探討粉末冶金技術在新能源材料中應用

寇充滿 佘勃強

西部寶德科技股份有限公司 陜西西安 710201

從時代發(fā)展來看，新能源開發(fā)已經成是大勢所趨，積極順應了時代發(fā)展的需求，而借助粉末冶金技術能夠提高新能源材料的工作效率，進一步促進新能源產業(yè)的持續(xù)發(fā)展。粉末冶金技術不僅吸收了傳統(tǒng)冶金技術的優(yōu)勢，而且整合了現代科學技術及工藝，為新能源的開發(fā)奠定了扎實的基礎。

1 粉末冶金技術相關內容概述

1.1 技術原理

相比于傳統(tǒng)冶金技術，粉末冶金技術在應用過程中，其技術原理：將準備制原料進行粉碎，隨后經過成分調整及成型處理后，再進行冶煉提純，粉末狀礦石在冶煉過程中接觸面積會大幅增加，進而提高了冶煉速度。提煉率從傳統(tǒng)冶煉技術70%-80% 提高到90% 以上。在礦石粉末中可以加入部分材料合金粉末，這樣不但大幅度提升了資源利用效率，降低了礦石污染程度，還可以有目的地提高產品的材料性能，拓寬應用領域。粉末冶金技術可以制作外形復雜的零件，并且能夠承擔一些需求高、精密復雜、難度較大的制作，能解決材料硬、難切割的材料問題，除此之外，它還具備高穩(wěn)定性、低成本的優(yōu)勢。

1.2 工藝特點

相比以往的冶金技術，粉末冶金技術具備了非常強的理化特性，經過該技術處理后得到的材料，可以用于齒輪、刀具、凸輪、軸承等產品的制作，并且其綜合性能要高于傳統(tǒng)冶金技術制作的產品。該情況出現的主要原因在于該技術的應用，能夠得到致密或者半致密原材料，初始性能要高于傳統(tǒng)材料，加上多孔的特征，便于后續(xù)的切割操作。另外，工藝在應用期間，可以得到密度均勻的材料，這也為產品質量的提升提供了便利條件。

1.3 技術優(yōu)勢

隨著開采和生產技術的不斷提升完善，涌現出了許多新型材料，如永磁材料、耐腐蝕不銹鋼、耐溫材料等。而這些新型材料都具有均勻的質地密度，而粉末冶金技術便具備這個特點，滿足了基礎的應用需求。應用該技術具備了較強的兼容性，能夠與其他的技術結合使用，在充分發(fā)揮不同技術應用優(yōu)勢之后，提高了產品質量。另外，技術在應用中，還具備了較強的經濟效益，可以在確保產品質量的基礎上，利用較低的生產成本來完成生產任務，在超高級別性能材料（如功能陶瓷、多孔生物材料等）的制作中，有著非常良好的應用。

2 粉末冶金技術在新能源材料中的具體應用

2.1 太陽能材料

在能源緊缺程度不斷加深的情況下，越來越多地新能源應用到了產品生產當中，太陽能便是其中的一種新能源，而太陽能電池板則是進行太陽能轉化的主要場所。利用粉末冶金技術提純制作而成的多晶硅薄膜相比于傳統(tǒng)的硅電池板，其密度更高、性能也更加穩(wěn)定，而且在太陽輻射的照射下，具備了較強的吸收能力，可以將散失的熱量重新匯聚到太陽板上，而且在前期材料制作過程中，也會將一些較強光能的原材料融入到基板當中，這樣可以進一步提升太陽板對于光熱的吸收能力，搭配著新的光熱轉換技術，能夠改善太陽能轉換效率，提高綜合經濟效益。利用該技術可以進一步提純硅材料得到高純晶硅材料，這種新型高端性能材料可以廣泛應用于軍工、國防、通訊等領域。

2.2 風能材料

從整體的氣候分布情況來看，我國主要以季風類氣候為主，對此在新能源利用中，也可以將風能補充到其中。風能發(fā)電是借助風力帶動風機轉動產生機械能，機械能帶動發(fā)電機轉動產生電能。對此在對風機結構進行制作時，需要確保材料的耐腐性、耐磨性和優(yōu)良的力學性質。借助粉末冶金技術對其機械配件制作時，可以制備綜合性能良好的永磁釹鐵硼和銅基粉末制動片，此類材料具備較強的導熱性，而且構件間的摩擦較小，在風力較小時，依舊可以正常的轉動，這樣也提升了設備功能狀態(tài)的穩(wěn)定性，延長了結構的使用壽命。

2.3 儲氫材料

在清潔燃料方面，氫氣屬于代表性的清潔能源，在對氫氣能源進行利用時，氫氣的儲備非常重要。在氫氣存儲中，經常使用到的方法包括壓縮氫存儲、液化氫氣存儲和固體儲氫三種方法，而粉末冶金技術在此過程中，主要的作用便是輔助儲氫合金的制作，此類合金能夠在特定溫度和壓力下具備較強的捕捉能力，而氫氣也會在此環(huán)境下分解為氫原子進行存儲，在需要使用該資源時，可以對這些金屬合金材料進行加熱，在溫度作用下便會重新合成氫氣，作為燃料進行使用[1]。

2.4 鋰離子電池材料

相較于傳統(tǒng)的石墨電池，鋰離子電池具備使用壽命長、清潔無污染的性能。在鋰離子負極材料的選擇中，目前主要使用的是性能穩(wěn)定性強、電能傳輸倍率高的錫基合金材料，搭配著納米Sn 基合金—碳復合材料共同組成。而粉末冶金技術在此過程中，主要的作用輔助材料的制作，借助密度較大、多孔的材料，能夠更好地提升系統(tǒng)運行過程的穩(wěn)定性，并且此生產過程降低低成本，有利于材料生產規(guī)?；l(fā)展。除此之外，還需要考慮材料本身的安全性，這也是增加鋰電池生產規(guī)模的關鍵，而在粉末冶金技術的應用下，為其提供了有利的應用條件，也是后續(xù)發(fā)展中需注意的內容之一[2]。

2.5 燃料電池材料

與鋰離子電池相類似，燃料電池也是目前很多產品中使用到的新能源材料之一，該材料具備運行功率高、清潔無污染的性能。在燃料電池材料的選擇中，目前主要使用的是性能穩(wěn)定性強、電能傳輸倍率高的合金材料。而粉末冶金技術在此過程中，主要的作用便是輔助材料的制作，借助密度較大、多孔的材料，能夠更好地提升系統(tǒng)運行過程的穩(wěn)定性，同時也會借助該技術來完成密封構件的制作，從而提高材料應用過程的安全性。除此之外，此生產過程也具備了低成本的特點，有利于材料生產開始沿著規(guī)?；姆较蛲七M[3]。

3 結語

綜上所述，在新能源材料生產過程中，粉末冶金技術具有較強的創(chuàng)造性與塑造性，發(fā)揮著關鍵性技術作用。將粉末冶金技術應用到新能源材料生產開發(fā)當中，一方面，可以提升新能源材料的生產效率，另一方面，對于新技術設備研發(fā)能夠提供必要的數據支持，從而提高數據信息的應用價值。