材料化學(xué)工程的應用及發(fā)展趨勢的研究的論文

　　城市化進(jìn)程的推動(dòng)下，自然環(huán)境正在不斷的惡化。由于我國的工業(yè)化趨勢給環(huán)境造成了嚴重的負擔，因此國內對環(huán)境保護非常重視，在黨和國家的領(lǐng)導下，通過(guò)制定相關(guān)的法律法規來(lái)最大限度的實(shí)現節能減排，這也是國家為實(shí)現可持續發(fā)展的重要戰略。在過(guò)去的工業(yè)化進(jìn)程中，經(jīng)濟效益的快速增長(cháng)往往是以能源破壞的代價(jià)而取得的，這也導致了國內多種能源資源的枯竭。如何運用先進(jìn)環(huán)保的材料來(lái)應對日益增長(cháng)的社會(huì )生產(chǎn)的需求，是目前國家發(fā)展中需要重點(diǎn)解決和突破的問(wèn)題【1】。材料化學(xué)工程的應用便是實(shí)現這一目標的重要內容，它可以有效的提高能源的利用率，盡可能的減少污染排放的體量，并且幫助提高國家的綜合邊防能力。材料化學(xué)工程的應用關(guān)系到新型能源的開(kāi)發(fā)，肩負著(zhù)能源開(kāi)發(fā)的重要任務(wù)。因此，筆者通過(guò)對材料化學(xué)工程的應用現狀做深入的分析，并闡述其可能的存在的問(wèn)題，盡可能的為其未來(lái)的發(fā)展提供切實(shí)可行的建議。

　　1.材料化學(xué)工程的應用現狀

　　1.1納米材料、新型薄膜材料以及先進(jìn)陶瓷

　　1.1.1納米材料

　　納米材料的應用有著(zhù)起著(zhù)非常關(guān)鍵的作用。首先，納米是一種微量的單位，幾乎很少有其他種類(lèi)的材料能夠代替其特性來(lái)發(fā)揮作用。對于納米材料的分析可以從其粉體的粒徑、超導態(tài)的長(cháng)度等物理方面的特性進(jìn)行細分，包括其化學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、磁學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)等方面的特殊性。在實(shí)際的使用中，納米材料可以被當做光電以及光熱的轉換材料，比如在紅外感元件等方面的應用上。納米技術(shù)的廣泛性使其可以有效的應用到多個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，比如利用納米材料來(lái)制作納米氧化鋅聚丙烯纖維的抗菌性，這種效用在相關(guān)行業(yè)內被廣泛的采納和接受。

　　1.1.2先進(jìn)陶瓷

　　在先進(jìn)陶瓷的材料中，根據其使用性能上的差異將這種類(lèi)型的原料細分成結構和功能陶瓷兩種種類(lèi)。

　　首先，從結構陶瓷進(jìn)行分析。結構陶瓷的主要優(yōu)勢是這種陶瓷具有較為強勁的機械力并且在熱能、化學(xué)反應等方面都發(fā)揮著(zhù)積極的作用，它的高強度、高硬度、耐高溫、耐高壓、抗腐蝕等多種作用讓其在材料化學(xué)工程領(lǐng)域中的應用得到了發(fā)揮，相對于其他的合金或者聚合物產(chǎn)品，這種材料也更具優(yōu)勢。我們都知道，防彈玻璃有極強的硬度和強度，并且也廣泛的應用到生產(chǎn)領(lǐng)域中。事實(shí)上，防彈玻璃的材料是由氧化鋁和氧化鎂進(jìn)行混合而制成的，這種玻璃的強度使其在1800℃下依然能夠保持其原型而不會(huì )被融化。一般類(lèi)似這種高強度并且耐磨損的結構陶瓷大多會(huì )被應用到軸承制作以及燃燒室等。對于一些高強度和韌性的材料也可以被運用到氧化鋯材料。氧化鋯材料的使用可以讓材料不會(huì )生銹，也不會(huì )產(chǎn)生導電現象。另外，生物陶瓷也是結構陶瓷種類(lèi)中的一種，它在使用上表現的效能與納米材料相仿。而且它與人體組織的親和性較高，因此在人體的修復治療方面也得到了廣泛的應用。

　　另外，功能陶瓷的應用也較為廣泛。比如在信息技術(shù)和計算機技術(shù)的領(lǐng)域中大多會(huì )采用到這種材料。并且在軍事領(lǐng)域中壓電陶瓷也占據著(zhù)重要的位置。壓電陶瓷具有較強大的性能，如果深入分析其晶體結構，我們會(huì )發(fā)現其內部并沒(méi)有對稱(chēng)的中心，幾乎每個(gè)方面都會(huì )施加壓力，然后在一定的方向中產(chǎn)生極化反應，與此同時(shí)，還會(huì )出現電位差的現象。如果在特定的方向中施加電場(chǎng)，那么這種晶體的形狀便會(huì )發(fā)生改變或者位移。在實(shí)際的應用中，我們原子彈發(fā)射時(shí)所使用的起爆器便是由于壓電陶瓷的應用而形成的。除此之外，我們日常較為常用的還有敏感陶瓷，敏感陶瓷主要包括熱敏、濕敏等，這種敏感型的陶瓷主要是有金屬氧化物中的多晶體而組成，其導電性能強，可以對周遭的環(huán)境產(chǎn)生不同程度的影響，并且能夠快速敏感的感受到其變化，并做出應激反應【3】。這些陶瓷都有其自身的特性，并且也被應用與多個(gè)領(lǐng)域，比如在節能環(huán)保以及安全防護等方面都發(fā)揮著(zhù)積極的效用。

　　1.2新型薄膜材料

　　根據薄膜材料運用的類(lèi)型差異，我們可以將這種形式的材料細分成磁性薄膜、納米負荷薄膜等材料。目前，隨著(zhù)研究的不斷深入，超晶格薄膜中，半導體的超晶格材料的種類(lèi)在被不斷的豐富和擴展，從過(guò)去的砷化鎵再到鎵化鋁，再到后來(lái)的銦砷、銦鎵砷等，這些材料都被統一納入到新一代的硅材料中。隨著(zhù)制作工藝的進(jìn)步，這種材料可以與硅的加工工藝進(jìn)行融合，將其應用到實(shí)際的社會(huì )生產(chǎn)過(guò)程中去。對于一些目前常見(jiàn)的高科技器件、激光器等設備中，正是采用了超晶格薄膜而形成與建設的。另外，他也在雷達和空間技術(shù)領(lǐng)域的建設過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)重要的作用。

　　在國內的材料化學(xué)工程領(lǐng)域，應用較為廣泛的則是國家重點(diǎn)實(shí)驗室的成立。面向全國范圍內，在南京工業(yè)大學(xué)的研究基礎上，不斷探索新的領(lǐng)域適應國內外在學(xué)術(shù)領(lǐng)域上的需求。這種實(shí)驗室的建立可以幫助形成高水平研究的材料工程實(shí)驗，并且通過(guò)實(shí)驗的深入實(shí)踐，不僅可以鍛煉研究者本身的實(shí)驗水平，可以培養相關(guān)的新型人才，一代一代的技術(shù)上的傳承也是材料化學(xué)工程得以進(jìn)一步優(yōu)化的重要基礎。在材料化學(xué)工程相關(guān)領(lǐng)域的指導下，了解學(xué)術(shù)研究的重要手段，為國內的能源資源匱乏探索可能的解決方案，突破在資源環(huán)境中遇到的難點(diǎn)，將化學(xué)工程與材料相互的融合，形成兩項領(lǐng)域交叉引用的平臺，達到信息資源整合的目的，這也是未來(lái)材料化學(xué)工程得以發(fā)展的重要前提。

　　2.材料化學(xué)工程的發(fā)展前景

　　材料化學(xué)是材料科學(xué)中重點(diǎn)關(guān)注的內容，隨著(zhù)新材料以及合成材料的深入應用和研究，這些材料的應用也得到了較為廣泛的普及，并且在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)其特有的優(yōu)勢。因此，從未來(lái)的發(fā)展前景來(lái)看，材料化學(xué)工程的應用還有很大的拓展空間，并且對于社會(huì )的穩步發(fā)展也有著(zhù)廣闊的前進(jìn)，特別是那些運用原子和分子的新材料設計方式，給未來(lái)的材料化學(xué)工程領(lǐng)域的發(fā)展提供了一項新的思路。

　　材料化學(xué)工程可以被應用于多個(gè)領(lǐng)域，包括能源資源和軍事工業(yè)等領(lǐng)域�？梢哉f(shuō)，材料科技的發(fā)展為這類(lèi)領(lǐng)域做出了極大的貢獻。要想促進(jìn)國家的綜合國力，必然要在能源發(fā)展、環(huán)境保護等方面采取有效的措施，解決這些阻礙經(jīng)濟發(fā)展的重點(diǎn)因素，才能夠幫助國家突破瓶頸。材料化學(xué)工程在能源資源等方面發(fā)揮著(zhù)重要的作用，因此國家的發(fā)展必然離不開(kāi)材料化學(xué)工程的進(jìn)步。比如，基于膜材料發(fā)展的分離技術(shù)，可以利用壓力差等動(dòng)力來(lái)實(shí)現分離技術(shù)的功能。因此，在節能環(huán)保方面，材料化學(xué)工程占據著(zhù)關(guān)鍵的地位，在未來(lái)的發(fā)展中必然有廣闊的前進(jìn)【4】。

　　3.結語(yǔ)

　　綜上所述，雖然我國幅員遼闊，但是能源資源方面的匱乏一直困擾著(zhù)我國的經(jīng)濟發(fā)展，嚴重阻礙了國內工業(yè)結構的轉型。而材料化學(xué)工程的應用可以有效的提高資源的利用率，在節能環(huán)保觀(guān)念的指導下，為環(huán)境友好型社會(huì )的形成奠定了一定的基礎。另外，材料化學(xué)工程也可以對國家的國防實(shí)力產(chǎn)生影響。因此，材料化學(xué)有較大的應用范圍，國家必須對這項學(xué)科引起重視，充分發(fā)揮其潛在的價(jià)值，進(jìn)而推動(dòng)國民經(jīng)濟的發(fā)展。

　　參考文獻：

　　[1]張帥. 材料化學(xué)工程的應用及發(fā)展趨勢研究[J]. 山東工業(yè)技術(shù)，2017，06：28.

　　[2]李宛諭，楊恒. 關(guān)于土木工程材料的應用及發(fā)展趨勢分析[J]. 科技展望，2016，32：32.

　　[3]朱育丹，陸小華，郭曉靜，呂玲紅. 材料化學(xué)工程科學(xué)內涵及方法初探：從介觀(guān)尺度界面流體行為出發(fā)認知材料[J]. 化工學(xué)報，2013，01：148-154.

　　[4]張輝. 工程土工合成材料的應用現狀與發(fā)展趨勢[J]. 交通世界（建養.機械），2013，08：80-82.

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