào)化工材料開發(fā)與環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為了重要議題，未來的材料化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展應(yīng)當(dāng)是走可持續(xù)發(fā)展之路的，只有這樣才能讓人類的開發(fā)得以持久進(jìn)行下去，保護(hù)地球環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1]宋金玲，蔡穎，關(guān)麗麗.基于“工程應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)”的材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建設(shè)與研究[J].學(xué)園，2017，（30）：52+60.

[2]常亮亮，李春，李燕怡，等.應(yīng)用型本科院校金屬材料工程專業(yè)材料化學(xué)課程教學(xué)的幾點(diǎn)思考 —— 以商洛學(xué)院為例[J].廣東化工，2017，44（02）：142-143.

（作者單位：四川大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院）