淺析材料化學工程的相關應用及發(fā)展前景

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摘 要：在我國材料化學工程學科占據(jù)著重要的地位，它能夠促進經濟發(fā)展也能推動社會的全面進步，特別是在能源以及國防方面有著巨大的作用。提高材料化工工程的應用水平，分析其應用現(xiàn)狀對其發(fā)展前景，對該學科進行不斷的探索和研究，有利于我國材料化工工程的進一步發(fā)展，可以為未來材料化學工程的應用進一步發(fā)展提供更好的參考。

關鍵詞：材料化學;材料科學;應用;發(fā)展趨勢

隨著環(huán)境的惡化，中國十分看中生態(tài)環(huán)境建設，并提出了具有科學發(fā)展觀的指導思想。表明了節(jié)能減排是中國發(fā)展的關鍵要求。在工業(yè)飛速騰飛的時間里，隨著以犧牲環(huán)境的情況能源逐漸消耗殆盡，致使先進的材料應用快速發(fā)展成為我國社會經濟發(fā)展的迫切需要。然而，材料化學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，這有利于增強我國的硬實力。所以，引進新能源的重擔落在了材料化學工程的身上。

一、材料化學工程的應用現(xiàn)狀

（一）納米材料

納米材料因為它具有獨特的量子尺寸效應和它的表面效應，使得它的價值具有很大的發(fā)展空間，并且因為它被發(fā)現(xiàn)從而促進了電學、力學等學科的相關領域的擴充。并且在其他相關領域還出現(xiàn)了一些跨時代的發(fā)展，這是在發(fā)展之初無法預料的。因為區(qū)域還在研究階段，還會產生高能耗、必須借助于大型儀器的缺點，但是電化學卻可以有效地解決這一問題，并且基本沒有污染，深刻地符合了綠色化學這一原則。而納米技術的發(fā)展在原子或分子的尺度上識別并控制個數(shù)并以此來創(chuàng)造新型產品的新興學科。而納米材料作為基礎，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它獨特的尺寸效應。而且還會與其他的大顆粒材料表達出獨特性。這些納米包裝材料是一種新型的包裝材料，通過添加納米材料改性和復合，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，機械性能和透氣性，等等，并且已經廣泛應用于食品、環(huán)境、醫(yī)學等。

（二）先進陶瓷

先進的陶瓷材料具有耐高溫、耐腐蝕、耐腐蝕、抗氧化的性能和應用，尤其在電子、能源、交通、發(fā)動機制造、航天等領域。然而，陶瓷具有比較低的韌性，是一種脆性材質。并且運用機械加工的方法，很難制備出尺寸大、結構特殊的零件。為了克服高級陶瓷加工的脆性和難度，擴大其進一步的應用和發(fā)展，陶瓷常常與金屬相連接，在性能上形成互補關系，使其成為滿足現(xiàn)代工程應用的理想結構和工程材料。陶瓷和金屬之間的連接是這個領域的一個熱點問題，問題是，首先，金屬和陶瓷在化學，物理和化學，力學和微觀結構上有很大的不同;其次，陶瓷與金屬的熱膨脹系數(shù)相對較大，導致界面殘余應力集中，導致接頭強度下降。生產中常用的釬焊或擴散焊方法是將陶瓷與金屬（陶瓷）連接起來。隨著連接技術的深入研究，一些新方法（中性原子束焊接、激光焊接、超聲焊接、微波焊接、燃燒合成技術等）相繼出先。

（三）新型薄膜材料

新型薄膜材料可根據(jù)常用的應用類型分為磁性薄膜、金剛石薄膜、納米薄膜等。

超晶格膜：隨著半導體超晶格的種類不斷變多，從最開始的各種基本無機材料到復雜的有機合成材料它在生活中的作用越來越顯著，因此被稱為硅的繼承品。它與先進的硅技術相結合，在社會的各個方面都可以看到它的身影。它廣泛應用于高科技器物以及電子移動性晶體管、激光、固體空間電子傳輸?shù)阮I域。

中國材料化學工程的典型案例是國家重點試驗價值。以一些大學為例，在面對閱讀巨大的國內外學術前沿需求時。主要目標是在材料化學工程領域取得一些標志性的建樹，培養(yǎng)高能力的人才。正是以這種“用化學工程理論與方法指導材料設備的制造與生產”的學術思想為方針，最終解決了與環(huán)境相關等重大問題，構建了一個與化學工程與材料學科相互交融配合的平臺。

二、材料化學工程的發(fā)展前景

在國內外學術界的廣泛關注下，材料在化學工程領域開始快速發(fā)展，并且推動了材料工業(yè)的騰飛，還為化學工程學科的擴展找出新的途徑。國外很多大學都設立了化學工程系，旨在使得材料與化學工程學科相互融合達到更好的發(fā)展方向，而材料化學工程研究的目的就是使得設計和工藝過程相互交融。它具有代表性的建筑材料結構，屬性之間的關系和準備材料的科學問題結構，在這些問題的產生中，材料的處理、微觀物質的機理，等等，這是重要的興趣點是材料化學工程領域發(fā)展的未來。

不僅如此，在這個階段，探索新材料的任務無法等待。無論是工業(yè)領域、建筑領域、醫(yī)療和航天領域，發(fā)現(xiàn)有用的新材料都面臨著巨大的挑戰(zhàn)。我國強調“可持續(xù)發(fā)展”，就是把利用能源開發(fā)、水資源和環(huán)境保護作為社會發(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資源為基礎來實行經濟貿易的，但隨著近期的大力開采，使得資源的缺少的缺點更加突出，給材料化學工程帶來了巨大的挑戰(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造成環(huán)境污染和生態(tài)失衡。

三、結語

無論如何，材料、能源和信息作為人工自然的三大要點，也是現(xiàn)代技術的三顆基石。但是能源的稀缺限制我國的高速的經濟發(fā)展。而材料化學作為解決問題的關鍵之匙，要堅持其良好發(fā)展，為構建環(huán)境友好型提供良好的支撐。并在此基礎下，還需要相關人員具有較高的學科素養(yǎng)，滿足行業(yè)對學科的需求，并且具有些許的遠見性，為我國今后行業(yè)的發(fā)展找出潛力巨大的目標，提高行業(yè)的水平。

參考文獻

[1] 高立新，張俊喜，姚偉峰.《高等材料化學》之課程建設特色探討[J].廣州化工，2017（09）.

[2] 劉祺.材料化學工程的應用及趨勢分析[J].信息記錄材料，2018（09）.