材料化学工程的应用及发展趋势研究

材料化学工程的应用及发展趋势研究

范立佳

130229198209075839，天津300000

摘要：随着环境的日益恶化，我国重视生态环境的建设，提出科学发展观指导方针。实现节能减排，这是我国发展规划的重点要求。材料化学工程在我国社会经济发展中承担着日益重要的作用，其在能源发展以及国防实力构建上发挥着重要的作用。有利于提高能源的利用效率，增强我国的国防实力。因此，对材料化学工程的应用以及材料化学工程的发展趋势进行研究具有重要的现实意义。为充分发挥材料化学工程的价值提供合理的参考意见。

关键词：材料化学工程；应用；发展趋势

引言

在我国社会经济的持续发展进程中，环境方面出现的问题不容忽视，当前，我国非常重视对生态环境的建设和保护，并且推行节能减排政策，但我国重工业在开展生产时，所消耗的能源依然比较多，若工业生产排放的废弃物、有害气体等污染物未能得到有效处理，将会严重影响生态环境的保护工作，最终反噬社会发展，无法提升人们的生活水平。

1材料化学工程基本内容及方法论

社会的进步和科技的飞速发展，也影响着我们的生活，而我国也为了可持续发展，正在积极开发新材料，研究的对象主要是膜过程、吸附过程、催化过程等以新材料为基础的单元，主要目标就是建立面向应用过程的材料设计与过程优化的理论及方法。通过利用材料的特征与反应过程的特性来解决出现的关键问题，这个问题也是材料化学工程研究的内容之一。目前，材料化学涉及的范围很广，种类也非常的多，形态各异。随着科学发展，之前各种相对独立的材料，已经相互结合，融合得非常密切，比如聚合物混凝土、薄膜材料在玻璃加工上的应用等等。化工材料主要分为：金属功能材料、无机非金属材料、高分子材料、非晶钛合金材料和纳米材料等等。科研人员通过对制备工艺的微结构以及性能研究，达到对新型材料的制备和相互转变。通俗上来讲，就是运用化工理论来制作材料和用掉材料。在新型材料与化学工程相结合的过程中，通过观察条件对产品的结构进行调整，来降低资源消耗和环境污染问题。根据材料作用可分为：结构材料、功能材料；根据材料的质地可分为：金属功能材料、无机非金属材料、有机功能材料、复合材料。

2材料化学工程的具体应用

2.1纳米材料的应用

纳米材料发展也有一段时间了，其有着特有作用。普通材料不能同纳米材料做比较，更不能代替它用来制作产品。在产品的制作中，如果材料尺寸改变，那么产品的结构和整体也随之有改变，但如果使用了纳米材料，则不会出现这种情况，因为其自身具有的固体特性是常规材料无法比拟的。纳米材料常常被用作广电转换和高效发热的材料，主要原因在于其特有的结构以及晶体材料特性，而其性能的特点主要决定因素就是形态和颗粒大小。纳米塑料、纳米技术为基础的电池、纳米阻燃剂，这些都得到了社会的认可，同时也在逐渐推广。纳米材料也常常用到红外感应元件中，还有一些隐身技术中也会有使用。

2.2新型的薄膜材料

对于新型的薄膜材料通常会依照使用类型将其划分为不同的种类，纳米负荷薄膜材料、金刚石薄膜材料、磁性薄膜材料。这些材料表现出来的优势在于其有着光、热、磁、电等方面的特性，并在一定作用之下，发挥出一些特殊的功能。新型的薄膜材料在质量和性能上，有着更高的要求，制作过程中使用更加先进的技术，在流程上更加严格。新型的薄膜材料同结构材料存在很多不同非地方，该种材料通常被应用在了自动控制及时、电子、能源、通讯、交通等产业上，促进着我国国防技术和航天航空技术地发展。我国在这种材料的研究上，同样投入了很多力量，想要开发出更多先进的节能薄膜材料，进而为我国解决环境污染问题和资源浪费问题奠定一定的基础。当前就有一种很好的薄膜材料，其被称之为超晶格薄膜，对于其的发展可以这样描述，当前环境背景下，出现了很多半导体超晶格材料，不再局限于原有的镓化铝、砷化镓，研究出了铟镓砷、铟铝砷、镓锑、铟砷、锑锡碲、锑铁，这些都是一些新型的硅材料。这些材料经过先进的硅工艺，发挥出了更多作用在生产的很多方面。其用途相当广泛，比如制作一些高科技的器件都能应用，像高效激光器、高电子迁移率晶体管、雪崩型光电探测器，在空间及时、电子对抗、雷达等领域也能看见其身影。

2.3先进陶瓷

陶瓷分为两大类：结构陶瓷和功能。陶瓷在人类的生活和社会建设中是必不可少的，它和金属材料、高分子材料并列为三大固体材料。而陶瓷具有高硬度、高强度、防腐以及耐高温等优点，与其他固体材料相比，陶瓷具有一定的优势。而陶瓷的研究进程分为三个阶段：新石器时代、先进陶瓷时代、纳米陶瓷阶段。先进陶瓷是新石器时代演变而来的，我们的祖先在几千年前就已经会使用黏土来制作各种器皿，再在火中烧硬，所以就产生了原始陶瓷，由于当时火力的不足，陶瓷出现很多半成品和气孔。随着科技的发展，出现了我们所说的先进陶瓷。无论是从性质还是质量，先进陶瓷都比原始陶瓷提升了很多。而先进陶瓷又有很有多种类。如氧化物陶瓷、压电陶瓷、金属陶瓷等等。先进陶瓷采用的原料也很少使用传统的黏土原料，如今已经扩大到采用化工原料、合成矿物以及非氧化物原料等等。先进陶瓷的应用非常广泛，无论是军事领域、航天领域还是机械领域都得到应用。军事领域中会运用到压电陶瓷。先进陶瓷的运用越来越广，由于它的特殊性，在安全方面发挥着重要的作用。

3  材料化学工程的发展趋势

3.1技术发展的趋势

自我国迈进21世纪以来，科技的发展成为社会经济发展的一大助推力，在信息时代下，计算机技术得到广泛应用，将该技术应用在材料化学工程领域中，能够有效解决一些难以破解的技术性难题，同时加强化学研究的质效。伴随社会的持续发展，信息技术、计算机技术将会持续完善，而材料化学工程方面的技术也需要紧随时代潮流向前发展。在材料化学工程领域的传统研究方法中，研究流程中的各环节缺乏有效的匹配度，导致我国材料化学工程领域的发展受到严重制约。因此，该领域在今后的发展历程中应该将信息技术、计算机技术与该领域相关技术完整地结合到一起，从而使该领域中的复杂研究转变为简单研究，独立研究转变成整体研究，进而使该领域的系统性水平得到提升。

3.2融合发展的趋势

目前，在社会经济发展的同时，生态环境正面临严重的破坏，并且自然资源日益枯竭，在今后科学技术发展的过程中，更需要将材料化学工程领域与绿色技术领域进行融合。一方面，当前生态环境遭到破坏，需要将材料化学工程与绿色技术相互融合，发挥材料化学工程的作用；另一方面，环境保护需要绿色技术的支持，只有在绿色材料的支持下有效发挥绿色技术的作用，才能够缓解环境污染问题。绿色化学也被人们称作环境友好型化学，该学科的重点便在于保护生态环境，减少生产生活对环境造成的污染，从而避免人体健康受到危害。在开展该领域研究的过程中，应该将绿色化学作为原则性要求，最大限度地避免有毒有害物质的使用，发挥材料化学工程的作用，实现我国社会经济及绿色技术的可持续发展。

结语

社会发展和进步需要一些新生力量的促进，新材料开发就是其中之一，材料化学工程重点就是研发新型的材料，当前已经有很多材料化学工程中研发的新型材料被应用在了生产领域，这在改善了我国生态环境，可以说将来社会发展的一大趋势就是发展材料化学工程。

参考文献

[1]李晓娜.材料化学工程的应用及发展趋势研究[J].云南化工

2018(03):5-6.

[2]杨润龙.材料化学工程的应用及发展趋势[J].化工管理2018(01):95-96.

[3]王新宇.材料化学工程的应用及发展趋势研究[J].化纤与纺织技术2022(10):19-21.