现代新型材料在设计中的应用
现代新型材料在设计中的应用探究
摘要
随着社会经济和信息科技的发展，新型材料已逐步成为设计的一个重要元素，对于完善产品的功能和丰富产品的内涵有着重要的作用。在日趋激烈的产业竞争环境中，只有使企业和设计师认识到应用新型材料的重要性、以及新型材料在竞争中发挥的巨大的优势，才能促使企业提升市场竞争力。21世纪是以新型材料为重要基础的知识经济时代，只有掌握了最先进的材料，才能在高技术及产业的发展上占有主动权。
关键词：新型材料设计应用探究
前言
本文从设计的角度对新型材料进行探索，为设计拓宽更加宽广的创作空间。设计是科学技术与人文艺术的有机结合，实现产品的使用功能需要科学技术来支持，落实到材料，就要求材料具有某些特定的物理性能、化学性能等；能够满足人们的生活需求。因此，本文将认真分析新型材料的基本性能，深入了解各种材料的新特性，探讨材料与人之间的对应关系，使新型材料能更好地为设计服务，通过实例分析，总结设计选择新型材料的方法、原则及一般规律，为设计师提供选择、应用新型材料的一般依据。
正文
一、现代新型材料概述
新型材料是高新技术的基础和先导，其本身也能形成很大的高新技术产业，当代高科技的竞争在很大程度上是新材料的发展和竞争，可以说任何高科技的进步都离不开新材料的发展和利用，谁掌握了关键新型材料的核心技术，谁就掌握了21世纪高新技术竞争的主动权，因而，材料科学已被公认为21世纪高科技产业的基石，并与信息技术、能源技术和生物技术一起列为21世纪最重要、最有发展潜力的领域。
新材料满足的条件：①新出现或正在发展中的具有传统材料所不具备的优异性能的材料；②高技术发展需要，具有特殊性能的材料；③由于采用新技术（工艺、装备），使材料性能比原有性能有明显提高，具有特殊性能的材料。
二、现代新型材料分类
同传统材料一样，新型材料也可以从结构组成、功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类，不同的分类之间又相互交叉和嵌套。目前，一般按应用领域和当今的研究热点把新型材料分为以下的主要领域「1」：
电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料、生态环境材料、新型功能材料（含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分子材料等）、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及化工新材料等。
三、典型新型材料及在设计中的应用
1、电子信息材料
电子信息材料是指在微电子、光电子技术和新型元器件基础产品领域中所用的材料。电子信息材料产品支撑着现代通信、计算机、信息网络技术、微机械智能系统、工业自动化和家电等现代高技术产业。电子信息材料产业的发展规模和技术水平，已经成为衡量一个国家经济发展、科技进步和国防实力的重要标
志，在国民经济中具有重要战略地位，是科技创新和国际竞争最为激烈的材料领域。
（1）电子信息材料主要包括：
单晶硅为代表的半导体微电子材料；激光晶体为代表的光电子材料；介质陶瓷和热敏陶瓷为代表的电子陶瓷材料；钕铁硼（NdFeB）永磁材料为代表的磁性材料；光纤通信材料；磁存储和光盘存储为主的数据存储材料；压电晶体与薄膜材料；贮氢材料和锂离子嵌入材料为代表的绿色电池材料等「2」。
（2）电子信息材料发展的特点：
材料更新快、技术发展快、品种多；功能与容量增长快，性能价格不断改善；可靠性日益提高；小型化、集成化的范围日益增大，集成度不断提高等。
（3）电子信息材料在设计中应用的案例分析：
半导体照明材料即LED，以笔记本产品为例，
采用白光LED作为液晶屏幕的背光源后，LED
背光源以多组排列与底部放置，来代替传统的
CCFL细灯管，在SONY V AIO TX笔记本上，就
使用了40个LED发光元件「3」。
此设计的优势：用LED代替细灯管后，导光板
可以用厚度均匀且可以把整体的厚度降低；对于
笔记本等移动型产品而言，使用LED可以提高整
机的使用时间，从而提升了移动时的持久性。2、新能源材料
新能源材料包括太阳能、生物质能、核能、风能、地热、海洋能等一次能源以及二次能源中的氢能「4」。新能源则是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技能中所要用到的关键材料。主要包括储氢电极合金材料为代表的镍氢电池材料，嵌锂碳负极和LiCoO2正负为代表的锂离子电池材料、燃料电池材料、Si半导体材料为代表的太阳电池材料以及铀、氘、氚为代表的反应堆核能材料等。(1)新能源的特点：
相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义。同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要的意义。(2)新能源在设计中应用的案例分析：
以太阳能为例：太阳能光电产品通过太阳在光
的作用下，转化为电能的过程，是一种利用高新
技术研制的新能源，是21世纪人类所向往、所追
求的新光源。
太阳能路灯设计分析：①节能，它利用自然光
源，无需消耗电能，而且取之不尽用之不竭；②
环保，符合绿色环保要求，无污染、无辐射、保
护生态；③安全，由于产品部使用交流电，而且采用蓄电池吸收太阳能，通过低压直流电转化为光能，是最安全的电源；④科技含量高，产品的核心装置是智能控制器；⑤产品使用寿命长，安装成本低，维修方便；
3、纳米材料
纳米是一种衡量单位，三维空间中，至少有一维是在纳米级尺寸内的材料被称
为纳米材料，一般小于100nm。在一维空间上为纳米级的材料被称为纳米纤维；在二维空间上为纳米级的材料被称为纳米薄膜；而在三维空间上位纳米级的材料被称为纳米晶材料。
（1）纳米材料的分类：
按形态分为微粒材料、固体材料、薄膜材料；按用途分为结构材料、功能材料，如催化、磁记录、传感材料等。按化学组成分为无机纳米材料、有机高分子纳米材料、无机-有机纳米复合材料。
（2）纳米材料的特性「5」：
纳米微粒：尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应
纳米固体材料：增强、增硬、增韧、奇异磁性、高扩散性、光吸收性等
（3）纳米材料的应用优势
①纳米材料具有催化作用：纳米颗粒的比表面积大、表面反应活性高、表面活性中心多、催化效率高、吸附能力强的优异性质使其在化工催化方面有着重要的应用，如汽车尾气净化催化剂、纳米先进催化材料等；
②纳米材料具有补强增韧的作用：纳米材料的小尺寸效应和宏观量子隧道效应使其产生淤渗作用，可深入到其它颗粒中，与不饱和键的电子云发生作用，进而与材料的大分子相互结合成立体网状，从而大幅度提高材料的强度、韧性、延展性；
③纳米材料具有光吸收作用：纳米微粒的尺寸与光波波长相当或更小导致光吸收显著增强；
④纳米材料具有抗红外线的作用；
⑤纳米材料具有抗菌、抑菌、除臭等方面的作用；
……
（4）纳米材料在设计中应用的案例分析：
图示为Wilson K Factor surge 100网球拍设计，材料
为全新纳米碳纤维结构，特点：特工适应专业及业余
球手的控球感及击球威力更佳，手感及可操纵性提高。
将纳米材料运用到体育用品设计中，不仅对产品的
外观起到新颖美观独特的装饰作用，而且改善了产品
的品质，如强度增加、韧性提高、质量变轻、使网球
拍具有优异的操控性能和高反弹性等，同时使设计本
身变得更简洁、合理、美观，更具时代感。
4、先进陶瓷材料
新型陶瓷是新型无机非金属材料，也成为先进陶瓷、高性能陶瓷、高技术陶瓷、精细陶瓷。它不同于利用黏土等天然原料而制成的传统陶瓷，新型陶瓷除了具有原料是人工合成的、化学成分纯度高，粉体粒度小等特点外，其成形和烧结等制备工艺需严格设计控制。
（1）先进陶瓷材料的特性：
与传统陶瓷相比，因为新型陶瓷的化学成分纯度高，微观结构细微，密度高，一般具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀等特性。除此之外，一些陶瓷材料显示很好的电磁、光学、生物等性能，从而起到了推动现代工业技术发展的重要作用「6」。
（2）先进陶瓷材料在设计中的应用分析：
①美国国防部及其下属部门对先进功能陶瓷的需求非常迫切，与先进陶瓷材
研发公司的合作非常活跃。2005年2月，Ceradyne公司获得530万美元的订单为其用于保护一些军队要人的陶瓷装甲防御系统。
②图示为明基西门子S68限量版手机
相比早先推出的S68来说，这款限量版S68
最大的区别就在于其采用了不锈钢材质制成，而
后盖则采用了在1350摄氏度下高温锻造而成的
陶瓷工艺，这种材质也通常会出现在汽车的刹车
垫中。如此坚固的外壳也保证了明基西门子S68耐磨特性，在我们生活当中的磕碰丝毫不会对其产生伤害，其细腻的质地、温润的手感也是金属盒塑料无法企及的。
5、生态环境材料
生态环境材料并非仅特指新开发的新型材料、并不是排它的新材料体系，任何一种材料只要经过改造达到节约资源并与环境协调共存的要求，它就应视为生态环境材料。所谓生态环境材料，实质上是赋予传统结构材料、功能材料以及特别优异的环境协调性的材料，它是由材料工作者在环境意识指导下，或开发新型材料，或改进、改造传统材料所获得的「7」。
（1）生态环境材料的特征：
①节约能源；②节约资源；③可重复使用；④可循环再生；⑤结构可靠性；
⑥化学稳定性；⑦生物安全性；⑧舒适性；⑨环境清洁、治理功能。（2）生态环境材料的分类：
根据目前材料科学领域的通常分类方法，可以将生态环境材料分为：金属类生态环境材料、无机非金属类生态环境材料、高分子生态环境材料、天然资源生态环境材料和其他生态环境材料。
（3）生态环境材料在设计中应用的案例分析：
图示为华硕EcoBook竹材笔记本，这款
释义为“环境、生态笔记本电脑”的环保概
念机型，外壳及键盘周边均用纹理清雅的
竹材包覆，而且可以自行更换磨损的腕垫，
报废后对环境的污染会比普通笔记本小很
多。同时，中国独特的“竹”文化情结，也
在EcoBook的天然发丝纹路和精致雕花中
淋漓展现，使这款集结现代科技元素的产品散发出浓郁的东方气质。环保概念机EcoBook身上所折射的环保内涵十分值得推崇。
6、智能材料
智能材料（Intelligent material），是一种能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一，将支撑未来高技术的发展，使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化。科学家预言，智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命。一般说来，智能材料有七大功能，即传感功能、反馈功能、信息识别与积累功能、响应功能、自诊断能力、自修复能力和自适应能力。
（1）智能材料的分类「8」：
①嵌入式智能材料，又称智能材料结构或智能材料系统。在基体材料中，嵌入具有传感、动作和处理功能的三种原始材料。传感元件采集和检测外界环境给予的信息，控制处理器指挥和激励驱动元件，执行相应的动作
②有些材料微观结构本身就具有智能功能，能够随着环境和时间的变化改变自己的性能，如自滤玻璃、受辐射时性能自衰减的Inp半导体等。
（2）因为设计智能材料的两个指导思想是材料的多功能复合和材料的仿生设计，所以智能材料系统具有或部分具有如下的智能功能和生命特征：
①传感功能；②反馈功能；③信息识别与积累功能；④相应功能；⑤自诊断能力；⑥自修复能力；⑦自调节能力。
（3）智能材料在设计中的应用案例分析
图示为ElekTex电子智能织物键盘，
采用100﹪织物质地制成，柔软可自由卷
曲，十分纤薄，重量只有2.4盎司，防水，
超耐磨，可满足智能电话、PDA以及各种
手持设备及上网需要。其蓝牙无线技术，更
使得携带方便，卷两下放在口袋就行了。智
能材料及其工艺的应用使得设计的产品具
有新的感知属性，智能织物很轻，但材料里
却包含有转换和感应元件，能依据3D模型来进行变形。它持久耐用，物有所值，可洗涤且耐磨损，其在设计领域的应用具有重要的意义。
四、现代新型材料的选择方法
在设计中，当新材料性能难以满足产品性能或寿命要求时就需要改进，或是求助于材料科学家研发能满足这种需要的新材料。此外，新材料往往是各向异性的，因此，结合使用新材料的取向和产品功能需求分析使材料性能得以最优发挥是设计选材的一个重要因素。
五、应用现代新型材料的原则
（1）新型材料的选择首先考虑产品的功能需求：功能是设计中居于主导地位的因素，要实现这些功能，所选材料必须具备能够满足这种功能需求的性能。（2）新型材料的选用要考虑用户的情感需求：当今社会史一个注重人性化的时代，人们的感受，体验，情感越来越受到重视，人们对于产品的选择也从过去单纯的功能考虑转化为精神层次上的追求。
（3）新型材料的选择要考虑环境的需求：绿色材料的概念已引起人们的高度重视。
（4）新型材料的选择要具有创新需求：利用新型材料赋予产品更优良的性能，提升产品的质感。
结论
参考文献
「1」李全林.《前沿领域新材料》东南大学出版社，2008.12， 5-6
「2」百度，电子信息材料分类
「3」李全林，《前沿领域新材料》南京：东南大学出版社，2008.12，129-131 「4」谭毅，李敬锋，《新材料概论》北京：冶金工业出版社，2004.3，69 「5」周瑞发，韩雅芳，《高技术新材料使用性能导论》北京：国防工业出版社，2009.4,324-326
「6」谭毅，李敬锋，《新材料概论》北京：冶金工业出版社，2004.3，199 「7」李全林，《前沿领域新材料》南京：东南大学出版社，2008.12，555 「8」百度，智能材料分类
「图1」李全林，《前沿领域新材料》南京：东南大学出版社，2008.12，129 「图2」百度，太阳能路灯
「图3」百度，Wilson K Factor surge纳米网球拍
「图4」百度，明基西门子S68限量版手机
「图5」百度，华硕EcoBook竹材笔记本
「图6」百度，ElekTex电子智能织物键盘
工程材料及其应用(第二版)复习资料
1、原子结合键的类型。答：金属键共价键离子键分子键（范德瓦尔键）。 2、材料的性能的分类包括。答：使用性能：力学性能物理性能化学性能工艺性能：铸造性可锻造性焊接性切削加工性力学性能的指标:弹性强度塑性硬度冲击韧度疲劳特性耐磨性 3、纯金属常见的晶体结构体心立方晶胞（b.c.c）N=2面心立方晶胞（f.c.c）N=4密排六方晶胞（c.p.h）N=6 4、晶胞中的缺陷答1.点缺陷是指在三维空间各方向的尺寸都很小、不超过几个原子直径的缺陷。 （1）空位（2）间隙原子（3）置换原子无论是哪一种点缺陷，都会使晶体中的原子平衡状态受到破坏，造成晶格的歪扭（称晶格的畸变），从而使金属的性能发生变化。如随着点缺陷的增加，电子在传导时的散射增加，导致金属的电阻率增大；当点缺陷与位错发生交互作用时，会使强度提高，塑性下降。 2.线缺陷又称一维缺陷，这种缺陷在三维空间一个方向上的尺寸很大，另外两个方向上的尺寸很小，其具体形式就是晶格中的位错。位错：晶体中某处一列或若干列原子有规律的错排。金属晶体中不含位错或含有大量位错都会使强度提高， 3.面缺陷面缺陷又称二维缺陷，这种缺陷在三维空间两个方向上的尺寸较大。另一个方向上的尺寸较小。 面缺陷的具体形式是晶界、亚晶界及相界。缺陷使得金属塑性、硬度以及抗拉压力显著降低等等 5、什么是过冷度？答：液体材料的理论结晶温度T0与其实际温度Tn之差。因为只有过冷，才具备G固 对建筑工程新型材料的发展现状及应用分析 1 建筑工程新型材料应用的意义 建筑材料直接影响土木和建筑工程的安全可靠性、耐久性及适用性等各种性能。因此加强建筑新型材料的开发、生产和使用，对于促进建筑业发展、发展国民经济具有重要意义。发展新建材、推广节能建筑是改造传统建材和建筑工艺发展的重要前提。新材料代表了建筑材料的未来发展方向，符合世界发展趋势和人类发展的需要。 2 建筑工程新型材料的現状分析 目前建筑工程新型材料具有很强的地方性和区域性，其发展受到资源、自然条件、工业和科学技术水平、建筑风格、民族习俗等多方面的影响。目前建材工业成为国民经济体系中资源综合利用的关键环节和消纳固体废弃物的主要工业之一。并且建材工业正在朝着资源消耗低、环境污染少的资源节约型、环境友好型产业的绿色发展方向迈进。虽然新型建筑材料正朝着大型化、轻质化、节能化、利废化、复合化和装饰化方向发展，产品结构趋于合理，但代表建筑材料现代化水平的各种轻质、复合板和复合墙板可供建筑业选择使用的仍然比较少。此外新型建筑材料施工工艺要求较高，施工人员培训不够，墙体砌筑、安装质量不易保证。因此要改变过去依赖能源、资源并且污染环境的建筑材料应 用，必须不断加强建筑工程新型材料的生产、应用发展。 3 建筑工程新型材料的应用分析 3.1 建筑工程新型混凝土材料的应用分析 新型混凝土特性如下：（1）硬化混凝土的性能。现代建筑向高层化、大跨度方向发展，因此促进了高强HPC 的研究和开发。在高层建筑中的混凝土强度是对应于柱子的轴力，可以说建筑物的层数是由所使用的混凝土强度来决定的。比如25?30层的建筑物要使用强度36Mpa?42MPa的混凝土，30?35层要42MPa?48MPa,更高层的建筑就需要更高强的混凝土，如60层需用100MPa。在此情况下，配合比设计可以参照普通混凝土的方法，但是主要组成材料和性能应满足HPC的要求。HPC可能比普通混凝土要耐久得多，这是因为在设计配合比时，就考虑到耐久性问题。（2）新拌混凝土的工作性。新拌混凝土的工作性是一个综合指标，如流动性、可泵性、填充性、均匀性等。HPC要求新拌混凝土具有大流动性及流动度经时损失小，以满足混凝土集中搅拌、运输、泵送、浇注的工艺要求。甚至在浇注时要求混凝土不振捣自流平，即好的填充性。与普通混凝土相比，HPC的组分复杂，多种掺合料与超塑化剂配合使用，其目的是通过这些组分来调整性能。其中最关键的技术之一是超塑化剂及其组成。单一成分的超塑化剂（如萘系和三聚氰胺系高效减水剂）虽然对水泥浆有强的分散作 国家大剧院项目工程采取常规的施工技术、材料和工艺,将无法实现工程项目的综合目标,只有通过新技术、新材料、新工艺推广应用和技术创新,方可优质高效地完成**项目项目,极其有效地降低工程造价、加快工程进度、保证工程的过程精品,完全实现设计风格和建筑物的使用功能。 结合本工程的设计特点,投标人将全过程、全方位广泛应用科技成果,计划将建设部推广的十项新技术全部应用到本工程的建设上。除此之外,投标人还将结合本工程的施工实践,努力探索新的施工技术,总结新的施工工艺,应用新的建筑材料。对“新技术、新材料、新工艺”的内容,投标人在编制施工组织设计的相关章节时,已有详细论述。本章将综其所述,予以摘要性的说明。 一、深基坑支护技术 本工程基础埋置深度很深,整个建筑物大部分结构处于地下,平均埋深约为26米,局部达到41米深,且地下水位较高,开挖12米后即遇上层潜水层,在20m以下是承压水层,且地下水渗透性强、流通性好,建筑物距人民大会堂和地铁仅100多米之遥。因此,护坡降水方案的成功与否是本工程能否顺利完成的关键。投标人拟采用混凝土灌注桩支护技术、地下连续墙技术、和土钉护坡技术和基坑工程信息化施工技术等。投标人认为,通过上述综合技术的优化组合和合理应用,可确保**项目基础工程施工的顺利完成。上述综合技术还包括了以下内容: 1、旋挖钻机:由于地层多为砂卵石,采取常规的成孔方法比较困难。因此投标人采用旋挖钻机成孔,其施工速度是普通反循环钻机施工效率之七倍,特别是在砂卵石层更具优越性,不需要循环泥浆,可使施工操作面整洁,具有很好的环保特点。 2、压力分层型锚杆:压力分层型锚杆是在一个锚固段内有多个承载体,在卵石层成孔困难,锚杆长度达不到设计要求时,应用压力分层型锚杆技术,可很好的解决承载力不足之问题,具有降低成本作用。 3、内支撑技术:为了保证台仓基坑在土方开挖时,不穿插进行锚杆施工,减少工期,同时可节省造价,所以采用内支撑法。在台仓四角采用钢支支撑,防止连续墙侧向位移,达到基坑支护安全稳定之目的。 4、深基坑承压水减压井和回灌井降水技术:在台仓范围采取深基坑承压水减压井和回灌井降水技术,能迅速有效地降低第二层承压水水头,为台仓内深基坑的开挖和施工创造良好的条件,且比较经济。在歌剧院台仓基坑支护和开挖方案中,投标人优先选择这一施工技术。 5、冻结法施工技术:该技术兼有封闭地下水与加固地层双重作用的特殊施工方法,冻结法在承压水深基坑维护施工中,具有很好的适应性,极为安全可靠,且对地层和环境污染很小,特别是卵石层进行冻结后冰冻层不会出现冻涨融沉现象,适合歌剧院台仓的基坑支护和开挖,能有效地为施工创造条件。 6、压力灌浆:该技术同样兼有封闭地下水与加固地层双重作用的施工方法,在承压水深基坑维护施工中,同样具有很好的适应性和安全可靠性,适合歌剧院台仓的基坑支护和开挖,能有效地为施工创造条件。 二、高强高性能混凝土技术 本工程将全部使用预拌混凝土,广泛应用高性能混凝土施工技术。高性能混凝土具有无收缩(微膨胀)、防渗、防裂、和易性、易泵送性和稳定性好。在**项目工程使用高性能砼,建议采用超细矿粉和高效减水剂共用,可有效保证地下砼的抗渗、防裂、抗冻、抗碳化、抗盐、抗酸等要求,对增强混凝土的和易性和可泵送性,预防砼中碱—集料反应,十分有效。此项技术还包括了以下内容: 1、自密实混凝土技术的应用:对于预应力、劲性混凝土构件将采用自密实混凝土技术,底 新型建筑材料在现代建筑中的应用研究 发表时间：2019-06-18T14:01:55.677Z 来源：《建筑细部》2018年第23期作者：蒋爱付 [导读] 新型建筑材料在环保性、智能性和耐久性等方面有着其独特的优势。 江苏宿迁 223800 摘要：我国作为人口大国，如何在发展国民经济的基础上平衡社会资源和生态环境是相关政府部门必须关注的重要议题，而建筑产业作为国民经济的重要支柱性产业，其发展对国家经济和社会资源可持续性发展的重要作用不容忽视。就利用新型建筑材料以充分发挥建筑产业对我国资源可持续性发展的贡献而言，新型建筑材料在环保性、智能性和耐久性等方面有着其独特的优势。 关键词：建筑材料；现代建筑；应用 1在现代建筑中应用新型建筑材料的意义 1.1现代建筑的特点 在现代建筑中，由于越来越的地区用地受到限制，加之大城市在发展过程中其高楼大厦的增加，其规模也在不断的扩大，而其容积率和容纳人数等也是现代建筑的特点，这些特点都对新型建筑材料的应用产生一定的影响。故此，在现代的建筑中，随着高层建筑的增加，其高层建筑的问题也随之而来，它的纵向交通容量受到限制，承载能力非常低，而且，面向外部的开放空间面积很小，一旦遇，到紧急情况，就会对其产生较大的压力，进而容易产生安全事故，故此如何解决高层建筑建筑物的安全问题，提高建筑物的安全稳定性是新型建筑材料应用的重要意义。 1.2世界能源紧张 随着世界经济的发展以及人口的增加，世界能源消耗也在逐渐的增加，能源紧张成为世界发展的难题，而城市化的快速发展，使得一些有限的能源和耕地资源也越加紧张，而建筑工程作为一个对能源消耗最大的行业之一，建筑行业加强对新型建筑材料的开发也成为其中的关键。故此，世界能源紧张也成为现代建筑中应用新型建筑材料的重要原因之一。 1.3可持续发展的要求 可持续发展的要求是现代建筑中应用新型材料的重要因素之一。随着世界经济的发展以及人口的增加，人们对能源的消耗也在逐渐的增多，而能源的有限性也决定了当今世界需要朝着可持续发展的方向进行，而建筑行业作为对能源消耗较大的行业之一，在现代建筑施工中应用新型材料对于可持续发展有着重要的意义。 2我国新型建筑材料发展现状 从某个角度来看，建筑材料的单位价格直接关系着建筑工程的造价。建筑材料的单位价格越低，质量越优化，建筑工程的造价成本越少，因此要尽可能挑选物美价廉的建筑材料。这几年来，我国建筑的建筑功能不断改善，建筑风格有所改变，建筑材料也实现了全新的跨越，从传统建筑材料向新型建筑材料过渡。总体来说，新型建筑材料包括如下四种类型：墙体材料、保温材料、防水材料、装修材料。 现如今，节能减排措施充分利用保温隔热材料，打造了社会所需的绿色建筑。防水材料发生新变，新型防水材料不仅具有防水功能，而且与其他产品搭配，形成了一体化的防水体系。 3新型建筑材料在现代建筑中的应用 3.1高强度材料 高强度材料是新型建筑材料的重要一类，其直接减少建筑材料使用量和降低对建筑原材料加工运输的优势使其在现代建筑工程中的应用范围进一步拓宽，为节约资源做出了重要贡献。通常而言，高强度材料主要包括高强高性能混凝土和高强度钢筋两大类。高强高性能混凝土具有强度大、流体性能良好、耐久性强和高体积稳定性佳等优势，能有效用于超高层建筑底层梁柱及大跨度预应力结构中，一定程度上有利于减少重要建筑构件截面尺寸、增大建筑空间使用面积和减轻建筑结构自重，为建筑工程创造更良好的经济效益做铺垫。钢筋作为混凝土结构工程的关键材料，其强度等级直接影响建筑工程结构稳定性和安全性，因此，高强度钢筋的应用为满足现代社会人们对居住空间安全性的高标准提供了重要思路，在建筑结构裂缝控制、变形控制和结构承载力储备方面奠定了重要基础。 3.2高耐久性材料 建筑工程结构耐久性的提升，不仅能有效延长建筑物的实际使用年限，更能在一定程度上降低工程建筑后期的维修费用和重建成本，因此，高耐久性建筑材料的应用在建筑工程行业得到了广泛关注。耐久性混凝土和耐火耐候钢材是高耐久性材料的两大重要内容。众所周知，混凝土材料脆性较大，且易受外界因素影响等而产生结构裂缝和腐蚀等情况，直接影响工程结构安全使用的同时甚至引发安全事故。因此，耐久性混凝土研究逐渐成为建筑业发展和重要内容。耐火耐候钢材具有耐高温、耐严寒和耐腐蚀等优势。耐火钢较普通钢材在高温条件下具有更佳的强度、弹性模量等，而碳素钢中添加微量合金元素所得的耐候钢在耐腐蚀强度方面有着其独特优势。 3.3轻质材料 众所周知，轻质材料的使用在减轻建筑工程结构自重和节约建筑材料、提升工程施工效率等方面具有一定优势。就混凝土结构工程而言，高层建筑和大跨度建筑的发展使得普通混凝土自重大的缺点日益凸显，而解决该问题的重要方式主要为提升混凝土结构强度和发展轻骨料混凝土。轻骨料混凝土是采用轻骨料、水泥和水配制而成的，其表观密度大幅度低于普通骨料，制造成本较普通混凝土增加并不多，同时，其具备的轻质、保温、隔热、耐火和抗震方面的优势却使其在建筑工程结构中具有较大的应用价值。 3.4复合建筑材料 复合建筑材料主要包括纤维混凝土和纤维增强复合材料两大类。超高层建筑和大跨度建筑结构的发展在一定程度上为混凝土、钢材等的组合提供了新的思路，复合材料应运而生。纤维混凝土主要指加入短钢钎维或合成纤维的混凝土，钢纤维材料的加入在一定程度上提升了混凝土的抗拉性能、抗压性能和耐久性等，合成纤维材料的加入则借助降低其水分蒸发而减少了混凝土的塑性裂缝和干缩裂缝。纤维增强复合材料则是在一定比例下将纤维材料、基体材料等混合而制成的建筑材料，和传统建筑材料相比，纤维增强复合材料具备轻质高强、隔热性良好等优势，使其在实际工程中的应用范围进一步拓宽，但该类材料存在着易老化、耐温性较差等劣势，因此需慎重选用。 浅析新材料应用与现代建筑结构技术的创新田晴晴 发表时间：2019-09-20T10:50:08.747Z 来源：《基层建设》2019年第20期作者：田晴晴 [导读] 摘要：对建筑结构技术而言，建筑材料具有非常关键的决定作用，因此在对现代建筑结构技术进行探讨的过程中，必须要时刻关注建筑材料。 泰安市城市建设设计院山东泰安 271000 摘要：对建筑结构技术而言，建筑材料具有非常关键的决定作用，因此在对现代建筑结构技术进行探讨的过程中，必须要时刻关注建筑材料。现如今，社会经济在不断的发展，科学技术在不断的进步，与传统建筑材料相比，现代建筑材料的种类比较丰富，其性能及实用性更加符合社会和现代化的需求，为此，文章主要对建筑材料在建筑结构中的应用进行了分析，探讨了建筑设计中新技术新材料应用原则和应用方法，详细分析了建筑结构设计中技术的创新应用及新材料的应用与结构技术创新。 关键词：新材料；现代建筑；建筑结构技术；创新 前言：随着社会的不断发展，技术的不断进步，我国各个行业的发展速度也在不断加快，尤其是建筑业，在建筑业发展的过程中，技术发展对其最大的影响主要表现在施工材料的选择上，因为技术的进步，相关业界人士研发出了诸多的新型材料，这些新型材料都具有自身独特的优势，所以在建筑工程施工中的应用也十分独特。因为新型材料的出现，所以许多传统材料被其所取代，同事传统的建筑结构技术也得到了相应的改变，突破了传统的建筑结构形式。新型建筑结构的不断涌现，显著的转变了人们的生活方式，为社会的建设注入了新鲜的血液。 1建筑材料在建筑结构中的应用 在建筑结构中应用建筑材料对建筑结构技术的设计观念具有直接的决定性作用，建筑材料的发展历经了不同的发展阶段，在相应的阶段，建筑结构技术也有着不同的发展及创新。 追溯至原始社会，当时的建筑材料很多都是自然所馈赠的石器，建筑结构设计也是在顺应有限的建筑材料的前提下的实用性为主的堆砌过程，所以，方形建筑基本上是原始建筑的构建模式。后来随着建筑材料的发展，建筑工具的持续创新，人们在寻求实用性的前提下，对审美的结构化设计观念更加重视。这就使得建筑结构技术启动了设计上的创新开关。另外，在西方的建筑史上，原始的石器建筑材料对建筑结构技术的应用占据着主导地位，另一关键的分支就是木质材料在建筑中的应用深远的影响着我国建筑架构技术。与石器材料相比，木质材料加工起来比较容易，可塑性比较强，在我国传统建筑结构设计中，木框架结构设计具有十分重要的位置。 时代在更新，社会在进步，建材已不再是以往的自然补给型，科技的飞速发展促使建材逐渐由单一型发展成为复合型，在科学技术发展背景下的技术革命促使诸多材料在传统性能上得到很大的改良。建筑结构设计在钢筋混凝土材料下兼容并包，也在传统的背景下朝着更稳定更高更加多元化的趋势发展。从克服高耸的世纪塔的高度到深埋空间的延伸，在建材的支撑下，建筑结构设计更加全面的运用了建筑空间。但是，由于现代化进程的不断加快，时代对建筑材料的要求越来越严格。 2新技术新材料在建筑设计中的应用准则和应用策略 2.1新技术新材料在建筑设计中的应用准则 相关的设计者在设计房屋建筑期间，一定要高度关注新技术的运用，同时科学的引进一些最新的材料。在设计的过程中最重要的问题就是如何保障设计的科学、合理性，以及想要保障设计质量，必须要秉承的设计准则，以保障设计的可靠性及可行性。在实际设计期间，应秉承经济性原则，简言之，在实际设计过程中务必要考量新技术的运用费用和新材料的购买价格，对新材料、新设计及旧材料的成本进行全面考量，同时对两种不同的设计方案在实施后所生产的一定量消耗进行比较分析，秉承经济环保及绿色节能原则，对设计方案的可靠性及可行性进行保障。 2.2新技术新材料在建筑设计中的应用策略 在建筑设计中应用新材料新技术时，必须要关注材料的应用策略，材料的运用不是需要用了，就在工程施工中对其进行应用，这样的应用策略是非常不合理的。在具体工程施工中，相关施工人员要对材料的总体性能及参数进行综合考量及分析，结合建筑总体设计需求，借助一些可行性的设计方案，对施工材料进行科学、合理的选择。施工人员还要在确定使用这些材料后，进一步加强研究材料的性能，对新材料的使用所能带来的便利条件进行综合分析。对此务必要对多方面因素进行全面考量，注重建筑的环保应用及人性化设计，创建一个完整的建筑设计。 3建筑结构设计中技术的创新应用 3.1生态技术的创新应用 关注建筑与生态环境之间的交流，对建筑与生态环境的和谐进行有效的保障，即生态技术。传统的建筑设计对建筑内部空间较为重视，在设计期间通常会隔绝建筑内部空间与外部之间的联系，这样即使可以显著的遮风挡雨，但是却与现代生态设计理念相背离。在现代建筑设计中，应对建筑与自然环境的和谐进行高度重视，还应对附近的自然环节和生态元素尽可能的利用，营造一个与自然更加贴合的建筑现状。此外，在建筑设计期间，还应对部分电器的使用频率尽可能的减少，特别是一些大型电器如空调等，应将建筑的遮阳设计和保温设计做好，现如今在建筑屋面及外墙添加保温板是经常用到的建筑保温设计，这样能对建筑的保温性进行有效保障，降低使用空调的频率，温室气体的排放也会被减少。 3.2环保技术的创新应用 与生态技术的概念相似，环保技术也是为了对建筑的绿色和谐进行保障，但是生态技术与环保技术也有着很大的区别，实质上的区别就是一个是为了保护环境而修改建筑设计方案，另一个则是以建筑为中心向生态环境靠拢。在建筑设计中，环保技术的应用十分广泛，实际上涵盖了一系列因素如新能源、保温、低污染等。对环保技术进行合理应用，能显著降低能源的消耗，避免环境受到污染。 4新材料的应用与现代建筑结构技术的创新 现如今，中国建材正逐渐地由传统的材料转变为现代化的新型材料，在此期间国内的建材市场不断涌现出各样的新型材料，并开始在各类建筑中被广泛应用，这与现代建筑施工的各种要求相吻合。除了要符合结构可靠牢固的需求外，新型建材还要具备一定的创新性，以便与现代设计的发展要求相一致。最近几年，由于我国人口数量的快速增加，各项资源的研发力度持续加大，对于今后社会的发展需求，现有的资源已经不能对其进行满足。因此务必要对建筑业的发展方式进行第一时间转变，强化研究及应用新型材料的力度。在现阶段的新 工程材料的应用 工程材料之—金刚石 编者：王成摘要：金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻 石，它是一种由纯碳组成的矿物。金刚石是自然界中最坚硬的物质。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。碳可以在高温、高压下形成 金刚石。 关键词：金刚石，产地，构造 金刚石有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。它们可以是透明的，也可以是半透明或不透明。多数金刚石大多带些黄色。金刚石的折射率非常高，色散性能也很强，这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。金刚石原生矿仅产出于金伯利岩筒或少数钾镁煌斑岩中。金伯利岩等是它们的原生地岩石，其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。金刚石一般为粒状。如果将金刚石加热到1000℃时，它会缓慢地变成石墨。 金刚石与石墨同属于碳的单质。是一种具有超硬、耐磨、热敏、传热导、半导体及透远等优异的物理性能，素有“硬度之王”和宝石之王的美称，金刚石的结晶体的角度是54度44分8秒。上个世纪50 年代，美国以石墨为原料，在高温高压下成功制造出人造金刚石。现在人造金刚石已经广泛用于生产和生活中，虽然造出大颗粒的金刚石还很困难（所以大颗粒的天然金刚石仍然价值连城），但是已经可以制成了金刚石的薄膜。 中国也拥有制造金刚石的技术，但最大也不过0.2克拉左右。 引用亚洲宝石协会（GIG）报告：金刚石的化学成分为C，与石墨同是碳的同质多象变体。在矿物化学组成中，总含有Si、Mg、Al、Ca、Mn、Ni等元素，并常含有Na、B、Cu、Fe、Co、Cr、Ti、N等杂质元素，以及碳水化合物。 金刚石矿物晶体构造属等轴晶系同极键四面体型构造。碳原子位于四面体的角顶及中心，具有高度的对称性。单位晶胞中碳原子间以同极键相连结，距离为154pm。常见晶形有八面体、菱形十二面体、立方体、四面体和六八面体等。 金刚石的硬度是刚玉的4倍，石英的8倍。详细绝对硬度如下：金刚石10000-2500刚玉2500-2100石英1550-1200。 矿物性脆，贝壳状或参差状断口，在不大的冲击力下会沿晶体解理面裂开，具有平行八面体的中等或完全解理，平行十二面体的不完全解理。矿物质纯，密度一般为3 470-3 金刚石的颜色取决于纯净程度、所含杂质元素的种类和含量，极纯净者无色，一般多呈不同程度的黄、褐、灰、绿、蓝、乳白和紫色等；纯净者透明，含杂质的半透明或不透明；在阴极射线、X射线和紫外线下，会发出不同的绿色、天蓝、紫色、黄绿色等色的 现代设计方法 现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托,以多种科学方法及技术为手段,研究、改进、创造产品和工艺等活动过程所用到的技术和知识群体的总称。 现代设计方法有:并行设计、虚拟设计、绿色设计、可靠性设计、智能优化设计、计算机辅助设计、动态设计、模块化设计、计算机仿真设计、人机学设计、摩擦学设计、反求设计、疲劳设计。 一、并行设计 并行设计是一种对产品及其相关过程(包括设计制造过程和相关的支持过程)进行并行和集成设计的系统化工作模式。强调产品开发人员一开始就考虑产品从概念设计到消亡的整个生命周期里的所有相关因素的影响，把一切可能产生的错误、矛盾和冲突尽可能及早地发现和解决，以缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品质量。 二、虚拟设计 在达到产品并行的目的以后，为了使产品一次设计成功，减少反复，往往会采用仿真技术，而对机电产品模型的建立和仿真又属于是虚拟设计的范畴。所谓的虚拟制造(也叫拟实制造)指的是利用仿真技术、信息技术、计算机技术和现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，发现制造过程中可能出现的问题，在真实制造以前，解决这些问题，以缩减产品上市的时间，降低产品开发、制造成本，并提高产品的市场竞争力。 三、绿色设计 绿色设计是指以环境资源保护为核心概念的设计过程，其基本思想就是在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳人产品设计之中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求使产品对环境的影响为最小。 产品设计的基本流程为：市场调研--草图构思--方案设计。 四、可靠性设计 机电产品的可靠性设计可定义为:产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。可靠性设计是以概率论为数学基础，从统计学的角度去观察偶然事件，并从偶然事件中找出其某些必然发生的规律，而这些规律一般反映了在随机变量与随机变量发生的可能性(概率)之间的关系。用来描述这种关系的模型很多，如正态分布模型、指数分布模和威尔分布模型。 五、智能优化设计 随着与机电一体化相关技术不断的发展，以及机电一体化技术的广泛使用，我们面临的将是越来越复杂的机电系统。解决复杂系统的出路在于使用智能优化的设计手段。智能优化设计突破了传统的优化设计的局限，它更强调人工智能在优化设计中的作用。智能优化设计应该以计算机为实现手段，与控制论、信息论、决策论相结合，使现代机电产品具有自学习、自组织、自适应的能力，其创造性在于借助三维图形，智能化软件和多媒体工具等对产品进行开发设计。 六、计算机辅助设计 机械计算机辅助设计（机械CAD）技术，是在一定的计算机辅助设计平台上，对所设计的机械零、部件，输入要达到的技术参数，由计算机进行强度，刚度，稳定性校核，然后输出标准的机械图纸，简化了大量人工计算及绘图，效率比人工提高几十倍甚至更多。 七、动态设计 动态设计法是在计算参数难以准确确定、设计理论和方法带有经验性和类比性时，根据施工 第一章材料的性能 1-1什么是金属材料的力学性能？金属材料的力学性能包含哪些面? 所谓力学性能，是指材料抵抗外力作用所显示的性能。力学性能包括强度刚度硬度塑性韧性和疲劳强度等 1-2什么是强度？在拉伸试验中衡量金属强度的主要指标有哪些？他们在工程应用上有什么意义？ 强度是指材料在外力作用下，抵抗变形或断裂的能力。在拉伸试验中衡量金属强度的主要指标有屈服强度和抗拉强度。 屈服强度的意义在于：在一般机械零件在发生少量塑性变形后，零件精度降低或其它零件的相对配合受到影响而造成失效，所以屈服强度就成为零件设计时的主要依据之一。 抗拉强度的意义在于：抗拉强度是表示材料抵抗大量均匀塑性变形的能力。脆性材料在拉伸过程中，一般不产生颈缩现象，因此，抗拉强度就是材料的断裂强度，它表示材料抵抗断裂的能力。抗拉强度是零件设计时的重要依据之一。1-3什么是塑性？在拉伸试验中衡量塑性的指标有哪些？ 塑性是指材料在载荷作用下发生永久变形而又不破坏其完整性的能力。拉伸试验中衡量塑性的指标有延伸率和断面收缩率。 1-4什么是硬度？指出测定金属硬度的常用法和各自的优缺点。 硬度是指材料局部抵抗硬物压入其表面的能力。生产中测定硬度最常用的法有是压入法，应用较多的布氏硬度洛氏硬度和维氏硬度等试验法。 布氏硬度试验法的优点：因压痕面积较大，能反映出较大围被测试材料的平 均硬度，故实验结果较精确，特别适用于测定灰铸铁轴承合金等具有粗大经理或组成相得金属材料的硬度；压痕较大的另一个优点是试验数据稳定，重复性强。其缺点是对不同材料需要换不同直径的压头和改变试验力，压痕直径的测量也比较麻烦；因压痕大，不以测试成品和薄片金属的硬度。 洛氏硬度试验法的优点是：操作循序简便，硬度值可直接读出；压痕和较小，可在工件上进行试验；采用不同标尺可测定各种软硬不同的金属厚薄不一的式样的硬度，因而广泛用于热处理质量检验。其缺点是：因压痕较小，对组织比较粗大且不均匀的材料，测得的结果不够准确；此外，用不同标尺测得的硬度值彼此没有联系，不能直接进行比较。 维氏硬度试验法的优点是：不存在布氏硬度试验时要求试验力与压头直径之间满足所规定条件的约束，也不洛氏硬度试验是不同标尺的硬度无法统一的弊端，硬度值较为精确。唯一缺点是硬度值需要通过测量压痕对角线长度后才能进行计算或查表，因此工作效率比洛氏硬度低得多。 1-5在下面几种情况下，该用什么法来测试硬度？写出硬度符号。 （1）检查锉刀、钻头成品硬度；（2）检查材料库中钢材硬度；（3）检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层；（4）黄铜轴套；（5）硬质合金刀片； （1）检查锉刀、钻头成品硬度采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。 （2）检查材料库中钢材硬度采用布氏硬度试验来测定，硬度值符号HBW。 （3）检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层硬度采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。 （4）黄铜轴套硬度采用布氏硬度试验来测定，硬度值符号HBW。 （5）硬质合金刀片采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。 探析现代新型建筑材料的特点 【摘要】随着科学技术的发展，构成建筑的基本物质要素——建筑材料也在发展变化。新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料。现代新型建筑材料首先要具有时代性才能符合现代建筑的要求;其次要节能环保，符合生态化特点才能有利于 社会的发展。 【关键词】新型建筑材料特点生态 建筑是时代的橱窗，构成建筑的基本物质要素——建筑材料，也就按着时代的脉搏而呈现出自己的价值。几千年来，建筑材料产品有了长足的进展，从最早的土坯发展到现在门类繁多，充满技术含量。各个历史时代都有代表各个时代风貌的建筑，也有与之相匹配的建筑材料。随着时代的变化，建筑物的风格、功能以及人们对它的要求都有很大的不同，因此新型的建筑材料也会相应的出现。 新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料，主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料。我国新型建材工业是伴随着改革开放的不断深入而发展起来的，从 1979—1998年是我国新型建材发展的重要历史时期。经过20年的发展，我国新型建材工业基本完成了从无到有、从小到大的发展过程，在全国范 围内形成了一个新兴的行业，成为建材工业中重要产品门类和新的经济增长点。经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高，给新型建材的发展提供了良好的机遇和广阔的市场。目前，全国新型建材企业星罗棋布，在市场需求的带动下，已经形成了全国范围的建材流通网;大部分国外产品我国已能生产，三星宾馆所需的新型建筑材料国内已能自给;不 同档次、不同花色品种装饰装修材料的发展，为改善我国城乡人民居住条件、改变城市面貌提供了材料保证。我国已形成了新型建材科研、设计、教育、生产、施工、流通的专业队伍。但是，一种现代新型的建筑材料应该具备怎样的特性才能让人们感觉更舒适，才能适合时代的要求呢?只有充分考虑了以下这些因素才能让新型材料得到有效发展。 一、具有时代价值 一位日本学者在讲学时曾经说过，最好的建筑材料是土坯，他是在分析了各种现有建筑材料功能的优缺点之后，不无感慨地做出了这样的评论的。土坯是人类从筑巢而居时就开始利用普通的黏土做建筑材料，兼有保温、吸湿、透气等特性，更适合人体要求，人住在土坯房屋里比住在混凝土房屋里或者砖房里舒适得多，所以这位日本学者的话具有一定的道理。 但是，虽然土坯具有这样的优点，可还是遭到了人们的抛弃。因为现代建筑已经不能仅仅满足居住的功能了，现代建筑是人类技术进步的集合体。除了保温、吸湿、透气这些 新型建筑材料应用科普 学号：17080140215 姓名：刘孝林 随着科学技术的发展，学科的交叉及多元化产生了新的技术和工艺。这些前沿的技术艺在建筑材料的研制开发中被越来越多的应用，促使建筑材料的发展日新月异。目前，在建筑工程中，使用新型材料十分重要，不仅可以增添建筑施工的技术含量，也能提高工程质量。新型建筑材料一般都具有绿化、节能、工业化等特点，对其正确的推广使用，不仅能提高建筑整体适用性，也能推动建筑工程向可持续方向发展。 一．新型建筑材料的诞生及特点 1、新型建筑材料的诞生 随着社会的发展及人民生活水平的不断提高，建筑物的使用功能也在不断丰富，从最基本的安全、适用，发展到当今的轻质高强、抗震、高耐久性、无毒环保、节能等诸多新的功能要求，对建筑材料的研究也发生了转变，从被动的以研究应用为主转向开发新功能、多功能的新型材料。新型建筑材料的诞生推动了建筑设计方法和施工工艺的变化，而新的建筑设计方法和施工工艺对建筑材料品种和质量也提出了更高和多样化的要求。“新型建筑材料”简称新型建材，是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品种，行业内已经对新型建筑材料的范围作了明确的界定，即新型建筑材料主要包括新型墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料和新型建筑装饰材料四大类。在未来的建筑行业中，新型建筑材料在生产工艺及性能等诸多方面都将会面临着严峻的挑战。 2、新型建筑材料的特点 新型建筑材料具有轻质、高强度、保温、节能、节土、装饰等优良特性。采用新型建筑材料不但能大大改善房屋功能，还可以使建筑物内外更具有现代气息，满足人们的审美要求。有的新型建筑材料可以显著减轻建筑物自重，为推广轻型建筑结构创造条件，推动了建筑施工技术实现现代化，同时也加快了建房速度。 二．新型材料的大概介绍 新型建筑材料是和传统的砖瓦、灰砂石等建筑材料相区别的新品种，包括的品种和门类很多。而新型建筑材料可以从多方面来分类。从新型建筑材料的功能上分，主要可以分为墙体材料、装饰材料、门窗材料、保温材料、防水材料、粘结和密封材料等等。 1.从新型建筑材料的材质上分，不但有天然材料，还有化学材料、金属材料、非金属材料等等。建筑材料可以分为以下几类： 1.1化学建材 近几年来，化学建材作为新兴产业取得长足进步和迅猛发展。化学建材是由高聚物加工或用高聚物对传统材料改性所制成的建筑材料的统称。化学建材产品具有较好的防腐蚀性能、自重轻、施工方便、生产能耗低等特点。在工程建设、城市和村镇建设中被广泛使用，产生了显著的社会和经济效益。随着建筑业成为国民经济支柱产业之一以及住宅产业的快速发展，建筑用塑料管材发展迅猛。塑料管材以其生产能耗低、环境污染小、产品性能好等优势，日益受到消费者的重视。有关专家预期，到2015年，全国新建住宅的排水管、给水管、热水供应和供暖管将有85%的产品使用新型塑料管材，并基本淘汰传统的铸铁管、镀锌钢管。村镇供水管道的塑料管使用量将达到90%。城市排水管道的塑料管使用量为50%4。据报道，目前全国已有20多个省市推广应用这种产品。可以预见，新型环保塑料管材将逐步替代焊接管和铸铁管。 1.2、水泥 1985年以来，我国的水泥产量一直高居世界第一。日前国内已进行普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥等5大系列通 《机械工程材料应用》教案 项目一工程材料与机械制造过程 课题：材料的发展过程分类及发展趋势（4课时） 导入：教师以教材“问题”进行课程的始学教育，举出身边某制品或零件，说出是什么材料制造的，为何选用这种材料 教学目标：1.了解机械工程材料及其分类； 2. 了解机械工程材料的发展过程； 3. 了解机械制造过程； 4. 了解机械工程材料在机械制造过程中的地位和作用 前测：什么是机械工程材料你所知道的机械制造过程有哪些 教学过程： 【板书】一.材料的简要发展过程 材料是人类文明和技术进步的重要标志。 石器时代→青铜器时代→铁器时代→钢铁时代→新材料时代 1、司母戊大鼎发掘历史； 2、新型材料（航空航天材料）。 【讲解】在浩瀚的材料世界里，金属材料是一个最大的王国。最早，我们人类使用的金属材料主要是天然产品。（穿插讲解材料史话）经历了石器时代、青铜器时代和铁器时代的漫长历史过程后，在冶金技术的推动下，我们又从钢铁时代迈进了新材料时代。在人类文明历程中，金属材料对推动社会的发展，促进文明的进步，丰富文化的内容，改变人们的生活方式发挥了巨大作用。当今世界，金属材料已成为工农业生产、人民生活、科学技术和国防发展的重要物质基础。离开了金属材料的“钢筋铁骨”，桥梁将断，舰艇将毁，大厦将倾，工厂将停…… 二、了解机械工程材料的分类及发展过程 1 、定义机械工程材料主要指用于机械工程、电器工程、建筑工程、化工工程、航空航天工程等领域的材料。 2、分类（按化学成分分类） 金属材料 (综合性能好，用量最大、应用范围最广) 【设问】同学们在平时的生活中看到过哪些金属（纯金属） 【板书】1．金属：如铁、铜、铝、金、银等，共有90种。常温下为固体（除汞外）。 【设问】金属与非金属比较有哪些特性 【板书】2．金属特性： 具有金属光泽；（铁、铝等大多数金属为银白色，铜为紫红色，金为黄色） 机械工程材料及应用教案王纪安1-2 《机械工程材料应用》教案 项目一工程材料与机械制造过程 课题：材料的发展过程分类及发展趋势（4课时） 导入：教师以教材“问题”进行课程的始学教育，举出身边某制品或零件，说出是什么材料制造的，为何选用这种材料？ 教学目标：1.了解机械工程材料及其分类； 2. 了解机械工程材料的发展过程； 3. 了解机械制造过程； 4. 了解机械工程材料在机械制造过程中的地位和作用 前测：什么是机械工程材料？你所知道的机械制造过程有哪些？ 教学过程： 【板书】一.材料的简要发展过程 材料是人类文明和技术进步的重要标志。 石器时代→青铜器时代→铁器时代→钢铁时代→新材料时代 1、司母戊大鼎发掘历史； 2、新型材料（航空航天材料）。 【讲解】在浩瀚的材料世界里，金属材料是一个最大的王国。最早，我们人类使用的金属材料主要是天然产品。（穿插讲解材料史话）经历了石器时代、青铜器时代和铁器时代的漫长历史过程后，在冶金技术的推动下，我们又从钢铁时代迈进了新材料时代。在人类文明历程中，金属材料对推动社会的发展，促进文明的进步，丰富文化的内容，改变人们的生活方式发挥了巨大作用。当今世界，金属材料已成为工农业生产、人民生活、科学技术和国防发展的重要物质基础。离开了金属材料的“钢筋铁骨”，桥梁将断，舰艇将毁，大厦将倾，工厂将停…… 二、了解机械工程材料的分类及发展过程 1 、定义机械工程材料主要指用于机械工程、电器工程、建筑工程、化工工程、航空航天工程等领域的材料。 2、分类（按化学成分分类） 金属材料 (综合性能好，用量最大、应用范围最广) 【设问】同学们在平时的生活中看到过哪些金属（纯金属）？ 【板书】1．金属：如铁、铜、铝、金、银等，共有90种。常温下为固体（除汞外）。 【设问】金属与非金属比较有哪些特性？ 【板书】2．金属特性： 具有金属光泽；（铁、铝等大多数金属为银白色，铜为紫红色，金为黄色） 有良好的导电性和导热性；（铜、铝是优良的导电体） 有一定的强度和塑性。 工程材料及其应用 工程材料及其应用测试题 一、填空题 1、机械零件选材的基本原则有使用性能原则、工艺性原则、经济性原则 2、现今意义上的陶瓷材料是指各种无机非金属材料统称。 3、高分子材料主要包括工程塑料、合成纤维、橡胶和胶粘剂。 4、腐蚀失效包括应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳、氢致开裂等。 5、填出下列性能指标符号名称：。s屈服强度b抗拉强度，9 断面收缩率， HRC洛氏硬度，HBS布氏硬度，HV维氏硬度。 6、碳基复合材料的增强相主要是纤维，该类材料除具有碳和石墨的特点外还有优越的综合性能，是很好的工程材料，耐温高达 2800°C 。 7、根据石墨形态，铸铁可分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁。 其中，球墨铸铁有球状石墨。 &按钢中合金元素含量，可将合金钢分为低合金钢、中合金刚、高合金钢几类。 9、H T250卑号中“ HT表示灰口铸铁，数字“ 250”表示最小抗拉强度值。 10、高分子材料的聚集状态有玻璃态、高弹态、沾流态三种。 11、填出下列钢组织代号名称：F 铁素体，P珠光体，S索氏体，M 马氏体，A奥氏体。 12、纯铁在室温条件下的晶体结构是体心立方晶格，在912 C以 上转变为 面心立方晶格。固态金属随温度的不同发生的晶体结构转变称 为同素异构转变。 氯乙烯、尼龙、有机玻璃 14、 HT2O0卑号中“HT表示灰口铸铁，数字“ 200”表示最小 抗拉强度值。 15、滑移的本质是位错运动的结果。 16、高分子材料的老化，在结构上是发生了交联和降解。 17、机械设计时常用抗拉强度，屈服强度两种强度指标。 18、一般工程结构用金属是多晶体，在各个方向上的性能相 同，这就是实际金属的各向同性现象。 新型材料的现状及发展 【摘要】介绍了21世纪各种材料的发展状况，特别是新型材料在新的领域及各个领域所起到的作用，简要分析了各种材料的性能，优缺点及发展方向。 【关键词】新型材料；材料性能；发展方向 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。20世纪70年代人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。80年代以高技术群为代表的新技术革命，又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。材料则直接影响产品的性能和寿命，是现代工业、农业、国防工业及科学技术等飞速发展的先决条件。因此材料与国民经济建设、国防建设和人民生活密切相关。 一．金属材料 金属材料，它经历了长期的研究发展过程，它具有工艺成熟、质量稳定、性能优良、价格低廉等优点，相对于陶瓷材料和高分子材料来说，它具有很大的优势，是人类使用较为广泛的材料，尤其是新型金属材料新型金属材料种类繁多如金属纳米、准晶、超细晶材料等，作为具有优异特性的高技术新型金属材料，愈来愈显示出重要的应用前景。 另外还有许多其它的新型金属材料，如: 1.形状记忆合金 形状记忆合金是一种新的功能金属材料，用这种合金做成的金属丝，即使将它揉成一团，但只要达到某个温度，它便能在瞬间恢复原来的形状形状记忆合金所具有这种特殊形状记忆功能，被广泛地应用于卫星、航空、生物上程、医药、能源和自动化等方面。 但是，这种合金的造价过于昂贵，而且形状变化不能过于频繁。最重要的是这个种类的合金都有一个类似于最高记忆温度的存在，超过了那个临界温度，可能导致合金完全失效。 2.金属塑料 长期以来，在国际科学界，如何让金属材料具有塑料的玻璃形成能力一直是一个焦点问题。由我国科学家研制的“金属塑料”，结合了金属与塑料的部分特性，在开水中就可以像橡皮泥一样，很容易进行变形处理。当温度降到室温，它又恢复了一般金属玻璃所具有的优良性能。 我国科学院物理研究所汪卫华研究小组在国家自然科学基金的支持下，经过多年努力，研制出这种具有广阔应用前景的新型材料。有关专家评价说，这种“金属塑料”在很多领域都具有重大的应用和研究价值，可作为纳米、微米加工和复写的优良材料，将来可使汽车部件像塑料一样便宜。 3.敷钛板 本实用新型涉及一种敷钛板层状产品。其结构特点是由钛薄层１、锌薄层２、基材钢板３、锌薄层４、钛薄层５依次复合为一个整体。优点主要是具有良好的防腐蚀性，美观持久性，是钛材、不锈钢材在某些领域（如化工、家电、机械）的较好替代品，也是进口敷铝锌板的理想代用品。缺点是价格较高，而且钛金属较为稀缺。 二．非金属材料的发展和应用 新型材料不断崛起，各种非金属材料（高分子材料、陶瓷材料及不同类型材料所组成的复合材料等)的发展达到了前所末有的速度。对建筑工程新型材料的发展现状及应用分析
新技术新产品新工艺新材料应用
新型建筑材料在现代建筑中的应用研究
浅析新材料应用与现代建筑结构技术的创新 田晴晴
工程材料的应用
现代设计方法3000字总结
工程材料及其应用课后答案(西交)
探析现代新型建筑材料的特点
新型建筑材料在现代建筑中的应用分析
机械工程材料及应用教案王纪安1-2
机械工程材料及应用教案王纪安1-2知识分享
工程材料及其应用
新型材料的现状及发展