马君1 高金岩2 杨羽茂3
1.四川大学化学工程学院 四川成都 610065；2.北京天润新能投资有限公司南方分公司 四川成都 610065；
3.泸州北方化学工业有限公司 四川泸州 646605
摘要：我国是一个人口大国，对于资源的使用是非常庞大的，我国也一直在强调并实施可持续发展方针。随着社会发展，环境问题不可忽视，我国也十分注重生态环境的保护，坚持节能减排的理念。但是随着重工业的崛起，一些工厂“牺牲”环境来换取发展，能源日益枯竭，但是面对我国经济飞速发展，他们不得已而为之。材料化学工程就能解决这一难题，有效降低能源的使用率，也就间接地减少了垃圾污水的排放量，人们的生活环境也会得到改善。因此，材料化学工程对我国新能源开发和环境改善有着重大责任。材料化学工程的发展将会是社会发展的必要趋势。
关键词：材料化学工程；应用；发展趋势
1材料化学工程的内容及方法
1.1 材料化学工程发展
我国是一个经济大国，其工业发展更是迅猛，那么带来的问题也就突显出来。如何节能减排走可持续发展之路，就需要国家规划出合理的计划。工业所带来的最大问题就是环境污染与能源枯竭严重的问题，那么加紧材料化学工程的实施迫在眉睫。不仅如此材料化学工程还可以开发引入新能源、工业优化、持续发展等好处。1987 年我国正式在化学学科中添加了材料化学课程，而早期，浙江大学首先成立了材料科学与工程系。随着社会发展培养这一方面人才的任务迫在眉睫，于是，多个高校响应国家号召陆续开设材料化学工程方面的课程，为我国走科学发展道路做出卓越贡献。
1.2 材料化学工程基本内容及方法
随着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。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，通过观察对产品的结构进行调整，来降低资源消耗和解决环境污染问题。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材料化学工程的应用研究
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先进陶瓷材料的应用
先进的陶瓷以性能做区分，分成两种类别，其一是功能陶瓷，其二是结构陶瓷。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆功能陶瓷一般被应用在信息技术的计算机方面，而在军工工业中，更加偏向使用压电陶瓷。压电陶瓷有着更加强大的性能，不存在对称中心于晶体上，如果在每个方向上都实施一定压力，其会出现极化现象，并是在一个特定方向上，与此同时也有电位差的状态表现出来。但是，针对一定方向实施电场，其会在形状上有做出一定改变，就是反正的改变，或者出现位移情况。所以说，军工制作中，使用压电陶瓷来制作原子弹的起爆器。另外一种就是结构陶瓷，其明显特点表现为强劲的化学效能、强劲的机械效能、强劲的热效能，突出作用表现为耐高温、抗腐蚀、高强度、高硬度，其同金属聚合物做比较，有着更加明显的优势。结构陶瓷被广泛应用在了机械领域、航天领域、军事领域。实践应用中，将其与合金金属做比较，其显现出了极大的优点，比如将氧化镁和氧化铝混合形成了一种新型“防弹玻璃”，将其放在 1800℃的温度下，也是没能将其融化。结构陶瓷因为其较高耐磨性和高强度，也被广泛当成了燃烧室和轴承的材料。一些金属模具的制作材料也被具有着高强度和高韧性的结构性陶瓷所取，比如氧化锆，其也常常被加入到其他材料中，形成的新材料，具有不导电和不容易生锈的优点。结构陶瓷中有一种生物陶瓷，其表现出来的作用类似于纳米生物材料。这种材料同人体组织有一定亲和性，因此就是被应用在了人体骨骼的修复中。还有一种先进陶瓷，称其为敏感陶瓷，其分为了湿敏陶瓷、气敏陶瓷、热敏陶瓷，其特点在于可以导电，组织构成是离子键简述氧化物的多晶体，其能敏感地感受到周围环境所发生的变化，进而在短时间内做出一系列的反应。这些陶瓷材料各具特色，在不同的领域发挥着不同的作用，但是都具有环保节能的作用。
2.3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，在生产的很多方面发挥出了更多作用。其用途相当广泛，比如制作一些高科技的器件，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、电子对抗、雷达等领域也能看见其身影。
3材料化学工程应用前景
针对目前材料化学工程的发展现状，未来的材料化学工程的目标就是研究新材料。无论在医学领域、建筑领域、工业领域还是航空航天领域，材料的应用都面临的巨大的缺口，与生态环境相适应的新型材料的开发势在必行。因此，可供二次回收利用，无毒害，无污染的环保化工材料是未来材料化学工程发展的主要趋势。只有生产出符合环境保护策略的化工材料，保护地球的环境，实现可持续发展战略，才是长久发展之计。
结束语
材料化学工程目前已和多个学科领域相融合，应用范围越来越广，其研究的范围也在不断加深。随着资源短缺、环保严峻的局面到来，全面协调化工材料开发与环境保护已经成为了重要议题，未来的材料化学工程学科发展应当是走可持续发展之路的，只有这样才能让人类的开发得以持久进行下去，保护地球环境。
参考文献：
[1]佘禄钊，王媛媛.材料化学工程的应用及发展趋势[J].装饰装修天地，2016（5）.
[2]沈涛.材料化学工程应用及发展趋势探讨[J].魅力中国，2016（52）.
[3]卢相艳.浅析材料化学工程的应用及发展[J].环球市场，2017（19）.
论文作者:马君1,高金岩2,杨羽茂3
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/6
标签：材料论文; 化学工程论文; 陶瓷论文; 薄膜论文; 我国论文; 领域论文; 结构论文; 《防护工程》2018年第25期论文;