淺析粉末冶金技術(shù)在新能源材料中的應(yīng)用

黃守義

（昆明工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650302）

經(jīng)濟(jì)水平的提高和工業(yè)化的發(fā)展促使了傳統(tǒng)工業(yè)的轉(zhuǎn)型，同時(shí)為了推廣可持續(xù)發(fā)展的理念，落實(shí)環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約的發(fā)展政策，新能源材料逐漸受到人們的推崇。粉末冶金技術(shù)在新能源材料中的應(yīng)用，是新型的現(xiàn)代高新技術(shù)與可持續(xù)再生能源的有效結(jié)合，以此成為新時(shí)代的新型發(fā)展模式的趨勢(shì)，而備受各國(guó)各個(gè)領(lǐng)域的推崇和廣泛使用。

1 粉末冶金技術(shù)的發(fā)展

1.1 從前的粉末冶金材料

人們對(duì)粉末冶金材料的使用最早可追溯到遠(yuǎn)古時(shí)期，早期并不存在熔化后的金屬用于加工制作工藝，因此最早制作鐵利用的是天然的粉末冶金材料，通過燒制原始材料來制造傳統(tǒng)的生產(chǎn)工具。19世紀(jì)中期，熔鑄法發(fā)明出來后，人們不再使用粉末冶金方法來應(yīng)用于金屬領(lǐng)域，直到第二次工業(yè)革命的發(fā)展使得電力產(chǎn)生之后，粉末冶金技術(shù)才又再一次回歸人們的視野，因?yàn)榉勰┮苯鸺夹g(shù)是唯一可以制作出生產(chǎn)電力資源的某種所需材料的技術(shù)，因此在這一時(shí)期粉末冶金技術(shù)又開始得到重用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和領(lǐng)域的增多，粉末冶金技術(shù)也可以應(yīng)用于各種新興領(lǐng)域，從而不斷得到了發(fā)展。

1.2 當(dāng)前的粉末冶金材料

現(xiàn)代化的提高和工業(yè)革命的推動(dòng)使得傳統(tǒng)的粉末冶金技術(shù)重回人們的視野，改善了以往的缺陷和不足，從而加入了新興的科技發(fā)展方法，從而構(gòu)成了以粉末冶金材料為主的新興技術(shù)的產(chǎn)生。原先的熔鑄法和冶金法限制了人們對(duì)于制造材料的挑選，制作材料的采集難度降低、種類得到擴(kuò)大，從而節(jié)省了生產(chǎn)成本、提高了制作材料的利用率，并且相較于原先的原始方法制作出的工具被得到了優(yōu)化。原先的熔鑄法和冶金法下的原材料并沒有得到充分利用，對(duì)于能源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染較為嚴(yán)重，這不利于經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前，新能源材料逐漸被開發(fā)出來，技術(shù)發(fā)展也到了一個(gè)新的階段，粉末冶金被擴(kuò)大發(fā)展為一款放電等離子燒結(jié)技術(shù)，從而使得生產(chǎn)效率更高、原材料得到更加充分的利用，更多的制造材料也被制作出來，落實(shí)了可持續(xù)發(fā)展的綠色生態(tài)理念[1]。

2 粉末冶金技術(shù)的特點(diǎn)

發(fā)展歷史悠久的粉末冶金技術(shù)，因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和新能源材料的大力開發(fā)而又重新回歸人們視野，從而不斷得到革新和發(fā)展。粉末冶金技術(shù)改善了原始的制造工藝對(duì)于能源不充分利用、造成了環(huán)境污染和能源浪費(fèi)的現(xiàn)象，并以傳統(tǒng)制作工藝作為發(fā)展基礎(chǔ)，融入了新興科學(xué)技術(shù)和新興發(fā)展理念，因而被應(yīng)用到直接關(guān)系到能源開發(fā)利用的新能源技術(shù)當(dāng)中，從而備受推崇。利用粉末冶金技術(shù)我們對(duì)于制作原料的利用率可以大大提高，因此，粉末冶金技術(shù)被應(yīng)用到各種生產(chǎn)領(lǐng)域已經(jīng)成為一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。

3 粉末冶金技術(shù)在新能源材料中的應(yīng)用

3.1 粉末冶金技術(shù)在太陽能領(lǐng)域的應(yīng)用

在新能源材料的開采中，人們多關(guān)注于開采難度小，而且隨處可見的綠色天然可循環(huán)的材料，太陽能能源滿足了這一要求，隨處可見，并且并不擔(dān)心造成能源的浪費(fèi)和污染，從而備受生產(chǎn)領(lǐng)域的推崇。然而，就現(xiàn)在的太陽能能源開采和利用來說光電轉(zhuǎn)化率不高始終影響了太陽能能源得到有效利用。原先技術(shù)下生產(chǎn)的太陽能電池消耗大量不可再生能源，并且使用數(shù)量更多，粉末冶金技術(shù)改善了這一點(diǎn)，并通過改善光電轉(zhuǎn)化率來增加太陽能能源的收集和利用，從而制作出來一種名為多晶硅薄膜的新型材料，來降低對(duì)于太陽能能源的采集難度，提高了對(duì)太陽能能源的利用率，發(fā)展了傳統(tǒng)工藝技術(shù)[2]。

3.2 粉末冶金技術(shù)在鋰離子電池材料之中的應(yīng)用

近年來，鋰離子電池因?yàn)槟芰棵芏却?、質(zhì)量?jī)?yōu)良、高電壓種種優(yōu)勢(shì)而受到人們的推崇，高性價(jià)比的特點(diǎn)又使得其在各個(gè)領(lǐng)域譬如智能手機(jī)、智能家具、手提電腦等領(lǐng)域被得到了廣泛使用，國(guó)家對(duì)于目前發(fā)展性能最好的鋰離子電池，稱作其為對(duì)當(dāng)今社會(huì)和各個(gè)領(lǐng)域影響較大的新型能源材料。并且，鋰電子電池有著越來越優(yōu)化的發(fā)展方向，現(xiàn)在逐漸被新興技術(shù)人員融入了新興技術(shù)從而取得了更大的進(jìn)展。粉末冶金技術(shù)和能源開發(fā)、開發(fā)新型電解質(zhì)等等都息息相關(guān)。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，粉末冶金技術(shù)應(yīng)用于鋰電子電池材料中，可以大大提升電池的有效性能和使用時(shí)間，人們?cè)谛履茉醇夹g(shù)的開發(fā)利用會(huì)對(duì)利用粉末冶金技術(shù)制作出來的超微粉體產(chǎn)生極大的影響。技術(shù)人員通過不斷的試驗(yàn)和測(cè)點(diǎn)，使得錫基合金材料等鋰離子電池負(fù)極材料被發(fā)現(xiàn)，這些材料因?yàn)榉勰┮苯鸺夹g(shù)被研制出來，自身具備利用率高，并且更加綠色生態(tài)，從而得到了更大規(guī)模地開發(fā)使用，促進(jìn)了鋰電子電池工藝的發(fā)展，也落實(shí)了可持續(xù)發(fā)展，帶來了新興領(lǐng)域的革新。

3.3 粉末冶金技術(shù)在風(fēng)能材料中的應(yīng)用

在新型能源的開發(fā)中，風(fēng)能能源同樣以其是可持續(xù)發(fā)展的綠色能源優(yōu)勢(shì)而得到了人們的開發(fā)和使用。天然型的能源開發(fā)一般不會(huì)涉及到其他材料的使用，并且采取難度低，而且對(duì)于環(huán)境的污染量小、能源浪費(fèi)率低，因此在當(dāng)前的各個(gè)領(lǐng)域中，風(fēng)能的使用率被得到很大提高。對(duì)于摩擦力度這一特點(diǎn)作高要求的現(xiàn)代型風(fēng)能發(fā)電技術(shù)，在這一點(diǎn)上利用粉末冶金技術(shù)可以有效地達(dá)成。另外，利用粉末冶金技術(shù)制作出來的這兩種材料，并不會(huì)受到外界條件的影響，也能使得風(fēng)能發(fā)電的過程中可持續(xù)地進(jìn)行，而且風(fēng)力發(fā)電機(jī)的使用期限得到很大程度地延長(zhǎng)。

3.4 粉末冶金技術(shù)在儲(chǔ)氫材料之中的應(yīng)用

傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中，多使用污染量大、不可持續(xù)使用的礦石類能源，對(duì)于環(huán)境造成的傷害大，并且造成的能源浪費(fèi)問題嚴(yán)重，這不符合現(xiàn)下所推崇的可持續(xù)生產(chǎn)。因此可持續(xù)利用、易于開采的綠色天然材料被各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的人們不斷推崇和利用，氫能源滿足了這一特征。對(duì)于能源的存儲(chǔ)是這一新型能源開放利用中的一大重點(diǎn)，固體儲(chǔ)氫是利用率高并且危害小的一種存儲(chǔ)方法，利用粉末冶金技術(shù)和壓力、熱力作用結(jié)合，氫氣被附著在金屬晶格中，提高了能源開采和使用的安全性能[3]。

3.5 粉末冶金技術(shù)在燃料電池材料中的應(yīng)用

制作電池正極材料的標(biāo)準(zhǔn)有利于燃料發(fā)生氧化反應(yīng)。制作電池正極要有一定量的電子電導(dǎo)率，來有效縮減電阻。電催化劑的功能使用，經(jīng)歷氧離子材料和燃料的化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的這一過程對(duì)于高催化性能作出了要求，通過這一環(huán)節(jié)燃料材料和氧離子材料發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生了電能。另外電池正極材料還得滿足在不同溫度環(huán)境下也能使得化學(xué)反應(yīng)過程保持不變。各個(gè)物質(zhì)之間保持不變，從而使得表層的形狀完好，來降低和另外元之間的電阻接觸概率。接觸界面的穩(wěn)定很大程度是取決于熱膨脹系數(shù)之間是否適合，并且SOFC（固體氧化物燃料電池）的化學(xué)反應(yīng)中要利用到耐化學(xué)腐蝕性。在開發(fā)使用這一新型材料時(shí)，不僅要滿足這些條件，另外還需利用到電磁材料的循環(huán)實(shí)用性和高效率種種特點(diǎn)。然而，能夠達(dá)到以上要求的材料并不多。而半金屬元素組成的非晶金屬材料，不同于其它軟磁材料，而且這種新型能源要在粉末冶金技術(shù)的使用下才能開采和使用，通過粉末冶金技術(shù)其它的軟磁材料也得到了有效利用，因此促進(jìn)了新型能源的開發(fā)和新領(lǐng)域的開拓。因此，將粉末冶金技術(shù)在燃料電磁材料的使用和開發(fā)中尤為重要，可以不用通過多余的步驟導(dǎo)致電能的有效轉(zhuǎn)化，并且還能有效保證燃料電磁材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)過程中的不變性，而且縮減了能源開發(fā)利用的成本問題。

4 粉末冶金技術(shù)在新能源材料中的應(yīng)用意義

現(xiàn)代社會(huì)的進(jìn)步使得科學(xué)技術(shù)成為了各國(guó)之間競(jìng)爭(zhēng)較量的有效依據(jù)，然而當(dāng)今的發(fā)展重點(diǎn)不僅要快速提高發(fā)展科學(xué)發(fā)展水平，也要保證生產(chǎn)的可持續(xù)性。新能源的開發(fā)尤為重要，且備受人們推崇和應(yīng)用，在新能源中相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用也尤為重要，粉末冶金技術(shù)因改善了傳統(tǒng)能源開發(fā)和使用過程中的缺陷和不足具有猛進(jìn)發(fā)展的勢(shì)頭。粉末冶金技術(shù)發(fā)展源頭追溯于遠(yuǎn)古時(shí)代，而今科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和新能源技術(shù)的快速發(fā)展又使得其重新回歸人們視野，并且不斷得到革新和發(fā)展。粉末冶金技術(shù)現(xiàn)在也不斷被應(yīng)用到不同領(lǐng)域的工業(yè)生產(chǎn)中，雖然新興能源的開采可以有效降低能源的浪費(fèi)程度、更有效地保護(hù)環(huán)境，從而有利于可持續(xù)發(fā)展，但是在實(shí)際的應(yīng)用時(shí)仍具備著很多缺陷和不足，然而，在新能源材料中有效應(yīng)用粉末冶金技術(shù)之后，能源開采的安全度提高、有效利用率和不同新型能源之間的轉(zhuǎn)化程度也被有效提升，所以目前成為新能源材料開采和使用時(shí)最熱門的技術(shù)。

原始的制造工藝對(duì)于能源不充分利用、造成了環(huán)境污染和能源浪費(fèi)的現(xiàn)象，粉末冶金技術(shù)有效改善了這一現(xiàn)象，而且粉末冶金技術(shù)可以在太陽能領(lǐng)域之中、鋰離子電池材料之中、在風(fēng)能材料之中、在儲(chǔ)氫材料之中等新型能源材料中都能得到有效、有針對(duì)性的應(yīng)用，從而提高不同能源之間的轉(zhuǎn)化率、減少了能源浪費(fèi)，降低了能源開采和利用的難度，提高了相關(guān)機(jī)械設(shè)備的安全性能。

5 結(jié)束語

粉末冶金技術(shù)應(yīng)用于不同的新型能源的開采和使用中，帶動(dòng)了不同工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的有效運(yùn)作，并且因?yàn)槠渚哂邪踩阅芨?、可以大量制作的?yōu)勢(shì)，使得其受到各個(gè)領(lǐng)域?qū)I(yè)人員的有效應(yīng)用和推崇。同時(shí)，將粉末冶金技術(shù)應(yīng)用于新型能源材料中，符合我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展理念，成為一種發(fā)展的必然趨勢(shì)，并且具備巨大潛力和進(jìn)步空間。我們相信在以后的科技發(fā)展過程中，粉末冶金技術(shù)能夠得到不斷革新，以在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，從而有效提升我國(guó)的綜合國(guó)力。