泡沫陶瓷范文
时间：2023-03-21 02:14:46
导语：如何才能写好一篇泡沫陶瓷，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
前言
20世纪70年代起发展起来的泡沫陶瓷,是一种具有高温特性的泡沫材料，孔径从纳米级到微米级不等,气孔率在20%～95%之间，具有比表面积大、强度高、耐高温、耐腐蚀、对流体自扰性强、再生简单、使用寿命长等诸多优点。
利用泡沫陶瓷吸收能量的性能,可用作各种吸音材料、减震材料等;利用低密度、低导热系数的特点,可制成各种保温材料、轻质结构材料等。此外，泡沫陶瓷还广泛应用于航空航天、电子信息、污水治理及其他新的应用领域。
但是随着泡沫陶瓷的应用领域不断拓展，降低成本的呼声日益增高。泡沫陶瓷低成本制备方法的研究成为泡沫陶瓷领域一个重要发展方向。解决思路有以下三种：从原料上控制成本，如采用矿渣系原料；简化现有的泡沫陶瓷制备工艺；采用新的泡沫陶瓷制备方法。总之简单、经济、实用的泡沫陶瓷制备方法的研究是十分必要的。
1.矿渣系泡沫陶瓷
根据材质不同，泡沫陶瓷的主要有:高硅质硅酸盐材料，铝硅酸盐材料，精陶质材料，硅藻土质材料，纯碳质材料，刚玉和金刚砂材料，堇青石、钦酸铝材料，以及用废渣构成的材料。现在研究比较热点的是用粉煤灰、煤矸石等工业废渣，陶瓷厂、玻璃厂等工业废料，建筑垃圾等建筑废渣制取泡沫陶瓷。
吴兴才等人利用煤矸石制备了微米级泡沫陶瓷【1】，上海应用技术学院材料系以粉煤灰为主要原料、粘土为粘结剂，成功地开发出轻质泡沫球形生物滤料【2】。
但利用废料制备出的泡沫陶瓷整体表现出一些问题：废料利用率不高，能耗巨大，产品性能不稳定，且和化工原料制备的泡沫陶瓷性能相差甚大，这些问题都有待进一步解决。
2.泡沫陶瓷制备工艺
制备工艺的条件越亲和，制备工艺和设备越简单，生产的成本也就越低。目前常用的泡沫陶瓷制备方法有添加造孔剂法、有机泡沫浸渍法、发泡法、溶胶凝胶法等。研究比较活跃的新方法有采用溶胶一凝胶代替陶瓷浆料浸渍有机泡沫制备泡沫陶瓷、天然高分子固化法【3～4】、仿生结构复制法【5】、泡沫注凝法【6】、冷冻干燥制备工艺【7】等。
2.1传统制备方法
添加造孔剂法，由于工艺简单、成型方法灵活多样，通过工艺改进，有很大潜力实现低成本化制备。注浆成型能使陶瓷粉料与造孔剂较好地混合,使泡沫陶瓷气孔分布均匀,且设备简单,是制备泡沫陶瓷常用的方法；模压成型的最大优点是简单方便,如果对制品的质量要求不高,较小的片状、块状或管状的泡沫陶瓷都可用模压成型的方法制备。烧结方面，提高烧结体的强度，需提高烧结温度,延长烧结时间,但会降低制品的气孔率。这目前仍是泡沫陶瓷实用化面临的问题之一。
有机泡沫浸渍法，是用有机泡沫浸渍陶瓷浆料,干燥后烧掉有机泡沫,是目前应用最广的泡沫陶瓷的制备方法，适于制备高气孔率,开气孔的泡沫陶瓷。浆料的制备和挂浆工艺是制约其发展的重要因素，目前要达到总够的强度，一般都需要二次挂浆，简化挂浆工艺可以进一步降低泡沫陶瓷的生产成本。
发泡法，与泡沫浸渍工艺相比,更容易控制制品的形状、成分和密度,并且可制备各种孔径大小和形状的泡沫陶瓷。但传统的方法往往对原料和工艺条件要求高，制约其成本的降低。
溶胶-凝胶法主要用来制备微孔陶瓷材料,特别是微孔陶瓷薄膜，生产率低，成本较高。表1 比较了这几种工艺方法的特点及应用。
表1.传统泡沫陶瓷工艺方法特点
2.2新型泡沫陶瓷工艺方法
天然高分子固化法：利用某些天然高分子物质具有变性导致的液一固转变特性，在泡沫陶瓷的制备工艺中有着潜在的应用空间。蛋白质、多糖(包括淀粉、纤维素等)是这类物质的代表。毛小建等人采用木薯淀粉作为固化剂，成功制备了熔石英泡沫陶瓷【4】。该方法工艺过程简单，实用性强，逐步成为研究的热点。但是，加热过程中温度场分布不均匀，会造成气泡大小差异，甚至造成局部结构破坏。所以该方法不适合制备对孔径分布要求较高的多孔陶瓷。
仿生结构复制法：将具有多孔结构的天然木材在800～1800 ℃下和惰性气体环境中裂解可以得到与木材多孔结构几乎完全相同的碳预制体，然后以碳预制体为模板,在1600℃通过液态金属硅的渗透反应可以得到多孔碳化硅陶瓷多孔结构【5】。
冷冻干燥工艺：将陶瓷浆料进行冷冻,使溶剂从液相变成固相冰,在干燥过程中通过降压使固相冰直接升华成气相而让溶剂排除,这样就留下了开口泡沫结构,经烧结后可以得到泡沫陶瓷。水基浆料的使用形成了该工艺的一个最大优势就是与环境友好,因为其孔结构的形成是通过在冷冻干燥过程中冰的升华来完成的,其释放出来的是气态H2O ,对环境不会造成任何污染。Fukasawa 等【7】用冷冻干燥工艺制备出单峰孔(10μm) 和双峰孔(10μm和0.1μm)的多孔A12O3陶瓷。
3.低成本陶瓷的应用领域
3.1.吸声材料
噪音是一种环境公害，有碍健康，整个社会对吸音材料的需求量很大，所以作为建筑材料，成本过高将限制其使用。因此研究开发低成本的吸音材料是一个重要方向。
泡沫陶瓷具有开口气孔和连通气孔，当声波传入时，气孔内空气受力振荡，由于气孔很小，震动会受到摩擦和阻碍，导致声音震动衰减，大部分的声能转化为热能，从而起到吸声的作用。如清华大学研制的膨胀型珍珠岩装饰吸音板可用于房屋天花板的装饰，其抗弯强度达1.47MPa，平均吸音系数为25％，可作为中低档住宅、会议厅、公共场所的内装饰材料。
3.2隔热保温材料及换热材料
泡沫陶瓷中闭合气孔的存在，减少了热对流，降低了导热率，使泡沫陶瓷具有热传导率低、抗热震性能优良等特性，是一种理想的耐热材料。由泡沫陶瓷制作的典型耐热材料，使用温度高达1600℃，热阻巨大,使得它可作为隔热保温材料使用,世界上最好的隔热材料正是这类材料,称为“超级隔热材料”,其传热系数比硬质聚甲酸乙酯泡沫低上千倍，可用于高级保温,如保冷集装箱；再高级的泡沫陶瓷隔热材料还可用于航天飞机外壳,隔热质轻;还用于导弹头,做为强迫发汗体系的构件。
在民用建筑领域，可做成保温板材、墙体，起到极好的保温效果。另外，由于泡沫陶瓷的泡沫特性以及它耐热、耐蚀、不污染、经济等优点，还可用作换热材料，如用在冶金、陶瓷、石油、化工的回热上。
4.结论
简单、廉价、经济是实用化的必要前提。低成本的泡沫陶瓷制备方法研究是未来发展的一个热点。从原料上控制成本，采用矿渣系原料，兼顾环境友好；简化现有的泡沫陶瓷制备工艺；采用新的泡沫陶瓷制备方法。
参考文献
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[5]钱军民，金志浩，乔冠军.木材陶瓷研究进展[J].无机材料学报，2003, 18 (4): 716-724.
篇2
关键词：泡沫陶瓷；国家标准；行业标准
1 前言
十年前，由中华人民共和国国家经济贸易委员会的“泡沫陶瓷过滤器”（ceramic foam filter）建材行业标准，迎着行业内众人期盼第一次出台。十年已去，如今自然不再新鲜。但是由中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会的“铸造用泡沫陶瓷过滤网”（ceramic foam filter for foundry）标准，在去年悄然面世。这也将延续泡沫陶瓷标准在行业内的使命，推动国内泡沫陶瓷产业规范化发展，提升行业内产品的整体质量。
仔细对比，不难发现，两个标准存在很大不同。无论从技术指标还是遣词造句，或是图文并貌，国家标准都更全面完备。当然，行业标准也有它的优势，它主要针对氧化铝泡沫陶瓷过滤板而编写，针对性强。国家标准定义、图表以及数字较多，并规定了不同材质和规格的泡沫陶瓷，需对应相应的外观质量和性能要求。因此国家标准范围扩大了很多，对行业内的指导性价值将更大，也说明了国内泡沫陶瓷经过数十年的发展，产品已经进入多元化和成熟化的发展之路。
2 泡沫陶瓷行标与国标应用范围对比
在JC/T895-2001标准中，对其应用范围作了如下规定：本标准适用于铝及铝合金熔体过滤用泡沫陶瓷过滤器。这项范围的规定是基于当时国内泡沫陶瓷生产情况而定的。氧化铝泡沫陶瓷过滤器为当时的主要产品，碳化硅、氧化锆等其他材质的泡沫陶瓷制品基本没有生产，靠的是进口或外资企业的供给。然而，凭借JC/T895-2001标准，氧化铝泡沫陶瓷得到了广泛的推广和应用。到目前为止，氧化铝质泡沫陶瓷仍是产量最大的泡沫陶瓷种类。
在GB/T25139-2010标准中，对其应用范围作了如下规定：本标准适用于耐火原材料经高温烧结而成的铸造用泡沫陶瓷过滤网。可以看出其规定的范围大大扩大，不仅包括常用的氧化铝、碳化硅和氧化锆三种材质，还涵盖了所有耐火陶瓷原材料，包括以后可能出现的新的耐高温混合材质的泡沫陶瓷。同时，还规定了其用途，必定是用于铸造，如像污水、废气处理等用的泡沫陶瓷载体不在其适用范围中。另外，国标另辟蹊径，产品名称用过滤网代替了过滤器，也说明两者不是替代关系。
3 泡沫陶瓷行标与国标术语、定义对比
JC/T895-2001规定了两个定义：
（1） 泡沫陶瓷：是指以聚氨酯泡沫塑料为前驱体，采用浸渍陶瓷料浆成形工艺，经高温烧制成的具有泡沫状多孔结构的陶瓷制品。
（2） 通孔率：是指开口气孔体积在材料几何体积中所占的百分数。
GB/T25139-2010规定了8个术语和定义。具体包括如下：
（1） 铸造用泡沫陶瓷过滤网（ceramic foam filter for foundry）——以开孔聚氨酯泡沫塑料为前驱体，采用浸挂耐火浆料成形工艺，经高温烧结的具有三维立体网状结构的用于金属熔体过滤的特种陶瓷制品。
（2） 常温抗压强度（compressive strength at normal temperature）——常温下试样单位面积上所能承受的最大压力。
（3） 抗热震性（resistance to thermal shocks）——试样在急冷急热条件下具有的抵抗开裂的性能。
（4） 孔隙率（porosity）——试样在室温下浸渍时，被液体填充的孔隙（开口气孔）的体积与其轮廓体积的比值。
（5） 孔密度（hole density）——每25.4mm长度上的孔数。
（6） 裂纹（crack）——试样工作面（金属液垂直流经的面）上肉眼可见的裂纹。
（7） 体积密度（bulk density）——干燥试样质量与其轮廓体积（包括气孔）之比。
（8） 高温抗弯强度（high-temperature bending strength）——高温下试样所能承受的极限弯曲应力。
在国标中规定的术语和定义，行标中基本都有提到，但却只对“泡沫陶瓷”和“通孔率” 作了定义，略显单薄，所以新的国标中给予了补充。定义名称上虽然有所不同，实际上意思却是一样。值得一提的是，国标中创新性地提出了高温抗弯强度的概念，并把它作为泡沫陶瓷一项性能指标。这样可以很好地将产品性能与其实际使用过程相结合，能够更好地满足客户对产品的潜在要求。
4 泡沫陶瓷行标与国标的产品外观质量和尺寸偏差规定对比
4.1 外观质量对比
JC/T895-2001标准中规定了表面掉渣、磕碰或缺损、裂纹以及堵孔等外观质量的具体要求。同GB/T25139-2010标准中规定的缺边、掉角和凹坑等外观质量具体要求不太一样。说明目前的泡沫陶瓷成形技术已经较为成熟，基本不会存在堵孔现象，也说明了铸造厂家对泡沫陶瓷过滤器要求越来越严格。
篇3
专利号：200710099039.3
陶瓷金属制品
本实用新型涉及一种具有金属质感的陶瓷金属制品，属于工艺日用品技术领域。本实用新型的陶瓷金属制品包括陶瓷基体，所述陶瓷基体的外表面制有间隔分布的金属层，所述金属层按预定图案有规律地间隔分布。这样制成的陶瓷金属制品既保持原有陶瓷制品多变的工艺品质，又具有金属质感，从而形成一种全新的表面装饰效果，不仅提高传统陶瓷制品的外表装饰档次，又带来了新的欣赏点，而且对陶瓷制品的外表还具有一定的保护作用。
专利号：200720036965.1
新型自密封节水洁具陶瓷开关
本实用新型公开一种新型自密封节水洁具陶瓷开关装置，包括开关本体，设于开关本体内，用于封堵水流孔的阀座组件。所述的阀座组件包括阀杆、上瓷片、中瓷片、密封硅胶，中瓷片固定在开关本体内，阀杆一端固定连接控制水流开关的手柄，另一端固定连接上瓷片，中瓷片下面还垫有一密封硅胶，中瓷片、密封硅胶设有进水口及出水口。使用本实用新型节水洁具开关可长时间保持可靠的自密封。
专利号：200720119159.0
纳米陶瓷柱塞
本实用新型涉及柱塞泵所使用的一种纳米陶瓷柱塞，其创新点在于：在柱塞基体的表面均匀制有一层纳米陶瓷层。本纳米陶瓷层可使柱塞具有更加良好的耐磨、耐腐蚀性能，在同等工况下，可大大延长柱塞泵的使用寿命，有效提高各类柱塞泵的泵效；而且纳米陶瓷材料电沉积的工艺合格率高且无粉尘污染，极具推广应用价值，特别适合于油田等对柱塞耐磨、耐腐蚀性要求较高的场合应用。
专利号：200720095546.5
内置电容型片式压电陶瓷谐振器
一种内置电容型片式压电陶瓷谐振器，包括上盖板、压电振子和下盖板，上盖板上有电容电极，下盖板的上表面有一个凹腔。它还包括中间盖板，中间盖板的下表面有一个凹腔，上盖板、中间盖板、压电振子和下盖板依次粘合在一起。由中间盖板和下盖板提供谐振子振动的振动空腔，上盖板为一片电容平片，可在正反面制备电容电极图形，形成电容以提供负载电容值。负载电容值的大小可通过改变上盖板正反面重叠电极的面积进行调整，需要的电容值较小时也可以单面制备电极，电容值的可调节范围大，而且无需改变电容平片的材质，电容值的调整较为方便。
专利号：200720107254.9
外热式电烙铁红外陶瓷发热芯
一种外热式电烙铁红外陶瓷发热芯，包括：瓷基管，在瓷基管外表面上涂有发热涂料层，发热涂料层一端的瓷基管表面上喷涂的铝电极和铝电极相连的导线作为引出电极，引出电极通过引线孔引出发热器，涂料层外套有绝缘套管。该设备的优点是：寿命长、省电、结构简单、传热层次少、组装方便、加热效率高、导电性好、自动恒温、可靠性高、工作电压宽、绝缘性好的特点。热起动速度快，预热时间短，接入电源后，室温起动只需预热两分钟就可进行焊接，方便快捷。
专利号：200720083421.0
增韧陶瓷型圆盘双刀阀
篇4
关键词：碳化硅；多孔陶瓷；制备工艺；
中图分类号： TM281+.1 文献标识码：A 文章编号：
一、传统工艺制备
（一）有机泡沫浸渍法应用
该项制备工艺以有机泡沫为骨架，完成浸浆、干燥工序后，经过高温烧制完成。有机物在陶瓷烧制的过程中挥发，留下网络结构的陶瓷体。这项工艺的特殊之处在于制备好的浆料能够均匀地覆盖在开孔三维网状骨架机构的有泡沫体上，经过干燥烧制后，有机泡沫层消失，留下网眼型的孔隙。设备少、工艺过程简单、成本低是该项制备工艺的优点。这种工艺烧制出来的陶瓷孔隙度高且气孔之间相互贯通，工业化生产应用广泛。水基浆料的应用既满足了现代环保制作要求，同时也降低了制作成本。
但这种制造工艺也存在一定缺陷，由于水基浆料和有机泡沫材料的兼容性不够，制品强度无法保证。要想改善碳化硅泡沫陶瓷的力学性能，减少挂浆陶瓷胚体在加工过程中出现涂盖不均和孔筋的现象发生，可以通过液相渗硅、增加挂浆量或改进烧成工艺实现。挂浆量的增加可以在陶瓷浆料中添加粘结剂、分散剂、流变剂、浆料表面活性剂等一系列添加剂来增加有机泡沫的粘附性能。
（二）造孔剂添加法应用
这种工艺在陶瓷配料中加入造孔剂，造孔剂占据胚体孔隙中占据一定空间，烧结工序完成后，造孔剂脱离胚体，原先占据的空间形成气孔，为碳化硅泡沫陶瓷的制备做好准备。这项工艺的优点在于，通过温度和时间的改变可控制调整产品的强度和空隙率。普通工艺烧制时，烧成温度过高时，形成液增多，闭口气孔增加，孔隙率过低，达不到要求；烧制温度过低时，液相量减小，产品强度无法满足要求。造孔剂添加法的应用则可以避免这些现象的发生，孔隙率也控制在50%以下。这种制造工艺的缺点有：1、对造孔剂分散性要求较高；2、产品的气孔率不高；3、孔径大小、分布控制效果较差。
造孔剂主要有无机和有机两种，无机造孔剂主要是各种铵盐，或是可以在高温下分解的盐类。有机造孔剂则主要是天然纤维、高分子聚合物以及有机酸等，像尿素、聚苯乙烯和聚丙烯醇等。其中，淀粉是常用的有机造孔剂。通过烧制实验结果可知，淀粉量越大，碳化硅多孔陶瓷的强度和密度越小，气孔直径越大，气孔率增大。造孔添加剂分量的多少对产品物组组成基本不造成影响。
二、先进工艺制备
（一）流延成型工艺应用
陶瓷泥浆在刮刀的作用下，可在平面延展呈片状，再对其陶瓷坯体塑性的方法称之为流延成型工艺。通过粘结剂、增塑剂、悬浮剂以及溶剂添加混合构成水溶液或污水溶液，原先细分散的陶瓷粉料悬浮状变为可流动且可塑性强的料浆。流经经过刮刀，料浆在流延机运输带上直接形成薄层坯带。坯带流动的过程中，溶剂逐渐挥发，固定微粒聚集，形成质地密致且柔软的坯带，经过冲压处理后，形成固定形状的坯体。流延成型工艺与传统制备工艺相比较而言，具有投入费用小、设备简单、生产效率高等优点。
（二）化学气相渗透工艺应用
化学气相沉积是该项工艺的技术原理，基底物质（碳基底居多）与沉积物发生化学反应，经过烧制后制备成多孔陶瓷材料。以化学气相沉积工艺为基础，在经过一系列的实验、改进，再研究出化学气相渗透制备工艺。通过近几十年的发展，化学气相淀积已广泛应用于新晶体研制、物质提纯、多种玻璃态或单、多晶体无机薄膜材料淀积等行业。该项工艺有产品孔隙度、密度可调控；低密度、高强度且形状复杂多孔碳化硅陶瓷制备的优点。产品密度可控制在1.3g/cm?，孔隙度则可达到65%到80%，这类低密度高孔隙率的产品是传统工艺制备很难生产出来的。
（三）冷冻干燥工艺应用
定向冷冻干燥工艺可以制备微观形貌精细、外形复杂的多孔陶瓷材料，属于湿法成型工艺的一种。通过控制有机溶剂或水在一定方向上冻结形成排列整齐的溶液晶体，再在低压状态下干燥升华为游模板或冰，最后通过高温烧结，得到多孔陶瓷成品。成本费用少、孔道结构精确可调、适用范围广泛、力学性能较佳是该制备工艺的优点。但我国的机械设备和制备技术相对于发达国家而言还是处于之后状态，因此该项技术应用的发展或多或少受到了限制。
三、未来展望及总结
多孔碳化硅陶瓷由于具备优越的耐磨性、高温强度、抗热震性以及耐腐蚀性而受到了各大制造行业的广泛关注，已有多种领域离不开这一新型材料的应用。而传统碳化硅泡沫陶瓷制备技术用时长、工艺复杂、产品杂质占比大、烧结温度高、成品性能不稳定等因素制约了该项材料的应用发展。相比之下，新型碳化硅泡沫陶瓷的制备有着产品性能稳定、工艺要求简单等优点，烧结过程中仍需要较高温度。工艺发展的过程中，还存在像孔径大小、形状及分布控制困难、制备纳米级微孔碳化硅陶瓷标准无法达到、生产成本费用较高等亟待解决的问题。就当前形势来看，我们应该将重点放在孔径大小控制、孔径分布控制、低温烧制三个方面作出研究，从而实现生产成本降低、生产工艺简化、生产质量提高的生产目标，树立规模化、产业化的发展目标，进而全面推动陶瓷行业的蓬勃发展。
参考文献：
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篇5
【关键词】 岩棉保温带质量控制
中图分类号： O213.1 文献标识码： A 文章编号：
北京央视新址附属文化中心、上海胶州教师公寓等工程相继发生由建筑外保温材料引发的火灾，造成重大经济损失和人员伤亡。为遏制当前建筑易燃可燃外保温材料火灾高发的势头，把好火灾防控源头关，公安部公消【2011】65号文件规定：民用建筑外保温材料必须采用燃烧性能为A级的材料。为了推行65号文件规定，本文以监理苏州市南环新村危旧房解危改造工程五号地块为例，浅谈外墙岩棉带保温材料及其质量控制要点。
工程概况
南环新村危旧房解危改造五号地块工程为混凝土框架-剪力墙结构，总建筑面积100014.12㎡，建筑高度97.95m,抗震设防裂度为6度。
本工程外墙保温采用岩棉外墙外保温系统，岩棉具有容重轻、不燃、防火无毒、导热系数低、能与外墙系统兼容、价格适中、适用范围广等优点。
几种外墙保温材料性能比较
挤塑聚苯乙烯泡沫板。
挤塑聚苯乙烯泡沫板是以聚苯乙烯树脂辅以聚合物在加热混合的同时，注入催化剂，而后挤塑押出连续性闭孔发泡的硬质泡沫塑料板，其内部为独立的密闭式气泡结构。
优点：具有优异、持久的隔热保温性；优越的抗水、防潮性；防腐蚀、耐用性。
缺点：挤塑聚苯乙烯泡沫板不阻燃，加工时添加塑料添加剂和废旧塑料来改善挤塑聚苯乙烯泡沫板的一些性能，添加剂和废旧塑料在燃烧时会产生各种有毒有害气体。
发泡陶瓷保温板。
发泡陶瓷保温板外墙外保温系统是采用陶瓷陶土尾矿、陶瓷碎片、掺加料等作为主要原料，采用先进的生产工艺和发泡成型技术，经高温焙烧而成的高气孔率的闭孔陶瓷材料。
优点：具有热传导率低、不燃、耐高温、防火、耐老化、与水泥制品相容性好、吸水率低、耐候性好等性能。
缺点：材料本身价格高，目前发泡陶瓷保温板还没有被广泛应用。
岩棉板、带
岩棉板、带是以玄武岩及其它天然矿石等为主要原料，经高温熔融、离心喷吹制成矿物质纤维，掺入一定比例的粘结剂、憎水剂等添加剂后，经摆锤法压制、固化并裁割而成的纤维平行（垂直）于板面的板状或带状保温材料。
优点：岩棉是一种优质高效的保温材料，其燃烧性能达到A级，能满足“公通字【2009】46号文件、公安部公消【2011】65号文件”规定要求。具有：容重轻、不燃、防火无毒、导热系数低、吸音性能好、绝缘、化学稳定性能好、使用周期长、耐老化、能与外墙系统兼容、价格适中、适用范围广等优点。在国外尤其是欧洲的建筑中大量使用岩棉制品作为保温材料，其技术比较成熟。
缺点：岩棉的质量优劣相差很大，外墙保温材料要选择优质岩棉。
以上材料性能比较。
防火性能：岩棉板、带、发泡陶瓷保温板防火性能最好，挤塑聚苯乙烯泡沫板不防火。
造价指标：发泡陶瓷保温板加工工艺复杂，成本较高；挤塑聚苯乙烯泡沫板加工工艺简单，成本位于第二；岩棉板、带价格最低，经济指标最优。
施工经验：岩棉板、带、发泡陶瓷保温板和挤塑聚苯乙烯泡沫板施工工艺差不多，后期效果也较好。
综上所述，综合考虑工程性质、特点和各保温材料防火性能、经济、施工工艺等因素，本工程选用岩棉带作为外墙保温材料是正确的选择。
施工质量控制
（1）原材料质量控制。
1）现场所采用的岩棉带外保温系统性能指标应符合《岩棉外墙保温系统应用技术规程》(苏JG/T 046-2012)表4.1.1的要求。
2）主要性能指标应符合《岩棉外墙保温系统应用技术规程》(苏JG/T 046-2012)表4.2.1的要求。
3）原材料的热工性能应符合《岩棉外墙保温系统应用技术规程》(苏JG/T 046-2012)附录表A.0.1的要求。
4）所用原材料、半成品进场后，应检查成品合格证、出厂检验报告和有效期内的系统型式检验报告。
5）重点检测原材料的技术性能，密度、导热系数、抗拉强度、几何尺寸变化、吸水量、憎水率应满足设计要求。
6）监理对进场的原材料应进行抽样复验，复验材料包括：岩棉带、抹面胶浆、耐碱玻璃纤维网格布、胶粘剂、锚栓等。复验项目应符合江苏省《岩棉外墙保温系统应用技术规程》苏JG/T 046-2012附录B的相关规定。
（2）施工过程的质量控制与验收。
1）施工单位应编制岩棉带外保温工程施工方案，施工人员应经过培训并经考核合格后方可上岗作业。
2）外保温工程施工前应具备以下条件：基层施工质量验收合格；外门窗洞口应通过验收；伸出墙面的消防梯、落水管、各种进户管线和空调器等预埋件、连接件应安装完毕，并按外保温系统厚度留出间隙。且以下部位应做防水保温处理：水平或倾斜出挑的部位、延伸至地面以下的部位、外墙上的任何附着件连接部位、变形缝部位。本工程为了保证外墙保温防水效果，特在填充墙砌体部分、砌体与混凝土墙、柱、梁衔接处搭接300 mm，用1.5mm厚高分子聚合物水泥进行防水涂膜。
3）外墙外保温系统的基层表面应坚实、平整、干燥，不得有开裂、空鼓、松动、泛碱、粉化、起皮、爆灰等现象，表面应清洁，无油污和脱模剂等妨碍粘结的附着物。
4)岩棉带粘贴前应进行双面界面处理，岩棉带应自上而下沿水平方向横向铺贴，上下排之间应错缝1∕2板长，局部最小错缝不应小于200mm，墙角岩棉板应交错互锁，并保证墙角垂直度；门窗洞口岩棉板拼缝不得正好留在门窗口的四角处，应用整块岩棉板裁出洞口，且最小尺寸不应小于300mm。岩棉带的粘结应满粘，岩棉带抹完胶粘剂后，应先将保温板下端与基层粘结，然后自下而上均匀挤压，滑动就位。
5）岩棉带粘贴完毕后要注意防水保护，当遇到暴雨天气或楼上向下流水时，要用防雨布覆盖墙面。岩棉带粘贴完毕，应对板的抹灰面进行表面处理，用不锈钢抹刀对整个表面涂刮抹面胶浆（厚1～1.5mm）,并压入岩棉带的表面纤维中。双层网抹面层分三层进行，第一层抹面胶浆厚1.5～2mm，第二层抹面胶浆厚2mm左右，第三层抹面胶浆厚2mm左右，并要求抹面层厚度达到设计要求。抹面胶浆应严格按照产品使用说明书进行配置，配置好的胶粘剂应避免太阳直射，并应在2h内用完。
6）网格布的铺设应抹平、找直，并保持阴阳角的方正和垂直度，网格布的上下、左右之间均应有搭接，其搭接宽度不应小于100mm；玻纤网格布不得直接铺设在岩棉带表面，也不得外露，不得干搭接。
篇6
【关键词】 多孔磷酸钙陶瓷; 骨水泥; 微孔; 生物相容性
Preparation and Characteration of Porous Calcium Phosphate Bioactive Material for Bone Tissue Engineering
【Abstract】 Objective To prepare the adaptive porous calcium phosphate bioactive material. Methods The hydroxyapatite/tricalcium phosphate biphasic powder was synthesized by the wet coprecipitation method. Then polymer sponge immersion method and appropriate progeny were used to prepare porous calcium phosphate (CaP) .The morphology and structure of CaP ceramics and CPC were observed by scanning electronic microscopy (SEM).Their phase composition were analyzed by Xray diffraction(XRD). Results The porosities of CaP ceramics and CPC were 72% and 67% respectively. Their pore sizes were 200 to 280 μm. The results of XRD showed that CaP ceramics composed of HA and βTcp， CPC composed of HA， βTCP. Conclusion The preparation by the experiment has appropriate pore size and porosity and excellent biocompatibility which are suitable to the bone ingrowth.
【Key words】 porous calcium phosphate (CaP) ceramics; cement; micropore; biocompatibility
1 前 言
磷酸钙生物材料由于具有与自然骨组织相似的无机成分，因此表现出优良的生物相容性，植入体内后能够与骨组织形成骨键合，被称为生物或材料，并已经成功地被应用于临床骨缺损的修复和填充［1］。但是，临床常常会遇到病理情况下的骨缺损，如骨质疏松导致的骨缺损，患者的骨密度低，骨修复能力差；或者大体积的骨缺损。由于无机的磷酸钙生物材料缺乏生长因子、蛋白质等，引导新骨长入磷酸钙生物材料的能力有限，上述原因常常导致临床不愈合或延迟愈合。因此，有研究提出通过体外培养细胞或在磷酸钙生物材料中添加一定的生物因子，如骨形态发生蛋白［2］（BMP），转移生长因子［3］（TGFβ）等，或者在生物材料体外培养细胞，通过添加生长因子或细胞赋予生物材料诱导组织再生的能力［4］ ，有巨大的发展前景。因此，如何制备模仿自然骨组织的孔隙结构，尤其是适合细胞长入的孔隙结构，包括适当的孔隙尺寸、以及孔隙的贯通性等，是当前骨组织工程研究的热点［5］。
2 材料制备和方法
2.1 双相磷酸钙粉末合成
本研究采用Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4作为起始原料湿法合成混合均匀的羟基磷灰石（hydroxyapatite， HA）/磷酸三钙(Tricalcium Phosphate， TCP)。通过控制反应液中的pH值和Ca/P原子比可以制备不同HA/βTCP比例的共沉淀粉体。化学反应方程式如下：
Ca(NO3)2+(NH4)2HPO4+NH4OH Ca5(OH)(PO4)3+ Ca3(PO4)2＋NH4NO3（式－1）
经老化，将沉淀过滤并用蒸馏水反复清洗至pH 7，烘干，球磨机研磨成粉末备用。
2.2 磷酸钙多孔支架的制备
磷酸钙陶瓷多孔支架材料采用有机泡沫浸浆法，将上述合成的磷酸钙粉料加入蒸馏水调制成磷酸钙浆料，浸渍有机泡沫，干燥，然后经过1 250℃的高温烧结，去除有机泡沫，即可制备多孔磷酸钙陶瓷。
根据文献［6］，多孔磷酸钙骨水泥粉末由αTCP（αCa3(PO4)2）、DCPD（CaHPO4.2H2O）、HA（Ca5(PO4)3OH）、CaCO3按58∶25∶8.5∶8.5的质量比混合而成。采用NaCl颗粒作为致孔剂，致孔剂占70 wt ％，其中60％的致孔剂的粒径小于200 μm，剩下的40％分布在200～450 μm之间。采用磷酸缓冲液作为液相，将粉相和液相混合后，磷酸钙骨水泥发生固化。在蒸馏水中将易溶造孔剂溶解，即形成多孔磷酸钙骨水泥。
2.3 磷酸钙多孔组织工程多孔材料的表征
2.3.1 孔隙率的测定 本研究采用直接称重体积计算法测定多孔磷酸钙陶瓷的孔隙率。先切取形状规则且大小合适的多孔材料样品，注意切割试样时尽量不要使材料的原始孔隙结构产生变形，且试样形状应便于测量和进行体积计算。利用天平称出试样质量，利用游标卡尺进行样品的尺寸测量，并计算其体积，根据公式得出孔率［7，8］。
本实验中制备的骨水泥样品，每个质量都为1g。凝固后形状为圆柱状，测得直径为15 mm，高3 mm.本实验采用的NaCl的密度为2.16 g/cm3.
2.3.2 形貌观察 采用扫描电镜观察了组织工程多孔支架材料的高倍形貌。分别取两种多孔磷酸钙生物材料，镀金，利用扫描电镜（FEI，Quta 200）观察多孔磷酸钙生物材料的孔隙结构和形貌。
2.3.3 成分分析 采用X射线衍射测定两种组织工程支架材料的相组成，测试条件采用X射线衍射仪（Philip，Xpert）对样品粉末进行分析，选择铜靶在35 mA、45 kV的测试条件［9］。
3 结果
3.1 磷酸钙多孔材料的孔隙率
多孔材料的孔率（又称孔隙率或孔隙度），是指多孔体中孔隙所占体积与多孔体总体积之比，一般以百分数来表示，该指标是多孔材料中的最基本的参数之一，也是决定多孔材料的其它性能的关键因素。多孔材料的孔隙包括贯通孔、半通孔和闭合孔3种，这3种孔率的总和就是总孔率［10］。
本研究所制备多孔磷酸钙陶瓷的孔隙率约为72％；多孔磷酸钙骨水泥的孔隙率约为67％.
3.2 形貌观察
采用扫描电镜观察了多孔磷酸钙陶瓷和磷酸钙骨水泥的形貌，如图2所示。从图中可以观察到，在两种多孔支架材料大孔的孔壁上均有大量孔径在几个至数十微米的微孔，尤其是磷酸钙多孔陶瓷。
3.3 成分分析
X射线衍射结果如图3所示。从图中可分析磷酸钙陶瓷中主要相成分为羟基磷灰石（HA），此外还含有少量的磷酸三钙（βTCP）。磷酸钙骨水泥粉末主要为磷酸三钙，其中主要包括β相的磷酸三钙（βTCP）和少量的β相磷酸三钙（βTCP）。磷酸钙粉相和液相混合固化后，主要成分为HA、βTCP和βTCP，经过蒸馏水的浸泡后，其中的βTCP、βTCP的含量下降，尤其是βTCP的衍射峰基本消失，而HA的含量明显增加［11］。
磷酸钙骨水泥能够自行硬化并转化为羟基磷灰石的原理基于不同磷酸钙盐在水中的溶解度的差异。由于在pH 4.2～11范围内，羟基磷灰石在水中的溶解度是最小的，因而在热力学上是最稳定的。其它磷酸钙盐在水中会向HA转化，因此，本实验制备的磷酸钙骨水泥随着固化以及在蒸馏水中浸泡后，HA的含量明显增加，而磷酸钙骨水泥粉相中的αTCP等，溶解或转化成HA。虽然自然骨中无机相主要为HA，但也有少量的TCP，因此HA、αTCP和βTCP三种磷酸钙盐均具有优良的生物相容性，已成功地被应用于临床［12］。
4 讨论
通过体外培养细胞或在磷酸钙生物材料中添加一定的生物因子，如骨形态发生蛋白（BMP），转移生长因子（TGFβ）等，或者在生物材料体外培养细胞，通过添加生长因子或细胞赋予生物材料诱导组织再生的能力，这种在体外构建组织的方法被称为“组织工程”，是目前研究的方向［13］。根据ASTM标准其定义为：“在体内和体外应用科学原理和方法构建组织工程医疗产品，用于医学诊断和治疗。各种原理和技术是工程学和生物医学基本的实践和方法，例如：制造传统医疗器械和生物制品的细胞、基因，或药物治疗，胚胎学或其他形式的发育学和生物学，外科修复方法和技术等。组织工程也可用于生产非人体用产品。”，根据ISO标准，其定义为：“指制造一类医疗产品的技术和工艺，这类医疗产品中活组织或细胞应能修复、改善或再生受者细胞、组织和器官和/或其结果和功能”。
组织工程的三大要素分别为：细胞、细胞生长因子和细胞载体材料。由于分离的细胞自身不能形成组织，它们需要特殊的环境，通常包括细胞生长临时的支架材料。这种三维支架材料常常模拟其自然对应物——体内的细胞外基质，既起物理支架的作用，又是细胞在体外培养和后期植入的粘附物质。运用于骨组织工程的支架材料主要有无机材料和生物可吸收高分子材料或它们的复合物，无机材料主要包括羟基磷灰石（Hydroxyapatite，HA）、磷酸三钙（Tricalcium phosphate， TCP）以及它们组成的双相磷酸钙材料等［14］。但如何制备模仿自然骨组织的孔隙结构，尤其是适合细胞长入的孔隙结构，包括适当的孔隙尺寸、以及孔隙的贯通性等，是当前骨组织工程研究的难点和热点。
贯穿式多孔结构有利于组织液的渗入，使组织液能够进入材料内部，材料与组织液接触面积增加，有利于材料的生物降解［15］。为了适应新生骨组织长入材料的要求，微孔的最小孔径必须大于100μm，此时，骨细胞可以在孔内生长，有利于材料的血管彼此连通，以保证长入材料深部的组织有营养供给，同时种植体可以起到支架作用［16］。
作者采用有机泡沫浸渍法和加入致孔剂的方法，制备出多孔磷酸钙陶瓷和磷酸钙骨水泥，通过控制有机泡沫的孔隙率和孔隙结构，以及致孔剂的加入量和尺寸，有效控制多孔磷酸钙陶瓷和骨水泥中的孔隙率和孔隙尺寸，并分别采用扫描电镜、X射线研究分析其表面形貌和孔隙结构，测定磷酸钙陶瓷和骨水泥的孔隙率，以及相成分，证实其有利于细胞和细胞生长因子在体外构建组织，是具有适合新骨长入的孔隙率、孔隙尺寸和结构的多孔磷酸钙组织工程支架材料。
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篇7
【关键词】陶瓷材料 变形 高温弯曲度 测试方法
【中图分类号】TM28 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)08(b)-0186-02
1 测量陶瓷高温弯曲度的意义
陶瓷材料是采用特定的原料与配方,经过成型与高温烧结后制成的一大类无机非金属固体材料。陶瓷材料具备熔点高、耐高温、硬度高、耐磨损、耐腐蚀、化学稳定性好以及重量轻、弹性模量大、强度高等优良性能,并具有电、光、磁、力、声、热、化学和生物特性。随着科学技术的不断发展与需要,陶瓷材料已超出传统日用瓷、艺术陈设瓷、建筑瓷、卫生瓷的领域向先进陶瓷方向发展。陶瓷材料所具备的绝缘性、铁电性、压电性、半导性、铁磁性、部分超导性等功能使其成为影响电子技术发展的举足轻重的关键材料;陶瓷材料所具有的耐高温、耐腐蚀、重量轻特性使其成为(热)结构材料的主要材料之一。陶瓷材料已从辅助材料发展成制造业的主要材料,在军工、工农业生产、交通、医疗、环保和机器人、生命与宇宙科学研究等领域广泛应用,并对电子技术、计算技术、空间技术、能源工程等新技术的发展起着重要的作用。
当今,工业、能源、交通、空间技术等部门对结构陶瓷材料都提出了很高的要求。如各种陶瓷喷嘴、陶瓷密封圈、陶瓷刀具、陶瓷叶片、陶瓷柱塞等,除要求具有良好的耐磨性、耐高温性、耐腐蚀性和足够的机械强度等性能之外,还必须做成具有尺寸与加工精度要求的精密部件。由于陶瓷材料硬度高、脆性大,机械加工困难,在制备过程特别是在烧结时会收缩并产生不同程度变形,陶瓷材料的变形会直接影响到陶瓷制品的规整度与产品合格率,如何解决陶瓷材料的变形问题已显得十分紧迫与重要。
影响陶瓷材料变形的因素很多,必须对症下药才能解决。归纳起来陶瓷变形的原因可具体分为内外两大方面[1-3]:(一)内在原因:主要是在重力和热应力的作用下,由于造型的复杂性引起各部位受力与收缩不匀、而造成变形。重力的作用垂直向下,造成陶瓷的烧成收缩纵向大于横向,并使装窑烧成时重心偏离支撑点的器件,在高温热塑性的状态下产生弯曲变形。热应力则主要与制品的造型直接相关,制品比例尺寸、厚薄及形状的不均匀或不对称性,会产生温度梯度或收缩的不同,在制品的各个部位产生不同的热应力。(二)外部因素:①配方设计不当;②粉体(泥料)的颗粒度分布不合理;③成型、装窑操作不当;④干燥、烧成制度不合理;⑤造型设计不合理。
迄今为止,讨论与研究陶瓷材料变形问题的文章较多[4-6],但目前所说的陶瓷变形度是只针对陶瓷制品而言的,测量方法又随着制品种类而有很大差别。对广大陶瓷科研与教学人员来说,缺乏一种能针对陶瓷材料本身抵抗变形能力进行测量与评价的科学方法。近年来,我们参照日本长崎窑业技术中心的测试方法[7],在研究与实验过程中不断改进,对陶瓷材料的高温弯曲度进行测试与控制,为配方设计与工艺参数的制定提供了很大的帮助,取得了比较满意的效果。本文推荐两种简单实用的测试方法,可直观地分析、判断与评价陶瓷材料的高温弯曲度,为陶瓷材料的研究试验工作提供极大的帮助,也可为评价金属或高分子材料高温条件下抵抗变形的能力提供参考。
2 具体测试方法
2.1 陶瓷材料高温弯曲度的测试与计算,实验具体方案如下所述:
2.1.1 试样的制备
用石膏或金属模具采用注浆或压制的成型方法,将待测试料制成70×10×2.5mm的薄片状试样,干燥备用。
2.1.2 试样的烧成
如图1所示,将干燥后的试样小心地安插并固定在耐火泥的底座上,注意试样与底座水平面之间的角度为60度后,放入窑炉在预先设定的烧成条件下烧结。
2.1.3 高温弯曲度的测量与计算
量出烧成前后的H与h值,用下列公式计算高温弯曲度:
高温弯曲度(%)=(H-h)×100/H
2.2 生产现场管理用的测定方法
“1”所述方法可以准确、直观地测试出各种试样高温弯曲度的数值来评价各种陶瓷材料抵抗变形能力的大小。但由于试样安装时必须细致小心、费工费时、比较麻烦,操作人员之间造成的误差也相对较大。为了适应工厂现场管理的需要,特别设计了更简便易行的方法,具体操作步骤如下:
2.2.1 试样的制备
用石膏或金属模具采用注浆或压制的成型方法,将待测试料制成150×30×3mm的试样,干燥备用。
2.2.2 台架的制作
选用一块耐火砖(建议选用刚玉泡沫砖),按图2所示先切割成140×30×30mm的长方块,然后在侧面的上方间距100mm钻两个通孔,再插入两根小刚玉棒(70×3mm)。
2.2.3 试样的安装
为防止粘连,在上述干燥试样的底部涂少量氧化铝浆料后,按图2所示安放在氧化铝小棒上,放入窑炉在预先设定的烧成条件下烧结。
2.2.4 高温弯曲度的测量与评价
如图3所示,将烧成后的试样放在木板制成的架子上,测量出试样中心弯曲最低点的尺寸,即可对该种陶瓷材料的高温弯曲度进行评价。
2.3 经验交流
为保证测试数据的准确度,方便操作,并获得最佳的效果,通过多年的实践总结,我们得出一些经验,供大家参考:①必须防止试样干燥时发生变形,最好采用自然干燥的方式,并注意观察,经常翻身;②为便于操作,防止折断,可将试样先低温素烧;③安放试样时,除了保证倾斜角为60度之外,还要求插入深度一致,试样的露出部分长度以48mm为宜;④为更直观地观察与评价,可将多个试样(或与标准试样)并排安放在同一基座之上;⑤在烧成过程中要防止振动,避免试样移位。
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篇8
木材
意大利陶瓷科学技术研究所的研究人员最先使用了藤木（rattan wood）这种材料。他们将它加热，并加入氧气和钙质，然后再次加热，并加入磷酸盐溶液。10天后，藤木就已经坚硬到足以代替骨头了。这项技术已经应用于绵羊身上。
海冰
科学家发现冻结的海水拥有类似鲍鱼壳的复杂硬式结构。他们在多孔层中冰冻钙泥，然后升华其中的水分，这就产生了坚固但轻便的钙支架。美国食品及药物管理局（FDA）正在对这个方法进行测试。
泡沫
多伦多大学的生物医学专家约翰·戴维斯和他的同事利用经过改造的生物降解泡沫材料，成功地研制出了微孔人造骨。他们用生物降解泡沫材料为病人按照需修补部位做了一个骨架模型，模型上布满了无数个与人体软骨组织类似的微孔，然后在微孔中植入骨骼生长细胞。这种人造骨骼模型一旦被植入人体，其中的骨骼生长细胞可按骨架方向生长并形成新骨，从而达到修补骨骼的目的。
磷酸钙骨胶原复合骨
Cerasorb（纯相β-磷酸三钙）是德国一公司自行研制的人造骨骼再生材料，它由骨骼的基本成分——钙和磷酸盐组成，具有良好的生物兼容性，被应用在很多美容整形手术中。使用这种材料可以维持空间、形成骨架，它的沉淀矿物质还可以促进骨质生长，并且在新的骨质形成时被完全吸收，没有疾病的污染，不会刺激植入部位发炎，减少了手术的危险和患者的疼痛。
日前，日本物质和材料研究机构公布了Cerasorb的升级版人造骨骼，它由磷酸钙和有机成分骨胶原组成，其强度与弹性均接近于真正的骨骼。把它移植到缺损部位，破骨细胞能把人造骨骼吸收，而骨芽细胞能在其周围生长出新的骨骼。在狗身上做的实验表明，大约3个月就可以再生出新的骨骼来。不过这一科研成果目前还处在动物实验阶段，尚需进行实用化研究开发，才能达到临床应用水平。
激光三维点铸金属钛骨
这是德国弗劳恩霍夫学会设在亚琛的激光技术研究所的迈纳斯科研小组利用高科技直接生产出的人造骨骼。其方法是：首先通过激光断层扫描技术(CT)获得患者所需植入骨骼的三维数据，然后根据这些数据由电脑控制激光束来熔化金属钛粉末，逐点铸造所需的人造骨骼，再将各点连接起来逐层铸造。
由于这一工序是在一个可升降的平台上完成的，因此铸造完一层以后可通过调整平台高度重新铺洒金属粉末进行下一层的铸造工作，从而按照CT数据制造出患者所需要的人造骨骼。科学家称，这种成型制造工艺具有原材料省、精度高、速度快、能制造出各种复杂形状的植入骨骼等优点。因此，这项技术在未来的美容整形领域将会有极为广泛的应用。
骨髓细胞体外再生骨
日本奈良县立医科大学教授高仓义典使用骨髓细胞在体外再生骨骼获得成功。在移植手术实验中，科学家先从患者骨盆的髂骨中抽出骨髓液，再提取其中的间叶干细胞培养两周，然后把它涂抹在陶瓷制人工关节的表面，在激素等的诱导下成长为成骨细胞，并吸收钙质。培养大约一个月，人工关节便被再生骨骼所覆盖。对需要做四肢关节整形的移植手术而言，使用它不会发生排异症状，两名女性患者术前行走困难，但目前已可在室内自由活动。
羟基磷灰石等离子喷涂骨
篇9
关键词：新型生态建筑材料；资源能源消耗；环保建筑材料
正文
中图分类号：S891 文献标识码： A
一、前言
生态建材，又称作“绿色建材”、“健康建材”及“环保建材”，源自于20世纪末山本良一教授，直到现在，各学科专家还没有给予生态建材权威的定义。传统的土木工程材料包括：钢材、木材、砌筑材料、气硬性无机胶凝材料等。但在其生产、使用过程和回收中，不仅消耗了大量的资源和能量，而且带来了环境污染等问题。和传统建材相比，生态建材不仅具有健康、环保、安全等基本特征，同时其良好的使用性能确保了其对环境的污染程度降到最小，对能源及资源的损耗减小到最少。
二、生态建筑材料的研究意义
近几年，从雪灾到汶川大地震，从洪涝灾害到沙尘暴、玉树地震、西南大面积干旱等自然灾害的频繁出现，无不提醒着人们生态环境污染严重、保护环境的重要性。面对大自然的示警，传统建材生产不仅高消耗着能源和资源，也造成了严重的环境污染。具有绿色环保安全等标签的生态建筑材料日益得到社会的关注和人们的热捧。生态建筑材料是从原料选取到生产加工再到废弃再循环使用等各个环节严格要求把关，不仅做到了低耗能，低废气、废水、废渣的排放，将建筑材料对环境污染减到最小，而且满足了我国方针政策（可持续发展）的需要，使得发展与环境和谐统一。既满足着人们的健康、环保、长寿、安全等日常需求，又不妨碍后代人对资源能源环境的最大需求。
三、生态建筑材料的分类
不同的研究者对生态建筑材料的分类不同。有研究者认为可分为： 天然建材、循环再生建材、低环境负荷建材和环境功能性建材；也有研究者认为在此基础上还应加上利用可再生能源的复合型建材；还有一些研究者认为根据生态建材的性能分为： 节能型、利废环保型、安全舒适型、保健型和特殊环境型。所以说生态建筑材料不是单纯的建材品种，而是对建材所具有的“健康！环保！安全”等属性的评价。
与传统的建筑材料相比，生态建筑材料具有以下几个显著的特点：第一、原材料的选取尽可能少用天然材料，多用废弃物。第二、采用先进的生产工艺，减少材料生产过程中的能源消耗和污染。在材料生产过程中不添加对人体和环境有害的物质。第三、材料的设计是以提高人的生活质量和改善环境为目的，副产品容易回收和循环利用，环境负荷小。第四、具有地方特色，降低运输能耗；包装材料尽量少。
1、生态水泥是一种重要的建筑材料，当今社会的发展离不开水泥，从工业与民用建筑、公路、铁路到架桥等，这些建筑设施极大地改善了人们的生活。但是水泥行业也给资源、能源以及环境带来了很多负面的影响。
2、低温再生水泥。我国正大力发展基础建设，这必然会导致建筑垃圾的大量产生，保守估计，我国每年废弃的混凝土要达到近亿吨。低温再生水泥是从废弃混凝土中分离出水泥石粉末，在高温下煅烧所得到的水泥。再生水泥降低了水泥行业的能耗，而且高效地利用了废弃混凝土。
3、生态陶瓷。抗菌陶瓷是陶瓷产品在原有的基础上添加了抗菌新功能的陶瓷材料。抗菌陶瓷根据抗菌剂的种类可以分为3种：金属离子掺杂型抗菌陶瓷、光催化型抗菌陶瓷和其
他抗菌陶瓷。陶瓷透水砖是以工业废料、建筑垃圾及生活垃圾为原料，经过粉碎、压制成型、低温烧成等工序制得的具有一定的透水功能的建筑材料，将其应用于城市路面不仅可以缓解城市排水系统的压力，而且可以吸收车辆噪声。
4、生态玻璃。自洁玻璃是指表面具有纳米级光催化剂薄膜，在光照作用下能自发地分解表面大部分有机污染物和部分无机污染物的玻璃。泡沫玻璃是一种以废玻璃或其他各种富含玻璃相的物质为主要原料，经过粉碎磨细！添加发泡剂等
材料，均匀混合形成配合料，再将其放置在特定模具中，经熔融、发泡、退火等工艺加工而成的气孔。与其他无机隔
热材料相比，泡沫玻璃具有导热系数小、不燃、不吸水、可锯可钉、强度高等优点。利用粉煤灰研制泡沫玻璃，通过试验得到了各原料的配合比，制得的泡沫玻璃质轻、高强、保温性能好，为粉煤灰的利用开辟了新途径。
四、我国生态建材发展的现状和前景
我国建材工业历史悠久，20世纪90年代前建材产品长期处于供不应求的状态。建材工业的发展，传统建材在很大程度上是以能源、资源的过度消耗和环境污染为代价而获得的。这种粗放型建筑材料的生产和使用造成了建材工业产业结构落后、耗能大、占地多、污染严重，并已成为我国经济协调发展的负担。所以为尽快改变这种状况，研发和使用生态建筑材料迫在眉睫。中国已经认识到了生态建材对中国建筑业未来发展的重要性。但是在推行生态建筑材料的过程中还面临着许多的问题。在西方发达国家，生态建筑和生态建材已经有几十年的成功发展史，积累了大量的经验，并有一个平台供学术机构、业界进行交流，而我国目前还缺乏这个平台，目前很多的新型生态建材技术只能库存在电脑里，或作为学术论文使用，其社会价值难以发挥。部分具有高科技含量的生态复合型材料，成本很高，难以大范围地推广使用。
针对这些问题，我们也在做出相应的努力。组织国际研究交流会，搭建平台，探索生态材料发展的前沿动态，尽可能的与新的国际潮流接轨；因地制宜地选择和使用生态建筑材料，在吸收引进国外的先进技术下，建造生态试验性建筑，研究和推广适合自己的新型生态建材。
1、生态建材是绿色建筑的发展需要
绿色建筑是综合运用当代建筑学、生态学及其他现代科学技术成果，把建筑建造成一个小的生态系统，为人类提供生机盎然、自然气息浓厚、方便舒适并节省能源、没有污染的环境。这里所讲的“绿色”并非一般意义的立体绿化、屋顶花园，而是对环境无害的一种标志，是指这种建筑能够在不损害生态环境的前提下，提高人们的生活质量及保障当代与后代的环境质量。生态建筑是十分全面的，涉及到建筑材料的生产、建筑的设计、施工及使用，在整个生命周期中都有广泛的内容，其“绿色”的本质是物质系统的首尾相连、无废污、高效和谐、开发式闭合性良性循环。通过建立起建筑物外的自然空气、水分、能源及其他各种物资的循环系统，来进行“绿色”建筑的设计，并赋予建筑物以生态学的文化和艺术内涵。
2、生态建材是生态建筑发展中的一个关键环节，尤其在对建筑的节能、减少建筑对环境的压力以及创造健康舒适和高效的室内空间都能起到重要的作用。生态材料的发展过程与生态建筑的发展过程是相辅相成的。
五、结语
面对人类社会可持续发展的严重问题，发展生态环境材料已成为历史的必然。发展生态建材不仅可以解决传统建材的环境、资源问题，还为社会的可持续发展作出贡献，也是提高我国建材科技水平、促进建材行业技术进步、实现我国建材工业可持续发展的根本途径。
生态是现代建筑设计中的一个主题，中国的建筑师正在为将生态技术从纸面付诸到实际工程而努力。关注和研究生态建筑发展和应用，制定完善的生态节能评估体系，让生态建筑不再只是一个标牌，而是我们的目标。
参考文献：
[1]李铖；生态环境材料研究现状及发展[J]；玻璃纤维；2014年05期
[2]苏存荣，张记市；生态建材与绿色建筑[J]；建筑；2014年07期
[3]刘晓娜；杨尽；；建筑材料的生态化发展趋势[J]；广东微量元素科学；2013年10期
篇10
自从生物克隆技术被广泛应用以来，科学家利用激光、生化、计算机等高新技术在皮肤、骨骼等组织的人工再造方面取得了重大进展。洛杉矶的研究人员利用生物工程技术培育出人造皮肤，麻省的科研人员利用自体细胞使长出的更趋完善，而人造骨骼及其移植技术的精彩翻新，更让“人体雕塑”有了让人眩目的内涵。
“人造骨”，整形正当红
2000年初，美国加州大学的一个研究小组率先把“人造骨”移植体推向市场。这种形状类似绝缘小导管的移植体由聚四氟乙烯制成，与人体的亲和力比较强。人体自身的细胞和组织可以在中空的开口内生长，管状植入体既有利于固定，除去也非常容易，具有实心植入体所没有的优点。因此即使移植后效果不够理想，一个小手术就可以把它取出来，非常适用于那些对造型美感要求严格的各种面部整形手术。
“人造骨”可插入面部、鼻部或颈部皮肤下的软组织内，在临床运用中取得了较好的效果。研究报告表明：“人造骨”使受术的人们皮肤更加饱满，皱纹消失了，看上去充满生机。
目前，最常用的人工骨骼由氢磷化合物制作，它的化学分子式与骨骼一样，但却不像真骨骼那样具有多孔结构，在结实程度上也比不上真骨骼，植入最长寿命仅为10年。“骨骼中毛孔的作用十分重要，”美国CCACS研究中心主任斯乔文博士解释说，“它们是血液流动的通道，而且可有效降低骨骼重量并增大骨骼强度。同时，毛孔也提供了一种长期植入人造骨骼可借鉴的方法：如果真骨骼能在植入的人工骨骼的毛孔中生长，那就大功告成了――两者自然地结合在一起，不会再出现连接处损坏的现象。”
于是在今年，世界各国先后公布了一系列新型元素，逐步升级了“人造骨”及其移植技术。
造“骨”新元素
第一元素：生物降解泡沫骨架
最近，多伦多大学的生物医学专家约翰・戴维斯和他的同事利用经过改造的生物降解泡沫材料，成功地研制出了微孔人造骨。
首先，他们用生物降解泡沫材料为病人按照需修补部位做了一个骨架模型，模型上布满了无数个与人体软骨组织类似的微孔，然后在微孔中植入骨骼生长细胞。这种人造骨骼模型一旦被植入人体，其中的骨骼生长细胞可按骨架方向生长并形成新骨，从而达到修补骨骼的目的。
第二元素：计算机订制“陶瓷骨”
日本大阪OSU公司与大阪产业大学合作，开发出一种多层多孔结构的金属陶瓷材料。这种材料实际上是高温烧结的多层多孔碳化钛，其多孔结构的空隙率为50 %，比重比最轻的金属镁还要轻。研究人员认为，这种多层多孔的碳化钛是人造骨骼的最好材料。
用陶瓷制造骨骼是依靠X线来确定骨骼尺寸和形状的，精确度可达到0.1毫米。然后再将要替换的骨骼形状输入计算机，计算机根据骨骼形状将其分割为几部分，再自动制作出所需骨骼，之后还会在骨骼上钻一些小孔，这样便于手术医生将新骨骼与病人的旧骨骼连接起来。通过计算机系统为患者专门订做的“陶瓷骨”，完全适合面部整形患者的个性需要。另外，由于这种人造骨骼所用的材料与人体骨骼非常相似，因而会让植入者感到更加舒适。
第三元素：磷酸钙骨胶原复合骨
Cerasorb是德国curasan公司自行研制的人造骨骼再生材料，它由骨骼的基本成分――钙和磷酸盐组成，具有良好的生物兼容性，在很多美容整形手术中，使用这种材料可以维持空间、形成骨架，它的沉淀矿物质还可以促进骨质生长，并且在新的骨质形成时被完全吸收，没有疾病的污染，不会刺激植入部位发炎，减少了手术的危险和患者的疼痛。
目前，日本物质和材料研究机构公布了Cerasorb的升级版人造骨骼，它由磷酸钙和有机成分骨胶原组成，其强度与弹性均接近于真正的骨骼。把它移植到缺损部位，破骨细胞能把人造骨骼吸收，而骨芽细胞能在其周围生长出新的骨骼。在狗身上做的实验表明，大约3个月就可以再生出新的骨骼来。不过这一科研成果目前还处在动物实验阶段，尚需进行实用化研究开发，才能达到临床应用水平。
第四元素：骨髓细胞体外再生骨
日本奈良县立医科大学教授高仓义典使用骨髓细胞在体外再生骨骼获得成功。
在移植手术实验中，科学家先从患者骨盆的髂骨中抽出骨髓液，再提取其中的间叶干细胞培养两周，然后把它涂抹在陶瓷制人工关节的表面，在激素等的诱导下成长为成骨细胞，并吸收钙质。培养大约一个月，人工关节便被再生骨骼所覆盖。对需做四肢关节整形的移植手术而言，使用它不会发生排异症状，两名女性患者术前行走困难，但接受此手术后已可在室内自由活动。
第五元素：羟基磷灰石等离子喷涂骨
前几年年，我国科学家研制出一种崭新的人造骨骼制备方法――羟基磷灰石等离子喷涂法。它是在已有的金属钛复合材料表面，用高温等离子火焰喷涂上一层几十微米厚的羟基磷灰石，它既保持了金属钛材料的强度和韧性，也保持了羟基磷灰石的生物活性。这种涂层克服了一般简单植入再生骨所带来的生物机体排异性，实现了良好的生物兼容性，能够很好地为成骨细胞所接受。
第六元素：激光三维点铸金属钛骨
