粉末冶金技術(shù)在新能源材料中應(yīng)用分析

李志強(qiáng)

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)、工業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展，能源緊張現(xiàn)象越發(fā)明顯。此背景下，大部分國家均將新能源材料開發(fā)、應(yīng)用作為重要發(fā)展戰(zhàn)略。因此，為推動長期可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)現(xiàn)，本文即針對粉末冶金技術(shù)在新能源材料中的應(yīng)用加以分析，針對粉末冶金技術(shù)概念予以論述，并對粉末冶金技術(shù)在儲氫材料、太陽能及風(fēng)能等新能源材料中的應(yīng)用予以討論。

關(guān)鍵詞：粉末冶金技術(shù);新能源材料;太陽能

現(xiàn)階段新能源開發(fā)現(xiàn)已為必然趨勢，并為順應(yīng)時代發(fā)展的必然需求。而通過將粉末冶金技術(shù)應(yīng)用至新能源制作中，可有效提高新能源制作效率，對化工產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供支持。粉末冶金技術(shù)除具備傳統(tǒng)冶金技術(shù)優(yōu)勢外，也同現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，對現(xiàn)代工作發(fā)展需求予以滿足，同時也為新能源開發(fā)創(chuàng)造良好條件。因此，本文對粉末冶金技術(shù)在新能源材料中的應(yīng)用加以分析。

1 粉末冶金技術(shù)概念

粉末冶金技術(shù)為一類應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)較為豐富的金屬冶煉術(shù)，因冶煉技術(shù)不斷技術(shù)，粉末冶金技術(shù)科技含量隨之大幅提升。現(xiàn)階段所使用的粉末冶金技術(shù)為以原有冶金技術(shù)為基礎(chǔ)，融合熱力學(xué)、CAD設(shè)計(jì)學(xué)及物理學(xué)等科學(xué)技術(shù)，現(xiàn)已成為一種性能顯著的材料冶煉技術(shù)。粉末冶金即為不利用成塊礦材冶煉，而是將各種類粉末混合冶煉，此加工方式同傳統(tǒng)加工方式相比主要具備以下優(yōu)勢：①與傳統(tǒng)冶煉技術(shù)相比，粉末冶金技術(shù)針對冶煉材料選擇并未設(shè)定嚴(yán)格限制，多種類型的礦石及廢舊金屬等均可作為冶煉材料，提高原材料利用率;②性能良好。因粉末自身便具備較強(qiáng)可塑性，并于冶煉過程中均可加入其他類型材料，所以，粉末冶金技術(shù)在成本方面同其他冶煉技術(shù)相比具有一定優(yōu)勢。此外，通過其他類型材料的融合也可提升所制作金屬制品使用性能。

2 粉末冶金技術(shù)在新能源材料中的應(yīng)用

2.1 儲氫材料

氫為一類典型的低碳清潔能源。針對氫能系統(tǒng)而言，儲氫為關(guān)鍵點(diǎn)。通常意義上，儲氫可分為固體儲氫技術(shù)、液態(tài)儲氫技術(shù)、氣體儲氫技術(shù)三種，其中氣體儲氫技術(shù)即為將氫予以壓縮后放置高壓容器中;液態(tài)儲氫技術(shù)即為，將氫氣液化，放置于隔熱容器中;固體儲氫基礎(chǔ)即為，借助化學(xué)手段，或物理手段實(shí)現(xiàn)氫的存儲。上世紀(jì)60年代儲存氫的合金、金屬已被發(fā)現(xiàn)，并被稱作儲氫合金，捕氫能力較強(qiáng)，在一定熱度及壓力條件下，可將氫分子分解為合金中的單個原子。分解完成的氫原子可進(jìn)入“開槽銷”中合金原子間縫隙，通過化學(xué)反應(yīng)生成金屬氫化物。金屬氫化物經(jīng)加熱后可被再次分解，氫原子可結(jié)合為氫分子，此過程中伴隨較為強(qiáng)烈的吸熱效應(yīng)。若不過度考慮儲氫合金金屬原子間間隙，氫儲存能力優(yōu)于氫氣瓶，儲氫合金可將氣缸中氫像海綿一樣予以釋放，同氫氣瓶相比，儲氫合金為一類最為理想且便捷的儲氫方式。

2.2 太陽能

太陽能光電電池在光電太陽能領(lǐng)域?qū)崉t為典型的半導(dǎo)體二極管，利用光伏效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)太陽能-電能的轉(zhuǎn)化。由此可見，太陽能光電電池對太陽光的轉(zhuǎn)化效率現(xiàn)已成為此行業(yè)未來發(fā)展重點(diǎn)。但實(shí)際上需注意的是，今后較長一段時間范圍內(nèi)，世界范圍內(nèi)所生產(chǎn)的太陽能電池均會面臨光電轉(zhuǎn)化率低下的問題，此也為對太陽能應(yīng)用前景形成制約的核心因素。目前，借助將粉末冶金技術(shù)應(yīng)用至太陽能電池制造過程中，光電轉(zhuǎn)換率明顯提升。傳統(tǒng)太陽能電池中，須應(yīng)用厚度為350μm-450μm的硅材料，但此材料的應(yīng)用不僅使得光電轉(zhuǎn)化率降低，且應(yīng)用硅材料自身便為一項(xiàng)嚴(yán)重浪費(fèi)資源行為。此厚度的硅材料應(yīng)用至太陽能電池制造中，除可對光電轉(zhuǎn)化率造成直接影響外，所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益也較低。而借助粉末冶金技術(shù)所制作的多晶硅薄膜則可對上述問題有效解決。粉末冶金技術(shù)除可應(yīng)用至太陽能電池方面，在太陽能熱電技術(shù)中也可得到良好應(yīng)用效果。當(dāng)太陽光照射至物體表面時，熱量將會逐漸散失，因此，可借助太陽能光熱技術(shù)收集散失熱量，利用所收集熱量加熱水，生成水蒸氣，借助相關(guān)設(shè)備展開電力生產(chǎn)，也可在一定程度上提高能源利用率。

2.3 風(fēng)能材料

中國地處季風(fēng)與信風(fēng)氣候帶，具備豐富風(fēng)能資源，且風(fēng)能資源為一類無污染的新能源?？v觀風(fēng)能發(fā)電材料，如風(fēng)電機(jī)組中的永磁釹鐵硼材料及制動片均需利用粉末冶金技術(shù)方可制作。針對風(fēng)力電機(jī)而言，上述兩種材料為保障風(fēng)力發(fā)電可靠性及安全性的主要影響因素，并可對風(fēng)力發(fā)電的最終效率產(chǎn)生影響。風(fēng)能發(fā)電機(jī)中所應(yīng)用的制動片對磨損率、摩擦系數(shù)均具備嚴(yán)格要求，并要求制動片需具備良好力學(xué)性能。針對風(fēng)能發(fā)電機(jī)而言，通過粉末冶金技術(shù)的應(yīng)用可對風(fēng)力發(fā)電穩(wěn)定運(yùn)行予以保障，并適當(dāng)延長使用壽命。針對永磁釹鐵硼材料而言，目前價格較為低廉的稀土永磁材料現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)永磁材料被替代。釹鐵硼燒結(jié)過程中所添加的稀土粉也為經(jīng)粉末冶金技術(shù)制作而成。

3 結(jié)束語

由于粉末冶金技術(shù)具備良好應(yīng)用優(yōu)勢，因此在新能源材料制作、研發(fā)環(huán)節(jié)中得以廣泛應(yīng)用。粉末冶金技術(shù)針對新能源材料而言，具備較強(qiáng)塑造性、創(chuàng)造性，并起到關(guān)鍵性技術(shù)作用。因粉末冶金技術(shù)原理，可幫助新能源開發(fā)出更為高效且經(jīng)濟(jì)性能更佳的新材料。傳統(tǒng)粉末冶金技術(shù)在此過程中得以不斷革新，伴隨著各類新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)的研發(fā)、應(yīng)用，粉末冶金技術(shù)在粉末制備、成形中起到重要作用。

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