試論粉末冶金技術(shù)在新能源材料中的應(yīng)用

蘇春寶

摘? ? 要：工業(yè)化的不斷推進(jìn)、社會(huì)的高度發(fā)展，都給能源開發(fā)帶來了新的挑戰(zhàn)，只依靠現(xiàn)有的能源很難有效的滿足社會(huì)需求。在這種情況下，本文就從粉末冶金技術(shù)的特征入手，而后分別對(duì)粉末冶金技術(shù)在風(fēng)能材料中的應(yīng)用、在太陽能技術(shù)中的應(yīng)用、在其他新能源材料中的應(yīng)用等進(jìn)行了簡單的分析。

關(guān)鍵詞：粉末冶金技術(shù);新能源材料;風(fēng)能材料

1? 引言

可持續(xù)發(fā)展、長遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展，是目前我國的主要發(fā)展目標(biāo)，只有解決好能源緊缺的問題，才能在世界能源市場日益緊俏、能源危機(jī)越來越嚴(yán)重的時(shí)代背景下求生存、謀發(fā)展。中國的新能源材料開發(fā)及制造業(yè)一直以來都存在一定的薄弱之處，這帶來了一系列的問題和隱患。而粉末冶金技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，則充分利用了現(xiàn)代科技的優(yōu)勢，使新能源材料的開發(fā)和制造取得了新的突破。

2? 粉末冶金技術(shù)特征

粉末冶金技術(shù)的出現(xiàn)時(shí)間已經(jīng)比較長，它可以說是一種以傳統(tǒng)冶金技術(shù)為基礎(chǔ)、對(duì)不同現(xiàn)代學(xué)科進(jìn)行整合利用，最終達(dá)到巨大應(yīng)用優(yōu)勢的新型冶煉技術(shù)。粉末冶金針對(duì)的是粉末狀礦石，在過去的冶金技術(shù)之下，工人需要對(duì)塊狀的礦石進(jìn)行提煉后再行冶煉，這種技術(shù)的問題在于，提煉塊狀礦石的難度比較大、且利用率相對(duì)比較低，很容易出現(xiàn)材料浪費(fèi)的問題。然而在粉末冶金技術(shù)的作用之下，金屬資源的利用率得到了有效的提高，避免了過去資源浪費(fèi)的問題。同時(shí)，塊狀的礦石原料往往需要進(jìn)行露天堆放，除了會(huì)對(duì)環(huán)境造成不良影響之外，其自身的性質(zhì)也會(huì)在與空氣和水分接觸的過程中發(fā)生變化，不利于后續(xù)的提煉和冶煉。在這種情況下，對(duì)冶金技術(shù)進(jìn)行調(diào)整和改善十分重要，必須要盡快認(rèn)識(shí)到冶金技術(shù)更新?lián)Q代的必要性，讓每一種材料都能充分發(fā)揮作用、提高資源的利用效率，從而達(dá)到降低成本、提高效益的目標(biāo)。借助現(xiàn)代化的粉末冶金技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)廢棄礦石、舊金屬材料的回收再利用，避免了資源的不必要廢棄，有助于推動(dòng)中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)穩(wěn)定的、長期的、可持續(xù)發(fā)展。除此之外，粉末冶金技術(shù)的優(yōu)勢還在于其可塑性強(qiáng)，可以根據(jù)新能源材料的實(shí)際需求，向其中添加不同的材料，從而達(dá)到提升和平衡最終材料性能的目標(biāo)。

3? 粉末冶金技術(shù)在新能源材料中的應(yīng)用

3.1? 粉末冶金技術(shù)在風(fēng)能材料中的應(yīng)用

中國的國土面積廣大，包含有多種多樣的地形地貌、縱向跨越多個(gè)氣候帶，這就使得我國的風(fēng)力能源十分豐富且可以無限再生，風(fēng)能是一種不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染的新型能源。利用風(fēng)能發(fā)電是近年來科技人員研究的重點(diǎn)，而風(fēng)能發(fā)電材料則恰好可以利用粉末冶金技術(shù)進(jìn)行冶煉，常見的風(fēng)能發(fā)電材料主要包括風(fēng)電機(jī)組中的制動(dòng)片和永磁釹鐵硼材料，這兩種材料是風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的重要組成部分，它們的質(zhì)量和安全性決定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的最終效果。風(fēng)能發(fā)電機(jī)的制動(dòng)片必須要能夠承受更大的摩擦力、且具備更大的摩擦系數(shù)，力學(xué)性能也必須要過硬，才能承受風(fēng)力發(fā)電制動(dòng)所需要的制動(dòng)能量。目前我國的風(fēng)力發(fā)電機(jī)制動(dòng)片利用的是銅基粉末所制成的金屬材料，這種制動(dòng)片具有導(dǎo)熱性能優(yōu)良、機(jī)械性能優(yōu)越等特征，在溫度比較特殊的時(shí)候依舊能夠發(fā)揮應(yīng)有作用，從這個(gè)角度來說粉末冶金技術(shù)的使用有效的提升了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的使用時(shí)長。而針對(duì)永磁釹鐵硼材料來說，我們正在研究利用稀土永磁材料進(jìn)行制造的技術(shù)，其中也同樣涉及到了粉末冶金技術(shù)的使用，粉末冶金技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電材料中的應(yīng)用效果可見一斑。

3.2? 粉末冶金技術(shù)在太陽能中的應(yīng)用

太陽能同樣是二十一世紀(jì)最優(yōu)質(zhì)、最廣為人知的清潔能源之一，也具有可以無限再生的特點(diǎn)，商用價(jià)值和開發(fā)潛力都十分可觀，近幾年光電太陽能和熱電太陽能技術(shù)都進(jìn)入了發(fā)展的高峰期。就以光電太陽能來說，在光電太陽能技術(shù)當(dāng)中，最不可或缺的就是太陽能光電池，它實(shí)際上是一種借助光伏效應(yīng)運(yùn)行的半導(dǎo)體二極管，能夠有效的把太陽能轉(zhuǎn)化成電能，因而可以說光電池的光電轉(zhuǎn)化率決定了光伏太陽能未來的發(fā)展毫不為過。然而問題在于，在過去的很長一段時(shí)間內(nèi)，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化率比較有限，這對(duì)于我國太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分不利。而在粉末冶金技術(shù)與太陽能電池材料制作相結(jié)合以后，薄膜太陽能電池的性能越來越優(yōu)越，有效的提升了光電太陽能技術(shù)的使用效益。過去的晶體硅太陽能電池所用原料為350um～450um的優(yōu)質(zhì)硅，在光電轉(zhuǎn)化率和材料利用率等性能上有一定的短板，而利用粉末冶金技術(shù)制造出的多晶硅薄膜，則有效的解決了這些問題，從根本上提升了光電太陽能技術(shù)的應(yīng)用效果。

3.3? 粉末冶金技術(shù)在其他新能源材料中的應(yīng)用

上文中我們簡單闡述了太陽能技術(shù)新型材料和風(fēng)能新型材料中，粉末冶金技術(shù)的應(yīng)用方式及方向，除了這些之外，粉末冶金技術(shù)在核能開發(fā)、鋰電池制造等方面同樣有著不可忽視的應(yīng)用效果。以鋰電池與粉末冶金技術(shù)的結(jié)合為例來說，鋰電池中的新型電解質(zhì)、重量能量密度等都和粉末冶金技術(shù)有著緊密關(guān)系，利用超微粉末制造納米晶體材料和納米管，就能夠提升鋰電池的充電速度、延長鋰電池的使用時(shí)長。可以說目前我國的移動(dòng)電腦、手機(jī)、電動(dòng)汽車等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，都離不開粉末冶金技術(shù)制造的第二代鋰電池。而在核能開發(fā)方面，粉末冶金技術(shù)的應(yīng)用同樣十分廣泛，在鈹?shù)闹苽浞矫娣勰┮苯鸺夹g(shù)有著不可替代的積極作用，這提升了真空熱壓和半成品加工的質(zhì)量。整體來說，粉末冶金技術(shù)不僅僅在風(fēng)能材料和太陽能材料方面能夠發(fā)揮積極作用，還能夠在其他新能源材料的制造中扮演重要角色，因此在今后的工作中我們有必要對(duì)粉末冶金技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的研究，爭取找到更加有效的、更加便利的粉末冶金技術(shù)應(yīng)用方向。

4? 結(jié)束語

粉末冶金技術(shù)的應(yīng)用，給我國的新能源材料發(fā)展帶來了重要的、不可忽視的推動(dòng)效應(yīng)，帶動(dòng)了整個(gè)產(chǎn)業(yè)、乃至于我國能源體系的更新?lián)Q代。其與太陽能產(chǎn)業(yè)、風(fēng)能產(chǎn)業(yè)的結(jié)合所產(chǎn)生的積極效應(yīng)已經(jīng)被認(rèn)可，而在未來的嘗試中，我們必將找到更多粉末冶金技術(shù)在新能源材料中的應(yīng)用渠道。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳學(xué)文.泡沫鋁粉末冶金制備工藝研究[J].世界有色金屬，2019（23）：1～4.

[2] 楊廷志.現(xiàn)代粉末冶金材料與技術(shù)進(jìn)展[J].中國金屬通報(bào)，2019（12）：10～11.

[3] 黃伯云，韋偉峰，李松林，張立，李麗婭，劉鋒，李瑞迪.現(xiàn)代粉末冶金材料與技術(shù)進(jìn)展[J].中國有色金屬學(xué)報(bào)，2019（9）：1917～1933.

[4] 趙品欽.粉末冶金技術(shù)在新能源材料中應(yīng)用分析[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2017（3）：60+95.