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无机复合材料论文

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无机复合材料论文

用高温固相反应由锆矿石粉制备锆质颜料锆质颜料是陶瓷、搪瓷、玻璃工业应用较广泛的高温无机颜料 因为它具有非常稳定的晶型结构,所以具有耐高温,物化性能稳定、着色力强等优点。我国锆质颜料主要是用品位较高的氧化锫,二氧化硅与着色元素人工合成的。用这种方怯生产的锫质颜料,成本太高。据《日本特许公报》昭47—8699报道,锆质颜料可用锆英石矿粉按特定的工艺条件直接合成。实验结果表明, 用锆英石矿粉直接合成的无机锆质颜料质置达到国内外同类产品水平。而其生产成本比用原法生产的产品成倍降低。用锆英石矿粉直接合成无机锆质颜料采用的工艺流程如图---------高温固相反应由锆矿石粉制备锆质颜料的工艺流程 主要原料有(1)锫英石: ZrO:≥60 ,工业级,广东等地产。 (2)纯碱I Na 2CO 3/>95 ,工业级,大连等地产。(3) 硫酸2 H 2SO‘/>90% , 工业级,全国各地产。(4)氧化镨2 Pr日OI1>/90%,工业级内蒙、上海等地产。(5)五氧化二钒: V O ≥96 ,工业级, 湖南等地产。(6)铁红;Fe O。≥96 , 工业级, 湖南等地产。(7)铬绿:Cr O。≥96 , 工业级, 湖南等地产。(8)氧化铺:C0~70 , 工业级, 广东, 湖南等地产。锆质颜料的色域非常广泛, 在氧化锆,二氧化硅形成锆英石晶型结构的同时,5【入上述原料(4)一(8)中的一种,则可制备黄、蓝、红、绿、青等不同色调的锆质颜料。本方法的不同之处在于:所用的基术原料锆英石矿粉本身就具有稳定的晶型结构,简单地加入着色离子是不能制备锆质颜料的。也就是说巳具有稳定晶型结构的锆英石不能再着色,所以, 首先必须破坏其晶型结构。具体做法是,在锆英石矿粉中加入一定量的纯碱,在高温下使混台物发生固相反应生成一种易被无机酸分解的中间物质,然后加入一定量的无机酸处理之, 使之分解并生成一种能与着色离子发生固相反应的混合物。此种混合物巳不具有锆英石晶型,在此种混合物中加入着色元素错、钒、铁、铬、钻等的氧化物或盐类及一定量的矿化剂, 高温下物料发生固相反应生成着色的锆英石固溶体。采用APD一10全自动x射线衍射仪对合成的锫质颜料颗粒进行晶型结构分析,测定条件为工作电压40kVt,工作电流20mAt步选扫描20,20。一80℃铜靶。测定结果表明 锫质颜料试样为锆英石晶型结构,无杂质相生成, 纯度较高。将小样与其他样品进行了质量对比,数据表明, 锆质颜料的各项技术指标已达到国内同类产品水平,其中耐温性高于国内水平。锆英石是一种非常稳定的矿物质, 只有在1530~高温下才能分解。考虑到工业化生产,宜尽量在较低的温度下破坏其晶型结构, 我们在锆英石中加入一定量的纯碱, 以使其在850"C~1IO0~C温度下发生固相反应。通过大量的实验证明, 锆英石与纯碱的比例不同,其反应温度亦不相同合成无机颜料时,加入矿化剂的作用主要是使颜料的晶型结构在较低的温度下形成。不仅如此,加入相应的矿化。剂能使着色离子的价态发生变化,使所需要的颜色离子顺利进入颜料晶格。在一定范围内着色离子加入量与颜料的颜色深浅成正比。合成锆质颜料时, 着色元素的加入量是有一定范围的。在此范围内,着色离子加入量与颜料颜色的深浅成正比。但着色离子不能无限量增加, 不同的着色离子对锆离子和硅离子有一定的取代份数, 超过了这个取代份数,就会产生过剩的着色离子,从而影响颜料质量。

上中国知网,或者豆丁上下..很多的...智能无机非金属材料摘 要 结构材料所处的环境极为复杂,材料损坏引起事故的危险性不断增加,研究与开发对损坏能自行诊断并具有自修复能力的结构材料是十分重要而急迫的任务。本文对智能材料的发展、构思、无机非金属智能材料进行了综述,对智能材料进一步研究进行了展望。 关键词 智能;无机非金属;材料 智能材料是指对环境具有可感知、可响应并具有功能发现能力的新材料。日本高木俊宜教授[1]将信息科学融于材料的物性和功能,于1989年提出了智能材料(Intelligent materials)概念。至此智能材料与结构的研究也开始由航空航天及军事部门[2,3]逐渐扩展到土木工程[4]、医药、体育和日常用品[5,6]等其他领域。 同时,美国的R•E•Newnham教授围绕具有传感和执行功能的材料提出了灵巧材料(Smart materials)概念,又有人称之为机敏材料。他将灵巧材料分为三类: 被动灵巧材料——仅能响应外界变化的材料; 主动灵巧材料——不仅能识别外界的变化,经执行线路能诱发反馈回路,而且响应环境变化的材料; 很灵巧材料——有感知、执行功能,并能响应环境变化,从而改变性能系数的材料。 R•E•Newnham的灵巧材料和高木俊宜的智能材料概念的共同之处是:材料对环境的响应性。 自l989年以来,先是在日本、美国,尔后是西欧,进而世界各国的材料界均开始研究智能材料。科学家们研究将必要的仿生(biominetic)功能引入材料,使材料和系统达到更高的层次,成为具有自检测、自判断、自结论、自指令和执行功能的新材料。智能结构常常把高技术传感器或敏感元件与传统结构材料和功能材料结合在一起,赋予材料崭新的性能,使无生命的材料变得有了“感觉”和“知觉”,能适应环境的变化,不仅能发现问题,而且还能自行解决问题。 由于智能材料和系统的性能可随环境而变化,其应用前景十分广泛[7]。例如飞机的机翼引入智能系统后,能响应空气压力和飞行速度而改变其形状;进入太空的灵巧结构上设置了消震系统,能补偿失重,防止金属疲劳;潜水艇能改变形状,消除湍流,使流动的噪声不易被测出而便于隐蔽;金属智能结构材料能自行检测损伤和抑制裂缝扩展,具有自修复功能,确保了结构物的可靠性;高技术汽车中采用了许多灵巧系统,如空气-燃料氧传感器和压电雨滴传感器等,增加了使用功能。其它还有智能水净化装置可感知而且能除去有害污染物;电致变色灵巧窗可响应气候的变化和人的活动,调节热流和采光;智能卫生间能分析尿样,作出早期诊断;智能药物释放体系能响应血糖浓度,释放胰岛素,维持血糖浓度在正常水平。 国外对智能材料研究与开发的趋势是:把智能性材料发展为智能材料系统与结构。这是当前工程学科发展的国际前沿,将给工程材料与结构的发展带来一场革命。国外的城市基础建设中正构思如何应用智能材料构筑对环境变化能作出灵敏反应的楼层、桥梁和大厦等。这是一个系统综合过程,需将新的特性和功能引入现有的结构中。 美国科学家们正在设计各种方法,试图使桥梁、机翼和其它关键结构具有自己的“神经系统”、“肌肉”和“大脑”,使它们能感觉到即将出现的故障并能自行解决。例如在飞机发生故障之前向飞行员发出警报,或在桥梁出现裂痕时能自动修复。他们的方法之一是,在高性能的复合材料中嵌入细小的光纤材料,由于在复合材料中布满了纵横交错的光纤,它们就能像“神经”那样感受到机翼上受到的不同压力,在极端严重的情况下,光纤会断裂,光传输就会中断,于是发出即将出现事故的警告。 1、 智能材料的构思[8] 一种新的概念往往是各种不同观点、概念的综合。智能材料设计的思路与以下几种因素有关:(1)材料开发的历史,结构材料→功能材料→智能材料。(2)人工智能计算机的影响,也就是生物计算机的未来模式、学习计算机、三维识别计算机对材料提出的新要求。(3)从材料设计的角度考虑智能材料的制造。(4)软件功能引入材料。(5)对材料的期望。(6)能量的传递。(7)材料具有时间轴的观点,如寿命预告功能、自修复功能,甚至自学习、自增殖和自净化功能,因外部刺激时间轴可对应作出积极自变的动态响应,即仿照生物体所具有的功能。例如,智能人工骨不仅与生物体相容性良好,而且能依据生物体骨的生长、治愈状况而分解,最后消失。 1.1 仿生与智能材料 智能材料的性能是组成、结构、形态与环境的函数,它具有环境响应性。生物体的最大特点是对环境的适应,从植物、动物到人类均如此。细胞是生物体的基础,可视为具有传感、处理和执行三种功能的融合材料,因而细胞可作为智能材料的蓝本。 对于从单纯物质到复杂物质的研究,可以通过建立模型实现。模型使复杂的生物材料得解,从而创造出仿生智能材料。例如,高分子材料是人工设计的合成材料,在研究时曾借鉴于天然丝的大分子结构,然后合成出了强度更高的尼龙。目前,已根据模拟信息接受功能蛋白质和执行功能蛋白质,创造出由超微观到宏观的各种层次的智能材料。 1.2 智能材料设计 用现有材料组合,并引入多重功能,特别是软件功能,可以得到智能材料。随着信息科学的迅速发展,自动装置(Automaton)不仅用于机器人和计算机这类人工机械,更可用于能条件反射的生物机械。 此自动装置在输入信号(信息)时,能依据过去的输入信号(信息)产生输出信号(信息)。过去输入的信息则能作为内部状态存贮于系统内。因此,自动装置由输入、内部状态、输出三部分组成。将智能材料与自动装置类比,两者的概念是相似的。 自动装置M可用以下6个参数描绘: M=(θ,X,Y,f,g,θ0) 式中θ为内部状态的集;X和Y分别代表输入和输出信息的集;f表示现在的内部状态因输入信息转变为下一时间内部状态的状态转变系数;g是现在的内部状态因输入信息而输出信息的输出系数;θ0为初期状态的集。 为使材料智能化,可控制其内部状态θ、状态转变系数f及输出系数g。例如对于陶瓷,其θ、f、g的关系,即是材料结构、组成与功能性的关系。设计材料时应考虑这些参数。若使陶瓷的功能提高至智能化,需要控制f和g。 一般陶瓷是微小晶粒聚集成的多晶体,常通过添加微量第二组分控制其特性。此第二组分的本体和微晶粒界两者的性能均影响所得材料特性。 实际上,第二组分的离子引入系统时,其自由能(G=H-TS)发生变化,为使材料的自由能(G)最小,有必要控制焓(H),使熵(S)达最适合的数值。而熵与添加物的分布有关,因此陶瓷的功能性控制可通过优化熵来实现。熵由材料本身的焓调控。故为使陶瓷具有高功能进而达到智能化的目的,应使材料处于非平衡态、拟平衡态和亚稳定状态。 对于智能材料而言,材料与信息概念具有同一性。而某一L符号的平均信息量Φ与几率P状态的信息量logP有关,即 此式类同于热力学的熵,但符号相反,故称负熵(negcntropy)。因熵为无序性的量度,负熵则是有序性的量度。 1.3 智能材料的创制方法 基于智能材料具有传感、处理和执行的功能,因而其创制实际上是将此类软件功能(信息)引入材料。这类似于身体的信息处理单元——神经原,可融各种功能于一体(图1(a)),将多种软件功能寓于几纳米到数十纳米厚的不同层次结构(图1(b)),使材料智能化。此时材料的性能不仅与其组成、结构、形态有关,更是环境的函数。智能材料的研究与开发涉及金属系、陶瓷系、高分子系和生物系智能材料和系统。 2、 智能无机非金属材料 智能无机非金属材料很多,在此介绍几种较为典型的智能无机非金属材料。 2.1 智能陶瓷 2.1.1 氧化锆增韧陶瓷 氧化锆晶体一般有三种晶型: 其中t-ZrO2转化为m-ZrO2相变具有马氏体相变的特征,并且相变伴随有3%~5%的体积膨胀。不加稳定剂的ZrO2陶瓷在烧结温度冷却的过程中,就会由于发生相变而严重开裂。解决的办法是添加离子半径比Zr小的Ca、Mg、Y等金属的氧化物。 氧化锆相变可分为烧成冷却过程中相变和使用过程中相变。造成相变的原因,前者是温度诱导,后者是应力诱导。两类相变的结果都可使陶瓷增韧。增韧机制主要有相变增韧、微裂纹增韧、表面增韧、裂纹弯曲和偏转增韧等[9]。 当ZrO2晶粒尺寸比较大而稳定剂含量比较小时,陶瓷中的t-ZrO2晶粒在烧成后冷却至室温的过程中发生相变,相变所伴随的体积膨胀在陶瓷内部产生压应力,并在一些区域形成微裂纹。当主裂纹在这样的材料中扩展时,一方面受到上述压应力的作用,裂纹扩展受到阻碍;同时由于原有微裂纹的延伸使主裂纹受阻改向,也吸收了裂纹扩展的能量,提高了材料的强度和韧性。这就是微裂纹增韧。 由于ZrO2相变温度很高,借助温度变化来设计智能材料是不可行的,需要研究应力诱导下的相变增韧,应力诱导下的相变增韧在ZrO2增韧陶瓷中是最主要的一种增韧机制。 材料中的t-ZrO2晶粒在烧成后冷却至室温的过程中仍保持四方相形态,当材料受到外应力的作用时,受应力诱导发生相变,由t相转变为m相。由于ZrO2晶粒相变吸收能量而阻碍裂纹的继续扩展,从而提高了材料的强度和韧性。相转变发生之处的材料组成一般不均匀,因结晶结构的变化,导热和导电率等性能随之而变,这种变化就是材料受到外应力的信号,从而实现了材料的自诊断。 对氧化锆材料压裂而产生裂纹,在300℃热处理50h后,因为t相转变为m相过程中产生的体积膨胀补偿了裂纹空隙,可以再弥合,实现了材料的自修复。 对于材料使用中产生的疲劳强度及膨胀状况等,可通过材料的尺寸、声波传播速度、导热和导电率的变化进行在位观测。 2.1.2灵巧陶瓷 灵巧陶瓷是灵巧材料的一种,它能够感知环境的变化,并通过反馈系统作出相应的反应。用若干多层锆钛酸铅(PZT)可制成录像磁头的自动定位跟踪系统,日本利用PZT压电陶瓷块制成了Pachinko游戏机。 录像磁头的自动定位跟踪系统的原理是:在PZT陶瓷双层悬臂弯曲片上,通过布设的电极将其分为位置感受部分和驱动定位部分。位置感受部分即为传感器,感受电极上所获得的电压通过反馈系统施加到定位电极上,使层片发生弯曲,跟踪录像带上的磁迹,见图2。 Pachinko游戏机也应用了类似的原理。 利用灵巧陶瓷制成的灵巧蒙皮,可以降低飞行器和潜水器高速运动时的噪声,防止发生紊流,以提高运行速度,减少红外辐射达到隐形目的。 根据上述原则,完全有可能获得很灵巧材料。这种材料能够感知环境的多方面变化并能在时间和空间两方面调整材料的一种或多种性能参数,取得最优化响应。因此,传感、执行和反馈是灵巧材料工作的关键功能。 2.1.3压电仿生陶瓷 材料仿生是材料发展的方向之一。日本研究人员正在研究鲸鱼和海豚的尾鳍和飞鸟的鸟翼,希望能研究出象尾鳍和鸟翼那样柔软、能折叠、又很结实的材料。 图3为模拟鱼类泳泡运动的弯曲应力传感器。传感器中两个金属电极之间有一很小的空气室,PZT压电陶瓷起覆盖泳泡肌肉的作用。因空气室的形状类似于新月,故称为“Moonie”复合物。此压电水声器应用特殊形状的电极,通过改变应力方向,使压电应变常数dh增至极大值。当厚的金属电极因声波而承受静水压力时,一部分纵向应力转变为符号相反的径向和切向应力,使压电常数d3l由负值变为正值,它与d33叠加,使dh值增加。这类复合材料的dh•gh值比纯PZT材料的大250倍。 应用PZT纤维复合材料和“Moonie”型复合物设计开发的执行器元件,可以消除因声波造成的稳流。 2.2 智能水泥基材料 在现代社会中,水泥作为基础建筑材料应用极为广泛,使水泥基材料智能化具有良好的应用前景。 智能水泥基材料包括:应力、应变及损伤自检水泥基材料[10~12];自测温水泥基材料[13];自动调节环境湿度的水泥基材料[14];仿生自愈合水泥基材料[15、16]及仿生自生水泥材料[17]等。 水泥基材料中掺加一定形状、尺寸和掺量的短切碳纤维后,材料的电阻变化与其内部结构变化是相对应的。因此,该材料可以监测拉、弯、压等工况及静态和动态载荷作用下材料内部情况。在水泥净浆中0.5%(体积)的碳纤维用做传感器,其灵敏度远远高于一般的电阻应变片。 将一定长度的PAN基短切碳纤维掺入水泥净浆中,材料产生了热电效应。这种材料可以对建筑物内部和周围环境温度的变化实时监测。基于该材料的热电效应,还可能利用太阳能和室内外温差为建筑物供电。如果进一步使该材料具有Seebeck效应的逆效应——Peltier效应,那么就可能制得具有制冷制热材料。 在水泥净浆中掺加多孔材料,利用多孔材料吸湿量与温度的关系,能够使材料具有调湿功能。 一些科学家目前在研制一种能自行愈合的混凝土。设想把大量的空心纤维埋入混凝土中,当混凝土开裂时,事先装有“裂纹修补剂”的空心纤维会裂开,释放出粘结修补剂把裂纹牢牢地粘在一起,防止混凝土断裂。这是一种被动智能材料,即在材科中没有埋入传感器监测裂痕,也没有在材料中埋入电子芯片来“指导”粘接裂开的裂痕。与此原理相同,美国根据动物骨骼的结构和形成机理,尝试仿生水泥基材料的制备。该材料在使用过程中如果发生损伤,多孔有机纤维回释放高聚物愈合损伤。 美国科学家正在研究一种主动智能材料,能使桥梁出现问题时自动加固。他们设计的一种方式是:如果桥梁的某些局部出现问题,桥梁的另一部分就自行加固予以弥补。这一设想在技术上是可行的。随着电脑技术的发展,完全可以制造出极微小的信号传感器和微电子芯片及计算机把这些传感器、微型计算机芯片埋入桥梁材料中。桥梁材料可以用各种神奇的材料构成,例如用形状记忆材料。埋在桥梁材料中的传感器得到某部分材料出现问题的信号,计算机就会发出指令,使事先埋入桥梁材料中的微小液演变成固体而自动加固。 3、结语 目前,智能材料尚处在研究发展阶段,它的发展和社会效应息息相关。飞机失事和重要建筑等结构的损坏,激励着人们对具有自预警、自修复功能的灵巧飞机和材料结构的研究。以材料本身的智能性开发来满足人们对材料、系统和结构的期望,使材料结构能“刚”“柔”结合,以自适应环境的变化。在未来的研究中,应以以下几个方面为重点。 (1)如何利用飞速发展的信息技术成果,将软件功能引入材料、系统和结构中; (2)进一步加强探索型理论研究及材料复合智能化的机理研究,加速发展智能材料科学; (3)加强应用基础研究。

纳米材料技术作为一门高新科学技术,纳米技术具有极大的价值和作用。下面我给大家分享一些纳米材料与技术3000字论文, 希望能对大家有所帮助!纳米材料与技术3000字论文篇一:《试谈纳米复合材料技术发展及前景》 [摘要]纳米材料是指材料显微结构中至少有一相的一维尺度在100nm以内的材料。纳米材料由于平均粒径微小、表面原子多、比表面积大、表面能高,因而其性质显示出独特的小尺寸效应、表面效应等特性,具有许多常规材料不可能具有的性能。纳米材料由于其超凡的特性,引起了人们越来越广泛的关注,不少学者认为纳米材料将是21世纪最有前途的材料之一,纳米技术将成为21世纪的主导技术。 [关键词]高聚物纳米复合材料 一、 纳米材料的特性 当材料的尺寸进入纳米级,材料便会出现以下奇异的物理性能: 1、尺寸效应 当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或投射深度等物理特征尺寸相当或更小时,晶体的边界条件将被破坏,非晶态纳米微粒的颗粒表面附近原子密度减小,导致声、光电、磁、热、力学等特性呈现出新的小尺寸效应。如当颗粒的粒径降到纳米级时,材料的磁性就会发生很大变化,如一般铁的矫顽力约为80A/m,而直径小于20nm的铁,其矫顽力却增加了1000倍。若将纳米粒子添加到聚合物中,不但可以改善聚合物的力学性能,甚至还可以赋予其新性能。 2、表面效应 一般随着微粒尺寸的减小,微粒中表面原子与原子总数之比将会增加,表面积也将会增大,从而引起材料性能的变化,这就是纳米粒子的表面效应。 纳米微粒尺寸d(nm) 包含总原子表面原子所占比例(%)103×1042044×1034022.5×1028013099从表1中可以看出,随着纳米粒子粒径的减小,表面原子所占比例急剧增加。由于表面原子数增多,原子配位不足及高的表面能,使这些表面原子具有高的活性,很容易与 其它 原子结合。若将纳米粒子添加到高聚物中,这些具有不饱和性质的表面原子就很容易同高聚物分子链段发生物理化学作用。 3、量子隧道效应 微观粒子贯穿势垒的能力称为隧道效应。纳米粒子的磁化强度等也具有隧道效应,它们可以穿越宏观系统的势垒而产生变化,这称为纳米粒子的宏观量子隧道效应。它的研究对基础研究及实际 应用,如导电、导磁高聚物、微波吸收高聚物等,都具有重要意义。 二、高聚物/纳米复合材料的技术进展 对于高聚物/纳米复合材料的研究十分广泛,按纳米粒子种类的不同可把高聚物/纳米复合材料分为以下几类: 1、高聚物/粘土纳米复合材料 由于层状无机物在一定驱动力作用下能碎裂成纳米尺寸的结构微区,其片层间距一般为纳米级,它不仅可让聚合物嵌入夹层,形成“嵌入纳米复合材料”,还可使片层均匀分散于聚合物中形成“层离纳米复合材料”。其中粘土易与有机阳离子发生交换反应,具有的亲油性甚至可引入与聚合物发生反应的官能团来提高其粘结。其制备的技术有插层法和剥离法,插层法是预先对粘土片层间进行插层处理后,制成“嵌入纳米复合材料”,而剥离法则是采用一些手段对粘土片层直接进行剥离,形成“层离纳米复合材料”。 2、高聚物/刚性纳米粒子复合材料 用刚性纳米粒子对力学性能有一定脆性的聚合物增韧是改善其力学性能的另一种可行性 方法 。随着无机粒子微细化技术和粒子表面处理技术的 发展 ,特别是近年来纳米级无机粒子的出现,塑料的增韧彻底冲破了以往在塑料中加入橡胶类弹性体的做法。采用纳米刚性粒子填充不仅会使韧性、强度得到提高,而且其性价比也将是不能比拟的。 3、高聚物/碳纳米管复合材料 碳纳米管于1991年由S.Iijima 发现,其直径比碳纤维小数千倍,其主要用途之一是作为聚合物复合材料的增强材料。 碳纳米管的力学性能相当突出。现已测出碳纳米管的强度实验值为30-50GPa。尽管碳纳米管的强度高,脆性却不象碳纤维那样高。碳纤维在约1%变形时就会断裂,而碳纳米管要到约18%变形时才断裂。碳纳米管的层间剪切强度高达500MPa,比传统碳纤维增强环氧树脂复合材料高一个数量级。 在电性能方面,碳纳米管作聚合物的填料具有独特的优势。加入少量碳纳米管即可大幅度提高材料的导电性。与以往为提高导电性而向树脂中加入的碳黑相比,碳纳米管有高的长径比,因此其体积含量可比球状碳黑减少很多。同时,由于纳米管的本身长度极短而且柔曲性好,填入聚合物基体时不会断裂,因而能保持其高长径比。爱尔兰都柏林Trinity学院进行的研究表明,在塑料中含2%-3%的多壁碳纳米管使电导率提高了14个数量级,从10-12s/m提高到了102s/m。 三、前景与展望 在高聚物/纳米复合材料的研究中存在的主要问题是:高聚物与纳米材料的分散缺乏专业设备,用传统的设备往往不能使纳米粒子很好的分散,同时高聚物表面处理还不够理想。我国纳米材料研究起步虽晚但 发展 很快,对于有些方面的研究 工作与国外相比还处于较先进水平。如:漆宗能等对聚合物基粘土纳米复合材料的研究;黄锐等利用刚性粒子对聚合物改性的研究都在学术界很有影响;另外,四川大学高分子 科学 与工程国家重点实验室发明的磨盘法、超声波法制备聚合物基纳米复合材料也是一种很有前景的手段。尽管如此,在总体水平上我国与先进国家相比尚有一定差距。但无可否认,纳米材料由于独特的性能,使其在增强聚合物 应用中有着广泛的前景,纳米材料的应用对开发研究高性能聚合物复合材料有重大意义。特别是随着廉价纳米材料不断开发应用,粒子表面处理技术的不断进步,纳米材料增强、增韧聚合物机理的研究不断完善,纳米材料改性的聚合物将逐步向 工业 化方向发展,其应用前景会更加诱人。 参考 文献 : [1] 李见主编.新型材料导论.北京:冶金工业出版社,1987. [2]都有为.第三期工程科技 论坛 ——‘纳米材料与技术’ 报告 会. [3]rohlich J,Kautz H,Thomann R[J].Polymer,2004,45(7):2155-2164. 纳米材料与技术3000字论文篇二:《试论纳米技术在新型包装材料中的应用》 【摘 要】作为一门高新科学技术,纳米技术具有极大的价值和作用。进入20世纪90年代,纳米科学得到迅速的发展,产生了纳米材料学、纳米化工学、纳米机械学及纳米生物学等,由此产生的纳米技术产品也层出不穷,并开始涉及汽车行业。 【关键词】纳米技术 包装材料 1 纳米技术促进了汽车材料技术的发展 纳米技术可应用在汽车的任何部位,包括发动机、底盘、车身、内饰、车胎、传动系统、排气系统等。例如,在汽车车身部分,利用纳米技术可强化钢板结构,提高车体的碰撞安全性。另外,利用纳米涂料烤漆,可使车身外观色泽更为鲜亮、更耐蚀、耐磨。内装部分,利用纳米材料良好的吸附能力、杀菌能力、除臭能力使室内空气更加清洁、安全。在排气系统方面,利用纳米金属做为触媒,具有较高的转换效果。 由于纳米技术具有奇特功效,它在汽车上得到了广泛的应用,提升汽车性能的同时延长使用寿命。 2 现代汽车上的纳米材料 (1)纳米面漆。汽车面漆是对汽车质量的直观评价,它不但决定着汽车的美观与否,而且直接影响着汽车的市场竞争力。所以汽车面漆除要求具有高装饰性外,还要求有优良的耐久性,包括抵抗紫外线、水分、化学物质及酸雨的侵蚀和抗划痕的性能。纳米涂料可以满足上述要求。纳米颗粒分散在有机聚合物骨架中,作承受负载的填料,与骨架材料相互作用,有助于提高材料的韧性和其它机械性能。研究表明,将10%的纳米级TiO2粒子完全分散于树脂中,可提高其机械性能,尤其可使抗划痕性能大大提高,而且外观好,利于制造汽车面漆涂料;将改性纳米CaCO3以质量分数15%加入聚氨酯清漆涂料中,可提高清漆涂料的光泽、流平性、柔韧性及涂层硬度等。 纳米TiO2是一种抗紫外线辐射材料,加之其极微小颗粒的比表面积大,能在涂料干燥时很快形成网络结构,可同时增强涂料的强度、光洁度和抗老化性;以纳米高岭土作填料,制得的聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料不仅透明,而且吸收紫外线,同时也可提高热稳定性,适合于制造汽车面漆涂料。 (2)纳米塑料。纳米塑料可以改变传统塑料的特性,呈现出优异的物理性能:强度高,耐热性强,比重更小。随着汽车应用塑料数量越来越多,纳米塑料会普遍应用在汽车上。主要有阻燃塑料、增强塑料、抗紫外线老化塑料、抗菌塑料等。阻燃塑料是燃烧时,超细的纳米材料颗粒能覆盖在被燃材料表面并生成一层均匀的碳化层,起到隔热、隔氧、抑烟和防熔滴的作用,从而起到阻燃作用。 目前汽车设计要求规定,凡通过乘客座舱的线路、管路和设备材料必须要符合阻燃标准,例如内饰和电气部分的面板、包裹导线的胶套,包裹线束的波纹管、胶管等,使用阻燃塑料比较容易达到要求。增强塑料是在塑料中填充经表面处理的纳米级无机材料蒙脱土、CaCO3、SiO2等,这些材料对聚丙烯的分子结晶有明显的聚敛作用,可以使聚丙烯等塑料的抗拉强度、抗冲击韧性和弹性模量上升,使塑料的物理性能得到明显改善。 抗紫外线老化塑料是将纳米级的TiO2、ZnO等无机抗紫外线粉体混炼填充到塑料基材中。这些填充粉体对紫外线具有极好的吸收能力和反射能力,因此这种塑料能够吸收和反射紫外线,比普通塑料的抗紫外线能力提高20倍以上。据报道这类材料经过连续700小时热光照射后,其扩张强度损失仅为10%,如果作为暴露在外的车身塑料构件材料,能有效延长其使用寿命。抗菌塑料是将无机的纳米级抗菌剂利用纳米技术充分地分散于塑料制品中,可将附着在塑料上的细菌杀死或抑制生长。这些纳米级抗菌剂是以银、锌、铜等金属离子包裹纳米TiO2、CaCO3等制成,可以破坏细菌生长环境。据介绍无机纳米抗菌塑料加工简单,广谱抗菌,24小时接触杀菌率达90%,无副作用。 (3)纳米润滑剂。纳米润滑剂是采用纳米技术改善润滑油分子结构的纯石油产品,它不会对润滑油添加剂、稳定剂、处理剂、发动机增润剂和减磨剂等产品产生不良作用,只是在零件金属表面自动形成纯烃类单个原子厚度的一层薄膜。由于这些微小烃类分子间的相互吸附作用,能够完全填充金属表面的微孔,最大可能地减小金属与金属间微孔的摩擦。与高级润滑油或固定添加剂相比,其极压可增加3倍-4倍,磨损面减小16倍。由于金属表面得到了保护,减小了磨损,使用寿命成倍增加。 另外,由于纳米粒子尺寸小,经过纳米技术处理的部分材料耐磨性是黄铜的27倍、钢铁的7倍。目前纳米陶瓷轴承已经应用在奔驰等高级轿车上,使机械转速加快、质量减小、稳定性增强,使用寿命延长。 (4)纳米汽油。纳米汽油最大优点是节约能源和减少污染,目前已经开始研制。该技术是一种利用现代最新纳米技术开发的汽油微乳化剂。它能对汽油品质进行改造,最大限度地促进汽油燃烧,使用时只要将微乳化剂以适当比例加入汽油便可。交通部汽车运输节能技术检测中心的专家经试验后认为,汽车在使用加入该微乳化剂的汽油后,可降低其油耗10%~20%,增加动力性能25%,并使尾气中的污染物(浮碳、碳氢化合物和氮氧化合物等)排放降低50%~80%。它还可以清除积碳,提高汽油的综合性能。更令人注意的是,纳米技术应用在燃料电池上,可以节省大量成本。因为纳米材料在室温条件下具有优异的储氢能力。根据实验结果,在室温常压下,约2/3的氢能可以从这些纳米材料中得以释放,故其能替代昂贵的超低温液氢储存装置。 (5)纳米橡胶。汽车中橡胶材料的应用以轮胎的用量最大。在轮胎橡胶的生产中,橡胶助剂大部分成粉体状,如炭黑、白炭黑等补强填充剂、促进剂、防老剂等。以粉体状物质而言,纳米化是现阶段橡胶的主要发展趋势。新一代纳米技术已成功运用其它纳米粒子作为助剂,而不再局限于使用炭黑或白炭黑,汽车中最大的改变即是,轮胎的颜色已不再仅限于黑色,而能有多样化的鲜艳色彩。另外无论在强度、耐磨性或抗老化等性能上,新的纳米轮胎均较传统轮胎都优异,例如轮胎侧面胶的抗裂痕性能将由10万次提高到50万次。 (6)纳米传感器。传感器是纳米技术应用的一个重要领域,随着纳米技术的进步,造价更低、功能更强的微型传感器将广泛应用在社会生活的各个方面。半导体纳米材料做成的各种传感器,可灵敏地检测温度、湿度和大气成分的变化,这在汽车尾气和大气环境保护上已得到应用。纳米材料来制作汽车尾气传感器,可以对汽车尾气中的污染气体进行吸附与过滤,并对超标的尾气排放情况进行监控与报警,从而更好地提高汽车尾气的净化程度,降低汽车尾气的排放。我国纳米压力传感器的研制已获得成功,产品整体性能超过国外的超微传感器,缩小了我国在这一技术领域与世界先进国家存在的差距。有专家认为,到2020年,纳米传感器将成为主流。 (7)纳米电池。早在1991年被人类发现的碳纳米管韧性很高,导电性极强,兼具金属性和半导体性,强度比钢高100倍, 密度只有钢的1/6。我国科学家最近已经合成高质量的碳纳米材料,使我国新型储氢材料研究一举跃入世界先进行列。此种新材料能储存和凝聚大量的氢气,并可做成燃料电池驱动汽车,储氢材料的发展还会给未来的交通工具带来新型的清洁能源。 结语 随着材料技术的发展,纳米技术已成为当今研究领域中最富有活力,对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象。纳米科技正在推动人类社会产生巨大的变革,未来汽车技术的发展,有极大部分与纳米技术密切相关,纳米材料和纳米技术将会给汽车新能源、新材料、新零部件带来深远的影响。对于汽车制造商而言,纳米技术的有效运用,有效地促进技术升级、提升附加价值。相信在不久的将来,纳米技术必将在汽车的制造领域得到更广泛的应用。 参考文献 [1]肖永清.纳米技术在汽车上的应用[J].轻型汽车技术,2004.12. [2]潘钰娴,樊琳.纳米材料的研究和应用[J].苏州大学学报(工科版),2002. [3]周李承,蒋易,周宜开,任恕,聂棱.光纤纳米生物传感器的现状及发展[J].传感器技术,2002,(1):18~21 纳米材料与技术3000字论文篇三:《试谈纳米技术及纳米材料的应用》 摘要:本文主要论述了纳米材料的兴起、纳米材料及其性质表现、纳米材料的应用示例、纳米材料的前景展望,以供与大家交流。 关键词:纳米材料;应用;前景展望 1.纳米技术引起纳米材料的兴起 1959年,著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言,人类可以用小的机器制作更小的机器,最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品,这是关于纳米科技最早的梦想。80年代初,德国科学家H.V.Gleiter成功地采用惰性气体凝聚原位加压法制得纯物质的块状纳米材料后,纳米材料的研究及其制备技术在近年来引起了世界各国的普遍重视。由于纳料材料具有独特的纳米晶粒及高浓度晶界特征以及由此而产生的小尺寸量子效应和晶界效应,使其表现出一系列与普通多晶体和非晶态固体有本质差别的力学、磁、光、电、声等性能,使得对纳米材料的制备、结构、性能及其应用研究成为90年代材料科学研究的 热点 。1991年,美国科学家成功地合成了碳纳米管,并发现其质量仅为同体积钢的1/6,强度却是钢的10倍,因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年,纳米产品的年营业额达到500亿美元。 2.纳米材料及其性质表现 2.1纳米材料 纳米(nm)是长度单位,1纳米是10-9米(十亿分之一米),对宏观物质来说,纳米是一个很小的单位,不如,人的头发丝的直径一般为7000-8000nm,人体红细胞的直径一般为3000-5000nm,一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小,金属的晶粒尺寸一般在微米量级;对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示,1埃相当于1个氢原子的直径,1纳米是10埃。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件:一是材料的特征尺寸在1-100nm之间,二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。 2.2纳米材料的特殊性质 纳米材料高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径,导致了高扩散率,它对蠕变,超塑性有显著影响,并使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强。因此纳米材料所表现的力、热、声、光、电磁等性质,往往不同于该物质在粗晶状态时表现出的性质。与传统晶体材料相比,纳米材料具有高强度——硬度、高扩散性、高塑性——韧性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、润滑剂等领域。 3.纳米材料的应用示例 目前纳米材料主要用于下列方面: 3.1高硬度、耐磨WC-Co纳米复合材料 纳米结构的WC-Co已经用作保护涂层和切削工具。这是因为纳米结构的WC-Co在硬度、耐磨性和韧性等方面明显优于普通的粗晶材料。其中,力学性能提高约一个量级,还可能进一步提高。高能球磨或者化学合成WC-Co纳米合金已经工业化。化学合成包括三个主要步骤:起始溶液的制备与混和;喷雾干燥形成化学性均匀的原粉末;再经流床热化学转化成为纳米晶WC-Co粉末。喷雾干燥和流床转化已经用来批量生产金属碳化物粉末。WC-Co粉末可在真空或氢气氛下液相烧结成块体材料。VC或Cr3C2等碳化物相的掺杂,可以抑制烧结过程中的晶粒长大。 3.2纳米结构软磁材料 Finemet族合金已经由日本的Hitachi Special Metals,德国的Vacuumschmelze GmbH和法国的 Imply等公司推向市场,已制造销售许多用途特殊的小型铁芯产品。日本的 Alps Electric Co.一直在开发Nanoperm族合金,该公司与用户合作,不断扩展纳米晶Fe-Zr-B合金的应用领域。 3.3电沉积纳米晶Ni 电沉积薄膜具有典型的柱状晶结构,但可以用脉冲电流将其破碎。精心地控制温度、pH值和镀池的成份,电沉积的Ni晶粒尺寸可达10nm。但它在350K时就发生反常的晶粒长大,添加溶质并使其偏析在晶界上,以使之产生溶质拖拽和Zener粒子打轧效应,可实现结构的稳定。例如,添加千分之几的磷、流或金属元素足以使纳米结构稳定至600K。电沉积涂层脉良好的控制晶粒尺寸分布,表现为Hall-Petch强化行为、纯Ni的耐蚀性好。这些性能以及可直接涂履的工艺特点,使管材的内涂覆,尤其是修复核蒸汽发电机非常方便。这种技术已经作为 EectrosleeveTM工艺商业化。在这项应用中,微合金化的涂层晶粒尺寸约为100nm,材料的拉伸强度约为锻造Ni的两倍,延伸率为15%。晶间开裂抗力大为改善。 3.4Al基纳米复合材料 Al基纳米复合材料以其超高强度(可达到1.6GPa)为人们所关注。其结构特点是在非晶基体上弥散分布着纳米尺度的a-Al粒子,合金元素包括稀土(如Y、Ce)和过渡族金属(如 Fe、Ni)。通常必须用快速凝固技术(直接淬火或由初始非晶态通火)获得纳米复合结构。但这只能得到条带或雾化粉末。纳米复合材料的力学行为与晶化后的非晶合金相类似,即室温下超常的高屈服应力和加工软化(导致拉神状态下的塑性不稳定性)。这类纳米材料(或非晶)可以固结成块材。例如,在略低于非晶合金的晶化温度下温挤。加工过程中也可以完全转变为晶体,晶粒尺寸明显大干部份非晶的纳米复合材料。典型的Al基体的晶粒尺寸为100~200nm,镶嵌在基体上的金属间化合物粒子直径约50nm。强度为0.8~1GPa,拉伸韧性得到改善。另外,这种材料具有很好的强度与模量的结合以及疲劳强度。温挤Al基纳米复合材料已经商业化,注册为Gigas TM。雾化的粉末可以固结成棒材,并加工成小尺寸高强度部件。类似的固结材料在高温下表现出很好的超塑性行为:在1s-1的高应变速率下,延伸率大于500%。 4.纳米材料的前景趋向 经过我国材料技术人员多年对纳米技术的研究探索,现在科学家已经能够在实验室操纵单个原子,纳米技术有了飞跃式的发展。纳米技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪4大领域高速发展。可以预测:不久的将来纳米金属氧化物半导体场效应管、平面显示用发光纳米粒子与纳米复合物、纳米光子晶体将应运而生;用于集成电路的单电子晶体管、记忆及逻辑元件、分子化学组装计算机将投入应用;分子、原子簇的控制和自组装、量子逻辑器件、分子电子器件、纳米机器人、集成生物化学传感器等将被研究制造出来。 近年来还有一些引人注目的发展趋势新动向,如:(1)纳米组装体系蓝绿光的研究出现新的苗头;(2)巨电导的发现;(3)颗粒膜巨磁电阻尚有潜力;(4)纳米组装体系设计和制造有新进展。

无机材料学报

《无机材料学报》第五届编辑委员会 名誉主编 严东生 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 主编 郭景坤 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 副主编 江东亮 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 周玉 (哈尔滨工业大学) 高瑞平 (国家自然科学基金委员会) 宋力昕 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 罗宏杰 (上海大学) 王迎军 (华南理工大学) 执行主编 陈立东 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 编委(按姓名汉语拼音顺序排列) 包亦望 (中国建筑材料检验认证集团) 曹学强 (武汉理工大学) 常江 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 陈初升 (中国科学技术大学) 陈航榕 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 陈立东 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 丁传贤 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 董绍明 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 董显林 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 傅正义 (武汉理工大学) 甘礼华 (同济大学) 高瑞平 (国家自然科学基金委员会) 郭景坤 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 胡文彬 (天津大学) 黄富强 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 黄政仁 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 季振国 (杭州电子科技大学) 江莞 (东华大学) 江东亮 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 金万勤 (南京工业大学) 雷明凯 (大连理工大学) 李国荣 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 李贺军 (西北工业大学) 李江涛 (中国科学院理化技术研究所) 李景虹 (清华大学) 李敬锋 (清华大学) 李盛涛 (西安交通大学) 李星国 (北京大学) 刘昌胜 (华东理工大学) 刘宣勇 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 卢冠忠 (华东理工大学) 罗澜 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 罗宏杰 (上海大学) 吕文中 (华中科技大学) 施剑林 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 施利毅 (上海大学) 宋力昕 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 孙静 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 王德平 (同济大学) 王迎军 (华南理工大学) 王应德 (国防科学技术大学) 温兆银 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 肖汉宁 (湖南大学) 徐军 (中国科学院上海硅酸盐研究所) 徐家跃 (上海应用技术学院) 杨俊和 (上海理工大学) 杨启华 (中国科学院大连化学物理研究所) 张荻 (上海交通大学) 张群 (复旦大学) 张怀金 (山东大学) 张青红 (东华大学) 赵东林 (北京化工大学) 周玉 (哈尔滨工业大学) 周大利 (四川大学)

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1、总编的工作职责:总编辑作为“编辑工作的决策人,出版社的主要负责人”,他们所履行的是“各项编辑工作的指挥者,出版方向的把握者与选题的总策划,书稿审读加工的终审者,编辑责任制度的负责人”职责。

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责任编辑岗位职责1. 对所执编的某期学报,根据稿源情况和编辑意见,提出组稿计划,经主编同意后实施。2. 对责任刊(期)进行统校、核查、组织编辑活动,安排排版并对质量和进度负责。处理主编委托的工作,对主编负责。3. 对进入排校中的稿件,要按时分、收、送,一般三周内完成终校。其中每校收回校样后,应通览一遍,发现问题,及时解决。4. 独立完成稿件的初审、送审(函审)、退修、编辑加工、图表处理、校对、互校以及所编稿件各个环节的检查,参加学报交流和发行。5. 进行计算机编排修改,做好计算机软、硬件维护。并对所负责期刊的网页定期更新。6. 收集并及时研究和处理作者、读者意见和反馈信息,索要课题获奖证书和效益证明材料。7. 研究有关专业学术动态和编辑出版信息提出选题和组稿设想。8. 努力学习编辑业务和相关专业知识,不断提高编辑水平、文字能力、相关专业水平和外文水平。9. 每年撰写编辑学论文至少一篇,指导编辑工作。编辑岗位职责1. 组稿。根据作者投稿时间和编辑部的安排,提出自己分工栏目的组稿计划及约稿意向,经主编同意后实施。组稿计划和约稿意向要兼顾校内外两个渠道,重点组约专家学者的优质稿件,并在组约稿件过程中,逐步建立作者群体和网络。2. 审稿。按照分工、完成稿件的初审工作。审稿中要遵循公平公正的原则和本刊的特点及学术规范,对稿件提出准确具体的审鉴意见,认真填写编辑流程工作单中编辑加工意见,按规定提交主编终审。3. 改稿。编辑对终审通过的稿件,需进行必要的文字修改和技术加工。稿件修改加工要尊重原作,遵循规范,防止草率从事。4. 校稿。按照本刊编校合一的工作制度,编辑必须承担一定的校对任务。校对要严肃认真一丝不苟,确保差错率不超过万分之三。要注意及时处理稿件中存在的其它问题。5. 编稿。根据编辑部的统一安排,具体运作每期学报的编排校等事项,协助责任编辑解决编校过程中出现的问题。承担主编交办的其它工作任务。6. 进行计算机编排修改,做好计算机软、硬件维护。对所编刊网页更新提出可行性建议。7. 参加学报印刷、发行、订阅和交流工作。8. 努力学习编辑业务和相关专业知识,不断提高编辑水平、相关专业水平和外文水平,每年撰写编辑学论文至少一篇。编辑岗位职责一、组织稿件。以本校为主,同时有目的向外单位专家邀稿,保证不断提高学报质量,扩大学校的影响。二、审查稿件。主要是做好初审和联系送审工作。三、编辑稿件。主要是文字上的删减、修改、标点订正。四、编排版面、初审清样。主要是科学的安排版面,并对清样校对,报主编审定。五、发行、交流。主要是搞好与有关院校、科研单位交流刊物。六、收集反馈信息,对学报工作提出改进建议。七、帮助作者掌握与学报编辑出版有关的国家标准,提高论文写作能力。八、坚持学习政治理论与业务学习,不断提高政治水平和政策水平,提高业务工作能力,学习、汲取兄弟院校的办刊经验,不断提高编辑水平和学报质量。九、完成领导交办的其他工作。

材料工程复合材料期刊

功能材料在2016年被踢出EI

不好发。复合材料学与工程期刊中的文章含金量都比较高,也就是说文章需要有较强的学术性和实用性才可以,因此并不好发。复合材料学与工程期刊是国内复合材料行业有相当影响力的科技类刊物,是中文核心期刊、全国建材优秀期刊、中国科技核心期刊

无机材料学报 、复合材料学报 、材料研究学报 、高分子材料科学与工程 、稀有金属材料与工程、 材料热处理学报、 材料科学与工艺等。

期刊,定期出版的刊物。如周刊、旬刊、半月刊、月刊、季刊、半年刊、年刊等。由依法设立的期刊出版单位出版刊物。期刊出版单位出版期刊,必须经新闻出版总署批准,持有国内统一连续出版物号,领取《期刊出版许可证》。

以《中国大百科全书》新闻出版卷为代表,将期刊分为四大类:

(1)一般期刊,强调知识性与趣味性,读者面广,如我国的《人民画报》、《大众电影》,美国的《时代》、《读者文摘》等。

(2)学术期刊,主要刊载学术论文、研究报告、评论等文章,以专业工作者为主要对象。

(3)行业期刊,主要报道各行各业的产品、市场行情、经营管理进展与动态,如中国的《摩托车信息》、《家具》、日本的《办公室设备与产品》等。

(4)检索期刊,如我国的《全国报刊索引》、《全国新书目》,美国的《化学文摘》等。

无机材料学报 复合材料学报 材料研究学报 高分子材料科学与工程 稀有金属材料与工程 功能材料 材料热处理学报 材料科学与工艺 Journal of Materials Science & Technology 材料科学技术(英文版) Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition) 武汉理工大学学报-材料科学版(英文版)新型炭材料 建筑材料学报 International Journal of Minerals Metallurgy and Materials矿物冶金与材料学报(英文版) 材料工程 航空材料学报 这些都是 刊物也都非常好

建筑材料复合材料的论文

随着建筑工程的发展,建筑工程材料也变得越来越重要,建筑项目的完成质量往往取决于建筑材料质量的好坏。下文是我为大家搜集整理的关于建筑材料论文2000字的内容,欢迎大家阅读参考!

浅析建筑材料检测的相关技术

1、建筑材料的分类与检验项目

房屋建筑材料根据其在建筑物中的部位或使用性能,大体上分为三大类,即建筑结构材料(建筑物受力构件和结构所用的材料)、墙体材料(建筑物内、外及隔墙所用的材料)、建筑功能材料(承担某建筑功能的非承重用的材料)。施工现场所用的建筑材料品种繁多,进场检测、试验材料项目要服从国家、行业及当地建设主管部门(或所属有关部门)的规定,并服从《省建筑工程竣工技术档案编制办法》。

例如配制混凝土用的水泥,需按批检验其安定性、 强度、凝结时间和细度;混凝土用粗骨料按常规进行颗粒级配、密度、含泥量及泥块含量、针片状颗粒含量等检验项目,如若用于≥C35的混凝土须做压碎指标,新采用的质地疏松的骨料还应做坚固性试验,活性骨料做活性试验等。对于合成高分子防水材料,按GB18173.1―2000《高分子防水材料――第一部分片材》,应按批检验其物理性能,例如断裂拉伸强度、胶断伸长率、不透水性和低温弯折。材料检测试验项目的确定应以确保工程质量为前提,只检验其原始合格证明而不按规定抽样试验,或虽抽样试验但检测项目不全,都是不符合要求的。

2、取样的数量和方法

取样要有代表性,一般是以一批材料不同部位随机抽取规定数量的样品(钢材是从规定部位截取),即不仅取样数量要正确,而且取样部位及方法也要按规定进行。试样的数量关系到试验结果的准确性,数量过少、取样部位及方法的偏差,都会使试验误差增大,甚至会得出相反的结果。但是,在实际检测中经常会出现取样不具有代表性、取样的数量不够、取样方法不正确等问题。例如袋装水泥要从该批不少于20袋水泥中任取等量样品,总质量至少12kg。

在实际工作中,多次遇到送检人员一次性提取半袋或整袋水泥作为样品,经检测水泥强度值不符合标准要求的情况,后经现场按标准要求取样后复试,试验结果则完全符合国家标准;又如送检钢筋焊接试件时,有的是用工地的废钢筋头作为模拟试件或者取样方法不正确;再如钢筋气压焊焊件按标准应送检6根,3根做拉伸试验,3根做弯曲试验,而有的只送检3根试件,这样即使3根试件的拉伸试验结果全部合格,仍无法判定该批试件是否合格。

3、常用建筑材料检测技术要点分析

在建筑材料质量控制的实践中,我们深刻地体会到,工程材料的质量监控要采取施工单位自检和监理单位平行检测、跟踪检测、见证取样相结合的办法,检测和试验相结合,完善“企业自检、社会监理、政府监督” 的质量保证体系,牢固树立“百年大计、质量第一” 的方针。 现总结几种建筑材料的检测取样试验方法。

3.1 钢筋的检测

钢筋进场时,应按照现行国家标准《钢筋砼用热轧带肋钢筋》GB1499等的规定抽取试件作力学性能检验,其质量必须符合有关标准规定。1)取样时,从任一钢筋端头,截取500mm2~1000mm的钢筋,再进行取样。2)冷拉钢筋:应进行分批验收,每批重量不大于20t的同等级、 同直径的冷拉钢筋为一个检验批。3)钢筋焊接。钢筋焊接在建筑施工中一般分为:闪光对焊、电阻点焊、电弧焊、电渣压力焊、预埋件T型接头埋弧压力焊、钢筋气压焊。

(1)闪光对焊:其机械性能试验包括拉伸试验和弯曲试验,拉伸试件长度一般≥500mm(500mm~650mm),冷弯试件长度一般250mm(250mm~350mm)。

(2)电阻点焊:热轧钢筋点焊做抗剪试验,试件长度一般≥600mm;拔低碳钢丝焊点,除作抗剪试验外,还应对较小钢丝做拉伸试验,试件长度一般≥500mm(500mm~650mm)。

(3)电弧焊与电渣压力焊:在现场安装条件下都做拉伸试验,试件长度一般≥500mm(500mm~650mm)。

3.2 水泥、砂石的检测

砂石、水泥、外加剂是建筑工程中最基本的、也是用量最大的建筑材料,以往建筑工程在对这些产品检验时,只是检验产品的强度和一些与强度有关的常规性技术指标。而如今对砂、石和水泥甚至包括回填上都要进行放射性的检测。

水泥进场验收:水泥进场时应对其品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查,并应对其强度、安定性及其他必要的性能指标进行复验,其质量必须符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175等的规定。当在使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂日期超过3个月(快硬硅酸盐水泥超过1个月)时,应进行复验,并按复验结果使用。?

砂石取样方法:在料堆水取样时,取样部位应均匀分布。在料堆的顶部、中部、底部各均匀分布的5个不同部位取得,组成一组样品,砂子在各部位抽取大致相等的8份,石子在各部位抽取大致相等的15份。砂石、水泥送检的同时,进行砼配合比、砂浆配比的检验工作,一般是与砂石、水泥检验报告同期出示。在第一次使用配合比搅拌砼或砌筑砂浆时,应至少留置一组标准标养试件(标养条件:温度为20±30℃,相对湿度为90%,试件间距为10mm~20mm)作为验证配合比的依据。同时,根据砂浆配比,对所搅拌的砌筑砂浆用砂的粒径、水泥用量、搅拌时间、砂浆和易性等进行检验试验。

3.3 砼工程

结构混凝土的强度等级必须符合设计要求,用于检查结构构件混凝土强度的试件,应在混凝土的浇筑地点随机抽取,应及时检查施工记录及试件强度实验报告。对有抗渗要求的混凝土结构,其混凝土试件应在浇筑地点随机取样 ,抗渗试验报告也应随时检查以保障施工质量。

检测时环境温度与湿度的控制温度和湿度对一些建筑材料的性能有很大的影响,故在标准中对材料养护、测试时的环境条件有明确的规定,必须严格遵守。如GB/T17671―1999《水泥胶砂强度检验方法》规定,试体成型时的环境温度应稳定保持在20℃±2℃,相对湿度应>50%;试体拆模前的养护温度为20℃±1℃,相对湿度应>90%;试体在水中养护的温度控制在200C±10C。又如弹性体改性沥青防水卷材(SBS)等防水材料,其性能对环境温度较为敏感,进行拉伸试验时要求室温控制在23℃±2℃。

4、结束语

随着我国建筑行业的发展飞速,人们越来越关注建筑材料的质量。建筑材料作为构建建筑工程的基础,其质量好坏对建筑工程的安全性造成直接的影响。在施工之前,一定要高度重视建筑材料的检测工作,严格执行质量标准,并不断地总结经验教训,不断提高实际操作水平,保证检测结果的准确性,从中确保建筑材料的质量和工程的使用安全。

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建筑材料对工程造价的影响1.引言建设项目的造价控制贯穿于项目的全过程,即项目决策阶段、项目设计阶段、项目招标阶段、项目实施阶段和竣工阶段都关系到建设项目的造价控制。统计资料显示,在项目决策阶段及设计阶段,影响建设项目造价的可能性为30%~75%,而在实施阶段影响建设项目造价的可能性仅为5%~25%。控制工程造价的关键就在于项目实施之前的项目决策和设计阶段,项目决策是决定因素,而设计则是关键因素。使人力、物力、财力有限的资源得到充分的利用,取得最佳的经济效益和社会效益。在建筑工程中,材料费约占工程总造价的60~70%左右,是整个费用的主体。所以从材料所占比重来看,其成本是对工程造价影响最大的因素。随着市场经济的发展,构成工程成本比重最大的材料价格不断波动起伏,人工费、机械费也在不断变化,工程成本不断增加,一方面是由材料价格的不断上涨,施工费用不断增加造成的;另一方面是由于工程图纸来考虑经济实用的方法或设计不合理及施工中管理不善造成的。材料使用成本高低对有限的投资获取最大的经济效益,是工程技术人员和造价人员的一项重要课题。从工程造价定额的构成来看,材料价格是相对较灵活的因素。工程造价主要是由人工费、材料费、机械费等构成的,其中人工费和机械费的计取和调整都是由定额价格主管部门统一规定的,比较稳定;而材料费是相对较灵活也是对工程造价影响较大的一个重要因素,特别是可调整差价的材料和未计价的材料,如果控制管理不到位,即便是工程量计算和定额套用再准确,费用计取再合理,也会使工程造价失真,严重影响工程造价的有效控制。因此搞好材料的管理工作对于有效控制工程造价具有重要意义。2.当前建筑材料的发展概况及趋势2.1 建筑材料的概念及分类 建筑材料是构成建筑工程结构物的各种材料之总称。建筑工程材料的品种繁多,性质各异,用途也不同,为了便于应用,工程中常从不同角度对其做出分类。2.1.1 按基本成分分类(1)有机材料以有机物构成的材料,包括:天然有机材料(如木材等),人工合成有机材料(如塑料等)。(2)无机材料以无机物构成的材料,包括:金属材料(如钢材等),非金属材料(如水泥等)。(3)复合材料有机一无机复合材料(如玻璃钢等),金属一非金属复合材料(如钢纤维混凝土)。复合材料得以发展及大量应用,其原因在于它能够克服单一材料的弱点,发挥复合后材料的综合优点,满足了当代土木建筑工程对材料的要求。2.1.2 按功能分类(1)结构材料:承受荷载作用的材料,如构筑物的基础、柱、梁所用的材料(2)功能材料具有其他功能的材料,如起围护作用的材料;起防水作用的材料;起装饰作用的材料;起保温隔热作用的材料等。2.1.3 按用途分类包括:建筑结构材料;桥梁结构材料;建筑装饰材料;建筑防水材料,建筑保温材料等2.2 建筑材料的地位 建筑材料是建筑事业不可缺少的物质基础。建筑工程关系到非常广泛的人类活动的领域,涉及生活、生产、教育、医疗、宗教等诸多方面。而所有建筑物或构筑物都是由建筑材料构成,建筑材料的数量、质量、品种、规格、性能、经济性以及纹理、色彩等,都在很大程度上直接影响甚至决定着建筑物的结构形式、功能、适用性、坚固性、耐久性、经济性和艺术性,并在一定程度上影响着建筑材料的运输、存放及使用方式和施工方法。 建筑材料与建筑、结构、施工之间存在着相互促进、相互依存的密切关系。建筑工程中许多技术问题的突破和创新,往往依赖于建筑材料性能的改进与提高。而新的建筑材料的出现,又促进了建筑设计、结构设计和施工技术的发展,也使建筑物的功能、适用性、艺术性、坚固性和耐久性等得到进一步的改善。 为了使建筑物满足适用、坚固、美观等基本要求,材料在建筑的各个部位,充分发挥着各自的功能作用,分别满足各种不同的要求。如钢材和混凝土的出现产生了钢结构和钢筋混凝土结构,使得高层建筑和大跨度建筑成为可能;轻质材料和保温材料的出现对减轻建筑物的自重、提高建筑物的抗震能力、改善工作与居住环境条件等起到了十分有益的作用,并推动了建筑节能的发展;新型环保装饰材料的出现使得建筑物的造型与建筑物的内外装饰焕然一新,生机勃勃。因此,建筑材料是加速建筑革新的一个重要因素。 2.3 建筑材料的发展概况 从建筑材料发展史可以看出,建筑材料的发展是随着人类社会生产力和科技水平的提高而逐步发展起来的。建筑材料的发展经历了一个很长的历史时期。建筑材料的发展是随着人类社会生产力的发展而发展的。在当今的社会,建筑材料犹如那令人目不暇接的商品一般,款款色色,不胜枚举。随着人类文明的进步,生产工具得到极大改善, 又由于长期的自然生活以及石材本身给人的坚实安全感,人类开始利用大块石材建造房屋或构筑物。石材具有坚硬耐用等性质,在相当的一段时间里成就可观。如被称为世界七奇观之一的埃及吉萨金字塔,历经了5000余年沧桑仍然挺立,其结构就是石材结构,由250万重达2.5吨的石料砌成。公元前400-前500年古希腊雅典卫城主要建筑材料也是石料。中国万里长城有些残段构筑材料是石块。这段时间内的石材应用,给人类留下了宝贵而丰富的文化遗产。在今天砌体结构发展成熟,各类砖体层出不穷,功能各异。砖瓦一直以来颜色形状各异的砖瓦构建成视觉美感强烈的建筑,典雅非凡,因而直到今天砖瓦依然是重要的建筑材料。伴随漫漫发展过程,建筑材料日益丰富。在这个过程中除了石材外还有一种建筑材料贯穿历史,堪称经典——木材。例如一千多年前建成的杭州六合塔,始建于1056年的山西应县木塔,最大木结构建筑群北京故宫等。经历了漫长的石材砖瓦的砌体建筑史以及木结构建筑史,到18世纪工业革命之后,建材的发展成果更是令人瞩目,材料的多样性更令人眼花缭乱。其中里程碑式的发展是水泥的出现。它与传统胶凝材料石灰胶相比,具有高强度以及硬行等特点,如果与砂石等骨料水拌形成混凝土,可使墙体更加坚固。混凝土自此后广泛应用,使土木工程活动范围和规模都得到了进一步发展。工业革命以后,钢材的建筑用途被世界重视,建筑材料家庭里于是加入了重要角色——钢材。从此钢筋混凝土地建筑主导地位被确立。此时,高层建筑如雨后春笋纷纷拔地而起。1940年以后,钢材、钢筋混凝土、预应力混凝土、钢骨钢筋混凝土令建筑物的规模产生飞跃性发展。与此同时,玻璃等采光材料也得以广泛应用,出现了玻璃墙体。合成工艺的发展又促使了根据功能需要而生产合成建筑材料,如木纤维水泥板、集成木材、化学塑胶材料等。传统建筑材料也大为改善,空(实)心砌替、配筋砌体、木材、石材应用多样化。一时间性能更加多样化的建筑材料纷纷出现。形成了百花齐放的局面。20世纪以后,人们要求建筑物功能多样化,对建筑物安全性要求也增高,高分子有机材料、新型金属材料、智能化材料和各种复合材料迎来了建筑物的功能外观根本性的变革。例如纤维材料与混凝土混合弥补了混凝土材料的脆性缺陷。建筑材料的发展适应着社会发展以及社会要求,自此之后新型材料不断产生。现代世界人口急剧增长,建筑用地日益紧张,高耸入云的摩天大楼不再是幻想,而是实实在在的要求,而仍不断要求建筑物向更高更深方向发展。人类渴望的不仅仅是舒适美观,更有渴望居住环境能和谐自然。质轻高强材料、高耐久材料等的产生以及性能深化已经刻不容缓,“绿色环保建材”的要求也应运而生。树立可持续发展的生态建材观,研究环保美观材料、耐火防火材料以及材料智能化,将材料的优良性能与环境协调,构建和谐自然的居住环境,是现代建筑工程工作者的努力方向和责任,也是建材发展的必然趋势。4. 工程设计中材料选择对工程造价的影响设计阶段是建设项目工程造价控制的龙头。在投资计划得以合理确定以后,进入设计阶段,它是把技术与经济有机结合在一起的过程。有效控制工程造价要求在施工图设计中严密、全面。当前我国的工程设计也实行招投标制、公平竞争,把对设计阶段有效控制工程造价作为选择中标单位的主要标准之一,对全过程造价进行控制的管理。但目前我国大部分设计单位对工程项目的技术与经济进行深入分析不够、在设计中大多重技术轻经济,设计人员似乎只对设计工程的质量负责,对工程造价的高低不太关心。以致无法通过优化设计方案,编制初步设计、概算起到控制总造价的作用。工程设计图的质量和深度等也不够,工程量清单中的工程量错算、漏算,也引起暂估项目的增多,使招投标工作的质量难以保证,因而也无法有效控制工程造价。设计阶段是建设项目成本控制的关键与重点。尽管设计费在建设工程全过程费用中比例不大,一般只占建设成本的1.5%~2%,但材料对工程造价的影响可达75%以上,由此可见,设计中材料选择的价格直接影响建设费用的多少,直接决定人力、物力和财力投入的多少。合理科学的设计选材,可降低工程造价10%。但在工程设计中,不少设计人员重技术、轻经济,任意提高安全系数或设计标准,而对经济上的合理性考虑得较少,从根本上影响了项目成本的有效控制。掌握各种工程材料的特性,正确地选择和使用材料是对从事工程设计人员的基本要求,因为建筑工程的设计不只是结构设计,还应该包括材料的选用。因此,材料选择是工程设计必不可少的重要环节,其对工程质量及工程造价有着至关重要的影响。选材工作影响整个设计过程。但是就目前国内的状况而言,不少设计人员有一种倾向,只重视结构设计与计算,而把选材看成是一种简单而不太重要的任务,认为只要翻翻手头材料手册,找出一种通用材料,便可万无一失。材料选择与应用直接关系到工程的质量与造价。所谓选材,就是在众多材料中,寻找既能满足工程上的要求,又能降低工程成本获得最大经济利益,同时还能符合使用环境条件和环保与资源供应情况的材料。选材不是一件容易的事情,困难之一是如何正确地选用材料,使其既满足工程的设计功能(如强度和耐久性要求),又符合技术、经济和美观的要求,以达到产品结构耐久与价廉物美的完美统一;困难之二是材料的类型和品种繁多,如何去确定可供选择的范围以及最终选定某一种最佳或最合适的材料;困难之三是材料选择与科学研究不同,科学研究对于所有的问题一般都具有惟一正确的答案,而材料选择则要求考虑候选材料各自的优点和缺点,再做必要的折衷和判断,因此,材料选择可能有不同的解决办法,每一种选材对造价都采生很大的因响。例采用大面积玻璃门窗(幕墙)是现代建筑的一种潮流。目前采用的几种节能玻璃材料主要有镀膜玻璃、中空玻璃和带薄膜型热反射材料玻璃。玻璃材料在建筑设计中具有重要的作用,除了满足建筑结构设计如强度,刚度,风压,抗震和温度变形等要求外,在节能设计时应满足节能围护结构功能要求。在建筑设计上要求建筑师能根据建筑的使用功能以及我国不同地区的气候特点,正确选用各种节能玻璃材料,创造出新型建筑节能技术和设计方法。做到减少能耗又控制造价,是建筑师注意的问题。严格控制设计变更,以保证投资限额不轻易突破。建设单位的工程造价管理人员应与设计部门积极配合,及时提供可靠的工程基础资料。优化选择设计方案,认真会审图纸,积极提出修改意见设计方案的优化选择,对工程造价起着举足轻重的作用。7.结语 建筑工程造价预算管理是集专门性、知识性、政策性于一体的工作,是一门多学科、综合性的工作。建筑工程造价预算管理对造价预算管理人员提出了较高的要求,它要求造价预算管理人员不但要掌握工程预算的专业知识及其相关的法律、法规和政策,还要了解设计、材料设备采购、施工工艺、工程基本结构、投资控制等相关的基础知识。同时,建筑工程造价预算管理又是一项艰苦、细致的工作,工程造价预算管理人员经常要深入工程第一线,从事资料收集(特别是构成实体的建筑材料的市场价格))工作,因此,工程造价预算管理人员不但要有过硬的专业基本功,还要具备良好的职业道德,要养成实事求是的工作作风,具有爱岗敬业、无私奉献的精神。

  • 索引序列
  • 无机复合材料论文
  • 无机材料学报
  • 无机材料学报责任编委复审
  • 材料工程复合材料期刊
  • 建筑材料复合材料的论文
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