材料化學工程的應用及趨勢分析

劉 祺

（江蘇大學京江學院 江蘇 鎮江 212013）

1 引言

近年來，我國生態建設工作取得一定進展，通過節能減排，提高資源利用率，保證經濟的可持續發展。在這一過程中，化學材料工程發展起到重要的推動作用。當前新型的有機金屬材料在工業生產中表現出重要作用，新型的半導體材料也在不斷提高半導體發展水平。因此發展新型材料已經成為新時代下經濟發展的重要任務。

2 材料化學工程概述

材料化學工程在我國已經經歷了一定的發展歷程，但就新型材料的研究以及應用方面，我國相對于發達國家還有較大差距。經濟發展對人們的生活和工作也造成一定的影響，材料化學工程研究的內容在于對新材料的探索，對材料穩定性稀有材料可替代性的追求。其中研究對象具體以膜過程、吸附過程以及催化過程等為基礎，目的在于提高對新型材料的應用水平。新型材料的研發目的在于解決新時代存在的問題。當前，由于化學材料種類眾多，功能有所差別，因此具有非常廣泛的應用。相對于早期的獨立材料，當前各類合成材料可以相互結合，相互作用，發揮出更加明顯的效果。

通常情況下，可以將化工材料分為金屬功能材料、無機非金屬材料、高分子材料以及非晶鈦合金材料以及納米材料等。研究人員在對材料進行研究時，還應該逐漸提高工藝水平，完成高質量材料的制備和轉換。將新材料應用到實際工作中，從而有效解決資源消耗過大以及環境污染等問題。另外，按照材料功能分，又可以將材料分為、結構材料和功能材料。不同的分類方式主要體現在材料在應用層面的差別。

3 材料化學工程的應用情況

當前，材料化學工程的應用主要體現在納米材料、先進陶瓷材料以及新型膜材料的應用。

3.1 納米材料的應用

納米材料作為一種微觀材料，具有不可替代的功能。納米粉體的粒徑、光波波長以及超導態的相關長度形成透射深度等物理特征尺寸，對于分析材料的化學性質、磁學性質、力學性質以及熱學性質具有非常重要的應用。通過納米顆粒可以實現高效率光熱以及光電的轉換。當前，將納米材料應用于紅外感元件以及相關隱身技術已經取得較明顯的效果。隨著材料化學工程研究的深入，納米材料將會被應用到越來越多的領域中。

3.2 先進陶瓷材料的應用

從使用功能的角度進行分類，可以將先進陶瓷分為結構陶瓷和功能陶瓷。結構陶瓷具有良好的機械效能、熱效能和化學效能，同時由于自身材料的硬度、高強度、抗腐蝕能力較強、耐高溫高壓等優點被廣泛應用于工業生產中。當前在軍事領域、航天領域以及機械制造領域都對結構陶瓷進行了應用。通過氧化鋁與氧化鎂的混合可以形成具有超高強度的防彈玻璃，這種混合材料還具有耐高溫的特點，因此在軍事領域中具有非常重要的作用。部分結構陶瓷還可以應用于軸承、燃燒室制作過程中，這種材料可以代替原有的金屬材料作為模具被應用到工業生產中。同時結構陶瓷還具有技術材料不具備的耐腐蝕、不導電的優勢。結構陶瓷中的生物陶瓷由于自身的親和性良好，在人體骨骼治療中也體現出非常重要的作用。

功能陶瓷在計算機領域以及信息技術領域中具有非常重要的應用。在軍事工業生產中壓電陶瓷具有非常重要的地位。由于該材料的性能強大，通過對材料任意方向施加壓力，都會由于極化效應出現電位差。通過對電場的調節還能對材料形狀進行調整，這種可逆性也是很多材料不具備的。原子彈的起爆器中會使用到該種材料。敏感陶瓷主要是由離子鍵金屬氧化物多晶體組成的一種導電材料，通過對周邊環境的感應，形成多種變化。具體又熱敏、氣敏、濕敏陶瓷材料。這類陶瓷材料的特殊性能導致該材料在特殊領域中具有非常重要的應用。

3.3 新型薄膜材料的應用

通常情況下，按照膜材料的應用分，可以將其分為磁性薄膜、金剛石薄膜以及納米負荷薄膜等。新型薄膜材料的研發對我國半導體材料的發展起到積極的促進作用，傳統的砷化鎵等半導體材料已經發展到銦砷、銦鎵砷、銦鋁砷等，這些材料也被稱為最新的半導體材料。隨著半導體工藝水平的提高，各類電子元件的生產中廣泛應用到超晶格薄膜，不僅如此，該材料在雷達、空間技術等方面也有非常重要的應用。

4 材料化學工程的發展趨勢

材料化學工程的發展趨勢主要體現在發掘新型材料方面，在工業領域、建筑領域、航天領域等方面新型材料的研發都有著巨大壓力。按照我國當前經濟發展趨勢，新能源發展以及環境保護是重要工作內容。

對以上問題的解決需要借助新型材料的功能。另外，提高對新型材料的利用率以及資源的回收利用成為材料化學工程發展的重要內容。環境治理與新型材料研發雙管齊下才能有效改善我國當前的發展狀況。因此新型材料的研發還應該充分考慮材料的無毒無害、易于回收等多種條件。

相信隨著相關學科技術水平進一步發展，將會有力帶動材料化學工程的發展與進步，市場上將會出現更多的符合現實需求且可以實現節能保護與降低成本的目的，為推動材料化學類企業發展貢獻力量，進而為國民經濟發展提供更多的支持。

5 結語

綜上所述，材料化學工程發展不斷改變工業生產及經濟發展，隨著材料化學工程應用領域的逐漸擴大，其與各學科之間的聯系也會越來越緊密，同時研究難度也會不斷上升，而環境污染以及能源枯竭等客觀原因將會為新型材料的研發帶來更多的壓力。