材料应用范文10篇

材料应用范文篇1

关键词：材料;物质基础;使用体验;环保性

一引言

本文探讨材料应用与产品设计的关系，以工业设计的流程为主线，根据产品设计的生命周期的先后顺序进行逐步探讨。一个完整的产品设计的生命周期涵盖了产品从前期的方案设计到后期的使用完毕之后的回收利用，所以在本文中，根据与材料应用的关系，将产品设计的生命周期分为：从方案到产品、产品的实际使用、后期的回收环保三大阶段。本文就这三大阶段中材料应用与产品设计的关系进行了逐步探讨。

二从设计到产品

2.1材料是工业产品的物质基础

材料是一切工业产品的载体，工业设计与材料有着密不可分的关系。优秀的设计离不开适当的选材与合理的工艺。材料是产品的物质基础，如果不选用适当地材料和工艺制造产品，再优秀的设计也只是一纸空谈。设计活动是发现问题，解决问题的过程，而产品是这一活动的终端结果。任意一款工业产品都是设计的载体，也是一个综合的信息载体，反应了当时的社会生产方式，生产力水平等多方面因素。如果当时的生产力摘要:材料的应用对于工业产品设计非常重要。材料不仅是产品的物质基础，而且关乎到产品在使用时期的用户使用体验。更重要的是材料应用的选择在产品进入生命周期末尾时，对环境的影响，资源的消耗有着直接的关系。因此，材料的选择应当从产品设计的整个生命周期来宏观考虑。本文希望从材料应用的角度去探讨材料应用创新与产品设计创新的联系，以期发现一些对产品设计创新切实有用的途径与方法。水平达不到设计提出的生产要求，产品也不会客观地存在，更不会进入市场，服务社会，改变人们的生活方式。这是一个根源性的问题，却往往在设计活动中被忽视，没有得到应有的重视。在工业产品设计的创新活动中，往往更加看重所谓的形态和功能创新，而材料作为工业产品的物质基础，往往被忽视。甚至有不少设计人员根本不去关心产品后期的落地生产过程和材料的选择应用限制，认为生产制造是属于工程师的工作，导致过多地把时间和精力浪费在浮华不实的设计上面，到头来导致的结果要么就是设计图纸根本超出当时的生产制造能力，设计的构思只能落空，要么就是最后做出来的产品质量与最初的设计初衷有着很大的出入，实际的产品根本达不到设计的要求，造成高不成低不就的浪费局面。

2.2材料关系着设计的落地实现

设计人员对于材料之于设计的重要性认知不够，不仅仅会造成设计—生产之间的衔接断层阻碍，往往还会对设计人员的设计思路造成造成局限性。工业产品设计活动中，往往是先做好设计方案，到投入到生产制造之前再去选用材料，优先关注的就是产品的功能和外观。殊不知。如果事先对于材料已经生产工艺了解不够，到了后期进行选材生产的时候就会发现，很多构思不仅无法实现，还不得不去修改原有的设计方案，这种现象尤其是在近年来并不少见。究其原因，首先是设计与生产的过度分离，设计与生产的环节之间比较生疏，设计人员与工程技术人员之前的信息沟通不够充分；其次就是设计人员对于现有的生产技术过分自信，尤其是现在3D打印技术势头很猛，让人们仿佛意识到没有什么是不可能生产制造的。殊不知3D打印技术最核心的技术门槛就在于材料问题，材料问题没有得以彻底解决，现在的3D打印技术还是没有进入实质的应用阶段。

2.3设计人员要正视材料的地位

现在的工业产品设计中，对于产品的审美的要求非常高。这不仅要求设计人员能在方案构思阶段要把产品的外观设计得非常出色，更要保证生产出来的产品要和图纸高度吻合。在这个过程中，产品的造型、色彩、纹理，都是影响产品美观的重要因素。有些产品的造型要求非常高，非常的复杂，对于后期的成型工艺要求很高，选用不同的材料进行生产制造，就意味着产品有着不同的结构、重量，生产制造的难度、成本也不尽相同。造型、色彩、纹理，每一个因素都会影响到产品最后的效果。如果设计人员能充分了解到材料的特性，就会对前期的方案设计和后期的生产制造形成有效控制，不会出现与设计初衷太大的偏差。

三产品的实际使用

3.1合理地选用材料是保证

产品实际使用的过程中，产品的色彩，材质，造型，重量，触感以及产品外观抗损性，都是会对用户体验产生影响的重要因素。用户体验小到影响用户对产品的评价和定位，大到可以直接影响用户对产品所代表的品牌和商家的评价，影响到产品的口碑和后续的购买行为。这个阶段，产品已经是从图纸变成了实实在在的物品，如果用户不满意，不可能会再像设计草案阶段轻松地改来改去。从产品制造出来的那一刻起，它的品质绝对就不仅仅是之前所谓的完美设计，更多的是依靠实实在在的做工和选材。产品在实际的使用过程中，原设计的功能、外观等因素能否完美的呈现给用户，就要靠材料和工艺来说话了。这种例子在生活中非常多见，我们日常使用的手机就是一个很好很全面的例子。以苹果公司经典产品iPhone4s来为例（图一所示），这款手机之所以被称作是乔布斯的巅峰之作，不仅仅是手机自身的功能相当强大，它的可靠性、握持感、耐损性、手感在同一时期的产品对比中都是鹤立鸡群。这款手机外壳选用的不锈钢金属和透明钢化玻璃，不仅非常简洁美观，还保证了手机在长期使用中不会因为时间的推移和正常使用中摩擦对外观造成太多改变，保证了出色的外观长久性。反观其他品牌的手机，选用塑料外壳的手机，虽然成型工艺要比金属和玻璃难度低很多，但是外观，质感却要差很多。尤其是很多工程塑料外壳，使用一段时间之后，外观磨损得很厉害，短短几个月手机像是换了一个样子。尽管也有不少手机使用的时金属外壳，但是选材上的差距，在使用过程中经常出现掉漆，磕碰变形等情况。在市场竞争激烈的电子产品市场，只要经过对比，很容易就让用户在选择中建立产品印象次序。iPhone4s出色的材料应用和优良做工，不仅仅保证了用户在实际使用过程中得色彩，质感等多方面的体验始终如一，更是反映处苹果这家公司从战略高度上全面统筹设计活动，从更多的角度，更深的层次，更系统的眼光来做好产品设计，设计实力的深厚程度可见一斑。

3.2材料直接影响用户心理

材料对于产品的用户体验不仅体现在外观上，更多的还是感觉特性上，比如说材料带感用户的触感、材料本身的光泽感感觉等特性。材料的感觉特性包括两个属性：生理属性和物理属性。材料的生理属性一般是指材料表面作用于人的触觉和视觉系统的刺激性信息如粗犷与细腻、粗糙与光滑、温暖与寒冷、华丽与朴素、浑重与单薄沉重与轻巧、坚硬与柔软、干涩与滑润、粗俗与典雅、透明与不透明等基本感觉特征。而物理属性一般是指材料的表面传达给人得知觉系统的信息，包括材料的类别、性能等。主要体现为材料表面的几何肌理特征和理化类别机理特征，比如色彩，光泽、质地等。人的触觉，视觉感受到信息，都会对材料的认知产生不同于影响。比如，金属和玻璃往往带给人冰冷机械的感觉，塑料和木材往往带给人温馨自然的感觉。同一造型的产品，如果使用同的材质，就会有不同的外观感觉和不同的触感，进而造成用户使用过程中不同的使用体验，形成不同的认知。比如从早期的木制桌椅，到后来由金属、皮革等多种材料制作的家具，给用户的感觉是完全不同的。木制家具质地比较硬，坐卧感觉远不如皮革座椅柔软舒适，但是皮革家具外观感觉看起来不如木制家具笔挺利索。有时候相同功能的产品，即使简简单单地换一种材料，就完全改变了使用者对这类产品的认知。

四后期的回收环保

4.1废弃产品与环保

在产品进入生命周期的末尾阶段时候，环保问题就成了一个不得不关注的问题。每年全球都生产和淘汰不计其数的产品，当这些产品失去其原本的使用价值之后，如果不能被再利用，就成了环境的巨大负担。堆积如山的废旧产品（图二所示），不仅占据着宝贵的空间，分解回收也是一个大问题。传统的填埋，焚烧等方法，对环境的污染太严重。这就使得我们不得不从产品的生命周期一开始就重视这个问题，重新来审视产品、人、环境的整体性问题。随着环境问题的日益严重，绿色设计的设计思维也是应运而生。绿色设计要求设计师从设计的整体性和伦理性质出发，充分考虑整个过程中对于资源、环境的影响，不再一味以商业效益和满足人的需求为唯一目的。材料作为工业产品的实际物质承载者，选用何种材料对于产品的环保有着直接影响。产品的材质能否再利用，是否对自然环境产生直接或者间接影响，是左右设计师选择环保材料的重要标准。

4.2设计与绿色环保

根据绿色设计中的3R原则，即reduce、recycle，reuse（少用、回收、再用），这类产品应该具有以下三个特点：方便制造（节省资源）、方便使用（节省能源）、方便回收（产品报废后方便回收和利用）。基于以上要求，材料的选择应该优先选择具有以下特点的材料：重量轻且机械性能好、自然原材料（如石材，木材）、可循环使用的材料（比如酒水的玻璃包装）、丢弃后不污染环境（可自然降解的新材料）。随着科技的发展，材料的工艺水平也取得了长足进步，一大批新材料相继问世。质量轻便，机械强度高，意味着在满足同等要求的前提下，选用新材料的产品将会变得更加轻便而且坚固。这大大减少了后续环节中的资源性消耗。比如同等造型的餐具，使用新型塑料材质制造相比于传统的陶瓷，不仅轻便坚固耐用，而且在使用、运输过程中大大减少了能源的二次消耗。同时现阶段对于塑料的回收技术日益成熟，产品的后期回收问题也得到了很大解决。可降解材料一直是近年来科学研究的重点领域，也取得了重大突破。使用这类材料制造的产品，在使用废弃之后，会在自然环境中自动降解，不会存在环境污染问题。现有的可降解材料大都是在使用期限比较短的产品范围中，以一次性产品较为常见。这类产品的特点是使用期限短，基本上使用一次之后就再无使用价值，在回收性价比低，直接进入报废阶段。使用可降解材料，不但保障了人们对于一次性产品的需求，对环境的压力也是大大减小。

4.3设计思维变换

随着现代环境问题的日益突出，绿色环保问题将会越来越重要。要想从根本上缓解和解决环境压力，就要从问题的源头抓起。在设计的整个生命周期中，产品不再是简简单单设计生产出来供消费者使用这么简单，需要从全局性来审视产品的可利用价值。践行绿色设计理念，需要设计师们认真考虑材料的物质基础这一重要因素，物质基础是工业产品存在的前提，只有正视这一客观存在的前提，设计才能更加脚踏实地地服务于用户。千里之行始于足下，从设计的源头上就紧紧把住绿色设计的标准，构架设计上就定格为绿色产品，后期的工作自然也就顺着这轨道按部就班地执行。五结语正视材料应用与设计创新的关系，把材料的应用贯穿到设计的整个生命周期中，让设计真正地做到系统性、持续性、协调性。同时，正视物质基础对于设计活动的重要性，可以让设计思维从天马行空的幻想落地到实实在在的产品上。设计需要创意，但是设计只有落地生根才能真正服务生活、改变生活。过多的空想，不切实际创意只会成为空谈，切莫不要让当初的一腔热血到最后成了竹篮打水一场空，只有实实在在地做到才是有现实价值的。

参考文献

[1]夏新.利用家居材料制成环保地砖.港台环境之窗.2012.7

[2]刘舒瑶.新材料与产品造型设计研究.合肥工业大学.2009

材料应用范文篇2

1.1建筑与景观的关系

建筑是供人休息或工作的重要场所，不仅有较强的实用性，还具备一定的观赏价值。其风格或大气，或婉约，可满足不同人群的审美要求，建筑与景观有时是独立的个体，但更多的时候相互联系，相辅相成。一方面，对于建筑而言，多是以实用性为主，艺术性为辅，其审美价值建立在实用价值的基础上，景观从大环境下，起到对建筑艺术性的烘托。另一方面，对于景观设计而言，很大程度上依赖建筑艺术的表现，一个建筑的整体风格往往影响着景观的布局与定位。

1.2建筑与景观的融合

两者融合的关键点是从景观意识到文化构建，通过对自然山水的感知过渡到天人合一的理念。在我国的古典园林中，江南一带的私家园林就是这种理念的集大成者，其亭、台、楼、阁、轩等建筑体已逐步演绎成我国的特色建筑。在明代《清闲供小蓬莱》一书中这样的表述：“石面有亭，亭欲朴。亭后有竹，竹欲流。竹尽有室，室欲幽。室旁有路，路欲分。”在我国古典的建筑体系构建中，通常是建筑的开放空间与覆盖空间的结合。景观与建筑，不仅是单纯的空间的概念，更能表现人类与自然之间的平衡与和谐。这种意向恰恰是景观学与建筑学发展的交汇点，当然，这种文化理念的渗透与传承，需要相关领域人才的共同努力。

1.3建筑材料与景观的一体化研究

在现代规划中，国外有学者提出关于一体化的相关理论。一种是史密斯的“流动空间”理论，是以巴塞罗那博览会德国馆为例，但其理论只是对建筑内部的空间进行改造，建筑与景观还是以独立的形式呈现。另一种是赖特的“有机建筑”理论，其最具代表性的就是流水别墅，该设计以环境为依托，以建筑主体为中心点向四周景观发散。第三种是由日本建筑师黑川经章提出的“灰色空间”理论，主要关注建筑的私密空间与景观之间的过渡空间，通过这种“灰色空间”导出半私密空间的概念。在建筑景观一体化应用方面，更要重视的是建筑材料与周边空间的高度融合，利用过渡空间的材质特性，使建筑边界成为可实用的场地。如将台阶整体外移至休闲广场的边缘，或增大建筑入口的绿地面积。同时，更要做到建筑元素与景观元素的和谐统一。

2传统建筑材料的应用

2.1石材

常见的石材主要包括石灰石、砂岩、青石板、花岗岩。在西方建筑史中，考虑到其材料易得，多用石材进行建筑构建。如古罗马大斗兽场，其建筑基础选用强度高、密度大的玄武岩，顶层选用强度低、密度小的浮石，自下而上，石材越来越轻。德国的科隆大教堂，历经632年，成为建筑史上工期最长的建筑，这种哥特式风格的建筑所选用的石材属于浅黄色的砂岩。在我国，早在商周时期，石材用于建筑的柱基、垫层和台阶等部位，到了汉朝时期，开始用石材建造房屋，如山东孝堂山武梁祠石房屋、四川高颐石阙。到了唐宋时期，石材用于造塔和寺庙，如福建泉州开元寺的东西二塔，山西交城万卦山石塔。明清时期，由于皇家园林和私家园林的迅速发展，石材的景观应用迎来了其巅峰时代，广泛应用到建筑的石柱、门窗、墙基、台阶等部分。到了建国之后，我国广东、福建、安徽等建筑还是以砖石为主要建材，因为对建筑保护得当，在现代景观中成为不可多得的一道风景线。

2.2木材

木材在中国的应用有着悠久的历史，木构架建筑以其特定的时间和空间诠释了民族和地域文化。用木材制作廊架、花棚、平台、娱乐设施以及户外家具。对于室内木制品而言，一般会选择橡木、枫木、樱桃木等硬木。对于景观的应用，则会选择较为实惠的松木，冷衫和云杉。相比硬木，软木更容易加工，适用范围广。因为各个地区本地树种的不同，所以景观中常见的木材类型也有所差异。

2.3砖材

砖材是营造景观的重要材料，在近代建筑中发挥重要的作用。在混凝土技术还未广泛应用的时期，我国人民已开始用砖材进行房屋的搭建。由于其价格低廉，装饰效果好，在景观中常常与石材、木材综合使用。砖材按生产工艺分为烧结砖和非烧结砖。按原材料分为粘土砖、页岩砖、煤矸石砖、砂砾砖、水泥砖。其中，黏土砖在古代的建筑中最为常用，在春秋战国时期就陆续制造出方形砖和长形砖，从陕西的秦始皇陵，西安的古城墙，到北京的明清长城，它传承了中华民族千年的建筑文明。但对于现今高速发展的建筑行业，因黏土砖大量使用会对土壤，生态造成破坏，这种传统的材料逐渐退出了历史的舞台，在建筑中常以水泥砖代替。

3生态环保型材料的应用策略

3.1废料的利用

在现代化城市建设中，水泥是主要的建筑材料，发展生态水泥在生态景观的营造中发挥重要的作用，所谓生态水泥，是以各种工业废料，污泥，石灰石为原料，经高温煅烧而获得的水硬性凝胶材料。国内外研究表明，采用城市垃圾焚烧或污泥做原料，可解决城市污染问题。另外，我国是产煤大国，每年由煤燃电厂排出大量的固体废物，仅2010年，粉煤灰的排放量就达3亿t，给我国生态环境带来巨大的压力。对粉煤灰进行综合利用，以粉煤灰，石灰石为主要原料，掺入适当的骨料，经高压或常压蒸汽养护而成实心粉煤灰砖。在建筑方面，对于某些农作物秸秆，废弃竹子等，在环保节能型建筑方面具有很大的潜力。如在哥伦比亚的安第斯山地区，当地人民用竹子做成建筑结构柱。在我国云南西双版纳一带，傣族居民以木柱承重，四周用竹墙包围，起到通风，防潮的作用。

3.2原材料的创新研发

对于传统的建筑材料进行改良，使其具备生态环保的特性。首先，对混凝土的改良，主要以泡沫混凝土为代表，其制作方法是将氮气，二氧化碳等气体引入混凝土浆中，形成一种多孔材料，具有轻质，隔音，耐火等优良特性。第二，开发生态木制材料，用再生的塑料和木材废料制成合成材料，或将速生的木材加工成性能良好的集成材料。第三，研发生态陶瓷材料，目前抗菌陶瓷，按摩陶瓷，防静电陶瓷陆续上市，证明生态陶瓷具有很大的发展空间。第四，生态玻璃材料的开发，主要包括各种有环保功能的玻璃，如隔音玻璃，防紫外线辐射玻璃，防光污染玻璃，自洁净玻璃。

4新型建筑材料的应用

除了传统的建筑材料，随着科学技术的不断发展，更多新型的建筑材料逐渐被应用到各类景观规划设计中，以上海世博会为例，以膜材料和智能材料为代表的新型材料，为我国未来建筑的生态化发展提出重要的技术参考和借鉴。

4.1新型膜结构

用于膜结构的材料主要有PVC膜材，PVDF膜材，除此之外，一些新型薄膜在建筑中逐渐被采用。以上海世博会德国馆为例，外观采用灰色薄膜，主要由聚酯纤维基布和PVC涂层复合而成的开放式网格状薄膜，其本身重量轻，具有较高的韧性，其银灰色的外表，白天能降低阳光对建筑物的直射，夜间可将灯光透出，辅助外景照明。日本馆的建筑由穹顶覆盖而成，外部材料采用双层ETFE充气膜，由四氟乙烯共聚物生料直接制成。ETFE膜具有优良的抗冲击性能，机械强度高，并且在北京的鸟巢，水立方等建筑都有使用。有学者认为，随着技术的不断成熟，这种ETFE膜可成为张拉膜小品的膜材料，因膜的自重较轻，可以节省钢材的使用量，降低能源材料的消耗。

4.2智能材料

美国费城的建筑师詹姆斯开发出一种叫“智能皮”的新型建筑材料。它由2层聚酯膜构成，用柔性膜材料做基板，将带有信息功能，加热，照明的微小粒子喷涂在上面，制造的建筑外墙较为廉价，而且可以满足投影或营造夜间景观。在上海世博会的几个展馆中，伦敦馆的外墙涂上了特殊荧光材料，有利于太阳能的存储；台湾馆的外墙玻璃贴有电子调光薄膜，使玻璃在透明与不透明之间转换；瑞士馆采用了包含敏化太阳能电池的互动型生物树脂智能光电幕墙，可实现自然太阳能和电能的转换。

5结语

材料应用范文篇3

（一）力学性质

高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。

（二）磁学性质

当代计算机硬盘系统的磁记录密度超过1.55Gb/cm2，在这情况下，感应法读出磁头和普通坡莫合金磁电阻磁头的磁致电阻效应为3%，已不能满足需要，而纳米多层膜系统的巨磁电阻效应高达50%，可以用于信息存储的磁电阻读出磁头，具有相当高的灵敏度和低噪音。

（三）电学性质

由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（SIMIT）。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。

（四）热学性质

纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。

二、纳米材料在化工行业中的应用

（一）在催化方面的应用

催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用，它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低，而且其制备是凭经验进行，不仅造成生产原料的巨大浪费，使经济效益难以提高，而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒于作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10～15倍。

纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂，特别是在有机物制备方面。分散在溶液中的每一个半导体颗粒，可近似地看成是一个短路的微型电池，用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时，半导体纳米粒子吸收光产生电子——空穴对。在电场作用下，电子与空穴分离，分别迁移到粒子表面的不同位置，与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。

（二）在涂料方面的应用

纳米材料由于其表面和结构的特殊性，具有一般材料难以获得的优异性能，显示出强大的生命力。表面涂层技术也是当今世界关注的热点。纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇，使得材料的功能化具有极大的可能。借助于传统的涂层技术，添加纳米材料，可获得纳米复合体系涂层，实现功能的飞跃，使得传统涂层功能改性。涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层。结构涂层是指涂层提高基体的某些性质和改性；功能涂层是赋予基体所不具备的性能，从而获得传统涂层没有的功能。结构涂层有超硬、耐磨涂层，抗氧化、耐热、阻燃涂层，耐腐蚀、装饰涂层等；功能涂层有消光、光反射、光选择吸收的光学涂层，导电、绝缘、半导体特性的电学涂层，氧敏、湿敏、气敏的敏感特性涂层等。在涂料中加入纳米材料，可进一步提高其防护能力，实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等，在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用。在标牌上使用纳米材料涂层，可利用其光学特性，达到储存太阳能、节约能源的目的。在建材产品如玻璃、涂料中加入适宜的纳米材料，可以达到减少光的透射和热传递效果，产生隔热、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料，所应用的纳米微粒有氧化铁、二氧化钛和氧化锌等。这些具有半导体特性的纳米氧化物粒子，在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性，因而能起到静电屏蔽作用，而且氧化物纳米微粒的颜色不同，这样还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色，克服炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。纳米材料的颜色不仅随粒径而变，还具有随角变色效应。在汽车的装饰喷涂业中，将纳米TiO2添加在汽车、轿车的金属闪光面漆中，能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果，从而使传统汽车面漆旧貌换新颜。纳米SiO2是一种抗紫外线辐射材料。在涂料中加入纳米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。纳米涂层具有良好的应用前景，将为涂层技术带来一场新的技术革命，也将推动复合材料的研究开发与应用。

（三）在精细化工方面的应用

精细化工是一个巨大的工业领域，产品数量繁多，用途广泛，并且影响到人类生活的方方面面。纳米材料的优越性无疑也会给精细化工带来福音，并显示它的独特畦力。在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域，纳米材料都能发挥重要作用。如在橡胶中加入纳米SiO2，可以提高橡胶的抗紫外辐射和红外反射能力。纳米Al2O3，和SiO2，加入到普通橡胶中，可以提高橡胶的耐磨性和介电特性，而且弹性也明显优于用白炭黑作填料的橡胶。塑料中添加一定的纳米材料，可以提高塑料的强度和韧性，而且致密性和防水性也相应提高。

纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学，主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。21世纪将是纳米技术的时代，为此，国家科委、中科院将纳米技术定位为“21世纪最重要、最前沿的科学”。纳米材料的应用涉及到各个领域，在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有着广泛的应用前景。纳米科学技术的诞生，将对人类社会产生深远的影响，并有可能从根本上解决人类面临的许多问题，特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。

参考文献:

[1]张立德，牟季美，纳米材料和纳米结构，科学出版社，2001.

[2]严东生，冯端，材料新星?纳米材料科学,湖南科学技术出版社，1998年.

[3]H.Gleiter(德)著，崔平，方永，葛庭燧译，纳米材料，原子能出版社，1994年.

[4]DyerPE,FarleyRJ,GiedlR,etal..Excimerlaserablationofpolymersandglassesforgratingfabrication.AppliedSurfaceScience,1996.

材料应用范文篇4

【关键词】机械设计；材料选择与应用；机械材料

在机械制造过程中，最重要的部分就是进行机械设计中材料的选择和应用，选择机械设计材料决定机械设计产品的质量，并且可以实现机械制造可持续发展。因此，机械材料的选择与应用一直成为机械制造行业主要关注问题。首先，在选择材料时应关注材料的使用范围和实用性，其次，就要考虑材料的环保效益和经济效益，以节约生产成本和保护环境为主，只有这样才能实现我国机械行业的经济与环境可持续发展，提高广大人民的生活质量和生态环境质量，为我国绿色经济发展贡献巨大力量。

1材料选择在机械设计中的重要性分析

随着我国工业化快速发展，各部分都在不断的完善，我国综合实力越来越强。在我国改革开放以来，机械制造一直是我国发展必不可少的一部分，尤其是机械设计。而在机械设计过程中，材料的选择与应用是尤为重要的，随着现代化社会发展的步伐不断加快，人们对机械制造产品的要求越来越高，特别是对机械材料的质量要求越来越严格，只有正确选择机械材料才能制造出符合现代化社会的产品，可见机械材料的重要性是不可取缔的。因此，在现代工业化可持续发展的社会，对机械设计的材料选择一定要全方面考虑，保证材料在机械设计中能够适用和实用，更重要的是不能对生产环境造成二次污染，破坏当地的生产环境和生产资源。所以在选择材料的过程中一定要考虑到材料的环保性和经济适用性，通过不断的提高机械材料质量，从而对我国机械制造业起到积极作用，大力提升我国综合实力，提高我国广大人民的生活质量，促进我国可持续健康发展。

2机械设计中选材的分类

1)选择金属种类。在我国机械加工当中，金属种类的材料是占主要地位的，多数都使用金属材料，甚至在所有的机械加工过程中都有使用，占有率近百分百。金属的最大的优势就是硬度高和成本低，可以满足机械设计各个环节，在生产过程中被广泛应用，特别是，两种金属相互混合合成的合金，也具有极其优秀的特性，在机械加工中也备受关注。2)陶瓷类的材料。陶瓷中的主要包含组分是氮化硅和碳化硅，陶瓷类的材料最大的特点就耐化学腐蚀，具有极高的硬度和较低的密度。在日常的机械施工过程中，一般密封性较强的元件使用陶瓷类材料较多。并且陶瓷类的材料成本非常高、而且还易碎，具有较高的脆性。3)高分子类的材料。类似合成纤维之类的材料被称为高分子类的材料，高分子类材料主要来源面比较广，延伸多个领域，最大优势就是在制备过程消耗很少的能源，甚至可以通过天然气中提取等等一系列优势，使得高分子类材料在机械设计中应用广泛。4)复合型材料。复合型材料一般是指两种或者两种之上的材料相互融合，无论是化学方式还是物理方式，最后得到的产物就是复合型材料，各自有各自的性能优势，可以根据机械加工不同的施工要求，选择相对应的复合材料，其实合金材料也是属于复合型材料的一种，可以说复合型材料的种类繁多，性能各有不同，适合各种要求的机械加工要求，受到高度的好评。

3机械设计中材料选择与应用

1)载荷类型材料的选择。在机械加工的设计环节中吗，设计的很多类型的元件或者材料到最后都无法得应用，甚至根本没有什么作用，出现此类问题的主要来源被淘汰的材料或者元件都是没有很强的载荷能力，不能最优化的发挥出元件或者材料的优势，因此，在机械加工设计阶段，面对材料或者元件的选择时，需要根据设计的载荷进行选择。最常见使用的就是选用低碳钢渗碳或者中碳钢调质等方法。2)选用低能耗和低污染材料。无论选择哪种类型的材料，首先对材料的要求就是低能耗和低污染从材料，不适用需要提前进行与热处理的材料，因为后期进行预热反应的材料，稍有不慎，就会造成材料的使用寿命缩短，或者性能消失等情况，并且这种材料后期预热会最周边环境造成很大的空气污染，所以，尽可能多的选择在热轧状态和冷拔状态都能发挥出最佳性能的机械材料。或者必不可免的需要选择预热处理的材料，那就尽可能少的使用预热处理材料，或者选择预热处理步骤较少的材料，常见的情况是使用低淬透性的钢对齿轮进行锻造，也就是具有穿透性的加热，等退热之后，机械材料出现一层淬硬。3)选用实用性的材料。选择材料的第一要求就是选择实用性的，对机械加工有用的材料，选择材料之前需要根据机械设计的材料要求进行分析，选择机械设计使用的材料。有利于材料的合理使用和科学适用，不造成多余的浪费。比如：一些机械加工环节需要硬度较高的材料或者元件，但是一些环节就需要选择外观优质一些的材料，所以选择实用性的材料，是根据不同环节的不同要求而限定的。4)采用金属材料回收利用处理。由于我国机械设计中一般采用的材料就是金属材料，并且使用的金属材料种类过多，就钢材料就高达上百种，因此，在进行金属材料回收利用的环节中，金属材料过多，相互混合在一起，使得后期对废弃的金属回收利用时，出现回收困难，同时，严重影响了整体金属材料循环利用的性能。为了有效的对金属材料回收利用，需要注意金属材料的选择和对金属材料可循环性的鉴别，在实际情况中，一般使用合金材料的材料元素越少，使得金属彩礼的回收利用的概率就越大。5)选用经济的材料。考虑经济成本是选用机械设计材料的重要要求，起着关键性作用。在机械设计的过程中，设计人员需要根据设计过程中的具体步骤进行分析，结合各个过程的设计特点，选择性价比最高的机械材料，最大程度激发材料的使用价值，最后确定符合机械设计的基本要求。不同的机械设计材料具有不同的性能特点，需要详细了解材料的使用性能，才能选择性价比最高的、经济型的材料，要求符合机械设计的具体标准，掌握选择材料的基本内容。另外，还需要根据机械设计工程的整体预算进行选择经济型材料，主要根据两个原则，一方面是达到机械设计的工程要求，要求各种材料都是低价格的就行，另一方面，确保选择的材料都是性价比最高的，经济适用。特别是那种可以循环利用的机械材料，应被优先选择，从根源降低能源消耗，有效控制机械设计过程的成本，增加整个机械项目的经济效益。6)选择材料一定符合国家的可持续发展原则，实质就是实现经济资源可循环发展，深入挖掘机械设计的基本要求，熟悉掌握机械材料的潜在内容，深入分析机械材料的基本特性，如何正确使用，最大化的发挥机械材料最佳性能，真正做到低能耗、低污染的机械工程。保护自然环境，环保节能是现代社会的重要发展理念，是我国可续发展的重要方针。随着我国经济的高速发展，人民群众对周边生存环境有了更好的要求，已经成为国际问题。因此，机械工程需要结合能源消耗与污染环境相结合，有效控制机械材料的能源消耗，提高材料的使用率，降低环境污染，将可持续发展为引导，选择环保节能的机械材料，尽最大努力减少不可再生资源在各个领域的应用。

4注意事项

1)在机械工程中，选择材料的过程中一定要注重外载荷作用力，明确机械设计中的外载荷力，可以致使材料表面出现弯曲等现象，弯曲严重会导致整个材料失去使用价值，丧失性能。因此，对材料进行选择时，选择良好加工方式的材料，好的制造技术早就良好性能的机械材料，或者是多选择一些表面分布均匀，抗压能力强的机械材料。2)注意机械材料的实用性，首选择机械材料的首要标准，就是选择实用性的材料，因为机械工程存在多种加工环节，并且每个加工环节都有各自不同的要求标准。例如：在焊接的环境中需要机械材料的一定要符合焊接的材料标准和对焊接的敏感性，或者在锻造环境需要机械材料适应锻造环节中的各种苛刻要求。所以，选择机械材料的同时要满足机械工程的实用性要求，另外还需要考虑机械材料的经济要求，需要考虑机械设计的整体预算或者阶段预算，深入分析，在满足机械设计标准的基础上，尽可能的减少材料成本和机械加工成本，因此，足以保障机械加工的健康发展。

5结束语

随着我国现代社会的不断进步，尤其是科技发展更加蓬勃，使得我国的机械设计行业取得重要成绩，因此，机械材料的选择和应用是机械工程行业的重要前提，对机械行业健康发展有重大意义。特别是在选择机械材料时，需要选择节能型和环保型的材料，既要求材料符合机械设计要求，还需要选择机械材料符合国家可持续发展规律，对我国机械加工事业具有积极作用。

参考文献

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材料应用范文篇5

关键词：绿色理念；废旧材料；可持续发展

一、背景及现状

现如今，全球许多资源都十分有限，且伴随近几年城市化进程的不断加速，大量资源的消耗量都呈现出愈发严重的趋势。所以，城市发展中的废弃材料怎样得到有效的利用，是当下应该研究的重点。在现阶段经济飞速发展的背景下，人们的生活水平也因此得到了进一步的提高，与此同时也出现了大量的废物旧物，影响着我们周边的生存环境。废旧物品已经成为影响我国环境问题的重要因素之一，是与我国环境建设之间不可小觑的巨大矛盾。为了解决这个矛盾，各级保护部门都应该积极采取措施。而在景观设计中，废旧材料的再利用就是将其变废为宝，设计或改造成为有效的城市景观资源。一直以来，资源的开发都不是无限的，而伴随着城市建设的每一步发展，自然也会消耗各种各样的资源，加上我国经济水平的提高，以及对更高的生活品质的追求，出现为了加强景观建设，忽视了环境保护的重要性的现象，造成大量资源的浪费。目前一些废弃建筑和在进行景观设计活动时所遗留下的资源二次利用的情况都不理想，导致与生态环境的发展背道而驰。

二、废旧材料概述

废旧材料的产生是一个必然的结果，废旧材料一般是指我们生活中所产生的二手物品、生活垃圾等，它们都是城市正常运行所产生的废旧物品，如果用传统的方法对这些废物进行填埋、焚烧处理必然会对生态环境造成一定的影响和破坏，因此，可以考虑将其在景观设计中二次利用，不仅能在景观设计中节省成本，而且能够达到环保的目的，同时也符合我们所倡导的可持续发展要求，能够促进废物利用技术的更新、进步，进而在一定程度上推动其他产业发展。如何在景观设计中巧妙地使用废旧材料，变废为宝，俨然已经成了当下景观设计师必不可少的一个研究方向。

三、废旧材料在景观设计中的价值

在景观设计中，生态环境建设工作是重中之重，同时也是我国城市未来的发展方向。景观设计者在实际景观设计工作的过程中，应该注重废旧物品的回收和再利用，使废旧物品发挥最大作用，从而对生态环境建设起到帮助作用，且促进世界资源的循环利用。废弃材料产生于城市的发展过程中，对废旧材料的传统处理方法势必会为我国的环境带来一些负面压力。将城市化建设进程中产生的废旧材料利用到景观设计中，从经济角度来说，降低了景观设计的成本，能够促进资源的可持续利用。从教育角度来说，起到了一定的宣传节约美德的作用。通过景观设计手段对人们的环境保护意识进行潜移默化的强化，使其行为因此受到影响，自觉参与到保护生态环境建设的工作中。也许在人们的传统印象中，废旧材料就是一些废弃的、无用的垃圾，但是许多材料虽失去美感却保留着使用功能。而美感则是设计工作者应该重视的一项因素，通过全新的尝试，对废旧材料的再次利用、重新设计开发，将其变废为宝。因此，通过艺术设计将废旧材料在景观中二次利用，对废旧材料凸显自身艺术价值也具有意义。

四、废旧材料在景观设计中的应用方法

第一,在设计景观雕塑或小品时采用废旧材料。首先，景观设计者应对废旧材料进行筛选，通过艺术设计对废旧材料进行规划整合。例如，中央美术学院教授徐冰，通过对建筑的废弃材料的使用，创作了大型雕塑《凤凰》（如图一），徐教授将整个雕塑用废弃的铁锹、废旧的安全帽以及废弃的钢管等材料，进行重新设计，组合、拼装设计出了“凤凰”景观雕塑，打造出一个完全不一样的视觉效果。除此之外，也有一些艺术家，他们能够利用生活中所产生的电子垃圾、日用垃圾，或者废旧的机械和金属材料，通过重新设计和改造，把它们做成景观雕塑或者是景观小品。从艺术美学的意义来看，废弃的材料本身也是具有一定时代特色的东西，通过我们的设计和改造，它是可以被重新赋予生命，再次利用的。第二，作为建筑材料使用。例如，在建设施工过程中剩余的或是废弃的石材、钢筋等也可以作为景观设计的部分材料。在原来建筑的拆除过程中，砖石、瓦、碎片等都可以成为景观设计的某些辅料，或废弃的混凝土、道路改造所产生的工业垃圾在搅碎后，可以作为简单填充的材料，从而也可以达到循环利用资源的目的。第三，废弃的旧厂房或不易拆卸的巨型机械可视为大型废弃物，对它们的改造处理，国内国外目前都有不少成功的案例。例如，美国的西雅图煤气厂改造、纽约高架桥的改造，两个设计都是在废弃的原址上进行规划和改造的，重塑了景观环境，赋予了它们新的生命、新的经济效益。在原有建筑基础上，对其进行重新规划设计，不仅能够保存该地区原有的历史风貌，也能够促进原地区经济和景观活力的复苏。第四，城市发展过程中所遗留的一部分比较特殊旧物，如历史古迹、古老街区等，它们可能滞后于现代城市飞速发展的脚步，但它们却实实在在是城市精神文化中不可或缺的一部分。对它们的处理如果只是一味地拆迁或是翻新重建，那么城市的最深的文化很有可能得不到保护，因此，在规划与设计中应尊重城市地区的自然人文环境和文化的历史背景，结合历史背景设计出可以体现城市特色的景观，做到再利用而不是一味拆除。除此之外，根据不同废旧材料的材质、形态等特征，在各类景观设计活动中，设计者应该尝试不同的循环利用手段。同时，通过在景观设计过程中提高对废旧材料的应用意识，可以在潜移默化中起到保护环境和节约资源的教育作用。

五、结语

材料应用范文篇6

关键词:膨润土;注浆;地铁隧道

1工程概况

北京地铁五号线04标段包括一个车站和一个区间工程,即天坛东门站—磁器口站区间和磁器口车站,总长度1175.19m,其中区间施工范围长995.19m,车站施工范围长180m。区间工程主要包括隧道及其所含的联络通道、迂回风道、泵房、人防防护段、施工横通道、竖井、与规划七号线的联络线节点等土建工程。天坛东门至磁器口区间隧道分左右两线,采用矿山法施工,工程防水采用复合式衬砌结构,全外包防水模式,不考虑引排二衬外的地下水,防水层设在初支喷射混凝土与二衬混凝土之间。根据模板台车的长度,以每9m长隧道为一段,依次浇筑;同时,每段内设不少于9根的回填注浆管,注浆管直径25mm。

隧道结构完成后,最初施工方采用传统的水泥浆回填,但由于水泥浆含水量大、易收缩,完成注浆后对混凝土裂缝和施工缝处的渗漏没有起到明显的改善作用,不得不再次钻孔进行化学注浆,因此大大增加了施工成本。在此情况下,施工方最终选择用膨润土注浆粉(Bentogrout)进行注浆。

2膨润土注浆材料介绍

膨润土的主要成分为钠基蒙脱石,它是一种由微观片状晶体结构组成的矿物;片状晶体通常小于2μm且呈胶状,它们能够吸收水分子,从而使得分子间距加大、膨润土颗粒膨胀;一旦膨润土颗粒吸水后,分子内电荷达到饱和即会阻止水分子通过,这就保证了膨润土具有极低的透水性,使之具有优良的防水屏障作用。在国外,数十年来膨润土防水材料被广泛应用于地下建筑防水工程。

钠基膨润土浆液作为一种堵漏用注浆材料,在水合作用下,一般可以膨胀到干燥时体积的10～15倍,防水功能能够得到保证;其使用成本也低于聚氨酯等其它化学注浆材料;注浆时不需要对结构进行过多开凿,对已完工建筑的堵漏操作相对简单;一旦注浆完成,膨润土浆液将凝结在一起,并会保持一定的柔韧性。膨润土浆液具有如下特点:

1)膨润土浆液注浆后会保持柔性,不会由于地质沉降和振动引起混凝土开裂而出现裂缝,同时它还不受冻融循环的影响。

2)膨润土浆液注浆后可以形成一层稠密的薄膜,具有良好的胶凝强度和粘着性,使得浆液稳定地附着在结构的表面,适用于石砌或混凝土结构裂缝以及内墙湿迹部位的渗漏水封堵。

3)膨润土注浆可以通过遇水逐渐膨胀的特性,进行自我修补、封堵混凝土日后可能产生的裂缝。

4)膨润土浆液不会产生热量,不会被微生物腐蚀,用于填充大而空的区域。

5)膨润土浆液主要是由惰性的天然材料组成,因此它的使用寿命可与建筑结构本身等同。

3膨润土注浆材料施工工艺

1)加水搅拌

将每袋22.6kg的膨润土注浆粉(Bentogrout)加入53L清水中,搅拌3～5min,直至浆液中没有粉块且浆液均匀为止。搅拌时,可以直接用木棒在桶中搅拌,也可以使用专业的设备进行搅拌,搅拌均匀后方可开始注浆。

2)安装注浆嘴及送浆软管

送浆软管应选择适当的长度,太短会造成施工速度过慢,而太长则会损失过多注浆压力。注浆嘴可以根据现场注浆管内径的尺寸,自行焊接制作。准备完毕后,将送浆软管两头分别连接注浆泵与注浆嘴,注浆嘴要尽量深入地插入注浆管中,并务必使两头连接牢固。

3)注浆施工

将注浆嘴插入注浆管内并固定牢固后,以0.6～0.8MPa的压力泵送浆液至注浆管内,直至浆液从邻近的注浆管中流出(或注浆压力保持0.8MPa而不回落时)停止注浆。膨润土浆液注浆不要求过高的注浆压力,注浆泵的工作压力在0.6～0.8MPa即可满足注浆要求,但要注意注浆泵需满足泵送较为粘稠浆液的要求。在立面注浆时,应按照由低到高的顺序对注浆管进行注浆。每根注浆管完成注浆后,应慢慢将注浆嘴拔出,并使用塞子将注浆管堵严,防止浆液外漏。接着将注浆嘴移至下一根注浆管,重复以上的步骤。注浆中断超过45min时,需要及时用清水清洗注浆泵,以防止浆液凝固影响下次注浆质量。

一定范围内的注浆管全部注浆完成后,移动注浆泵等施工设备至下一区域中,并重复以上三个步骤继续注浆。

材料应用范文篇7

关键词:无机保温材料；民用建筑；应用

1有机保温材料在建筑节能应用中存在的问题

1.1有机保温材料的安全缺陷。在当前的建筑施工中，XPS板与EPS板是最常使用的保温材料，由于该类保温材料中添加有聚苯乙烯。一旦建筑物发生火灾，有机保温材料中的聚苯乙烯在燃烧时释放出有害气体，对人体造成严重伤害，不利于人们在发生火灾时逃生，因此，有机保温材料明令禁止应用在民用建筑中。1.2有机保温材料的防火性较差。老旧建筑改造是当前城市建设的重要部分，为了实现既有建筑节能环保，通常会使用有机保温材料施工。随着建筑节能理念的提出，在做建筑设计时需要考虑建筑节能措施，但是在当前的设计要求中没有对保温材料的阻燃性进行明确规定，即使有些在节能设计时提出了应用阻燃保温材料，但在施工时为了降低施工成本常常替换掉具有阻燃性的有机保温材料，无法保证建筑在使用过程中的安全性。1.3有机保温材料使用寿命短。在进行建筑物保温处理时，施工方常选择应用有机保温材料，由于施工时没有做好有机保温材料的抗冲击保护，搬运过程中很容易破坏到保温层结构。EPS是建筑中常用做保温节能材料，材料在制作过程中没有明确的质量标准，材料在使用中出现的质量问题严重影响了保温材料的使用寿命。

2无机保温材料的优势

与有机保温材料相比，无机保温材料具有更多的应用优势。在建筑物保温方面，无机保温材料的耐酸碱性更好，老化速度非常缓慢，具有更长的使用寿命。无机保温材料施工时操作非常简便，只需在墙体与保温材料中涂抹灰层使其结合，施工操作便捷，在建筑物外墙保温中具有非常广泛的应用，保温效果显著。无机保温材料不仅能够在外墙保温中应用，在墙体的内侧使用，无机保温材料还有良好的阻燃作用，为建筑物提供了一定的安全保障。

3常见无机保温材料在民用建筑中的应用

3.1矿物棉。矿物棉从出现到如今已经经历了170年，对矿物棉的使用情况进行分析就能够得到其应用效果的发展趋势，研究表明矿物棉在制备工艺与设备上都有了很大程度的进步，矿物棉的发展在一定程度上促进了无机保温材料领域的研究。以矿物棉为原料生产出的建筑材料逐渐具有更加广泛的使用效果，在应用上具有非常显著的优势，具有很高的使用强度。对矿物棉进行加工能够形成低密度的无机保温材料，其质量较高，具有良好的应用前景与发展前景。3.2泡沫混凝土保温板。我国是对泡沫混凝土保温板进行研究较早的国家，早在上个世纪泡沫混凝土保温板就已经在民用建筑中得到了广泛应用，包括屋面保温、地暖保温等。在进行建筑物外墙保温时该材料应用较少。但是，随着近年来由于建筑物保温材料引发的火灾事故时有发生，泡沫混凝土保温板在建筑物外墙保温施工中应用逐渐增加，这主要是由于该材料所具有的不燃性。为了让泡沫混凝土保温板在民用建筑节能施工中具有更好的使用效果，就需要对其优缺点进行深入研究。第一，该材料具有很强的防火性，属于A级防火材料，在实际应用中具有极高的性价比，在民用建筑中使用能够充分体现出经济优势，在同等级保温材料中价格最为低廉；第二，在民用建筑中应用具有良好的兼容性，降低外墙保温施工难度，缩短施工周期；第三，泡沫混凝土保温板的耐用性极好，具有与建筑物相同的使用寿命。泡沫混凝土保温板也存在一些不足，泡沫混凝土保温板的密度和导热系数较大。3.3无机保温砂浆。无机保温砂浆是将水泥、膨胀珍珠岩、胶粉等进行均匀混合制备而成，其中膨胀珍珠岩是无机保温砂浆的骨料，同时兼具绝热性能。无机保温砂浆质量小，能够保温隔热，同时具有防火属性，这就决定了其具有的广泛应用性。对无机保温砂浆在民用建筑中的使用效果进行分析，其使用优势:第一，材料满足国家建筑行业的防火要求，在施工中具有良好的粘接性，在应用上不会出现保温盲区；第二，无机保温砂浆还能够避免负风压对高层建筑的保温层产生不利影响；第三，无机保温砂浆应用在民用建筑中能够发挥出强大的抗冲击性，避免出现开裂问题，具有较高强度。美中不足的是该材料需要具有一定保温层厚度才能实现良好的保温效果。

4结语

随着我国建筑行业的不断发展，保温材料的重要性也日益凸显，保温材料所具有的性能会直接影响到民用建筑的使用效果，同时还会对建筑能耗产生影响。无机保温材料在民用建筑中的应用可以有效控制施工成本，同时还能够保证建筑物的保温效果，为建筑行业的发展提供保障。

参考文献:

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材料应用范文篇8

关键词：建筑节能；常用保温材料；应用；问题与措施

从建筑行业的发展角度来说，过去长时间粗放式的管理导致的对生态环境以及资源环保等方面的工作不够重视，在很多方面都为建筑行业的正常发展带来了一些问题。而且政策的角度上来说，当下节约资源与环境是主流，所以，我们必须从建筑工程行业开始，推广节能工作。节能与保温材料的应用就是一个降低建筑物能耗的有效措施，也能够在建筑物的最大限度的减少能耗。这项工作是符合当下主导的生态城市理念，也是建筑行业未来发展的新机遇。

一、建筑节能材料的概况

建筑节能在国内外的表述是不一样的，在国内的建筑行业中通常是指“提高建筑当中的能源利用率”，国外对这方面的细分就显得更为具体了。而对于建筑物能耗的划分主要是从两个角度来进行的，首先指的是建筑物在施工过程中产生的能耗，包括人工费用以及材料费用的支出，其次就是建筑物在投入使用之后由于采暖、室内室外的热量交换而造成的能源损失。而涉及到建筑节能材料的另一个概念就是节能建筑的概念，目前在建筑工程行业当中对于节能建筑的概念区分还较为笼统。“凡是利用新型建筑材料，参与建筑物的建造过程并且在后期能够保持更高水平的保温性能都可以被称做是节能建筑。”综上对于建筑节能材料的概念我们应该有一个清醒的认识，那就是：通过改变材料特性的方式来降低建筑物的能耗，以使得建筑物达到比原先更好的保温性能的建筑材料。目前，建筑节能与保温材料应用在建筑物中的方式，最常见的是在建筑物外部覆盖隔热层，这种方式在北方是最常见的。一般的民用建筑中，区分保温材料是根据其使用的位置来划分的，内保温隔热材料和外保温隔热材料。还有就是根据其使用的状态可以分为板状保温材料以及浆状保温材料。可以看出建筑行业在不断发展的同时，这些细节部分也一直在不断进步。衡量一种保温隔热材料的好坏一般是从导热系数、变现密度以及尺寸变化率这几个方向来进行的。

二、目前市面上常用的建筑保温材料的种类

1.EPS板

EPS板又称为聚苯乙烯泡沫塑料保温材料，是建筑物保温工程中常用的一种材料，用聚苯乙烯材料进行发泡之后制成。这种建筑保温材料应用范围非常广泛而且价格低廉、隔热性好，被大量应用在建筑物的保温工程当中。而且近年来不断有人在前者的基础上对这种材料进行完善，比如，真空聚苯乙烯泡沫塑料就是将发泡而成的泡沫真空密封之后而形成的，经过真空处理之后原先泡沫的导热性就会大幅度的降低，这样就会在总体上提高这种材料的保温效果。但是在这种保温材料大幅度应用的同时，我国目前都会因为拆除这种EPS板而产生大量的白色垃圾。这种材料单单依靠传统的讲解模式进行处理几乎是看不见效果的，所以说有人就开始尝试将这种废旧的聚苯乙烯材料进行再加工。这样复合加工而成的材料的容量更小，而且隔热性以及耐腐蚀性都有了很大的进步。而且这种材料不吸水、有很好的稳定性，经过实际的施工检验这种新型的复合材料完善可以应付建筑物的保温工程。所以说进行这种EPS板材的再加工也就在近几年成为了建筑保温材料行业的一个新的发展机遇。具体的加工过程是将废旧的EPS材料加工成轻骨粒，再用其配置成保温砂浆，之后再往砂浆之中加入黏合剂。这种加工方式改善了其原本抗裂性差的特点，因为复合材料的加入使得整个复合材料变成了“亲水性”的特质，这样就会使得在保温过程中能够应付更复杂的环境。但防火性能和使用温度一直是困扰着这种类型的应用的一个难题。

2.无机不燃改性聚苯保温板

这种保温材料指的是运用多种高分子技术，结合了多学科跨领域创新合作，创造出的特点鲜明、性能稳定的防火保温板，又叫做“AEPS不燃真金板”。这种材料除了具有良好的保温性能外，防火效能也已经达到了A级，比如，前边说到的EPS板材的应用领域更为广泛。这种新型材料在制作过程中，完全抛弃了原有EPS等材料的分子改性，或添加阻燃剂的路径，引入全新的防火概念。所以说这种材料的防火性能以及容重都有了很大程度的改善。其原理是有机高分子在受热膨胀过程中带动无机分子向边缘运动，最终形成蜂窝状隔离仓，使每一个有机大分子的颗粒形成相对独立的防火个体，从而有效阻断了热量的传导和火焰的传播，达到了“准不燃”的效果。这种新材料的导热系数能够控制在0.035～0.041W/(m•k)，所以说相比较过去有了很大的改善。而且抗拉压强度具有良好抗压强度、抗冲击及稳定性，其抗压强度达到150～500kPa，取材也非常环保在后期的使用阶段几乎没有有害物质的挥发，对于住户的安全也有了一定的保障。

3.岩棉板

岩棉板与上述提到的材料不同，这是一种无机保温材料，最早是应用在建筑物的外部墙体的。由纤维制成的岩棉板吸水量惊人，所以，在实际的使用过程中就很容易因为岩棉板的吸水量增加而导致岩棉板的保温效果下降，因为降低岩棉板的吸水量是岩棉板得到广泛应用的关键。不管是国内还是国际的建筑工程行业当中，使用岩棉板的时候真的是寥寥无几，这是因为岩棉板对于施工的工艺以及天气都有很高的要求。如果在下雨天施工，甚至空气中的含水量超过了规定的数值那么一定会影响岩棉板的使用效果。虽然说这种保温材料会因为吸水量的增加而使得保温效果降低，但在防火效能方面还是A级的。而且这种材料的尺寸非常稳定，不会在火灾中伸长、收缩或者变形，所以说它的抗压强度、压缩强度和粘结强度都非常好。因为熔点高于1000℃，因此，这种材料的导热系数非常低，具有很强的保温效果。以上是在建筑节能与常用保温材料相关问题中关于常用的保温材料的总结，从施工的角度来说以上三种材料是目前应用最广泛的建筑物保温节能材料。

三、在选择保温材料是应该遵循的原则

在建筑工程当中选择建筑物的保温材料应该遵循以下原则，首先就是节能，一定不要因为建筑保温工程而对环境产生新的影响，而且要与原有的建筑工程方案相切合。其次是将环境变化的因素考虑在内，选择物理性能较为稳定的保温材料，然后就是选择材料时应该将这个地区的年平均温度考虑在内，再结合材料的特性进行选择。需要注意的是材料的防火性能和导热性能应该作为一项单独的条件首先进行考虑，这应该属于物理特性方面的选择依据。保温材料的导热性能是通过导热系数的计算来衡量的“φ=-λA*（dt/dx）”其中其中φ为热流量，λ为导热系数，A为传热面积，dt表示微元厚度两面的的温差，dx表示微元厚度。除此之外，还有容重、防火等级以及强度这三个标准。就拿上文中提到的这三种材料来说，EPS板材的容重一般在30kg以上，导热系数为0.042，防火等级一般在B级。而无机不燃改性聚苯保温板不管从防火性能还是导热系数来说，都是比较有优势的，这种材料的强度也优于EPS板材。而岩棉板这种材料在强度方面非常稳定，因此能够适应墙体外部的保温环境，具有很高的稳定性。以上是对这三种材料的特性分析，不管选择哪种材料，发挥出材料的真实性能才是最主要的。

四、结语

人们对建筑物舒适程度的要求不断提高以及建筑工程行业的竞争不断加剧催生了一些新型材料的不断应用，其中建筑保温材料就是一个典型的例子。虽然说在这方面已经取得了不小的进展但是在一些细节上还是存在很多问题的，上文是笔者对此的总结，希望能够对改善我们的工作状况有所推进。

作者:杨军 单位:银川市建筑行业管理处

参考文献:

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材料应用范文篇9

上世纪70年代时，国际经济两次受到石油危机造成严重的损失。随着石油价格的不断攀升，建筑材料成本也在逐渐的增加，为了减少成本造成的压力，各国科研人员开始着重研发新型窑炉，带动了高温技术的重大改革，推动了建筑耐火材料的更新换代。将用油和气为燃料的水泥窑改造成以煤和废弃的热能原料为燃料进行加工，同时为了减少热损耗，开始大力推广预分解水泥生产技术。该技术的应用大大降低了热损耗，同时使生产能力大幅度提高，但是这种技术也存在一定的缺陷，对烧成条件的要求越来越严格。水泥预分解窑还以废弃的轮胎、橡胶、塑料和一些低品位高碳物质等作为燃料，虽然使资源损耗和水泥生产成本有所降低，但是这些燃料具有较多的挥发性的物质，从而造成了窑壁结皮，影响水泥窑的正常运转，对耐火材料造成了极大的损害。在进行玻璃熔制时，随着加工工艺的不断改善，浮法玻璃熔窑内的高温物理化学反应更加的强烈，对窑内的耐火材料使用条件提出了苛刻的要求。

2建筑材料中耐火材料的发展过程

我国在改革开始后，大量的引进了现代化的水泥、玻璃和陶瓷加工的生产技术，经过不断的学习和经验积累，具有类似属性的生产线大量出现。但是这些窑炉所使用的耐火材料始终都是依赖于进口。为了打破这一局面，从1981年开始，我国以中国建筑材料科学研究院等单位为主要研究部门，投入大量的资金用于新兴耐火材料的研发。在多次试验下，我国制造出了镁铬砖和尖晶石砖等材料用于水泥窑高温带的结合和多种耐火浇注料。直到上世纪90年代，我国完成了用于水泥窑、浮法玻璃窑和陶瓷的耐火材料研究，研发了熔铸错刚玉砖的氧化熔融工艺，随后又要发出了熔铸a一p氧化铝和熔铸p一氧化铝砖。我国开始将大量的冶金系统耐火材料投入到建材市场中。在国家政策的大力扶持下，大量的耐火材料企业如雨后春笋般出现，推动了我国耐火材料的发展，拉近了与发达国家间的差距。在过去的几年中，虽然我国工业用耐火建筑材料的技术水平得到了发展，但是能耗依然高于高达国家，我国经济遭到了能源问题的考验，为此，我国政府已经制定了一系列的产业政策，这一政策为我国工业用耐火建筑材料的发展提供了机会与挑战。在未来阶段下，工业用耐火建筑材料的发展需要满足两个要求，第一就是耐火材料产品结构需要满足节能要求;第二就是在耐火材料生成中，要尽可能的减低能耗。

3耐火材料技术进步的特点

3．1高纯化

耐火材料在提取技术不断进步的影响下，开始向着高纯化的方向发展。例如镁砂的提取，通过热选、浮选和海水提取等方式再配以钙硅比调整技术，从而形成具有高耐火性和高纯度的镁砂。高纯度的耐火原料为制造高性能的耐火材料提供了物质基础。

3．2不定形耐火材料

在一些发达国家中，在耐火材料总量中有一半是不定形耐火材料。不定形耐火材料在一定程度上都需要控制界面反应才能展现出特殊性能。例如，低水泥浇注料可以通过原料的组成成分、粒度和外加剂等进行控制。

3．3自动化

在进行耐火材料生产中例如原料配比、烧成过程和成品检验等一些劳动强度大、工作环境差的工序，可以借助计算机控制技术来完成。计算机控制技术有着高精确度和速度快的特点，能够保证设备高产优质安全运行。

3．4复合化

复合化就是将一种耐火材料中添加另外的耐火材料，以此来研究出新的材料，如水泥可以与硅莫砖、镁锆砖结合研发出新的材料，目前，已经产生了多种复合材料。一般情况下，复合性的耐火材料需要遵循几个原则，即耐高温性能、稳定性，并且在制造和使用温度下，各类不同的材料可以彼此共存，且侵蚀产物应该受到保护，如果无法控制这一问题，就要保证有害产物要在可控范围内，且在生产和使用过程中，严禁出现危险性和有害性物质。

4耐火材料技术的展望

4．1计算机辅助测试和分析技术

在信息技术不断进步的情况下，计算机技术得到了快速的发展。在耐火材料的研究过程中计算机的测试和分析技术发挥了重要的作用，对耐火材料的发展造成了极大的影响。例如，在计算机中可以对耐火材料的热力学进行演算，从而判断其物理化学反应的情况;通过电子图像技术对耐火材料中各种物质的含量、分布、性能和使用周期进行分析，为耐火材料技术的不断改善提供数据保障。

4．2计算机辅助工艺优化技术

通过上述从中可以看出计算机能够对以前无法进行运算的技术进行演算验证，在新型耐火材料的研发中提供技术保证。例如，利用计算机软件系统可以进行虚拟实验设计，从而从多元化和全方位的角度去分析实验，通过对工程数学、系统科学等多种学科的借助，通过计算机辅助设计出更加优化的加工工艺，使耐火材料从定性分析向着定量分析的升级。通过数字化技术进行材料工艺的研究能够实现新兴的以环保为前提的工艺技术。

4．3计算机集成现代制造技术

今后现代制造业必然会向着计算机集成制造的方向发展。所谓的计算机集成制造技术就是通过有效的方法将每一个独立的信息单元进行组合，将设计、制造和市场等信息进行统一的结合，从而建立一套有关数据的共享体系，通过计算机集成制造技术实现利益的最大化。

5结语

我国是世界上最大的耐火建筑材料生产国与消耗国，我国一直在积极研究新型工业用耐火建筑材料，在世界对低碳经济的关注下，我国工业用耐火材料必须要加强创新，不断调整现有的产品结果。实现耐火材料产业化发展，提升行业集中度，提升材料的使用效率，促进我国工业用耐火建筑材料的发展。

作者:杨博文 单位:湖南省长沙市周南中学

参考文献:

［1］刘迎利，王志辉，娄广辉，张伟伟．我国耐火材料行业现状及发展趋势［J］．河南建材，2009(01)．

［2］王铁铮，辛明，傅莉莉，霍江平，潘尚心，李超文．中国耐火材料生产与进出口六十年情况简要回顾［J］．耐火材料，2009(03)．

材料应用范文篇10

对废旧高分子材料进行处理可谓是一把双刃剑，运用得好能够节约资源，保护环境，如果没能够处理好，就会给我们的生产生活带来一定的负面影响，甚至还会是出现毒有害现象。将废旧材料应用到建筑建设当中，既可以进一步降低高分子材料给我们的生产生活带来的影响，还可以为建筑工程提供更多更好的建筑材料的来源。随着科学技术的发展、社会的进步，会有更多新型的高分子材料问世，从而提高整个建筑行业的经济效益，实现环境效益、社会效益、环境效益的有机统一。我国处理废弃的高分子材料的技术还相对比较落后，绝大部分处理方法也只是简简单单的再生及复合再生。在这种情况下，大批量的废弃高分子材料就会被当成垃圾，随意丢弃，大量的废旧高分子材料给我们的日常生活带来了极大的影响，严重污染了我们的环境，例如:分散在土壤中塑料地膜，很容易导致土质板结，不利于农作物对氧、空气、水分、光的吸收;地面上飞散的薄膜碎片也容易导致相关建筑引起火灾;再降解的过程中，部分废旧高分子材料会释放对人们身体健康非常有害的毒素。现阶段，我们迫切需要处理好这些废旧的塑料、纤维、橡胶等问题。

2.废旧高分子材料在建筑材料中的应用

当今的世界是一个充满高分子材料的世界，我们在一方面享受高分子材料给我们的生产生活带来极大的便利的同时，还要考虑废旧高分子的处理问题。处理废旧高分子材料有益也有弊，废旧材料处理得好，则有利于降低高分子材料给我们带来的危害，不仅如此，还能够帮助我们降低生产生活成本;如果处理不好，就会危害环境，给我们的身体健康造成损害。将废旧高分子材料作为一种建筑材料，能够有效解决废旧材料无法处理的难题，一方面可以降低废旧高分子材料的危害，另一方为工程建设提供了一条新的建筑来源。随着科学技术的进一步发展，新型材料将会一项接着一项的问世，最终达到经济效益、环境效益和社会效益的统一。首先，废旧高分子材料在建筑当中可以当做墙体材料来应用。随着我国相关使用粘土砖禁令的进一步公布，我国建筑工程行业已经开始进一步加强了新型墙体材料的开发和应用，因此，回收废旧高分子材料具有非常重要的意义，极大的支持了墙体材料的进一步创新。现阶段，新墙体材料的相关技术已经日益成熟，并逐步应用到生产实际当中，与我们的生产生活密不可分，具体来说，主要包括以下几个方面:一是将塑料同玻璃有机结合成在一起形成的样品砖。现阶段，我国已经研制出了将玻璃和塑料复合而成的样品砖，这种样品砖并得到了极大的应用。二是金属橡胶混凝土。金属橡胶混凝土材料的性能较强，有利于解决混凝土的各种结构问题，例如我们通常见到的隔音差以及抗震性能不够等。三是聚苯乙烯泡沫塑料生产混凝土保温砌块。这种砌块的规模通常比较小，且具有很强的隔音效果以及抗压强度较高，属于高质量的、质量较轻的墙体材料。在实际工作过程中，砌块的聚苯乙烯泡沫塑料外部包裹的水泥浆层起着重要的骨架作用，因此，基本上泡沫塑料不受外力的作用。四是利用粉煤灰和废旧塑料制作成的建筑用瓦，这种瓦的研制，一方面能够极大的降低成本，另一方面还可以消除白色污染。五是充分利用废泡沫材料制作新型的保温砖，这种保温砖具有防火性能好、造价低廉等特点。

其次，废旧高分子材料在建筑装饰材料中的应用。每一个建筑材料中都不能缺少建筑材料，如果建筑当中缺乏装饰材料则会极大的影响我们日常的生产和生活，甚至还会对人们的身体健康带来极大的影响，更有甚至，还会引发重大的疾病。因此，我们可以将废旧高分子材料应用到建筑装饰材料中，一方面能够降低整个建筑的建设成本，另一方面还提高了安全性能，减少了环境污染，可以说是一举多得。具体来说，可以进行以下几个方面的运作：一是，充分利用废旧塑料来生产建筑装饰板材。现阶段，我国相关部门已经对这方面给予了研究，取得了一定的成绩。该技术的主要原理在于是用色素添加剂、废旧塑料、增强剂等原料，以重量为基本单位，现将废旧塑料清洗干净，将其晒干后，进行融化成为细颗粒，再次融化的同时，添加增强剂以及色素添加剂，并将其冷却成为我们需要的形状，在此基础上，涂上鲜艳的色彩，将其制作成成品。二是，利用废旧高分子材料制作组织燃烧的一种废旧材料。根据相关报道，通过在一些废旧塑料和锯粉末中加入一定添加剂的方式，可以制作有效阻止燃烧的一种建筑装饰材料。经过试验证实，这种材料的阻燃性非常强，因此，完全可以应用到建筑当中，一方面能够为建筑装饰建材提供更多的种类，另一方面还能够保护环境，为美化环境做贡献。再次，废旧高分子材料在其他建筑材料当中的应用。近些年来，废旧高分子材料逐步应用到建筑材料中得到了广泛的应用。具体来说，包括以下几个方面：一是废旧聚苯乙烯泡沫塑料和粉煤灰共同制造的防水材料。以普通硅胶为材料，添加少量防腐剂，从而形成质量良好的保温防水材料，该材料能够将防水和保温隔热有机的融为一体，该保温防水材料的强度较高、密度相对较低、保温隔热性能极好，可以说，是一个非常理想的屋面保温材料。二是，利用废聚烃类树脂生产塑料地板，现阶段，我国已经研究出该项产品，并取得了极大的成功。在世界塑料家族中，“PVC”的产量相对较高，制品也比废品相对较多。由于“PVC”是一种含卤物质，因此，想要回收该材料受到很多因素的限制，运用这项技术能够生产出很多建筑材料产品，我们常见的有用废农膜、碳酸钙、润滑剂、稳定剂、色浆适量，经混合、密炼等一系列加工可制成塑料地板。总而言之，废旧高分子材料在建筑当中的应用，一方面降低了建筑的建设成本，另一方面还保护了环境，可以说是，一举多得。近些年来，我国对该方面的研究，也取得了一定的成效，并获得了极大的成功。

3.结语