材料科学基础专业词汇

时间：2021-05-05 00:03:24 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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材料科学基础专业词汇 本文关键词：材料科学，词汇，基础，专业

材料科学基础专业词汇 本文简介：材料科学基础专业词汇:第一章晶体结构原子质量单位Atomicmassunit(amu)原子数Atomicnumber原子量Atomicweight波尔原子模型Bohratomicmodel键能Bondingenergy库仑力Coulombicforce共价键Covalentbond分子的构型mole

材料科学基础专业词汇 本文内容：

材料科学基础专业词汇

:

第一章晶体结构

原子质量单位Atomic

mass

unit

(amu)

原子数Atomic

number

原子量Atomic

weight

波尔原子模型Bohr

atomic

model

键能Bonding

energy

库仑力Coulombic

force

共价键Covalent

bond

分子的构型

molecular

configuration

电子构型electronic

configuration

负电的Electronegative

正电的Electropositive

基态Ground

state

氢键Hydrogen

bond

离子键Ionic

bond

同位素Isotope

金属键Metallic

bond

摩尔Mole

分子Molecule

泡利不相容原理Pauli

exclusion

principle

元素周期表Periodic

table

原子atom

分子molecule

分子量molecule

weight

量子数quantum

number

价电子valence

electron

极性分子

Polar

molecule

范德华键van

der

waals

bond

电子轨道electron

orbitals

点群point

group

对称要素symmetry

elements

各向异性anisotropy

原子堆积因数atomic

packing

factor(APF)

体心立方结构body-centered

cubic

(BCC)

面心立方结构face-centered

cubic

(FCC)

布拉格定律bragg’s

law

配位数coordination

number

晶体结构crystal

structure

晶系crystal

system

晶体的crystalline

衍射diffraction

中子衍射neutron

diffraction

电子衍射electron

diffraction

晶界grain

boundary

六方密堆积hexagonal

close-packed

(HCP)

林规则Pauling’s

rules

NaCl鲍型结构NaCl-type

structure

CsCl闪锌矿型结构Blende-type

structure

型结构Caesium

Chloride

structure

金红石型结构Rutile

structure

纤锌矿型结构Wurtzite

structure

尖晶石型结构Spinel-type

structure

萤石型结构Fluorite

structure

硅酸盐结构Structure

of

silicates

岛状结构Island

structure

层状结构Layer

structure

钙钛矿型结构Perovskite-type

structure

链状结构Chain

structure

架状结构Framework

structure

滑石talc

叶蜡石pyrophyllite

高岭石kaolinite

石英quartz

长石feldspar

美橄榄石forsterite

各向同性的isotropic

各向异性的anisotropy

晶格lattice

晶格参数lattice

parameters

密勒指数miller

indices

非结晶的noncrystalline

多晶的polycrystalline

多晶形polymorphism

单晶single

crystal

晶胞unit

cell

电位electron

states(化合)价valence

电子electrons

共价键covalent

bonding

金属键metallic

bonding

离子键Ionic

bonding

极性分子polar

molecules

衍射角diffraction

angle

原子面密度atomic

planar

density

合金alloy

粒度,晶粒大小grain

size

显微结构microstructure

显微照相photomicrograph

透射电子显微镜transmission

electron

microscope

(TEM)

重量百分数weight

percent

扫描电子显微镜scanning

electron

microscope

(SEM)

四方的tetragonal

单斜的monoclinic

配位数coordination

number

材料科学基础专业词汇:第二章晶体结构缺陷

缺陷defect,imperfection

点缺陷point

defect

线缺陷line

defect,dislocation

面缺陷interface

defect

体缺陷volume

defect

位错排列dislocation

arrangement

位错线dislocation

line

刃位错edge

dislocation

螺位错screw

dislocation

混合位错mixed

dislocation

晶界grain

boundaries

大角度晶界high-angle

grain

boundaries

小角度晶界tilt

boundary,孪晶界twin

boundaries

位错气团dislocation

atmosphere

位错阵列dislocation

array

位错轴dislocation

axis

位错胞dislocation

cell

位错爬移dislocation

climb

位错聚结dislocation

coalescence

位错滑移dislocation

slip

位错核心能量dislocation

core

energy

位错阻尼dislocation

damping

位错密度dislocation

density

位错裂纹dislocation

crack

原子错位substitution

of

a

wrong

atom

间隙原子interstitial

atom

晶格空位vacant

lattice

sites

间隙位置interstitial

sites

杂质impurities

弗伦克尔缺陷Frenkel

disorder

错位原子misplaced

atoms

肖脱基缺陷Schottky

disorder

主晶相the

host

lattice

缔合中心Associated

Centers.

自由电子Free

Electrons

电子空穴Electron

Holes

伯格斯矢量Burgers

克罗各-明克符号Kroger

Vink

notation

中性原子neutral

atom

材料科学基础专业词汇:第二章晶体结构缺陷-固溶体

固溶体solid

solution

固溶度solid

solubility

化合物compound

间隙固溶体interstitial

solid

solution

置换固溶体substitutional

solid

solution

金属间化合物intermetallics

不混溶固溶体immiscible

solid

solution

转熔型固溶体peritectic

solid

solution

有序固溶体ordered

solid

solution

无序固溶体disordered

solid

solution

取代型固溶体Substitutional

solid

solutions

过饱和固溶体supersaturated

solid

solution

固溶强化solid

solution

strengthening

非化学计量化合物Nonstoichiometric

compound

材料科学基础专业词汇:第三章熔体结构

熔体结构structure

of

melt过冷液体supercooling

melt

玻璃态vitreous

state

软化温度softening

temperature

粘度viscosity

表面张力Surface

tension

介稳态过渡相metastable

phase

组织constitution

淬火quenching

退火的softened

玻璃分相phase

separation

in

glasses

体积收缩volume

shrinkage

材料科学基础专业词汇:第四章固体的表面与界面

表面surface

界面interface

异相界面heterophase

boundary晶界grain

boundary

同相界面homophase

boundary

表面能surface

energy

小角度晶界low

angle

grain

boundary

大角度晶界high

angle

grain

boundary

共格孪晶界coherent

twin

boundary

晶界迁移grain

boundary

migration

错配度mismatch

驰豫relaxation

重构reconstuction

表面吸附surface

adsorption

表面能surface

energy

倾转晶界titlt

grain

boundary

扭转晶界twist

grain

boundary

倒易密度reciprocal

density

共格界面coherent

boundary

半共格界面semi-coherent

boundary

非共格界面noncoherent

boundary

界面能interfacial

free

energy

应变能strain

energy

晶体学取向关系crystallographic

orientation

惯习面habit

plane

材料科学基础专业词汇:第五章相图

相图phase

diagrams

相phase

组分component

组元compoonent

投影图Projection

drawing

相律Phase

rule

浓度三角形Concentration

triangle

冷却曲线Cooling

curve

成分composition

自由度freedom

相平衡phase

equilibrium

化学势chemical

potential

热力学thermodynamics

相律phase

rule

吉布斯相律Gibbs

phase

rule

自由能free

energy吉布斯混合能Gibbs

energy

of

mixing

吉布斯函数Gibbs

function

吉布斯自由能Gibbs

free

energy

热力学函数thermodynamics

function

吉布斯熵Gibbs

entropy

热分析thermal

analysis

过冷度degree

of

supercooling

杠杆定律lever

rule

过冷supercooling

相界phase

boundary

相界线phase

boundary

line

相界交联phase

boundary

crosslinking

共轭线

conjugate

lines

相界有限交联phase

boundary

crosslinking

相界反应phase

boundary

reaction

相变phase

change

相组成phase

composition

共格相phase-coherent

金相相组织phase

constentuent

相衬phase

contrast

相衬显微镜phase

contrast

microscope

相衬显微术phase

contrast

microscopy

相分布phase

distribution

相平衡常数phase

equilibrium

constant

相平衡图phase

equilibrium

diagram

相变滞后phase

transition

lag

相分离phase

segregation

相序phase

order

相稳定性phase

stability

相态phase

state

相稳定区phase

stabile

range

相变温度phase

transition

temperature

相变压力phase

transition

pressure

同质多晶转变polymorphic

transformation

同素异晶转变allotropic

transformation

相平衡条件phase

equilibrium

conditions

显微结构microstructures

低共熔体eutectoid

不混溶性immiscibility

材料科学基础专业词汇:第六章扩散

活化能activation

energy

扩散通量

diffusion

flux

浓度梯度concentration

gradient

菲克第一定律Fick’s

first

law菲克第二定律Fick’s

second

law

相关因子correlation

factor

稳态扩散steady

state

diffusion

非稳态扩散nonsteady-state

diffusion

扩散系数diffusion

coefficient

跳动几率jump

frequency

填隙机制interstitalcy

mechanism

晶界扩散grain

boundary

diffusion

短路扩散short-circuit

diffusion

上坡扩散uphill

diffusion

下坡扩散Downhill

diffusion

互扩散系数Mutual

diffusion

渗碳剂carburizing

浓度梯度concentration

gradient

浓度分布曲线concentration

profile

扩散流量diffusion

flux

驱动力driving

force

间隙扩散interstitial

diffusion

自扩散self-diffusion

表面扩散surface

diffusion空位扩散vacancy

diffusion

扩散偶diffusion

couple

扩散方程diffusion

equation

扩散机理diffusion

mechanism

扩散特性diffusion

property

无规行走Random

walk

达肯方程Dark

equation

柯肯达尔效应Kirkendall

equation

本征热缺陷Intrinsic

thermal

defect

本征扩散系数Intrinsic

diffusion

coefficient

离子电导率Ion-conductivity

空位机制Vacancy

concentration

材料科学基础专业词汇:第七章相变

过冷supercooling

过冷度degree

of

supercooling

晶核nucleus

形核nucleation

形核功nucleation

energy

晶体长大crystal

growth

均匀形核homogeneous

nucleation

非均匀形核heterogeneous

nucleation

形核率nucleation

rate

长大速率growth

rate

奥氏体austenite

热力学函数thermodynamics

function

临界晶核critical

nucleus

临界晶核半径

critical

nucleus

radius

枝晶偏析

dendritic

segregation

平衡分配系数equilibrium

distributioncoefficient

引领（领先）相leading

phase

局部平衡localized

equilibrium

有效分配系数effective

distribution

coefficient

成分过冷constitutional

supercooling

共晶组织eutectic

structure

层状共晶体

lamellar

eutectic

伪共晶pseudoeutectic

离异共晶divorsed

eutectic

表面等轴晶区chill

zone

柱状晶区columnar

zone

中心等轴晶区equiaxed

crystal

zone

定向凝固unidirectional

solidification

急冷技术splatcooling

区域提纯zone

refining

单晶提拉法Czochralski

method

晶界形核boundary

nucleation

位错形核dislocation

nucleation

晶核长大nuclei

growth

斯宾那多分解spinodal

decomposition

有序无序转变disordered-order

transition

马氏体相变martensite

phase

transformation

马氏体martensite

均匀化热处理homogenization

heat

treatment

材料科学基础专业词汇:第八、九章固相反应和烧结

固相反应solid

state

reaction

烧结sintering

固溶处理solution

heat

treatment烧成fire

合金alloy

再结晶Recrystallization

共晶反应eutectic

reaction

二次再结晶Secondary

recrystallization

成核nucleation

铁碳合金iron-carbon

alloy

结晶crystallization

子晶，雏晶matted

crystal

铁素体ferrite

耔晶取向seed

orientation

异质核化heterogeneous

nucleation

渗碳体cementite

篇2：材料科学基础第十章

材料科学基础第十章 本文关键词：材料科学，第十章，基础

材料科学基础第十章 本文简介：第十章相图一、学习目的金属及其他工程材料的性能决定于其内部的组织、结构，金属材料的组织又由基本的相所组成。由一个相所组成的组织叫单相组织，两个或两个以上的相组成的叫两相或多相组织。材料中相的状态由其成分和所处温度来决定，它是研究组织的基础。相图就是用来表示材料相的状态和温度及成分关系的综合图形，其所

材料科学基础第十章 本文内容：

第十章

相图

一、学习目的

金属及其他工程材料的性能决定于其内部的组织、结构，金属材料的组织又由基本的相所组成。由一个相所组成的组织叫单相组织，两个或两个以上的相组成的叫两相或多相组织。材料中相的状态由其成分和所处温度来决定，它是研究组织的基础。相图就是用来表示材料相的状态和温度及成分关系的综合图形，其所表示的相的状态是平衡状态，因而是在一定温度、成分条件下热力学最稳定、自由能最低的状态。利用相图可以制订材料生产和处理工艺，可以预测材料性能，可以进行材料生产过程中的故障分析，还可以利用相图推断不平衡态可能的组织变化趋势和特征。这对理解非平衡结构并研制、开发新材料有重要意义。总之相图知识的掌握和理解对于从事设计和控制热处理相关工艺的工程师而言具有重要的应用价值。

二、本章的主要内容

1、(a)

画简单的完全固溶相图和共晶相图的示意图。

(b)

在这些相图中标出不同相区区域。

(c)

标出液相线、固相线、固溶相线。

2、给定的二元相图中，已知合金的组成，所处温度，并假定合金处在平衡状态，确定：

(a)

存在的相；

(b)

平衡相的组成；

(c)

合金中平衡相的质量分数。

3、二元相图中

(a)

确定共晶，共析和包晶转变的温度和组成

(b)

写出加热或冷却时上述所有转变的反应式

4、已知组成在0.022

wt%

C

和2.14

wt%

C之间的Fe-C合金

(a)

指定合金是否为亚共析或过共析合金；

(b)

给出先共析相的名称；

(c)

计算先共析相和珠光体的质量分数；

(d)

画出温度刚好在共析温度之下时的显微组织的示意图

三、重要术语和概念

Austenite:

奥氏体

具有面心立方晶体结构的铁g-Fe，也是碳溶解于g-Fe所形成的间隙固溶体。

Cementite:

渗碳体

铁与碳形成的化合物Fe3C叫做渗碳体，它的含碳量为6.67%

Component:

组元

组成合金的化学组分(元素或化合物)，可用于确定其组成。

Congruent

transformation:

无成分变化转变

相同成分的不同相之间的转变。

Equilibrium

(Phase):

平衡(相)

是指体系的一种状态，在此状态下，在无限长的时间内，相的性质保持不变。平衡状态下自由能达到最小值。

Eutectic

structure:

共晶结构

具有共晶成分的液体凝固得到的两相显微结构(组织)

。

Eutectic

phase:

共晶相

共晶结构中存在的两相中的某一相。

Eutectic

reaction:

共晶反应

随着冷却过程，一个液相等温可逆地转变为两个紧密混合的新固相的反应。

Eutectoid

reaction:

共析反应

随着冷却过程，一个固相等温可逆地转变为两个紧密混合的新固相的反应。

Ferrite:

铁素体

具有体心立方晶体结构的铁a-Fe，同样碳溶于a-Fe中的间隙固溶体称为铁素体。

Free

energy:

自由能

一热力学量，它是体系的内能和熵(或无序度)的函数。在平衡态，自由能达到其最小值。

Gibbs

phase

rule:

吉布斯相律

多相平衡系统中，系统的自由度数、独立组分数、相数和对系统的平衡状态能够发生影响的外界因素之间的关系：F=C-P+n

Hypereutectoid

alloy:

过共析合金

可得到共析反应的合金体系，此合金中溶质的浓度大于共析成分。

Hypoeutectoid

alloy:

亚共析合金

可得到共析反应的合金体系，此合金中溶质的浓度小于共析成分。

Intermediate

solid

solution:

中间固溶体

非纯组分的一定成分范围的固溶体或相。

Intermetallic

compound:

金属间化合物

具有明确的化学式的两种金属间的化合物。在相图中，它以中间相出现，其存在的成分范围非常窄。

Invariant

point:

三相点

二元相图中三相平衡共存的点

Isomorphous:

同晶形

具有相同结构的物质。从相图的理解来讲，同构意味着具有相同的结构或者在所有成分范围内固态完全互溶。

Lever

rule:

杠杆规则

一种数学表达式，用来计算在两相平衡合金体系中的每一相的相对质量。

Liquidus

line:

液相线

在二元相图中，液相和液+固相之间的分界线。合金而言，此线上的液态温度是在平衡冷却条件下开始产生固相的温度。

Metastable:

亚稳

在非常长的时间内可持续存在的非平衡态。

Microconstituent:

微组元

显微组织的组成，它具有确定的特征结构。由一个以上的相组成，如珠光体。

Pearlite:

珠光体

由共析成分的奥氏体转变而得到的在一些钢和铸铁中出现的两相显微结构，是由a-铁素体和渗碳体交互形成的层状或片状组成。

Peritectic

reaction:

包晶反应

随着冷却过程，一固相和一液相等温可逆转变为具有不同组成的固相的反应。

Phase:

相

体系具有相同的物理和化学性质的均匀部分

Phase

diagram:

相图

用图形来描述相平衡系统的成分、外界条件(例：温度和压力)与相的状态，这种综合图形称为相图。

Primary

phase:

初晶相

除了共晶结构之外存在的相。

Proeutectoid

cementite:

先共析渗碳体

过共析钢中与珠光体共存的最初析出的渗碳体。

Proeutectoid

ferrite:

先共析铁素体

亚共析钢中与珠光体共存的最初析出的铁素体。

Solidus

line:

固相线

在相图中，连接平衡冷却条件下完成凝固或者平衡加热条件下开始熔化之点的轨迹线。

Solubility

limit:

溶解度

不形成新相的条件下，溶质可溶解在溶剂中的最大浓度。

Solvus

line:

固溶相线

在相图中描述固溶度与温度关系的点的轨迹线

System:

体系

有两种可能的含意：(1)所研究的对象既指定材料

(2)

由相同组元组成的一系列可存在的合金。

Terminal

solid

solution:

端部固溶体

成分范围处于二元相图中两端的固溶体。

Tie

line:

结线

二元相图中穿过两相平衡区的水平线；结线与相分界线之间的两个交点各描述在所讨论温度下相的平衡组成。

四、主要例题、习题的分析

10.11

A

1.5kg

specimen

of

a

90wt%

Pb-10wt%

Sn

alloy

is

heated

to

250°C,at

which

temperature

it

is

entirely

an

a-phase

solid

solution

(Figure

10.7).

The

alloy

is

to

be

melted

to

the

extent

that

50%

of

the

specimen

is

liquid,the

remainder

being

the

a-phase.

This

may

be

accomplished

either

by

heating

the

alloy

or

changing

its

composition

while

holding

the

temperature

constant.

(a)

To

what

temperature

must

the

specimen

be

heated?

The

Specimen

must

be

heated

to

295.84°C.

(b)

How

much

tin

must

be

added

to

the

1.5kg

specimen

at

250°C

to

achieve

this

state?

答：

(a)

样品必须加热到295.84°C

(b)

此时的组成应为23.7

wt%

Sn。设加入的Sn量为x

kg，

则应满足下列关系。

解此方程得：x=0.269kg

10.24

A

30

wt%

Sn-70

wt%

Pb

alloy

is

heated

to

a

temperature

within

the

a+liquid

phase

region.

If

the

mass

fraction

of

each

phase

is

0.5,estimate

(a)

the

temperature

of

the

alloy,and

(b)

the

compositions

of

the

two

phases.

答：(a)

根据Sn-Pb相图，组成为A

30

wt%

Sn-70

wt%

Pb的合金，平衡两相质量分数为0.5时的对应合金温度为225°C。

(b)

平衡两相中，a相的组成为16.4

wt%

Sn-83.6

wt%

Pb，液相的组成为43.6

wt%

Sn-56.4

wt%

Pb。

10.26由金属A和B元素构成的合金由富含A的a相和富含B的b平衡两相组成。在确定温度下，从下列的两相质量分数数据，确定a、b两相的组成。

合金成分

a

相分数

b

相分数

60wt%A-40wt%B

0.57

0.43

30wt%A-70wt%B

0.14

0.86

答：设a相的组成为x

wt%

B,b相的组成为y

wt%

B，则

当合金组成为60wt%A-40wt%B时，根据杠杆定律有：

0.57′(40-x)=0.43′(

y-40)

当合金组成为30wt%A-70wt%B时，同理有：

0.14′(70-x)=0.86′(

y-70)

联立方程得：x=10；y=80

即a相的组成为

90wt%A-10wt%B，

b相的组成为20wt%A-80wt%B。

10.27组成为55

wt%

B-45

wt%

A的A-B合金，在某一确定温度下，由质量分数为0.5的a、b两相组成。如果b相的组成为90

wt%

B-10

wt%

A，则a相的组成为多少？

答：质量分数为0.5，意味着Wa=Wb

设a相的组成为x

wt%

B,根据杠杆定律有：

(55-x)′

Wa

=(90-55)′

Wb

解得：x=20，即a相的组成为

20

wt%

B-80

wt%

A

10.51相和组织的区别是什么？

答：相是物理化学性质均匀的部分

组织表示的是材料的微观结构，它可以由一个相或若干相组成。

10.69

组成为5

wt%

C-95

wt%

Fe的Fe-C合金，以非常缓慢的速度冷却至下列温度：1175°C,1145°C,and

700°C时，给出显微结构的示意性草图。标出相，指出它们的组成（近似）

答：1175°C时：L

+

Fe3C；1145°C时：g

+

Fe3C；700°C时：a

+

Fe3C

示意草图（略）：

五、背景资料

虽然纯金属在人类生活和和生产中也获得了一定程度的应用，但它们的性能远不能满足多方面的要求。在工业中更广泛地被应用的是合金。

为了正确地对各种合金进行熔铸、锻压和热处理，必须了解它们的熔点和发生固态转变的温度，并研究它们的凝固过程和凝固后的组织。目前已测定出许多二元合金系的成分与其熔点及固态转变温度曲线，并分析了不同成分的合金在不同温度下的组织状态。合金相图就是以这些试验结果为基础而建立起来的。它是一种能够反映给定合金系中合金成分、温度与其组织状态之间关系的图形，是制订合金熔铸、锻压及热处理工艺规范的重要依据，也是分析合金组织的重要参考资料，具体应用可列举如下：

相图是材料科学的基础内容。在材料工程中有重要意义，可举出以下应用的有关方面。

(1)

研制、开发新材料，确定材料成分

根据研制合金工程应用的工况条件和性能要求，利用已有合金系的相图和相图与性能关系的知识，可选定合金系和确定合金成分。如对陶瓷材料，根据Al2O3-SiO2系统相图，可以找出铝硅质耐火材料的合适组成，根据CaO-

Al2O3-SiO2系统相图设计容易烧成的、性能优良的水熟料配方。

(2)

利用相图制订材料生产和处理工艺

一般金属材料主要的生产过程是熔炼、铸造获得铸锭或铸件，铸锭再经锻轧热变形生产出锻坏、锻件或型材，加工后的零、部件须进行热处理以改善性能；陶瓷材料和部分金属材料采用粉末冶金方法生产，压制成形，固态烧结。在材料的生产和处理中，熔炼和浇注温度、热变形温度范围、烧结温度、热处理类型以及工艺参数均可由该合金或陶瓷材料的相图作为依据来制订。

(3)

利用相图分析平衡态的组织和推断不平衡态可能的组织变化

根据相图可确定形成单相组织或两相组织，组织中相的分布和数量；不平衡状态下组织的可能变化趋势和特征。

(4)

利用相图与性能关系预测材料性能

相图与材料的力学性能、物理性能以及工艺性能都有一定关系，因而可根据材料的相图预测其有关性能。

(5)

利用相图与性能关系预测材料性能

如工件在热加工中出现的一些缺陷、废品，可根据某些杂质元素在相图中可能的反应予以分析和控制。

参考书目

1.

钱临照：晶体缺陷研究的历史回顾，《物理》,第9卷，第4期,1980。

篇3：绿色化学合成反应及工艺研究进展-材料科学毕业论

绿色化学合成反应及工艺研究进展-材料科学毕业论 本文关键词：化学合成，材料科学，研究进展，工艺，毕业

绿色化学合成反应及工艺研究进展-材料科学毕业论 本文简介：无机合成与制备化学论文论文题目：绿色化学合成反应及工艺研究进展姓名：杨丽学号：2012507295专业班级：材料科学与工程2012级2班日期：2015年5月30日绿色化学合成反应及工艺研究进展摘要：以大量实例介绍了近十年来国内外绿色化工迅速发展的情况。阐述了绿色化学的概念、发展状况和存在的问题，探讨

绿色化学合成反应及工艺研究进展-材料科学毕业论 本文内容：

无机合成与制备化学论文

论文题目：绿色化学合成反应及工艺研究进展

姓

名：杨

丽

学

号：2012507295

专业班级：材料科学与工程2012级2班

日

期：2015年5月30日

绿色化学合成反应及工艺研究进展

摘要：以大量实例介绍了近十年来国内外绿色化工迅速发展的情况。阐述了绿色化学的概念、发展状况和存在的问题，探讨绿色化学在化学合成的重要性以及必要性。指出研发节约资源、能源低排放、零排放更安全、更环保的化工技术构建资源共享、副产品互换、产业共生、稳定高效的生态化工工业园是化学工业今后发展的方向。

关键词：绿色化学

、合成、

传统化学、工艺进展、节能减排

1.引言

随着经济的不断发展，物质生活提高，但是也面临着新的更重要的问题，就是环境污染问题。其中尤其是化学工业产生的问题更是不容忽视，研究与应用绿色化学工艺，来减少环境污染，已经迫在眉睫。本文针对该问题展开讨论，明确及深化绿色化学工艺的研究与应用。

2.绿色化学工艺的研究内容

绿色化学是对传统化学的挑战，是对传统化学思维方式的更新和发展，因此，绿色化学的研究内容是从反应原料、反应条件、转化方法或开发绿色产品等角度进行研究，打破传统的化学反应，设计新的对环境友好的化学反应。主要包括：①开发新型原子经济性、高选择性反应,特别是新型催化剂的开发和研制;

②

可再生资源和矿物的各种成分的多级、多层次转化和高效综合利用;

③新反应条件及过程如超临界流体、环境无害的反应介质等;

④酶催化和仿生催化以及生物质分子和酶分子在催化过程中的构效关系;

⑤制备与环境相容的可生物降解的新材料;

重要农药和药物及其中间体的绿色生产。

2.1绿色化学在我国的发展状况

在我国,绿色化学已经提出15年。1995

年中科院提出绿色化学与技术推进化工生产可持续发展的途径

;

1997

年国家自然科学基金委提出九五重大基础研究环境友好石油化工催化化学与化学反应工程;

1998年化学进展杂志出版绿色化学技术专辑;

1997

年、1999

年两次举办绿色化学论坛。全球环境保护的意识和呼声的增强推动了绿色化学的发展。世界各国逐渐认识到绿色化学的发展应该从大学化学教学着手。为此,国内外很多大学都开设了绿色化学课程,有些大学开始招收绿色化学硕士和博士研究生。

3.绿色化工引领工艺发展

3.1原子经济反应

当前化工行业面临的最大考验之一即节能减排。人们通过不断反思和总结化学与环境、资源的关系提出了“原子经济反应”的新对策。1991年斯坦福大学托罗斯特教授提出原子经济反应概念。原子经济反应是当今国际化学科学研究的前沿领域是21世纪化学工业可持续发展的科学基础。其目的是将现有化工生产的技术路线从“先污染，后治理”改变为“从源头上根除污染”。因而越来越受到各国政府、企业和学术界的关注。原子经济反应是绿色化学的重要内容之一。现已成为现代合成化学中人们关注的热点。美国化学界把“化学的绿色化”作为21世纪化学工业发展的主要方向之一，并将美国“总统绿色化学挑战奖”颁发给绿色化学领域的最新成果。

在中国，国家自然科学基金委员会和中国科学院组织了绿色化学与技术的咨询活动一些绿色化学化工的研究课题已纳入国家重大科学技术计划有关院校也相继成立了绿色化学研究机构。

3.2绿色化学工艺

绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。按照绿色化学的原则，理想的化工生产方式应是反应物的原子全部转化为期望的最终产物。为了实现绿色化学工艺和工业，主要着眼于以下几个方面：

（1）采用无毒、无害的原料：化学研究和化工生产中经常采用有毒、有害的原料，如剧毒的光气、氢氰酸、苯类、醛类等原料和中间体，它们严重地污染环境并危害人类的健康。采用无毒、无害的原料是绿色化学的一项重要任务。

（2）应用“原子经济”反应路线：就是最大限度地利用原料分子中的每一个原子，使之结合到目标分子中，不产生副产物或废物，从而实现废物的零排放。“原子经济”反应有利于节约资源和保护环境。

(3)采用新型、高效、对环境友好、可回收的催化剂：通过选择催化剂，可以提高反应的选择性，并避免副产物的生成，提高原子的利用率，减少有害物质对环境的排放。

(4)采用无毒、无害的溶剂：致力于开发无溶剂存在下的反应，如固态反应；开发和应用无毒、廉价、不危害环境的水介质体系；以超临界流体做介质的反应将成为绿色合成工艺的重要途径。

(5)产品的绿色化：采用新的工艺、新的原料、新的配方，合成新的对人类和环境无毒、无害的绿色产品是绿色化学的最终使命和终极目标。如开发新型的制冷剂，减少对臭氧层的破坏；开发新型的、可生物降解的高分子材料，解决“白色污染”问题。

(6)充分应用可再生资源：采用可再生资源做化学化工原料，是绿色化学的一项重要任务和研究方向。据统计，现代95%以上的有机化学品都来自石油和煤，但石油和煤的储量有限，属不可再生能源。同时，石油和煤的开采和加工又严重污染环境。采用可再生的生物质，如淀粉、纤维素、沼气、糖类等取代传统的石油、煤等工业原料既可以保护资源又有利于环境，可谓一举双得。

(7)从产品开发的途径上考虑：传统的化学工艺的开发是经过漫长的实验探索，并不断地改进、优化和完善。在这种研究模式下，必将消耗大量的化学试剂、溶剂和能源，并源源不断地产生副产物和废物。往往开发一条可行的化学工艺需要经过漫长的时间和消耗大量的人力、物力。目前，计算机辅助分子设计和材料设计是一门新兴学科分支，并在实践中取得了广泛的发展和应用。如在有机合成和药物合成中，科学家首先建立了一个已知的有机合成反应尽可能全的资料库,然后在确定目标产物后,第一步找出一切可产生目标产物的反应；第二步又把这些反应的原料作为中间目标产物找出一切可产生它们的反应路线；接着应用计算机智能技术优化出价廉、物美、不浪费资源、不污染环境的最佳反应路线；最后，通过化学方法合成出所设计的目标分子。

绿色化学在节约原料、保护环境、保障人类健康与安全方面发挥了日益显著的作用，并受到社会的广泛关注。世界各国的许多科研机构和政府部门都在致力于绿色化学的开发和推广应用。相信随着科学的进步和人们绿色意识的提高，我们的赖以生存的地球环境会变得更加美好。

4、绿色化学工艺的应用

4.1

绿色化学与洗涤用品

用“绿色设计”“绿色技术”来生产对人体无害、环境友好的绿色洗涤剂。合成洗涤剂中三聚磷酸钠（STPP）在洗涤去污过程中具有独特的作用．因此是最为理想的助剂，它的加入大大提高了洗涤剂的性能。但是含磷洗涤剂中磷元素对水体富营养化起到一定促进作用。

酶作为一种生物制品无毒并能完全生物降解，对环境的生态平衡起良性的作用。近年来开发的包裹技术、微胶囊技术和保护剂技术，更进一步提高了酶对人体的安全性和酶活力的稳定性。酶已从一般辅助料发展成为与表面活性剂、助剂具有同等重要地位的关键组成，它可提高产品的质量和产品档次，增强产品的市场竞争力。

4.2绿色化学与化妆品

开发利用绿色天然的原料是制造化妆品的一个重要方面，如从植物（丹参、红花、元胡、赤芍等）中提取有效成分，利用生物技术提取和制造，如胎盘提取物、蜂王浆、胶原蛋白、血清、果酸、DNA、海藻多糖等有效物。甲壳低聚糖是由2个～10个单糖以苷键连接而成的糖类总称，它是由天然绿色生物材料甲壳素／甲壳胺的降解而成。甲壳低聚糖及其衍生物具有独特的生理活性和功能性质，具有良好的水溶性、保湿性、吸湿性、抑菌作用及促进毛发生长，具有生物可降解性等功能，因而可用于护理皮肤、毛发的绿色化妆品生产中。采用相对分子质量为103～105ｔ的甲壳低聚糖作为化妆品材料，效果特好圈。

4.3绿色化学与医药

医药化学品的绿色生产技术可生产出更高品级的产品。这些新产品具有原料易得，生产工艺简单和高性能、高附加值的发展优势。因此将绿色化学应用于医药领域将是一种新型但非常重要的发展方向，这也将对社会以及全人类做出不可忽视的重大贡献。

5

.国内化学工业未来发展趋势

化肥--发展高浓度化肥，包括DAP、NPK复合肥等。改造一批中型化肥企业向西靠近，在有天然气或硫、磷资源的地方建设大型化肥装置。支持国外企业投资中国建设高浓度化肥厂。

乙烯--国家将以乙烯为代表的石油化工定为国民经济技术产业之一而大力发展。力争到2005年将乙烯产能提高到900万吨／年，乙烯的自足率由43%提高到60%左右，中国政府鼓励中外合资建设大型乙烯装置，目前还在建设的有南京扬子／巴斯夫(BASF)(乙烯60万吨／年)、上海石化／英国石油(BP)(乙烯90万吨／年)、惠州中海油／Shell(乙烯80万吨／年)三个大型合资项目，还有福建石化／Exxon、天津石化／Dow等合资乙烯项目都在进行准备工作。对现有乙烯装置将通过扩产使之优化产品结构，使小乙烯达到合理的规模以提高竞争能力，对乙烯原料也将进一步优化以提高收率降低成本。

精细化工--加快精细化工产品发展，提高化工的精细化率。

涂料工业在解决高档涂料所用的关键原料同时，大力发展节能、环保型和耐久性涂料，如水基涂料、粉末涂料、辐射固化涂料，有机硅、有机氟改性丙烯酸酯徐料，重防腐涂料以及专用涂料等。

染料重点发展符合国际纺织品环保法规要求的分散、活性、酸性、直接等染料及有害颜料代用品。

近二十年来，随着全球性环境污染的加剧、能源的匮乏和社会公众对环境保护及人类可持续发展的日益关注，人们开始对造成环境与生态恶化的主要元凶——化学和化学工业的重要性提出质疑。人类的生存和发展是利用和消耗自然资源的过程。这个过程的科学基础就是化学。化学工业是人类文明和社会发展的基石。随着世界人口的剧增、人类消费的日益增加，我们越来越感受到来自自然的巨大压力，最主要的是人口、能源和环境三大问题。化学化工的发展为人类的生活的改善提供了源源不断的能源和物质基础，但同时又是造成能源和环境问题的罪魁祸首之一。因此，化学和化工工业又倍受人们的质疑。绿色化学合成工艺的出现，为人类最终从化学的角度解决环境和能源问题带来了新希望。

6

.参考文献