智能材料范文

导语：如何才能写好一篇智能材料，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

新型高分子功能材料――磁性塑料

项目简介：磁性塑料是一种型高分子功能是现代科学技术领域的重要基础材料之一。磁性塑料按组成可分为结构型和复合型两种，结构型磁性塑料是指聚合物本身具有强磁与的磁体，这类磁性塑料向处于探索阶段，离实用化还有一定的距离；复合型磁性塑料是指以塑料或橡胶为粘合剂接加工而制咸的磁体。

磁性塑料的主要优点是：密度小、耐冲击强度大，制品可进行切割、切削、钻孔、焊接、层压和压花等加工，且使用进不会发生碎裂，它可采用一般塑料通用的加工方法(如注射、模压、挤出等)进行加工，易于加工成尺寸精度高、薄壁、复杂形状的制品，可成型带嵌件制品，对电磁设备实现小型化、轻量休、精密休和讥性能化的目标起着关键的作用。磁性塑料与烧结磁铁同样有各向同性和各向异性之分，在相同材料及配比条件下，各向同性磁性塑料的磁性能仅为各向异性磁性塑料的1／2―1／3。制作各向异性磁性塑料的方法主要有磁场取向法和机械取向法。

磁性塑料做为新型功能材料，以其固有的特性而广泛应用于电子、电气、仪器仪表、通讯、文教、医疗卫生及日常生活中的诸多领导中，其产量和需求量正在不断地增加，生产技术日趋完善，虽然目前磁性养料的研究及应用在我国尚处在发展的初级阶段，但在某些新的领域，已经得到应用，具有很大的发展潜力。

光功能高分子材料

项目简介：光功能高分子材料具有独立的知识产权，作为先进的防伪材料，将在防伪领域发挥重要的作用。利用它的光选择反射及选择透过性能，制备大众和二级防伪材料。它还可以在信息及显示领域获得应用。应用范围各种文件、证件和票券的防伪。药品和酒类等包装容器上的防伪，如化妆品瓶子包装的防伪；各种酒类的瓶子、农药瓶子、罐头及饮料瓶子包装或瓶盖的防伪；各种药品瓶子包装的防伪。各种商标防伪，如烟类、酒类；食品类、糖、茶类；日用品；光盘等电子产品。电子产品、光学开关、彩色滤光片等。

趋势意义：已通过鉴定。

多功能新型树形聚酰胺高分子材料

用于毒性很强的TNT红水处理，用量2％0时，可使其变为无色透明，COD的值由11万降为364，达到国家规定的排放标准；用于染料废水处理，如酸性红废水，用量为万分之一时，脱色率达98．7％，且脱色溶液的pH值为中性；用于石油废水处理，用量为ppm级，处理后，水中石油的含量达到1ppm；用于乳化炸药稳定剂，可使其贮存期由1个月增加到6～7个月；用于高分子合金的增韧增强剂，如用于PAll与PA6共混，用量0．25％，其它条件不变的情况下，抗拉强度提高11．7％，断裂伸长率提高42．4％，缺口冲击强度提高13．9％，拉伸模量不变。树形高分子及其衍生物还在催化剂、化学传感器、纳米原子簇制备、缓释药物载体、燃料电池、膜材料、信息贮存材料等国民经济各领域具有巨大的潜在应用价值。获得3项国家发明专利，在环境治理、工业炸药、高分子合金添加剂的应用方面取得良好的效果。

新型高填充改性高分子材料技术

项目简介：该项目通过对双转子连续混炼机的混炼转子进行改进，发明了一种高填充高效连续混炼机转子，同时对其混合特性和双转子连续混炼机在高填充高分子材料的混合过程中的操作工艺特性进行了研究，研究结果为其应用提供了理论基础；通过实验研究和理论分析创造性地提出了一种基于双转子连续混炼机的高填充改性高分子材料的混炼工艺，即填充浓度逐步递增混炼新工艺，解决了目前连续混炼机混合高填充物料存在的混炼温度与混炼剪切速率之间的矛盾，并在实际工业生产中得到了应用。

趋势意义：鉴定专家一致认为，新型高分子材料混合工艺及设备的研究提高了我国在高填充高分子母料的生产技术和装备水平，具有明显的社会、经济效益和广阔的应用前景，属国内首创并达到国际先进水平。建议在设备大型化方面进一步开展研究并拓宽应用范围。

用于高分子材料的新型高效多功能稀土助剂开发

项目简介：该项目研究开发以轻稀土化合物为主要原料的高分子改性用新型高效多功能稀土助剂，突破聚丙烯用新型β成核剂、聚烯烃类多功能助剂、无机粒子表面处理剂等新型稀土助剂的应用及产业化关键技术。本项目研发成功的一系列稀土功能助剂，不仅有显著的经济使用效果，并且具有我国自主的知识产权，因此，本项目工作对于促进我国高分子助剂行业的发展，必将发挥较大作用。

趋势意义：该项目针对国际国内空白，利用我国独特的资源优势，获得自主创新性成果，对全面提升我国塑料助剂工业水平将起到重要的推动作用，而且对推动助剂行业传统技术及概念的变革，对我国丰富的稀土资源优势转化成产业优势具深远影响。

高吸水性树脂(简称SAP)

项目简介：高吸水性树脂(简称SAP)是微生物法丙烯酰胺的下游产品，是一种新型功能性高分子材料，这种物质含有大量的强吸水基团、结构特异。在树脂内部可产生高渗透缔合作用，并通过其网孔结构吸收自身重量几十倍乃至上千倍的食盐水、血液、尿液，且具有较强的保水缓释功能，无毒、无害、不溶于水。

趋势意义：广泛应用于工业(吸水橡胶、电缆阻水带、脱水剂、钻井泥浆处理剂、道路沥青改性及煤矿用灭火材料等)、农林业(抗旱保水、育苗、植树造林、保肥增效、改良土壤、促进农作物生长等)及日用卫生材料(卫生巾、纸尿片、医疗衬垫、保鲜剂)等许多领域。

电流变液的研究

篇2

首先，智能材料家族将成为可穿戴设备不可或缺的一部分。

由形状记忆合金、光致变色材料、电致变色材料、压电材料、智能高分子材料等组成的庞大的智能材料家族是可穿戴设备的完美搭配。

智能材料中的形状记忆合金具有很强的可弯曲性，并且能够记忆自身的形状，日常使用的抗弯折眼镜框、可植入人体的人造骨骼和人造卫星的太阳能电池板等都是由形状记忆合金制作而成。如果能将这种材料应用于可穿戴设备，它将能够自动记忆人体曲线，在接触到人体的时候自动变化为适应每个人的体型并自动固定。甚至，如果把现在的智能手机直接制作在形状记忆合金之上，那么整个可穿戴设备将能够贴合于人体，实现真正的“与人融合”。

光致变色材料、电致变色材料和智能高分子材料，将能够监测人体的各项生命体征以及外部环境的变化，并通过自身变化直观地表示出来。人们也许可以不用打开显示屏，就能够获得足够多的信息，比如它可以感受周围的气温，甚至是空气污染的程度，并通过颜色变化的方式表现出来。周围的环境变化将不再是冷冰冰的数字，其呈现的方式将更加智能化。压电材料给可穿戴设备的带来的革命将更为巨大，将其植入可穿戴设备中，能够将人体的每一次活动中微小的能量都收集起来，这将能够提供源源不断的电力供应，可穿戴设备将能够摆脱电池的束缚，实现真正的轻量化和长续航。

其次，智能材料与可穿戴设备的结合将彻底革新人们对于“智能”的定义。

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关键词：智能料；土木工程材；力学特性；展望

1、智能材料的类型及其特性

压电、压磁、光纤、形状记忆合金等智能材料，在当代土木工程领域内已经得到了广泛应用。智能材料根据其功能特点可划分为两大类：一类是对外界或内部的刺激强度，如应力、应变及物理、化学、光、热电、磁、辐射等作用具有感知功能的材料，通称为感知材料。这类材料主要有光导纤维、压电陶瓷、压电高分子材料、形状记忆合金及其它各种类型的传感材料，也称之为为智能感知材料，其中尤以光导纤维最为重要。

另一类是能对外界环境条件或内部状态发生变化时做出响应或驱动的材料，也称之为智能驱动材料如形状记忆合金、压电材料、电致伸缩材料、磁致伸缩材料、电流变体、磁流变体和功能凝胶等。这些材料可根据温度、电场或磁场的变化而自动改变其形状、尺寸、刚度、振动频率、阻尼、内耗及其它一些机械特性，因而可根据不同需要选择其中的某些材料制作各种执行或驱动元件。

智能材料结构系统具备传感、控制和驱动三个基本要素，能通过自身的感知进行信息处理，发出指令并执行和完成动作，从而实现结构的自检测、自诊断、自监控、自校正、自修复和自适应等多种功能。通常，一种单一的功能材料要具备上述多种功能特性是很困难的，这就需要由多种材料组元复合或组装而构成一种新的智能材料。

2、智能材料在土木工程中应用

2.1形状记忆合金在土木工程中的应用

形状记忆合金（SMA）是一类具有形状记忆效应的智能合金材料。具有形状记忆效应的合金包括Ni- Ti，Cu- Zn- A l，Cu- Al-Ni以及聚氨基甲醇乙醇等。

作为一种新型的功能性材料，形状记忆合金其最显著的优点之一，就是在激发材料的形状记忆效应时，材料能产生很高的回复应力（700 MPa 以上） 和回复应变（8%左右），并且还具有很强的能量储存和能量传输能力。

利用这一特性就可把材料埋植在各种结构中，进行结构的自增强、自增韧、自诊断和自适应控制的研究与应用，同时也可将材料制成智能型驱动器，进行结构的裂缝、损伤、变形及振动的主动隔振等方面的研究与应用。

形状记忆合金的另一个显著的优点是相变伪弹性性能和相变滞后性能，其应力-应变曲线在加卸载过程中形成环状，这说明材料在此过程中可吸收和耗散大量的能量。

试验结果表明，形状记忆合金的相变回复力也很高，其值可达近400 MPa。因此，根据这一特性，就可研制具有相变伪弹性性能的形状记忆合金被动耗能器或被动耗能控制系统，以便进行土木工程结构的被动耗能抗震控制。

2. 2 压电材料在土木工程中的应用

将压电体集成于传统的结构中，利用压电传感元件感知结构的振动模态，并根据其输出，再通过相应的控制算法确定压电作动体的输入，以实现结构振动的主动控制，是目前压电类智能结构应用研究的前沿和热点。

为此，许多研究人员先后利用压电陶瓷（ZPT） 作为加速度传感器和驱动体，研究了任意复杂激励下，压电层合结构的主动阻尼和被动阻尼以及主动振动控制等问题，还有的学者根据经典复合板理论，采用加速度反馈控制方法，讨论了利用压电传感元件实现复合材料层合梁的主动阻尼控制并进行了试验研究。目前压电材料和压电堆技术广泛应用于土木工程结构的静变形控制能、噪声主动控制、健康监测、安全评定和自适应修复以及抗震抗风等多个领域，其中把压电堆技术用于建筑结构的主动抗震控制，并取得了很好的控制效果，造价也较低廉。

2. 3 光导纤维在土木工程中的应用

光导纤维是一种由外包层和内芯构成的纤维状光通信介质材料，这种先进的信息传输材料最先被用于通信传输系统，而且其研究发展速度很快。原因是作为信息载体的光子要比电子的速度容量与空间容量优越得多。

光子响应速度比电子高出三个数量级。光子的高并行处理能力和高信息率等特性，使其具有远高于电子信息容量与处理速度的潜力。

光纤材料主要用于传感、监测和远距离信息传输。目前，在传统的混凝土结构中埋入光纤作为传感元件进行结构强度、裂缝、损伤、变形、振动、钢筋锈蚀和施工质量等方面的自动诊断、监测、预报、控制和评价，同时再埋入驱动元件（如形状记忆合金等），并将控制元件和信息处理系统与之结合，形成具有智能功能的混凝土结构，从而实现混凝土结构的自检测、自诊断、自适应和自修复等，也是智能材料结构系统在土木工程中的研究与开发应用的热点和前沿。光纤材料是土木工程结构健康诊断及其地震响应主动控制中传感器设计的理想材料。

2. 4 压磁材料在土木工程结构中的应用

磁流变液（MRF） 悬浮体系，在外加磁场的作用下，它们的粘性、塑性、弹性等流变性能会发生显著的可逆变化。且当外加场强超过临界值后，磁流变液会在几毫秒内从液态变为固态。在显微镜下可以观察到，在磁场的作用下，磁流变液的分散相颗粒结成了沿磁场方向的链状结构。

由于磁流变液的特性可以在介于液体和固体的属性之间进行可控（由外加磁场直接控制流体的流变特性）、快速（响应时间只有几毫秒）和可逆的转变的独特性质，而且对流体的特性实施控制时所需的能量又较低，变化动态范围大，易于大面积铺放、成本低，磁流变液成为智能结构中作动器件的主要材料。目前，人们主要将磁流变液应用到减振器、离合器、柔性机械卡具、机器人手臂、液压阀门、直升机旋翼、油缸运动的控制桥路以及电源的高速开关等各个领域。

另外，磁致伸缩智能材料也在土木工程的研究中得到了广泛的重视。

磁致伸缩智能材料是一类磁致伸缩效应强烈，具有高磁致伸缩系数并具有电磁能/机械能可逆转换功能的材料。磁致伸缩材料在智能材料与结构领域中具有较好的应用前景，目前这类材料已广泛用于声纳系统、大功率超声器件、精密定位控制、各种阀门和驱动器件等。

3、智能材料的前景

目前在土木工程领域内，智能材料的研究主要在以下三方面的应用研究最受重视：

（1）结构健康的实时检测与监控。这主要是指将先进的传感元件和驱动元件集成在传统的土木结构中，利用它们构成的网络对结构的裂缝、损伤、疲劳、冲击、缺陷、腐蚀等状态进行实时监测和控制，以确保重大土木工程结构和基础设施的安全可靠，降低其维修费用。

（2）形状自适应材料与结构。智能材料的研究与出现不仅可使土木工程设计人员所期盼的自适应结构的诞生成为可能，而且更重要的是它代表着先进的新型材料与传统的土木工程设计人员所期盼的自适应结构的诞生成为可能，而且更重要的是它代表着先进的新型材料与传统的土木工程结构相结合这一重大的学科研究发展方向。

自适应结构既具有承受荷载和传递运动的能力，同时还兼有检测（应力、应变、裂缝、损伤、温度等）、动作（改变结构内部应力应变分布和结构外形及位置等）和改变结构特性（结构阻尼、固有频率、光学特性、周围电磁场分布）诸多智能功能，因此其应用前景非常广阔。

（3）结构减振抗震抗风降噪的自适应控制。结构的动力响应一直是土木工程设计中的一个非常重要的问题，特别是对于高层建筑和桥梁等大型土木工程结构的抗震抗风问题更是如此，而智能材料的开发与应用就可为之提供一个更为有效的新途径，从而使结构的自适应控制成为可能。

目前，虽然智能材料还有这样或那样的不足，但是，随着研究的深入，智能材料的性能将得到进一步的改善。智能材料在许多领域都具有巨大的潜在应用前景，其研究涉及材料科学、化学、力学、生物、微电子技术、分子电子学、计算机控制、人工智能等学科与技术。

4、结束语

智能材料在土木工程中的重要应用，是自动化控制技术发展、计算机科学、材料科学的重要阶段的产物，因此，土木工程的未来深受高科技材料发展的影响，对此我们国家需要长久的对其研究下去，采取新方法，引进国外先进技术，从而提高我们国家对于智能材料在土木工程中的应用，增加我国建筑的各种性能。

参考文献：

[1]王社良，薛凌云，苏三庆，形状记忆合金驱动器的力学性能[J] .西安建筑科技大学学报

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关键词：智能材料与结构；研究生教学；实践与探索

中图分类号：G6432文献标志码：A文章编号：

10052909（2015）02004103

智能材料结构是材料学与多学科交叉融合发展起来的高新技术结构，是集传感、驱动及信息处理等功能于一体的功能性材料结构，具有自诊断、自适应、自学习、自修复、自增值、自衰减等六大生命功能 [1]。近20年来，智能材料结构随着材料科学、力学、控制理论、计算机技术、信息理论等学科的发展已成为国内外最活跃的研究领域之一，国内外学者对智能结构的研究及探索不断深入，智能结构领域及技术迅速发展[2]。智能材料与智能结构是力学的重要分支，其研究涉及土木工程、力学、材料学、化学、信息论、电子技术、机械工程、光学、计算机技术、仿生学、控制理论等一系列学科中的先进技术，同时引发出新的研究领域。如仿生机器人、结构健康监测、传感材料、驱动材料、元器件及材料制造新技术和新的控制理论等[3]。

智能材料与结构在土木工程领域中有着巨大的应用前景，其发展不仅意味着增强结构功能，提高结构使用效率及优化结构设计形式，而且也打破了许多土木工程结构在设计、建造、维护和使用控制等方面的传统观念。目前，在土木工程结构领域，智能材料结构系统的应用主要集中在结构的健康监测，形状自适应记忆合金材料及结构减振抗风降噪的自适应控制等方面[4]。为提高工程结构质量和结构安全性及使用可靠性，将智能材料中先进的自诊断理念引入研究领域，针对重大工程中结构损伤特征及应用对象和领域，研制应用于土木工程结构的主动减振、精密位移控制、损伤主动在线监测技术的智能材料与结构。

在土木工程专业研究生教学中开设智能材料与结构课程非常有必要。目前，智能材料与结构课程教学在课程体系上较封闭，学生知识面不够导致

学习积极性不高，且由于该门课程学时的限制，教师授课时只能挑选部分章节讲授，疑难问题不断增加，给研究生科研指导不大，忽略了这门课程对研究生实践能力的培养，严重影响了学生学习内容的深度和广度。

文中针对土木工程专业研究生的研究及专业工作背景，将智能材料与结构课程作为选修课，对如何实现这门课程的教学目标，提高教学质量，提高研究生学习的科研兴趣和实践能力进行了思考，对这门课程的选修内容及教学、实践、成绩评定等环节进行了探索研究。

一、教学内容

智能材料与结构是以材料—器件—结构—系统为主线，将基本理论与工程应用紧密结合，从材料与智能、智能材料、智能器件、智能材料结构和智能结构系统等方面循序渐进地介绍智能材料与结构系统的基本概念、性能特征、发展和应用等。结合土木工程专业研究生研究课题及就业背景，选择与土木工程行业紧密相关的智能材料与结构内容作为教学主讲内容。

首先介绍智能材料与结构的一些基本概况，包括驱动材料、驱动器与传感器，以及自适应复合材料系统中的模型与应用、自适应系统、旋翼应用、航空器控制和智能结构应用等。根据实例引入形状记忆合金的概况，包括工作原理及应用，重点介绍形状记忆合金在土木工程中的隔震体系、粘弹性阻尼器、自修复埋入式智能监测的实例。在工程结构无损中应用最为广泛的领域中，需介绍压电复合材料的力学原理及应用，重点介绍其作为智能驱动器与传感器时在土木工程领域中结构健康监测方面的应用实例。在土木工程结构抗震设计中，介绍电/磁致伸缩与电/磁流变体的工作原理，磁致伸缩智能材料是一种磁致伸缩效应强烈，具有高磁致伸缩系数并具有电磁能/机械能转换功能的材料。磁致伸缩材料作为智能材料与结构在土木工程领域中主要用于传感、监测和远距离信息传输方面，具有较好的应用前景。将智能器件置于土木工程结构中，实现其自适应的结构功能，主要介绍智能光纤材料的工作原理及其应用，复合材料中埋入光纤传感器和驱动器是目前应用前景最广、技术基础最成熟的一种智能材料。最后对智能材料与结构的应用前景及发展进行总结和展望。

二、教学实践与探索

（一）不同研究方向教师的正确引导

研究生阶段的学习关键已不再是掌握某个知识点，死记一些书本知识，更重要的是培养学生的实践创新能力，提高学生的自主学习能力，需要在自己学习的基础上进行创新性思维，实现再创造，这就需要教师的正确引导。同样在智能材料与结构这门课程中，对土木工程类研究生的教学，需要通过师生

互动形式展开，在课堂上进行课堂互动，让研究生体验从未知到新知的探索过程，将智能材料与结构系统的各个方面实行科普性的讲解，促成研究生学习的主动性，教师的基本职能从“授”转变为“导”，让教师真正成为学生学习的导师。在学习智能材料与结构这门课程中，江苏大学创新地采用多位教师讲授同一门课程的方式，针对所学内容。选择相关研究方向的专业课程教师来上这一章节内容。由于所选教师对研究方向的熟悉程度明显高于以往同一位任课教师，这无形中大大提高了课程的深度和广度，调动了学生学习的热情，拓展了研究生科研知识面。

（二）理论联系实际

智能材料与结构作为一门交叉性的课程，必须与实际相结合才能巩固学习，激发学生的兴趣。所以，在课程教学中，尽量多举土木工程中的实例来说明各智能材料与结构的工作原理，可以从学生感兴趣的结构和目前应用较广的智能材料来阐述，如智能蒙皮、结构监测和寿命预测、土木结构的减振与降噪、环境自适应结构以及住宅智能化等。将理论知识寓于工程应用背景中，效果显著。如在课堂上会增加手工制作环节，采用层合空心板制作桥梁模型，采用硬币搭建省材工程结构，将智能材料的节能减排理念运用到结构设计中。

（三）板书与多媒体演示的结合

智能材料与结构课程信息量大，属于多学科交叉综合，不能完全采用板书教学，插入多媒体教学，可加快教学进程，提高教学效率，结合图案或声音，能大大提高学生的 学习兴趣和学习积极性。与传统的板书形式相比，多媒体教学信息量输入紧凑，文字图像信息清晰直观，风格多样，内容丰富，也能活跃课堂气氛，增进教学过程中的互动。但当讲解一些重要的力学基本原理时，也需要放慢讲课速度，通过板书的形式来讲解清楚，尤其是传感器与驱动器等智能元器件的工作原理解释。例如：在讲解形状记忆合金工作原理时，Ti-Ni合金的管接头处于低温状态时，套在需要连接的两根管子上，升温到Ti-Ni合金母相状态的室温，套管内径即可回复到原来的尺寸，从而把两根管子咬紧，完成管子的连接。采用一个版面的动画演示即非常形象直观地向学生解释清楚，可以从中插入大量的工程应用实例图片和录像，调动课堂气氛。同时，在课堂教学中，增加与学生之间的互动，针对不同研究方向的研究生，选择性地

讲解智能材料与结构的运用问题，从而不断提高学生的学习兴趣。因此，在课程教学中板书与多媒体教学相结合更有助于土木工程专业研究生掌握智能材料与结构的相关概念，加深学生印象，提高学习效率。

（四）实践能力的培养

以智能材料与结构课程中搭建土木工程结构超声无损检测平台实验为例，采用预埋损伤的标准试块进行结构检测（4学时+课余时间），构建一个自动监测、自动控制的桥梁监测系统模型，可将形状记忆合金、磁流变材料及无线传感理念融入其中，学生分组进行，最后分组比较创新性（4学时+课余时间），电测应变测量及应力计算（2学时）。

通过搭建实验，进一步锻炼学生的动手能力，训练学生的研究方法，培养学生分析和解决问题的能力。在实验课堂上，让部分土木工程专业优秀本科生参与其中，学生通过实践训练把所学知识应用于解决科研问题。

三、成绩评定

智能材料与结构课程共设30学时，其中实验10学时，需要预修压电测量学。课程教学分为课堂教学、研讨、实验三部分，考核方式采用笔试（闭卷）+平时成绩+实验成绩，实验成绩通过三部分的实验总结报告及学生答辩综合评定。其中考试成绩占70%，平时成绩占10%，实验成绩占20%。通过智能材料与结构课程三部分的考核与过程管理，既考核了学生的专业基础知识掌握情况，又考核了动手操作能力，更培养了学生的创新意识，开拓了视野。

四、结语

智能材料与结构课程列举了很多实用性和工程性强的实例，融入了最新的科研成果，是一门理论与实验相结合的课程。因此，该领域为广泛新兴行业产业的快速引进和应用提供了巨大的潜力。通过本课程的学习，研究生将了解智能材料结构在土木工程领域的最新动态和进展，为后续相关课程的学习及科研打好基础。通过智能材料与结构课程在土木研究生教学中的实践与探索，为土木工程专业研究生创新能力的培养提供了指导。参考文献：

[1] 杨大智. 智能材料与智能系统[M].天津：天津大学出版社， 2000.

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一、压电材料的概述及分类

压电材料是实现机械能与电能转换的功能材料，随着压电效应被人们所认识，压电材料被广泛的应用到社会工业制造领域中。基于压电材料的类型可以分为：压电晶体。石英晶体是压电效应应用最早的材料，虽然其性能比较稳定，但是造价比较高，因此其主要应用于精度要求比较高的传感器中；PT系压电材料。其主要是在高频高压电陶瓷元件的制作中得到应用的，目前该材料在换能、超声以及工业无损检测等方面得到广泛的应用；压电陶瓷。此种材料属于人工制造的压电材料，尤其是纳米压电陶瓷材料的研发为智能机械发展起到了关键的作用。

二、压电材料在智能机械中的应用体现

（1）传感元件。基于压电材料所具有的正压电效应可以将压电材料作为传感器元件使用，压电效应就是当压电材料在受到一定方向的外力作用下会出现变形，而压电材料内部会同时发生激化，也就是在晶体的相对方向出现正负电荷。一般压电效应分为正压电效应和逆压电效应。将压电材料应用到智能机械的传感器中就相当于测量装置，其主要是对外界的环境变化等进行测量，根据外界变化及时作出相应的反应，并且将其转化为识别电信号进行传输。（2）驱动元件。将压电材料作为驱动元件就是利用压电材料的逆压电效应实现。在压电材料的外部实施电场，此时压电材料因为受到电场影响而出现机械变形，进而产生逆压电效应，此时就可以通过对输入电信号的大小做出相应的动作或者达到某种特定的状态。（3）控制系统。由于智能机械设备需要根据外界环境的变化而调整自己的工作状态，基于外界环境的不确定性，需要机械控制器具有一定的在线学习功能和一定的智能性，同时控制系统还需要不断地接受传感器的信号传递，并且通过内部控制算法输出相应的控制信号给驱动元件，以此实现机械设备的自动化操作。

三、压电材料对智能机械发展的影响

由于压电材料在智能机械中占据重要的影响地位，使得对智能机械的发展产生巨大的影响：一是提高智能机械设备的稳定性。基于传统机械机械动能的影响，机械设备在具体的操作中存在很大的噪音，而且其容易出现损坏、破坏等病害，而通过应用压电材料则实现了智能机械运行的稳定性，提高了机械使用寿命。我们以机械梁为例，由于机械动力主要集中在设备大梁上，受到外界冲击力以及自身运动力的影响，机械设备的稳定会出现缺陷，影响工作效率，而压电材料的压电效应则可以解决该问题。压电材料可以粘贴到机械设备的结构内部，通过与控制器相连接，根据传感器采集的信号及时将相应的信息传递到控制器中，从而将机械变形能转变为电能等，以此提高智能机械操作的性能；二是压电材料有助于智能机械的节能目的。随着我国能源消耗的日益增加，发展智能机械的重要目的就是降低能源消耗，因此通过压电材料的压电效应可以为智能机械提供广泛的动能，在智能机械发展过程中我们可以利用压电效应将传感器接收到的动能等转化为光能、电能等，以此应用到智能机械中，解决了智能机械的能源问题。

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为了走上富裕道，__从提高自身科技素质入手，买了诸如《温室大棚新技术》、《蔬菜种植要领》、等10多套农业科技丛书[:请记住我站域名/]，同时还到山东、北京等地学习先进经验。在不断自我充实的过程中，__积极向__农业大学农业专家虚心请教后，她试验性的搞起了蔬菜大棚。

种植温室大棚蔬菜是有着一定风险性的，肥料的控制、病虫害的防止等等方面，如掌握不好，都可能导致种植失败，最终赔本。农家的日子，庄稼要赶时节下种才行，她一天起早贪黑，抢时间在大棚里种上了辣椒、黄瓜等反季节蔬菜。因为第一次种植大棚蔬菜，缺少种植经验和技术，蔬菜产量和质量始终跟不上市场需求，一年辛苦下来，根本没赚到什么钱。但倔强的__还是继续大胆的贷款种上了大棚蔬菜。在试种阶段，由于经验不足，施肥不够合理，管理出现漏洞等原因，大棚菜不光没有让__赚到钱，甚至几近折本。挫折让__进一步感到自己“充电”的不足，原来种植大棚蔬菜并不是她想象的那么简单。但个性好强的她不能就这样放弃。为此，她又向专家认真学习分析土壤、光照、籽种以及大棚的建造等方面经验第二年开春，她向乡上的技术员请教大棚蔬菜种植技术，同时借来了各种资料，还向其它乡镇有经验的农户请教。一边学习一边种菜，功夫不负有心人，经过她的不懈努力和悉心照料，一年下来大棚收入达到一万多元，这让她和家人着实感到欣慰。感受着收获的喜悦，__决定加大投入，扩大规模，于是，又贷款上了5个标准棚，在继续种植油菜、黄瓜的同时，试种韭菜、西红柿、番茄等新品种;同时，她进一步加强管理，搞市场调查，积极跑销路。就这样，在村里人疑惑的目光中，短短几年内，__就成为了赫赫有名的大棚种植能手，累计创收20多万元。

自己成功后，在她的影响下，村里的很多妇女们也都开始了种植大棚菜，她把种植经验和技术传授给同村的姐妹们，帮助她们解决技术差、销售难的问题，让大家共同致富，如今八千村越来越多的妇女都加入到其中.

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关键词：压电陶瓷；压电聚合物；介电性能；压电性能

1 引言

压电效应的机理为具有压电性的晶体对称性较低，当受到外力作用发生形变时，晶胞中正负离子的相对位移使正负电荷中心不再重合，导致晶体发生宏观极化。而晶体表面电荷面密度等于极化强度在表面法向上的投影，所以压电材料受压力作用形变时两端面会出现异号电荷。反之，压电材料在电场中发生极化时，会因电荷中心的位移导致材料变形。压电材料的这些特性能够适应于环境的变化，实现机械能和电能之间的相互转化。压电陶瓷材料（如：BaTiO3、PZT和PbTiO3等）具有很高介电性、较强的压电性和大的机电耦合系数等优点，但其成形温度较高、制备工艺较复杂、不易制得很薄的薄膜材料，并且由于它固有的脆性，使压电陶瓷材料的应用受到很大的限制。压电聚合物材料（如：PVDF等）具有较高的介电性、较强的压电性，并具有很高的机械强度和很好的柔韧性等优点，但其使用温度较低，使其在应用上同样受到很大限制。将压电陶瓷与压电聚合物复合成压电复合材料，克服了压电陶瓷材料自身的脆性和压电聚合物材料的温度限制，是智能材料系统与结构中最有前途的压电材料[1～3]。通常两相复合的压电复合材料有10种连通方式[4]，其中0-3 型压电复合材料是指压电陶瓷粉末分散于三维连续的聚合物基体中形成的复合材料。由于0-3型压电复合材料缺乏所需的应力集中因素，其中的压电陶瓷相极化比较困难，使复合材料的压电系数相对较小。但由于该类材料与其它类型压电复合材料一样能提高优值，减弱脆性、降低密度，并且无需高温烧结，成形加工缺陷少、能耗低。当选择恰当条件时，能实现无机/高聚物两相间的良好界面结合与过渡，具有可柔性加工性、易于制造的特点。其优异的可柔性加工性能得到了人们的青睐。国内对其制备方法进行了许多的研究。具有代表性的有热轧机压法、流延法和干压法[5～6]。这些方法普遍存在着陶瓷含量低、气孔率大等不足，导致压电复合材料性能难以提高。本文使用先进的复合材料模塑工艺，采用热压成形法，制备了一系列压电复合材料，结果表明，所得材料具有较高的压电常数和良好的柔性加工性能，并分析了无机压电陶瓷种类、含量对复合材料介电性能和压电性能的影响。

2 实验内容

2.1 实验材料

本文所采用的实验原料有锆钛酸铅（ PZT）和钛酸铅（PT）压电陶瓷粉体。

2.2 试样制备

本文中的PVDF/PZT和PVDF/PT压电复合材料采用热压成形法制备，成形温度为200℃、压力为15 MPa。样品的直径均为10mm、厚度为0.12 mm。

2.3 性能测试

样品经表面处理后，在其表面涂覆导电银浆，烘干；然后，在硅油介质下，采用不同的极化条件，对试样进行极化；最后，对相关压电、介电性能等进行测试。

本文采用H.P.4192型介电频谱测试仪，在室温下测定试样的ε和 tanδ值。采用Z-3A型准静态d33测试仪，测定压电复合材料的d33值。

3 结果分析与讨论

3.1 压电陶瓷含量对复合体系介电性能的影响

本文是在室温及1MHz的条件下进行检测的。图1是复合材料的介电常数ε与陶瓷粉体的体积分数关系曲线。

从图1中可以看出，无论对PVDF/PZT还是PVDF/PT体系，随着陶瓷粉体体积分数的增加，ε值呈非线性增大，说明这类压电复合材料的介电性能与陶瓷性能密切相关。研究发现，只有当陶瓷粉体体积分数超过某一数值时，复合材料才具有较大的ε值。当陶瓷体积分数低于50%时，复合体系的介电常数呈现很小的值。但当体积分数超过50%时，在实验过程中，复合材料的介电常数迅速增大。在陶瓷粉体高含量区域间，由于树脂的粘结力下降，两相材料界面结合状态劣化，导致气孔率增大，致使材料性能参数有所下降，这也是材料耐压性能下降的原因之一。另外，考虑到如果陶瓷粉体体积分数过大，将使复合材料难以成形，且材料发脆、机械性能差。因此，当陶瓷粉体的体积分数为60%～70%时，材料的性能较理想。

当电介质突然受到静电场作用时，往往要经过一段时间（称为弛豫时间），极化强度才能达到最终值，这种现象称为极化弛豫。通常说，极化弛豫是由于取向极化所造成的。如果介质受交变电场作用，当交变电场的改变比较迅速时，极化将滞后，从而导致介质损耗。

在压电复合材料中，不同含量的压电陶瓷将影响复合体系的介电损耗。图2是陶瓷体积分数与介电损耗tanδ的关系曲线。

由图2可知，随着陶瓷粉体体积分数的增加，复合材料的介电损耗tanδ呈非线性减小。

3.2 陶瓷种类对复合材料介电性能的影响

从图1和图2可以看出，不同种类的陶瓷对复合体系介电性能有一定的影响。当陶瓷粉体的体积含量低时，两种复合体系的介电常数和介电损耗无很大差别，且都较小。其原因为复合体系的介电性能主要来自聚合物。因此，两复合体系在陶瓷粉体体积含量少时差别不大。随着陶瓷粉体体积分数的增大，PVDF/PZT体系的介电常数明显提高，PVDF/PT体系的介电常数略微提高，但峰值不如PVDF/PZT体系的高。介电损耗两者相当，无太大差别。随着压电陶瓷粉体体积分数的增加，作为功能相的压电陶瓷对复合体系的贡献越大，而PZT的介电常数远大于PT，故随着压电陶瓷粉体体积分数增加，PVDF/PZT体系的介电性能要好于PVDF/PT体系。

3.3 压电陶瓷粉体体积分数对复合材料压电性能的影响

图3是PVDF/PZT、PVDF/PT两种复合材料的压电常数d33与陶瓷体积含量的关系。

由图3可知，随着陶瓷粉体体积分数的增加，复合材料的d33值亦呈非线性增大，在体积含量超过50%时，d33值迅速增大。这是因为0-3型压电复合材料的压电性主要产生于压电陶瓷粉末。在极化过程中，陶瓷颗粒在电场作用下，通过电畴取向产生剩余极化，整个复合材料的剩余极化强度是所有陶瓷颗粒的剩余极化强度叠加的结果。显然，陶瓷颗粒浓度的增加必然引起复合材料剩余极化强度的增加，从而导致压电性的增加。但是，由于陶瓷加工性能差，随着陶瓷粉体体积分数的增加，复合材料的加工性能随之也变差。因此，一般压电复合材料中的压电陶瓷粉体体积分数应选择在60%～70%。

3.4 陶瓷种类对复合材料压电性能的影响

从图3中可以看出，不同种类的陶瓷对复合体系压电性能有一定的影响。在低体积分数为30%时，两种复合体系的压电常数d33无很大差别，且都较小。其原因是0-3型压电复合材料的压电性主要产生于压电陶瓷粉末，当压电陶瓷粉体体积分数低时，复合体系的压电性能较差。随着陶瓷粉体体积分数的增大，由图3可以看出，PVDF/PZT体系的压电常数明显提高，PVDF/PT体系的压电常数也有提高，但d33值均不如PVDF/PZT体系的高。随着压电陶瓷粉体体积分数增加，作为功能相的压电陶瓷对复合体系的贡献就越大，而PZT的压电常数比PT大。因此，随着压电陶瓷粉体体积分数增加，PVDF/PZT体系的压电性能比PVDF/PZT体系的要好。

4 结论

（1） 对于同种材料，随着压电陶瓷粉体体积分数的增加，压电复合材料的压电常数、介电常数都有所增加。当陶瓷体积分数为70%时，复合材料具有较好的介电性能、压电性能，且是综合性能最佳的复合材料。

（2） 随着压电陶瓷粉体体积分数增加，PVDF/PZT体系的压电性能比PVDF/PZT体系的要好。

参考文献

[1] D.P.Skinner， R.E.Newnham and L.E. Cross. Flexible Composite Transducer[J]. Mat. Res. Bull.， 1978， 13： 599-607.

[2] D.K.Das-Gupta， K.Doughty. Polymer-ceramic Composite Materials With high Permittivities[J]. Thin Solid Film， 1988， 158：93-105.

[3] R.E.Newnham， D.P.Skinner， K.A.Klicker， A.S.Bhalla， B.Hardiman and T.R.Gururaja. Ferroelectric Ceramic-Plastic Composites for Piezoelectric and Pyroelectric Application[J]. Ferroelectric， 1980， 27： 49-55.

[4] Newnham R E， Skinner D P， Cross L E， et al. Connectivity and piezoelectric pyroelectric composites[J]. Mater Res Bull， 1978， 13： 525-536.

篇8

关键词：相变储能；建筑材料；石蜡；交联高密度聚乙烯

在建筑中利用相变储能材料，要考虑一下几个方面：（1）材料的相变温度要与建筑设计温度差别不大，否则储能材料无法发挥保温作用；（2）成本问题，制作相变储能保温建筑材料的原材料是否廉价易得直接关系到材料能否被选用；（3）无毒、不易燃、不挥发，建筑是人类长时间活动的处所，因此建筑材料关系人类安全；（4）材料的相变性，关系着建筑的保温性能。本文采用石蜡做储能物质，石蜡是石油副产品，具有价格便宜、易得的特点，其化学稳定性好，自成核，没有相分离和腐蚀性，相变温度为30℃与人类适宜居住温度相类似，适宜做保温建筑材料的原材料。采用熔融共混方法制备石蜡/交联高密度聚乙烯复合相变材料，并对复合材料进行表征与测试，评价复合材料的性能。

1石蜡/交联高密度聚乙烯定形相变储能保温建筑材料的制备

1.1原料配比及仪器

石蜡：熔点为30℃左右；交联高密度聚乙烯，密度为943～0.497g/cm3，熔点约为130℃，熔体流动速率为1.0～1.5g/1min；石墨：四［β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸］季戊四醇酯（抗氧剂1010）：纯度大于98.0%。仪器有：电炉真空干燥箱，热重分析仪，差示扫描量热仪，导热分析仪。

1.2石蜡/交联高密度聚乙烯复合材料的制备

将交联高密度聚乙烯和石蜡混合物在170℃搅拌，使其全部熔融，且混合均匀。加入微量抗氧剂，以防止石蜡和交联高密度聚乙烯的热氧化降解。在混合物中加入10%的石墨，170℃持续搅35min，使其均匀混合。将混合物置于直径0.5cm的球形模具中，成型后在空气中冷却，脱模后得到石蜡/交联高密度聚乙烯复合材料。1.3石蜡/交联高密度聚乙烯定形相变储能保温建筑材料的制备将水泥、粉煤灰、增塑剂和减水剂搅拌3min，搅拌均匀后加入适量的水，继续搅拌，并加入已制备的石蜡/交联高密度聚乙烯复合物。充分搅拌均匀后制得相变储能保温砂浆，将其倒入预先做好的模磨具中，在适宜温湿度下养护2个星期后，制得相变储能保温建筑材料。制备对照组用于测试，用上述方法制备不含石蜡/交联高密度聚乙烯复合物的普通保温建筑材料。利用上述板材制备相变储能保温箱体和普通保温箱体各1个，大小均为30cm×30cm×30cm，壁厚为3cm，以备检测用。

2石蜡/交联高密度聚乙烯定形相变储能保温建筑材料的测试

2.1测试方法

自制测试装置，将相变储能保温箱体和普通保温箱置于温度人工可控的智能调温箱中，在相变储能保温箱体和普通保温箱中放入热电偶探测箱内温度，并连接计算机实时记录。测试条件：控制温度在5h内从10℃均匀升温到55℃，然后在14h内均匀降到10℃，循环3次，记录两个箱体中的温度变化。

2.2测试结果

测试结果发现加入相变储能保温材料的保温箱当环境温度达到甚至高于相变点时，相变材料由于相变潜热，开始吸收热量，从而箱内温度比普通保温箱体内温度升温慢。而当环境温度由高温开始降温并达到甚至低于相变点时，相变材料发生相变而放出热量，从而保持相变储能保温箱比普通保温箱体降温慢，因此加入相变储能保温材料的保温箱调温效果好。测试结果可以看出，相变储能保温箱体的波动远小于普通保温板箱，对提高人体舒适度起到很好的效果，加入石蜡/交联高密度聚乙烯定形相变储能保温材料的建筑材料具有显著的调温性能。

3讨论

在水泥中加入复合材料制成的保温箱，相比于未曾添加复合材料的水泥制成的保温箱，当环境温度大于石蜡/交联高密度聚乙烯复合材料的相变温度时，随着定型相变材料掺量的增加，由于相变潜热总量的增加、吸收热量增多而使样板表面温度下降；当环境温度低于石蜡/交联高密度聚乙烯复合材料的相变温度时，由于相变材料储能多、放热量大而使样板表面温度略有上升。充分证明了相变储能材料有显著的调温控温和均温效果。

4结论

通过实践实验以及本文中对实验结果的分析和讨论可知：石蜡/交联高密度聚乙烯定形相变储能保温建筑材料具有优良的保温隔热性、相变储能性以及减小内部温度波动的性能，达到了建筑节能的效果，对社会有环保的意义。根据石蜡/交联高密度聚乙烯定形相变储能保温建筑材料所具有的一系列功能和特性，我们可以得出其材料的主要应用如下：涂抹于建筑物内墙、外墙表面作内墙保温层和外墙保温层；可储存和利用太阳能，有效调节和改善建筑物室内温度，为住宅居民提供舒适的居住条件。

作者:刘兰 杨建华 单位:江苏城乡建设职业学院

参考文献：

［1］刘菁伟.石蜡/高密度聚乙烯/膨胀石墨导热增强型复合相变材料热导率的影响因素［M］.高分子材料科学与工程,2015-5（5）；83-86.

篇9

关键词：天花软膜；聚氯乙烯；装饰材料；室内装饰；家装市场 文献标识码：A

中图分类号：TG115 文章编号：1009-2374（2017）11-0058-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.030

天花软膜材料是室内装饰材料中天花板材的一种新型替代材料。该材料始创于19世纪的瑞士，60年以后经法国人费兰德科尔进一步的完善后推广到欧洲及美洲的家装市场。该材料具有质轻、可印刷、易造型、隔音的特点；透光性能柔和，可节约能源；具有防水、抗菌的功能。这种新型的装饰材料和装修方式，凭借着优异的性能和便捷的施工及造型，在短短的十几年时间里，迅速成为我国大型体育场馆、宾馆、会议和展览中心等场所最抢眼的装饰新型材料。尤其在以“城市让生活更美好”为主题的2010上海世博会上，得到最成功的应用和好评。突破现有装备、技术和工艺上的瓶颈，开发国际同类水准的天花装饰软膜材料，已成为我国装饰新材料领域发展的一个新方向。我司通过克服现有技术的不足，提出了一种天花软膜材料及其制备的方法。

1 生产技术

本产品从原料、设备、配方三个方面进行研发：

1.1 原辅料

（1）聚氯乙烯（PVC）：优选进口乙烯法PVC制成的料粉，分子量的正态分布窄，杂质少，鱼目少，耐热性好，批间差异小，表面亮度高；（2）钛白粉：采用氯化法制备的纳米级金红石钛粉，粒子分布均匀，细度较细（平均粒径0.3微米），分散力很好，杂质少，晶点少，亮度高；（3）阻燃剂：采用纳米级阻燃剂，细度好（平均粒径0.6微米），分散均匀，阻燃效果佳，亮度效果好；（4）颜料：采用经过三辊研磨过并加工成色布的颜料，相对于常规产品所用的色粉，色布分散更均匀，且加工过程中不容易产生色条和山水纹。

1.2 设备

PVC塑化以后，分子间有极强的极性键存在，会造成粘度上升，同时PVC的塑化温度和分解温度很接近，加工工艺特别窄。因此，天花软膜生产最关键的是塑化过程，尤其是塑化过程所采用的设备。普通PVC膜材生产最常用的是万马力密炼机，但万马力密炼机对PVC混合料的剪切力小，翻转均匀度低，所以塑化效果差。行星式螺杆挤出机的挤压系统由加料段和行星段组成，加料段部分的机筒设有水冷系统，同时在与行星段机筒连接处有隔热层，防止两段机筒的温度相互影响，因此可以很好地控制PVC在塑化过程中所受的温度，防止物料分解，且行星挤出机对PVC混合料翻转均匀度高，塑化时螺杆对物料的剪切力大，可以达到很好的塑化效果。本产品塑化的核心部分是采用行星挤出机，使混合料的塑化更加充分、更加均匀，利于后道加工。

1.3 工艺

本产品工艺流程如图1所示：

工艺流程

图1 天花软膜的工艺流程

底膜和面膜属压延成品，通过橡胶轮和镜面轮压纹后，膜一面是亮光的，一面是哑光的，卷取后膜的亮面靠着哑面，哑面对亮面会产生破坏，所以要进行二次增亮，并且把两层膜亮面进行对贴，对亮面起保护作用。传统的二次增亮设备流程是：膜的哑面靠镜面轮，膜亮的一面朝外，在贴合过程中亮面受到压制橡胶轮的破坏，从而降低了膜的表面亮度；而本产品是采用二次增亮新工艺流程，膜亮的一面贴合镜面轮，而且整个流程膜亮的一面不碰到橡胶轮，亮度不受破坏，通过镜面轮加温后膜表面的亮度得到还原并增亮。

2 产品性能测试及分析

为研究本产品的性能，根据国家标准和国际相关标准对上述新产品的要求，进行了如下性能测试，并选择了相同规格的灯箱膜和篷布膜进行性能对比。

2.1 力学性能

从表1中可以看出，天花软膜具有较高的断裂强度和撕裂强度。本次试验选择强度要求较高的灯箱膜和篷布膜做对比，天花软膜的断裂强度仍高出27.7%以上，切实保证了天花软膜产品的使用性能和使用过程的持久性。

为评价产品的尺寸稳定性，标准选择伸长3%时的强力来表征。当产品伸长值3%时，拉伸曲线上拉伸强度定义为产品的弹性模量。当弹性模量偏高时，产品使用过程产生形变要克服更大的力值，即不易变形。从表1中可以看出，天花软膜伸长3%时的拉伸强度远高于相同规格的灯箱膜和篷布膜，保证了产品安装后的尺寸稳定性，对于喷绘的天花软膜，也保证了图案的逼真性。另外，天花软膜根据使用的场景，需要被制作成各种形状，这对天花软膜的尺寸稳定性要求很高，因此较高的伸长3%时的拉伸强度满足了这些要求，拓展了天花软膜的应用领域。

2.2 装饰性能

我司研发的天花软膜的主体材料是PVC，通过选择合适的颜料，可以在该材料表面喷绘和印刷各种色彩、图案。软膜天花是一种软膜材料，根据龙骨的弯曲形状来确定天花的整体形状，所以造型随意、多样，让设计师具有更广阔的创意空间，如图2所示的长方体造型和图3所示的不规则造型。另外，天花软膜具有隔音效果，通过隔绝楼层间的噪声，用在展览或者居家时，可以营造一相对安静的环境。在生产过程中，选择二次增亮工艺，天花软膜表面光泽透亮，配合各种颜色，使天花软膜光泽多变，满足不同场合的使用要求。

2.3 安全性能

经检测，软膜天花的防火级别为B1级，其在空气中遇明火或在高温作用下难起火，不易很快发生蔓延，且当火源移开后燃烧立即停止。普通天花在燃烧后会蔓延并释放出有害气体，而我司该款天花软膜遇火后，只会自身熔穿，并迅速收缩，不会释放出有毒气体，也不产生溶液伤害人体及物财，消除了使用时的安全隐患。

天花软膜用先进的环保无毒配方制造，无有毒物质释放，可回收利用；产品的邻苯、重金属含量检测结果均为未检出，在生产和使用时不会对环境产生污染，符合全球环保的概念。

2.4 其他性能

传统天花如果发生意外漏水，会致室内装饰和家居受损，甚至影响到下层房屋，而天花软膜是用经过特殊处理的聚氯乙烯材质制成，能承托190公斤以上的污水，不会渗漏和损坏。表面经过防雾化处理，不会因为环境潮湿而产生凝结水。

软膜天花的软膜经过抗老化特殊处理，使用寿命保证在10年以上。目前软膜也可以在户外使用，时间2年以上。

3 结语

（1）通过优选乙烯法PVC粉和改善塑化过程，使制得的天花软膜力学性能优良，满足室内装饰材料的基本要求；（2）通过优选原料和辅料，配合合适的工艺条件，使生产的天花软膜具有装饰性；（3）严格控制原辅料选择和生产过程，该款天花软膜安全性能达到REACH法规要求。

参考文献

[1] 陈斌.新型吊顶软膜天花[J].建筑装饰材料世界，2008，（10）.

篇10

关键词：建筑 节能保温 材料 检测

中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号：

目前，随着经济的高速发展，能源与环保问题的矛盾已成为一个突出的矛盾。建筑节能的目的主要是为了降低能源消耗，同时减少对环境的污染。作为世界上最大的建筑市场，我国每年新增将近20亿平方米的建筑，而其中又绝大部分都是高能耗建筑，如果不采取节能措施的话，这将会给国家能源和国家经济带来巨大的损失和负担。所以，为了减少对能源的浪费，同时也为了长久的节能考虑，现在的建筑，已经越来越多的使用节能保温材料。本文介绍了我国目前常用的建筑节能保温材料的发展现状，并对其质量检测技术进行了探讨。

一、建筑节能保温材料的现状

1.1 绿色、环保的无机复合保温材料

为了达到环保节能的目的，减轻国家能源的压力和负担，同时也为了国家的可持续发展，目前我国已强制要求新建的建筑必须要要使用保温材料。但现实情况是，目前市场上常见的聚苯板等有机保温材料无论从防火、强度性能还是耐久性等方面，其性能都无法满足建筑的使用要求，无法满足社会可持续发展和绿色节能建筑的要求。因此，中国要想发展新型建筑隔热保温材料和技术，复合无机保温材料将成为其主要研究方向。

首先，复合无机保温材料具有很多方面的优点，比如热导率数低、吸湿性小、质地轻、坚固耐用、温度范围广还有安装方便，除此之外，复合无机材料的防火性能优越、耐久年限长，这些都是它相对其他材料更优越的优点。完全符合国家倡导的保温、防火、节能环保的要求，这是复合无机保温材料比有机保温材料无更优越的地方。其次，目前大众化的廉价的建筑原料和粉煤灰工业废渣等都可以是无机保温材料主要原料，所以无机保温材料不仅节能，还能利废；而且无机保温材料在生产过程中的用电量和用水量都比较小，不会有排放污水的情况，也不会产生有害气体；除了上述的两大优点之外，无机保温材料还有一个很大的优点，那就是其与水泥黏接力很强，在保温施工过程中不需要采用专用的黏结剂，这就有效的降低了造价，施工质量容易得到保证，施工过程也更加方便。正因无机保温材料拥有上述的诸多优点，所以国家政策对复合无机保温材料提供了很大程度的支持，他将作为理想的建筑保温材料逐步替代甚至全部替代现有的有机保温材料。可以预见，绿色、环保的无机复合保温材料将会在未来的建筑市场上发挥举足轻重的作用。

但是，无机保温材料虽然有诸多优点，却也有它不完善的地方，其保温性能就有待提高。而这也是目前无机保温材料没有被广泛采用的主要原因。目前，这个问题随着科研工作人员的不懈努力已逐步得到解决。很多地方已经成功推出了多种新型无机复合类高效保温材料，其使用效果表明，新型的无机复合类高效保温材料及应用技术在实际使用过程中是完全可行的，能够满足建筑节能的实际要求，有益生态环境保护和资源高效可循环利用，并拥有更加可靠的安全稳定性和更加长效的使用寿命。

1.2 无机保温材料和有机保温材料结合使用，优势互补

与西方发达国家相比较，我国的保温材料其标准尚不健全，还存在保温材料产品不配套、不完善，质量不高等问题。就保温材料而言，目前外墙外保温有亟待解决的两大难题，也就是外保温系统的耐久性和防火性的不足。就目前的情况而言，在一段时间内有机保温材料的市场仍然非常广阔。所以，在研究发展无机保温材料的同时，也可以适当程度的加强对现有有机保温材料的改型方面的研究，以期提高其耐火等级。采用无机保温材料和有机保温材料相联合的方法，开发生产优质而高效的复合保温材料和复合系统，特别是以工业固体弃物为主的无机保温砂浆和复合型优质高效保温隔热材料以及玻璃棉保温、岩棉保温等，进一步开发和推广利用具有、隔热、保温、耐老化、坚固耐用、防火、热导率低、质地轻、吸湿性小等优点的无机复合保温墙板或墙体，使现有的墙体保温系统得到创新和发展。

二、节能保温材料的质量检测

2.1 保温材料的试件制作

抹面胶浆、胶粘剂还有抗裂砂浆等这类材料在成型时，要严格按照厂方的要求进行加水，既不能太多也不能太少，加水太少的话不利于凝结同样会影响强度，加水太多的话会导致试件强度不足。制作成型试样所用的水泥砂浆，表面不宜太光滑，应适当打毛，否则会使浆料的附着力降低。

2.2EPS表观密度计标

计算EPS 板的表观密度的时候，由于其密度低于 30kg/m3，按照《泡沫塑料和橡胶表观（体积）密度的测定》（GB/T6343- 1995），此时空气浮力的影响较大，不能被忽视。正确的做法应该是控制试验室温度，当大气压为常压（101325Pa）、室温在 23℃ 时，测出的表观密度基础上再加上1.220kg/m3，方为正确的表观密度。

2.3 导热系数的评价

作为评价保温材料绝热性能的主要技术依据之一，目前，导热系数大部分采用基于稳态法的平板导热系数测定仪来进行测定。材料本身的材质、孔隙特征、孔隙率，以及材料的含水率、表观密度、试验过程还有试验方法等都是能对节能保温材料导热系数造成影响的因素。保温材料一般多为多孔材料，因此其含水率高势必会导致导热系数测量值比正常值偏大。因此，对节能保温材料进行检测的时候，保温材料尤其是保温浆料类，要养护期到后并置于烘箱中烘至恒重才能进行测量，这有这样才能尽可能的减少误差。同时，浆料成型时应插捣充分，还应注意试样的平整度，尤其是模子的边角位置，要最大程度的保持样品均匀一致，为了防止试样和冷热板之间形成间隙，影响结果准确性，检测前应将试样夹持两面打磨平整。另外，室温和夹紧力不同，可压缩类保温材料的试件厚度也不相同，因此应该在实际的夹紧力和试验温度下测量试样厚度，这样才能测出误差较小的导热系数，使测量值尽可能的准确。

2.4 网格布检测的注意事项

网格布这种类型的材料在委托方送来之后要及时进行剪裁，还要注意，在剪裁的时候要尽量避免选择纱线有受损的地方，还要使剪裁时纱线的垂直度得到保证。不要折叠放置试样，以防止纱线受到损伤。为了避免试样偏心受力，上夹具的时候要使网格保持竖直和整齐。除此之外，夹具也不能夹持的过紧，不然会导致应力集中，从而造成断裂部位不合格而作废。

结语：

随着政府对节约能源的高度重视,相关法制的健全和完善,人们节能意识的提高，节能保温材料也越来越多的被用于建筑施工。完工以后，建筑节能工程及节能材料的检测验收，开始成为工程质量监督检验工作的重要环节。建筑的节能效果直接取决于节能材料的产品质量，作为保温材料检测人员，应当严格按照标准、规范和仪器使用规程，做好保温材料的检测工作，保证检测结果的公平公正。

参考文献：

[1]韩喜林.新型建筑绝热保温材料应用·设计·施工[M].北京:中国建材出版社,2005.1-4.