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材料化学工程的应用与发展

发布时间:2019-09-11  点击量:
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摘要:现代科学技术迅猛发展,工业等各个领域对于材料技术的使用需求也不断增加。材料化学是近来新兴的一门复合型的科学,包含了关于材料的设计与应用新型化学材料的开发。对我国目前的材料化学工程的应用状况进行简要分析,并分析其未来的发展趋势,希望能够为我国材料化学工程的发展提供理论支持。

关键词:材料化学工程;应用;发展

1材料化学工程的内容

随着经济的发展,工业得到了迅速的发展,随之而来的环境问题也越来越严重。国家在发展经济的同时,坚持实施可持续发展战略,采取了材料化学工程计划。国家将材料化学工程引进到新能源的开发与利用、工业领域的优化中。1987年时我国大学中的化学学科中开设了材料化学课程,浙江大学也随后建立了材料科学与工程学院。生态问题的日益凸显让全国各地的高校纷纷开设了材料化学工程相关方面的课程,以求为国家科学技术发展与环境保护做出贡献。为了更好地实施可持续发展战略,国家科技研究部门积极开发新材料,希望能够建立起完整的材料设计和过程优化的理论与方法,将主要的研究内容设定为新材料的膜过程、吸附过程等。科技的进步使各项材料的功能和作用相互融合,例如将聚合物混凝土、薄膜材料应用在玻璃的制作上。科学研究员通过技术来对新型的化学材料进行性能上的转变与融合,促进其功能的升级。在将新型的化学材料与化学工程进行融合中,可以通过改变产品的结构减少对生态的破坏,降低污染材料的使用。

2材料化学工程的应用

随着科技的进步,化学工程材料获得非常好的发展,最令人瞩目的成绩就是纳米材料、先进陶瓷与新型薄膜材料在现代生活与生产中的应用。

2.1纳米材料的应用

纳米是非常小发的一种尺度单位,而且现代纳米技术在日常生活中的使用非常普遍,它有自身的特性,所以很难被其他的材料所取代。因为对于普通材料来说,如果在尺寸上产生变化,则会影响整体的功能,但是对于纳米材料来说则不用担心这些,它自身具备异于常规固体的性能。对于纳米颗粒来说,它可以充当高效率发热与光电转换的材料,因此其大小和形态对于高效能材料有非常关键影响。对于一般的固体化学材料来说,其大小可以用颗粒度来表示。纳米材料在日常生活中的应用很广泛,比如纳米阻燃剂,纳米电池等,都应用到了纳米技术,而且其存在也获得了社会的认同。

2.2先进陶瓷的应用

根据陶瓷的类别,可以划分为结构陶瓷和功能陶瓷两种。它与金属、高分子材料等一起被称为日常三大固体材料,在生活和生产中是必不可少的。因为其具有硬度高、强度高、耐腐蚀性、抗热性的优势,所以较之其他的固体材料,具有无可比拟的优势。根据历史的发展阶段,陶瓷的研究历程经历了新石器时期、先进陶瓷时期与纳米陶瓷时期。我们的先祖们在几千年前就已经用土来做器具,制作原始陶瓷。受到当时技术的限制,很多陶瓷的制作并不成功。随着时代的发展,人们在新石器陶瓷的基础上发明了先进陶瓷,其工艺和质量都得到了很大的提升。先进陶瓷在材料的选则上十分的丰富,已经抛弃了原始的黏土,而采用化学材料、矿物原料等进行生产,而且它的使用广泛,军事、航空等领域都应用到了先进陶瓷技术。随着科学技术的进步,先进陶瓷的应用前景广阔,将会在安全领域发挥出越来越关键的作用。

2.3新型薄膜材料的应用

在工业中将新型薄膜材料划分成磁性薄膜、金刚石薄膜和纳米复合技术薄膜等。对于这种化学材料来说,它在技术和性能上的要求非常高,必须要应用到高新技术。与结构材料有所不同的是,它主要是应用在电子、通讯等行业,在促进我国航空航天事业与国防安全方面发挥着重要的作用。目前我国正在努力开发新的化学材料,希望能够挖掘到更多的使用环保的新型化学材料,来减少我国的环境污染与资源浪费。

3材料化学工程的未来发展

根据国家的发展形势,对于新型材料的开发已经到了紧要关头。国家努力构建环保型社会,将绿色发展的观念贯穿到我们生活的各个方面,号召节约资源、保护环境,那么对于材料上的应用则是必不可少的。国家的经济发展已经居于世界前列,那么环境保护必将成为未来的重点问题,要解决能源浪费等问题,新型的化学材料的应用是必须的。目前大多企业因为社会需要,加大了对资源的大规模开发,导致资源短缺,这是对化学材料工程的巨大难题。提高资料利用率与回收使用率是材料工程研究者的主要研究任务。在工业的生产中,会释放大量的有害气体和废水,造成严重的环境问题,所以,化学材料的无毒无害等要求成为了化学材料在开发与应用时所必须考虑的问题。

4结语

科技的进步使材料化学工程可以与其他学科进行交叉发展,为其研究发展带来了很多的可能,因此也增加了很多的问题。但是,生态环境的破坏、环境的污染正在干扰着人们的生产和生活,威胁着人类的生存空间。材料化学的未来发展将会受到资源因素与环境因素的影响。开发出有利于环境保护、生态安全的新型化学材料成了化学材料工程研究的主要问题,也成了整个社会进步的需求。

作者:方玉诚 单位:池州学院

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