우리나라 광물재료과학 연구 현황과 발전방향

Liao Libing

1 재료 과학 및 공학 소개

1.1 기본 개념

재료: 인간이 제품을 만드는 데 사용되는 물질 생활과 생산에 사용되는 물품, 장치, 부품, 기계 및 기타 제품에 포함됩니다.

재료는 물질이지만, 일반적으로 물질로 간주되지 않는 연료, 화학원료, 공업용 화학물질, 식품, 의약품 등 모든 물질이 물질이라고 할 수는 없습니다.

자료는 과학기술 발전 수준의 상징이자 국가 현대화 정도의 상징이다.

재료과학, 에너지과학, 정보과학은 현대 과학기술의 3대 기둥이다.

신소재, 정보, 생명공학은 새로운 기술혁명의 주요 상징이다. 재료과학은 결정학, 고체물리학, 열역학 및 동역학, 야금학 및 화학공학을 기반으로 재료의 고유 법칙과 응용을 탐구하는 과학입니다. 재료 공학(재료 공학 또는 기술)은 재료 응용에 필요한 특성을 기반으로 구성, 구조, 특성 등부터 공학의 특정 응용에 이르기까지 알려진 법칙과 이론을 적용하는 과학입니다.

재료과학과 기술은 재료의 구성, 조직, 구조, 준비 과정, 재료의 특성과 용도 간의 관계를 연구하고 적용하는 학문입니다.

1.2 재료 분류

(1) 재료의 구성, 미세 구조 및 특성에 따른 분류: 무기 비금속 재료, 유기 고분자), 금속 재료(금속 및 합금, 금속 재료) ) 및 복합재료(Composites).

(2) 재료의 성질 및 용도에 따른 분류: ① 토목(구조)재료(구조재료). 강도, 경도 및 기타 기계적 특성이 구조적 특성에 따라 결정되고 엔지니어링 기술의 구조적 요구를 충족할 수 있는 재료 유형입니다. 주로 엔지니어링 기술에 사용됩니다. 금속재료, 세라믹재료, 고분자재료, 복합재료 등이 포함됩니다. ② 기능성 소재. 특수 전기, 자기, 광학, 음향, 열, 기계, 화학 및 생물학적 기능을 갖춘 신소재는 정보 기술, 생명 공학, 에너지 기술 및 국방 건설과 같은 첨단 기술 분야에서도 중요합니다. 농업, 화학 산업, 건축 자재 등과 같은 일부 전통 산업을 변화시키는 것이 중요한 역할을 합니다. 글로벌 신소재 분야에서는 기능성 소재가 약 85%를 차지한다. 특수 기능성 소재는 첨단 기술 발전을 촉진하고 지원하는 데 중요한 역할을 하며, 새로운 세기의 생물학, 에너지, 환경 보호, 우주 등 첨단 기술 분야의 핵심 소재가 되었습니다. 다양한 국가에서 신소재를 생산하고 있으며 다양한 국가에서 전략적 경쟁의 핵심 부분입니다. 기능성 소재는 성능에 따라 마이크로전자소재, 광전자소재, 센서소재, 정보소재, 바이오의료소재, 생태환경소재, 에너지소재, 스마트(지능형)소재로 구분된다.

(3) 나노재료: 원자 클러스터, 나노입자, 나노필름, 탄소 나노튜브 및 나노고체 재료를 가리키는 일반적인 용어입니다. 원자 클러스터(Atomic Cluster): 크기가 1nm 미만인 원자 또는 입자가 수~수백 개 포함되어 있으며 원자와 고체 사이의 원자 집합체입니다. 나노입자: 크기는 원자 클러스터보다 크고 일반 입자보다 작습니다. 나노필름: 나노입자 및 원자 클러스터를 포함하는 필름, 나노미터 두께의 필름, 나노규모 2단계 입자 증착 코팅, 나노입자 복합 코팅 또는 다층 필름을 의미합니다. 준3차원 구조와 특성을 갖고 있어 탁월한 성능을 발휘합니다. 나노고체: 새로운 원자 구조 또는 미세 구조 특성을 지닌 고체는 나노 규모 수준의 결정립 경계, 상 경계 또는 전위와 같은 결함의 핵심에 있는 원자 배열로부터 얻어집니다. 나노결정질 재료(고밀도 결함 코어, 결함 코어에 위치한 원자의 50% 이상), 나노구조 재료(탄성적으로 왜곡된 결정화 영역으로 분리된 많은 결함 코어 영역으로 구성), 나노복합체(O-O 복합체: 다양한 유형의 나노입자 복합재; O-2 복합재: 2차원 필름 재료에 분산된 나노입자; O-3 복합재: 3차원 고체에 분산된 나노입자. 나노입자의 기본 특성: 전자 에너지 준위 불연속성(준연속 에너지 준위 이산화), 양자 크기 효과, 작은 크기 효과, 표면 효과, 거시적 양자 터널링 효과. 나노입자의 특별한 특성으로 인해 나노물질은 일련의 특별한 특성을 가지고 있습니다.

(4) 다공성 물질: 높은 비표면적, 높은 흡착력, 이온 교환과 같은 특성을 갖습니다. 이는 흡착, 분리, 촉매작용, 나노기술, 분자 인식, 석유화학 산업, 정밀화학 및 분자 전자 장치 분야에서 널리 사용됩니다. 국제순수응용화학연맹(IUPAC)의 분류 체계에 따르면 다공성 물질은 기공 크기에 따라 미세 다공성 물질(d<2nm), 메조 다공성 물질(2nm)로 구분됩니다. 50nm)).

(5) 재료 연구의 4가지 요소: 특성과 성능, 구성, 구조 및 과정

2 광물 재료 소개

2.1 기본 개념

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광물재료 : 천연광물이나 암석을 주원료로 하여 금속 및 화학원료를 정제할 목적 없이 가공한 것, 변형에 의해 얻은 물질 또는 물리화학적 성질을 직접적으로 응용할 수 있는 광물이나 암석을 말한다. 광물재료과학: 광물재료의 구성, 구조, 특성, 성능, 가공 및 준비 기술과 그 관계를 연구하는 종합 첨단 학문이며, 광물재료의 공학적 응용 기술도 연구합니다.

2.2 광물 재료 과학 연구 내용

기초 이론 연구: 광물 재료의 특성과 광물 성분, 비정질 성분, 화학 성분, 미량 원소 및 기타 재료 성분 간의 관계 ; 광물 재료의 특성과 함유된 광물의 결정 구조, 결정 화학, 다형성, 결정성, 순서 등의 관계 및 광물의 특성 사이의 관계 재료 및 그 입자 경계, 표면, 입자 크기 등 광물 재료의 특성과 사용된 원료 유형, 광석 유형, 원료 원산지 등의 관계; 온도, 압력, 분위기, 광화제, 결합제, 유화제, 커플링제 등과 같은 가공 조건 등.

생산 기술 및 응용 연구: 광물 재료의 생산 공정 경로, 공정, 장비, 최적 조성 등 공학적 및 기술적 문제와 광물 재료의 응용 분야, 적용 조건, 보존 방법 등을 연구합니다.

2.3 광물 물질의 분류

광물 물질의 구성, 구조 및 특성에 따라(단일 시스템, 이성분 시스템...);

다음에 따라 광물 재료 용도에 따라 구분(도자기, 유리, 내화물...)

광물 재료의 상태에 따라 구분(단결정, 다결정, 비정질, 복합, 분산)

가공 기술에 따라 특성은 천연 광물 재료, 심층 가공 광물 재료, 복합 및 합성 광물 재료로 구분됩니다.

종합 분류: 슬러리 유형 재료(용융 주입 결정화, 유리 유약 섬유 등) , 소결재료(내화재료, 세라믹 등), 단열재, 시멘트질 재료, 기타 재료(건축석, 분체재료 등)

권장 분류 체계(재료 특성으로 구분) 및 용도) : 구조용 광물재료(석재, 구조용 세라믹, 광물강화 고분자복합재료 등), 기능성 광물재료(환경광물재료, 나노광물재료, 바이오의료용 광물재료, 특수기능성 광물재료 등)

2.4 광물재료 연구의 의의

비금속 광물은 국민경제에서 매우 중요한 역할을 하며 지속적인 발전과 함께 국민경제의 거의 모든 분야에서 활용되고 있다. 과학기술의 발전으로 비금속 광물의 응용분야는 계속 확대되고 있습니다. 경제 선진국에서는 비금속 광물의 총 생산량이 금속 광물의 총 생산량보다 크다. 따라서 일부 학자들은 비금속 광물의 총 생산량이 금속 광물의 총 생산량보다 큰지 여부를 판단한다. 국가가 산업화된 국가가 되었는지를 알려주고, 21세기는 '신석기시대'로 진입할 것이라고 예측한다. 비금속 광물의 개발 및 응용은 비금속 광물 자원의 보유 여부뿐만 아니라 비금속 광물의 개발 및 응용을 위한 첨단 기술을 습득했는지 여부에 달려 있습니다. 우리나라는 비금속 광물자원이 매우 풍부하여 87종의 매장량이 확인되었고 생산지가 6,000여 곳이 넘습니다. 그러나 우리나라의 비금속광물 개발 및 응용기술이 낙후되어 대부분의 비금속광물은 조가공품이므로 총 생산량이 매우 낮다.

광물재료 연구를 수행하고 강화하는 것은 우리나라 비금속 광물자원의 이용수준을 제고하고 국민의 삶의 질을 향상시키며 경제사회 발전을 촉진하는데 있어서 큰 의의가 있습니다.

3 우리나라 광물재료 연구현황

3.1 비금속 광물원료 심층가공 연구

연구는 주로 울트라(Ultra)에 집중되어 있다. -미세분쇄, 미세분류, 정제, 개질 등 다양한 품종개발이 가능합니다. 파쇄 기술, 초미세 파쇄 및 분류 장비의 발전으로 인해 우리나라는 이제 다양한 입자 크기의 파쇄 및 분류가 가능해지고 개별 광물 유형의 파쇄 및 분류 수준은 국제 선진 수준에 도달했습니다. 정화 연구 역시 새로운 광물에 대한 새로운 정화 공정의 출현, 전통적인 비금속 광물 정화 공정의 개선, 미립자 정화 및 고순도 처리의 획기적인 발전을 중심으로 큰 진전을 이루었습니다. 기술 장비.

요컨대, 이론, 방법, 장비, 선광기술 및 선광제 응용 연구에서 만족스러운 결과를 얻었습니다. 현재 우리나라는 고순도 흑연, 석영, 규조토, 카올리나이트, 벤토나이트, 금홍석 등의 가공기술이 기본적으로 성숙되어 있다.

3.2 광물 채널 또는 중간층 영역에서 이온과 분자의 교환 및 삽입에 대한 연구

광물 재료 연구에서 핫스팟이 되었습니다. 연구대상은 주로 제올라이트 등 기공구조를 갖는 광물, 암석, 몬모릴로나이트를 중심으로 하는 각종 점토광물, 흑연 등의 층상구조 광물이다. 연구 내용에는 채널 또는 층간 이온 교환 기술 및 그 응용, 점토 광물 중간층 "기둥", 삽입 기술 및 응용 등이 포함됩니다.

목적은 이러한 광물 채널이나 중간층 영역의 물질 교환성과 중간층 영역의 확장 가능한 특성을 활용하거나 이러한 특성을 수정하여 새롭고 활용 가능한 우수한 특성을 갖도록 하는 것입니다. 예를 들어, 점토 광물, 제올라이트 또는 팽창 흑연을 변형하여 다양한 유해 성분을 흡착하는 능력을 갖게 함으로써 다양한 환경 처리에 사용할 수 있는 흡착제를 제조할 수 있습니다. 이 분야의 연구 및 적용 분야는 매우 광범위합니다. 하수 처리 응용 분야 외에도 변형된 기공 구조 및 층상 구조 광물 암석도 촉매 담체, 비료 상승제, 방수제, 팽창제 및 부식 방지제로 널리 사용됩니다. 침전제, 겔화제, 결합제, 가소제, 증점제, 현탁화제, 탈색제, 전도성 재료, 고속 이온 전도체 재료, 염료, 건조제, 필터 등

3.3 광물 표면 개질 기술 및 그 응용 연구

즉, 물리적, 화학적 방법을 사용하여 광물 표면을 처리하여 표면 원자 구조와 같은 표면 특성을 변화시키는 것입니다. 관능기, 표면 소수성, 전기적 특성, 화학 흡착 및 반응 특성 등을 측정하여 광물의 응용 성능을 향상시키거나 향상시키는 목적을 달성합니다. 주로 미네랄과 폴리머 간의 우수한 상용성을 보장하고 폴리머 내 미네랄 필러의 분산 효과를 향상시키기 위해 다양한 유기 폴리머에 미네랄을 필러로 첨가하는 데 사용됩니다. 연구 내용은 주로 표면 개질제의 선택, 다양한 표면 개질제가 다양한 광물에 미치는 영향, 표면 개질 공정, 표면 개질 효과 등을 포함합니다.

표면개질제는 유기물과 무기물로 구분됩니다. ① 유기물 표면개질제: 커플링제(실란, 티타네이트, 지르코늄 및 착물 등), 고급 지방산 및 그 염, 폴리올레핀 올리고머, 불포화 유기산 , 유기 아민; ② 무기 표면 개질제: 산화티타늄, 산화나트륨, 산화철, 산화지르코늄, 산화알루미늄, 산화규소 및 기타 금속 산화물.

현재 가장 많이 사용되는 표면개질제는 커플링제인데, 그 중 실란 커플링제와 티타네이트 커플링제가 가장 많이 사용된다. 실란 커플링제는 표면에 활성 수산기를 갖는 광물에 더 효과적이며 붕소, 철 및 탄소 산화물에는 덜 효과적이며 표면에 수산기를 포함하지 않는 탄산염 및 알칼리 금속 산화물에는 거의 효과가 없습니다.

티타네이트 커플링제는 표면에 활성 수산기를 갖는 석영과 중성 또는 알칼리성 표면을 갖는 대부분의 탄산칼슘, 이산화티타늄, 장석, 각섬석 등을 포함하여 광물에 대한 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다. 금속 광물은 좋은 결합 효과를 가지고 있습니다.

3.4 비금속 광물을 원료로 사용하는 신건축자재 연구

비금속 광물을 건축자재 원료로 사용하는 것은 광물재료 분야의 가장 전통적인 연구분야이다. 과학기술의 발전과 함께 이 분야의 연구 수준도 향상되었으며, 새로운 기술이 계속 등장하고 있으며 여전히 광물재료 연구의 중요한 분야입니다.

연구 내용은 주로 세 가지 측면에 중점을 두고 있습니다. 전통 원료 광물의 새로운 공정 적용에 관한 연구, 새로운 원료 광물의 발견과 전통 원료 광물의 대체에 관한 연구, 새로운 건축자재의 개발.

각종 코팅, 내화물, 시멘트, 유리, 세라믹 제품 등 적용 분야가 매우 넓습니다.

3.5 비금속 광물의 유용원소 종합적 활용에 관한 연구

일반적으로 비금속 광물의 개발 및 활용은 특정 원소를 추출하고 활용하는 것을 목적으로 하지 않는다. 금속과 가장 큰 차이점은 광물입니다.

자원이 부족하고 일부 비금속 광물과 암석의 특수한 구성과 구조로 인해 비금속 광물의 특정 원소를 종합적으로 활용하는 연구가 점점 더 주목받고 있습니다.

예를 들어 우리나라의 칼륨 자원의 심각한 부족으로 인해 우리나라 농업 발전에 영향을 미치는 주요 요인이 되었고, 많은 비금속 광물 암석에는 칼륨이 풍부합니다. , 비금속 광물 암석에서의 칼륨의 개발 및 이용, 광물 재료 연구자들의 관심을 불러 일으키고, 칼륨 장석, 칼륨 함유 셰일, 일라이트와 같은 칼륨이 풍부한 광물 암석이 활성화되어 광물성 칼륨 비료로 제조되었습니다.

3.6 합성 광물 재료 연구

합성 광물 재료에 대한 연구는 두 가지 측면을 포함합니다. 특정 천연 광물을 사용하여 다른 광물을 합성하는 것과 화학 시약을 사용하여 광물을 합성하는 것입니다.

주요 신규 성과: 아타풀자이트와 인산을 반응시켜 활성 실리카를 생성, 천연 제올라이트를 사용하여 초경량 규산칼슘 생성, 납석을 사용하여 제올라이트 합성, 합성 다이아몬드, 합성 사포나이트, 인공 합성 황동석- 석영, 플라이애시 등을 원료로 하여 질화규소, 사이알론 등을 합성하는 태양전지 소재.

3.7 환경 광물 소재 연구

환경 광물 소재는 천연 광물 암석을 주원료로 하여 준비 및 사용 과정에서 환경과 조화롭고 조화를 이루거나 폐기 후 재활용 환경에 의해 품질이 저하되거나 환경을 위한 특정 정화 및 복구 기능이 있는 재료.

천연광물을 이용하여 환경광물재료를 개발하는 것은 독특한 조건을 가지고 있다. 왜냐하면 광물재료의 원료는 천연광물이고 환경과의 친화성이 좋다. 광물재료의 생산은 에너지를 거의 소모하지 않으며, 광산 광미 자체의 종합적인 활용은 환경 재료의 연구 내용에 속하며 많은 광물 재료는 우수한 환경 복원 및 환경 정화 기능을 가지고 있습니다.

따라서 광물환경소재에 대한 연구를 활발히 발전시키고 강화하는 것은 광물자원의 특성에 부합하는 것이며 환경광물소재 분과의 설립은 시대적 요구이자 기업의 중요한 발전방향이다. 광물 재료.

광물소재의 특성과 환경보호 분야에서의 활용에 따른 환경광물소재의 주요 개발방향은 다음과 같다. ① 환경공학광물소재 - 즉 환경복원(공기, 수질오염방지 등), 환경정화(살균, 소독, 여과, 분리 등) 및 환경대체 기능(환경부하가 높은 재료 대체 등)을 위한 광물재료 - 즉, 환경 친화적인 광물재료 , 환경과의 상용성과 조화가 좋은 광물 자재(예: 생태학적 건축자재 등)입니다.

광물소재는 오랫동안 환경보호 목적으로 사용되어 왔으며 최근에는 새로운 기술, 신소재, 새로운 응용성과가 속속 등장하고 있다.

전통적인 하수 처리, 대기 흡착, 여과 및 탈색 등에서 광물 소재의 적용 수준이 높아지고 있는 것 외에도 광물 소재는 생태학적 건축 자재(예: 저온 속연소)에도 사용됩니다. 보온, 단열, 흡음, 조광 등의 기능을 갖는 세라믹. 기능성 건축자재 등), 살균, 소독, 광미의 종합 활용 등의 측면에서 새로운 응용 기술 및 제품이 있습니다.

3.8 나노광물재료 연구

이것은 광물재료 연구의 새로운 분야로 위의 많은 연구분야와 관련되어 있습니다. 예를 들어, 비금속 광물의 심층 가공에서 초미세 분쇄는 나노 규모로 발전하고 있으며 일부 나노 규모의 비금속 광물 제품은 기둥을 통해 제조되었으며 층상 구조 규산염 광물은 고무에 사용하기 위해 나노 규모 입자로 제거되었습니다. 플라스틱 제품 강화는 층상 구조 광물 개질의 새로운 방향이 되었습니다. 미세 다공성 및 중다공성 광물 재료의 합성 및 충전(자기 조립)도 점점 더 많은 관심을 받게 될 것입니다.

3.9 생의학 광물 소재 연구

생의학 소재 및 광물 의약품이 포함됩니다.

생의학 재료: 생물학적 유기체의 조직과 기관을 진단, 치료 또는 교체하거나 기능을 향상시키기 위해 생물학적 시스템과 인터페이스하는 데 사용되는 재료입니다. 생체재료라고도 합니다.

광물약재 : 천연광물을 원료로 하거나 그 중 하나를 원료로 하여 제조한 각종 약재.

3.10 특수광물 기능성 소재 연구

예를 들어 광결정이 오팔형 구조를 가지고 있다는 사실이 밝혀졌고, 정렬된 크리스토발석은 비선형 광학결정을 제조하거나 광결정으로 사용되는 것으로 밝혀졌다. 광결정 제조를 위한 템플릿 또는 변형 몬모릴로나이트는 높은 안정성, 반복성 및 촉매 특성을 갖는 복합 전극을 제조하는 데 사용되며 마찰재를 제조하는 강화재로 사용됩니다.

3.11 광물 재료에 대한 기타 응용 연구

광물 재료 연구에는 보석 가공 및 개량, 광물 재료에 대한 기초 이론 연구 등 여러 측면이 포함되는데, 이는 요약하기 어렵습니다. 간단히. 원석 가공 및 개선은 전문적인 분야로 발전하여 부각되지 않을 것입니다.

4 광물재료의 주요 개발 방향

4.1 중요한 비금속 광물이 다양한 물리적 분야 및 화학적 환경에서 다양한 효과에 대한 연구

금속 광물은 주로 주로 특정 원소를 사용하는 반면, 비금속 광물은 주로 물리적, 화학적 특성과 공정 특성을 사용합니다. 공정 특성은 주로 비금속 광물의 화학적 조성, 구조, 구조 및 광학적, 전기적, 열적, 자기적, 음향적, 용해, 흡착, 촉매 작용, 확산 및 기타 물리적, 화학적 특성에 따라 달라집니다.

따라서 비금속 광물의 개발 및 응용의 기본은 비금속 광물의 조성, 구조 및 다양한 물리화학적 성질에 대한 연구이다. 비금속 광물의 전계 효과 및 응용에 대한 기초 연구를 수행함으로써 중요한 비금속 광물의 완전한 물리적, 화학적 성능 매개 변수를 얻을 수 있으며 이러한 매개 변수와 광물 구성, 구조 및 외부 환경 간의 관계를 알아낼 수 있습니다. 비금속 광물 데이터베이스를 구축할 수 있어 광물 재료 설계 연구 등을 수행하는 데 도움이 됩니다. 기존 광물 가공 기술을 개선하고, 이러한 광물을 원료로 사용하는 기존 재료 준비 기술을 개선하고, 이러한 비금속 광물의 새로운 응용 방법 및 새로운 응용 분야를 개발하고, 광물 재료 설계 연구를 수행하는 것은 큰 의미가 있습니다.

연구 내용: 전기장, 자기장, 광파, 음파 등의 작용하에 비금속 광물의 다양한 매개 변수(즉, 비금속 광물의 물리적, 화학적 특성)를 테스트합니다. ., 또는 다양한 화학적 환경에서 이러한 매개변수와 광물 구성 및 구조 사이의 관계는 물론 외부 조건과의 관계에 대해 토론합니다.

중요한 비금속 광물의 포괄적인 물리적, 화학적 매개변수를 획득하여 효과적인 응용을 위한 기반을 마련하거나 새로운 응용 분야를 개척하는 것이 목적입니다.

4.2 비금속 광물의 표면과 계면에 관한 연구

광물 표면은 광물과 진공 또는 기체 사이의 계면을 의미하며, 표면은 많은 활성 화학적 성질과 물리적 성질을 가지고 있습니다. 몸에 있는 것과는 다릅니다.

광물계면은 광물성 물질의 상간 접촉면을 말한다. 인터페이스는 매우 중요한 역할을 하며 심지어 다상 광물 재료의 특성을 제어하기도 합니다. 표면과 인터페이스는 서로 다르면서도 서로 관련되어 있습니다. 광물원료의 표면은 광물재료 계면의 기초가 되며 광물재료 계면에 중요한 영향을 미친다. 따라서 광물 표면과 경계면에 대한 연구는 명확하게 분리될 수 없습니다. 광물 재료의 표면 및 계면 문제는 충분한 관심을 받지 못했습니다. 광물재료과학의 발전과 심층적인 연구를 통해 표면, 계면 및 그 공학에 대한 연구는 광물재료과학 연구의 최전선 분야가 될 것입니다. 예를 들어 초미세 광물, 초순수 가공, 나노 광물 소재 개발은 모두 표면, 인터페이스, 엔지니어링과 불가분의 관계에 있습니다.

연구 내용에는 고해상도 전자현미경, 회절대비전자현미경, 주사터널링전자현미경, X선 에너지 분광법, 전자 에너지 손실 분광법, 싱크로트론 방사선 연속 X선 에너지 분산 회절 등 첨단 분석 시험 기술이 사용됩니다. 연구 표면과 계면의 광물 및 광물 재료의 층상 조성 및 조성 변화, 전위 유형 및 분포, 잔류 응력 등을 파악하고 표면, 계면 조성, 구조적 세부 사항 및 다양한 미세 규모에서 재료 특성과의 관계를 밝힙니다. 관계; 선반형 및 층상 광물의 기공 구조 특성, 층간 구조적 특성, 기공 채널 및 층간 도메인의 다양한 화학적 및 물리적 특성 연구에 중점을 두고 다양한 발생 및 입자 크기의 광물 분말 표면을 연구합니다. 가공기술과의 관계. 광물의 초순수 및 초미세 공정과 광물 분말의 표면 및 계면 특성에 미치는 영향을 탐구하고, 광물 표면 및 계면에 대한 연구 결과를 활용하고 기존 표면 및 계면 공학 방법을 사용하여 연구 개발하는 데 중점을 둡니다. 층상 광물 일련의 중요 비금속 광물의 새로운 심층 가공 기술을 기반으로 우수한 특성을 지닌 일련의 새로운 광물 소재가 개발되었습니다.

4.3 새로운 광물재료 디자인에 관한 연구

재료디자인은 최근 급속도로 형성되고 발전하는 재료과학의 한 분야이다. 재료 과학 이론과 현대 컴퓨터 기술은 재료 연구에 대한 사회 경제적 발전의 요구 사항입니다. 왜냐하면 전통적인 "시행 착오" 방법으로는 더 이상 시대의 요구 사항을 충족할 수 있는 새로운 재료를 준비할 수 없기 때문입니다. 설계"는 이론의 지침에 따라, 즉 재료의 특정 분석을 기반으로 수행될 수 있습니다. 요구 사항에는 재료 공식, 준비 프로세스, 재료 특성 및 동작 메커니즘 예측이 포함됩니다.

광물 소재의 디자인을 명확히 제안한 사람은 없지만, 이와 관련된 일부 연구가 보고된 바 있다. 광물소재 디자인의 발전으로 광물소재 연구개발 수준이 한 단계 더 높아질 것으로 예상되며, 새로운 광물소재가 계속해서 등장할 것으로 예상된다. 이 연구는 재료화학, 재료물리학, 컴퓨터공학 분야의 전문가와 학자들의 폭넓은 참여를 이끌어내야 합니다.

4.4 환경광물재료에 관한 연구

최근 몇 년간 환경광물재료가 급속히 발전하여 많은 성과를 거두었음에도 불구하고 환경광물재료는 아직 환경, 환경 분야로 자리잡지 못했다. 엔지니어링 광물 재료, 환경 친화적 광물 재료, 환경 분해성 광물 재료, 환경 경제성 평가, 수명 주기 평가(LCA) 및 기타 개념은 아직 널리 받아들여지지 않았습니다.

앞으로는 환경광물재료 연구를 더욱 강화하고, 환경광물재료 연구 및 응용수준을 제고하며, 환경광물재료 응용분야를 확대하고, 환경광물재료 관련 이론을 개발해야 한다. (생태설계, 생태가공, 생태평가) 등을 통해 환경광물소재의 학계 및 산업계 영향력 확대를 도모하고 있습니다.

따라서 환경광물소재과학이 발전하려면 아직 갈 길이 멀다.

4.5 농업광물자원의 효율적 응용이론 및 응용기술 연구

우리나라는 인구가 많은 농업 국가이며, 적은 양으로 많은 인구를 먹여살려야 한다는 엄청난 압박에 직면해 있습니다. 토지의 양. 유일한 해결책은 과학적인 농업에 의존하고 수확량을 늘리며 생태학적 균형을 유지하는 것입니다. 천연 비금속 광물은 이러한 측면에서 중요한 역할을 할 수 있습니다. 농업에서 비금속 광물의 응용은 주로 질소, 인, 칼륨 비료를 포함한 화학 비료 생산, 희토류 비료, ​​유기 비료 등을 사료 원료 또는 첨가제로 사용하는 것입니다. 농약 생산을 위한 제약 광물 및 담체 광물로 사용되거나 토양 개선에 사용되는 농약으로 직접 사용됩니다.

위의 적용을 모두 진행했지만 적용 기술 수준이 낮고 범위도 좁다. 이 지역의 비금속 광물. 예를 들어, 우리나라는 칼륨 자원이 부족한 나라인데, 칼륨 함유 광물 암석에서 불용성 칼륨을 연구 개발하면 우리나라의 칼륨 자원 부족 문제를 해결할 수 있습니다. 그러나 아직까지 이 분야 연구에서는 큰 진전이 이루어지지 않고 있으며, 가장 큰 문제는 고효율, 저비용, 저환경부담 공정기술이 아직 발견되지 않았다는 점이다.

연구 내용은 다음과 같습니다. 칼륨 함유 광물 암석에서 칼륨의 활성화, 추출 및 종합적인 활용을 위한 새로운 공정에 대한 연구; 비금속 광물, 토양 및 수질 개선 및 생태환경 개선에 관한 응용 연구에서의 비금속 광물 암석 이용에 관한 연구.

4.6 나노 광물 재료에 대한 연구

나노 재료의 독특한 구성, 구조, 특성 및 준비 방법으로 인해 이 분야의 연구는 재료 과학의 선두로 남을 것입니다. 다른 나노재료와 비교하여 나노광물재료에 대한 연구의 깊이와 폭을 향상시킬 필요가 있다. 따라서, 나노미네랄 물질은 다른 나노물질이 직면하고 있는 고질적인 문제 외에도 나노미네랄 물질의 제조를 위한 신기술, 새로운 나노미네랄 물질의 개발, 나노미네랄 물질에 대한 이론적 연구 측면에 대한 연구를 강화해야 한다.

참고문헌

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