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        新材料技術(shù)在節(jié)能減排中的作用

        2018-05-30 03:35:49黃可玥
        大東方 2018年1期
        關(guān)鍵詞:應(yīng)用

        黃可玥

        摘要:在新時期下,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,資源消耗越來越嚴(yán)重,生態(tài)環(huán)境也遭到了極大的破壞,在這種情況下,為了更好實(shí)現(xiàn)社會持續(xù)發(fā)展,新材料技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。新材料技術(shù)是加工無害、無污染材料技術(shù)的總稱,在節(jié)能減排方面具有不可代替的作用,下面對此進(jìn)行深入分析。

        關(guān)鍵詞:新材料技術(shù);節(jié)能減排;應(yīng)用

        前言

        近年來,世界能源消耗十分嚴(yán)重,以往的石油、煤炭等化石燃料已經(jīng)無法滿足社會長期發(fā)展需求,與此同時國家節(jié)能減排工作的深入開展,使得傳統(tǒng)化石燃料的使用受到了極大制約,鑒于此,利用新的材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石燃料顯得越來越重要。

        一、推動能源材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展

        在實(shí)際中,常見的能源材料有新能源技術(shù)材料、節(jié)能材料、能源轉(zhuǎn)換與儲能材料,其中新能源技術(shù)材料包括風(fēng)能、太陽能、地質(zhì)能、核能、潮汐能等,這些材料的使用是建立在新能源技術(shù)的基礎(chǔ)上。對于節(jié)能材料包括建筑節(jié)能材料、超導(dǎo)材料、非晶合金材料等,節(jié)能材料主要是為了提高能源利用率的新型節(jié)能技術(shù)材料。能量轉(zhuǎn)換與儲能材料主要是能量轉(zhuǎn)化、儲能裝置所應(yīng)用的材料,是研發(fā)新型材料的關(guān)鍵,包括超級電容器材料、燃料電池材料、熱電轉(zhuǎn)化材料等。

        對于核能、核能材料,我國目前擁有比較健全的研究體系,并建立了相應(yīng)的核能動力技術(shù)試驗基地,各種試驗設(shè)施都比較全面,具有引進(jìn)、吸收、創(chuàng)新國外先進(jìn)技術(shù)及自主研發(fā)核電技術(shù)的水平。在設(shè)計能力上,具備自主設(shè)計30萬千瓦壓水堆核電站的能力,在現(xiàn)有自身技術(shù)的前提下,引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù),從而掌握了自主設(shè)計技術(shù)能力。核材料是核電工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵,當(dāng)前我國具有系統(tǒng)的核材料研究系統(tǒng),但是與國外發(fā)達(dá)國家相比較,我國核材料的研究還比較落后。其落后點(diǎn)主要體現(xiàn)在材料整體性無法滿足核電研究需求、核材料性能數(shù)據(jù)不全面、材料品種單一、材料基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)性需要提升。

        對于能量轉(zhuǎn)換與儲能材料,鋰離子電池獲得了良好的發(fā)展,其具有循環(huán)性好、能量密度大、電壓高、自放電小、本身沒有記憶效應(yīng)等特色,在移動電話、筆記本電腦、攝像機(jī)、武器裝備等移動終端領(lǐng)域中有十分廣泛的應(yīng)用,鋰離子電池是新一代的綠色充電電池,被看做是新世紀(jì)的高新技術(shù)產(chǎn)品。鎳氫電池是近幾年開發(fā)的新電池,與鎳鎘電池比較,無記憶效應(yīng),并容量很高,對環(huán)境無污染,其核心技術(shù)是貯氫合金材料,包括Ti系貯氫材料、Mg材料,其制備出的大功率貯氫電池,可以極大的促進(jìn)電動汽車、氫燃料電池電動車的發(fā)展。面對燃油機(jī)動車廢氣污染及石油資源短缺問題,氫燃料電池的使用可以極大緩解環(huán)境污染及資源緊缺。

        太陽能是一種取之不竭的能源,隨著能源問題、環(huán)境問題的加劇,我國越來越看重光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,而從當(dāng)前的品種看,94%是晶體硅太陽能電池,非晶硅電池、CIS電池、CdTe電池的比例還很少,其發(fā)展空間還十分寬廣。目前我國應(yīng)初步形成了光伏產(chǎn)業(yè)集中區(qū)域,如長江三角洲的太陽能電池加工基地、河北硅片加工基地等。在能源利用率上,節(jié)能新材料技術(shù)的發(fā)展十分重要,我國單位產(chǎn)品能耗顯著高于世界先進(jìn)水平,特別是工業(yè)部門,其能源消耗超過世界先進(jìn)水平的47%,所以必須加強(qiáng)節(jié)能新材料技術(shù)的應(yīng)用,全面提升傳統(tǒng)工業(yè)能源利用率,提高傳統(tǒng)工業(yè)的節(jié)能減排水平。

        二、促進(jìn)制造業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型

        在國家現(xiàn)代化發(fā)展中,制造業(yè)具有十分重要的作用,而對于制造業(yè)的發(fā)展,對材料技術(shù)十分依賴,新材料技術(shù)的提升可以全面促進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。節(jié)能減排的深入開展,使得制造業(yè)對于綠色材料技術(shù)的需求越來越大?,F(xiàn)代化的制造業(yè)是建立在自動化技術(shù)、信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)等的基礎(chǔ)上,整合而成的產(chǎn)業(yè),包括電子信息、機(jī)械加工、汽車制造等領(lǐng)域。作為現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵領(lǐng)域,汽車制造水平直接體現(xiàn)出國家的工業(yè)技術(shù)水平,近幾年汽車數(shù)量的增加,對石油資源的消耗也急劇增加,同時排放的汽車尾氣也嚴(yán)重的危害到自然環(huán)境。近年來,人們的環(huán)保意識得到了極大的提高,對汽車節(jié)能減排也越來越看重。在汽車制造領(lǐng)域中,新材料技術(shù)主要體現(xiàn)在汽車輕量化材料、汽車代替能源研究上面,近年來,汽車輕量化材料的使用逐漸提升,特別是鋁合金、鎂合金、復(fù)合材料等的用量急劇增加。

        新時期下,伴隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控機(jī)床也成為當(dāng)前加工機(jī)床的主要工具,刀具材料是數(shù)控機(jī)床加工的關(guān)鍵,也是實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能的重點(diǎn),在超高速加工中,刀具材料必須在高溫下保持良好硬度,并保持相應(yīng)的導(dǎo)熱性,這樣才能保證加工精密度。就目前而言,在數(shù)控機(jī)床加工中,所采用的刀具材料主要有陶瓷刀具、涂層刀具、高速鋼刀具、超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金刀具,其可以對一般材料進(jìn)行良好切割。由于數(shù)控機(jī)床轉(zhuǎn)速的提高,對于刀具性能的要求也逐漸提升,為了確保加工精準(zhǔn)度,需要對現(xiàn)有的刀具材料進(jìn)行改進(jìn),提高其性能,同時還應(yīng)該加強(qiáng)新刀具材料的研發(fā)。如立方氮化硼刀具、聚晶金剛石刀具等,可以解決傳統(tǒng)刀具性能不足的問題。

        在我國,照明用電占據(jù)發(fā)電總量的20%,加強(qiáng)高效環(huán)保節(jié)能的新材料技術(shù)對于節(jié)能減排有十分重要的作用。InP、GaAs等二代半導(dǎo)體材料、GaN三代半導(dǎo)體材料的發(fā)展使得半導(dǎo)體技術(shù)迎來了一次重大變革,利用發(fā)光二極管材料制作的新光源固態(tài)照明燈,也就是人們常說的LED燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)照明燈,具有良好的節(jié)能環(huán)保效果,當(dāng)前LED在景觀照明、全色顯示屏、儀器儀表顯示、交通信號等領(lǐng)域有十分廣泛的應(yīng)用,獲得了良好的環(huán)保效果。

        三、總結(jié)

        綜上所述,在節(jié)能減排中,新材料技術(shù)發(fā)揮著十分重要的作用,不管是在促進(jìn)綠色GDP發(fā)展,還是在促進(jìn)產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型上,都是不可代替的。新材料技術(shù)是對廢棄物的循環(huán)利用,在防治環(huán)境污染方面扮演著十分重要的角色,所以在新時期下,加強(qiáng)我國新材料技術(shù)的發(fā)展尤為重要。

        (作者單位:長郡中學(xué)1515班)

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