工程材料的发展篇1
关键词：装饰工程；新材料；新工艺；发展；综述
在世界建筑体系中，中国古代建筑是源远流长的独立发展的体系。该体系早在3000多年前的殷商时期就已初步形成，其风格优雅，结构灵巧。中国古代建筑的发展大致经历了原始社会、商周、秦汉、三国两晋南北朝、隋唐五代、宋辽金元、明清7个时期。直至20世纪，始终保持着自己独特的结构和布局原则，而且传播、影响到其他国家。那么对于装饰材料来说，同样是与建筑的发展随之发展起来的。
总体说来，中国古代皇家建筑是以白色台基、红墙黄瓦呼应蓝天绿树，原色的对比十分强烈。而暖色的建筑与冷色的檐下彩画又构成色彩的冷暖对比，整体色彩格调显得富丽堂皇。而古代民居则以白墙、灰瓦，绿色和粟色的梁架与自然环境形成了鲜明的色彩对比，显出自然质朴和秀丽淡雅的色彩格调。对建筑装饰材料来说其发展也同建筑事业的发展而相应的有所提高和创新，这不仅仅是当时建筑装饰行业的一个有力代表而且基于中国建筑事业的发展可以提炼出对后世影响较为可靠的信息和根据[1]。
可见，装饰材料的发展与建筑的发展密切相关，同时又收到科技进步和经济、社会等各方面的影响；在当前多元化发展的背景下，新材料新工艺的出现，能够更大化地满足人们多元化的需求。
一装饰工程新材料新工艺的内涵探析
1.装饰工程新材料新工艺的概念
所谓新材料主要是指新近发展的或正在研发的性能超群的一些材料，具有比传统材料更为优异性能的一类材料。新材料新技术则是按照人的意志，通过物理研究、化学研究、材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程，总结创造出能满足各种需要的新型材料的技术。新材料新技术既是当代装饰行业的重要的组成部分同时又是发展装饰行业的重要突破口，新材料的研发和使用，新技术的创新和应用都是至关重要的，这两点不仅仅是我们设计者要提高认识的，同样对于施工单位以及材料的研发单位都是非常重要的。
2.装饰工程新材料新工艺的性质
所有的装饰材料都具有自身的性质特点但对于新型的装饰材料的具有更为重要的特点。因为在提倡节能环保的今天，优质新型的装饰材料是经过多年研究的成果，并且也在多年装饰施工历程中总结提炼出的较为合理达标的装饰材料。新型材料在节能环保方面的优势较为明显，随着人们对装饰材料性能与结构的研究与认识，装饰材料的基本本质已被人们掌握，并通过新工艺、新技术等技术手段，在日益成熟的现代材料设计理论的指导下，可以创造出更多性能更好的新型装饰材料。归纳总结，除具有传统材料的优良性质，新型装饰材料还具有安装省工省时、节能环保等性质。
二装饰工程新材料新工艺的特点及表现形式
1.装饰工程新材料新工艺的特点
新材料新工艺在如今的施工项目中发挥出其性质特点。主要体现在：（1）新材料新工艺既是传统材料与工艺的延续，同时也是研发新材料推广新技术以达到改善传统材料和工艺的目标。（2）随着高新技术的发展，新材料与传统材料产业结合日益紧密，产业结构已呈现出横向扩散的特点。传统材料产业正向新材料产业逐渐拓展，世界上很多著名的新材料生产加工企业都同时利用早期积累的大规模生产技术，生产力以及充足的货币资金投入新材料的研发和加工生产领域。这是历史必然的发展规律。（3）基于建设市场的兴盛发展，市场对于新材料的需求极为旺盛，同时也就形成了产业规模的急剧扩大，随着社会科学技术的进步和新兴产业的快速发展，对新材料需求的种类和数量都大大的增加了，新材料的市场需求前景十分看好。（4）新材料发展与生态环境及资源的协调性倍受人们关注，在高速发展世界经济的前提下，各国目前都不得不面对资源、环境和人口的巨大压力，世界各国都在不断加大绿色环境材料及其相关领域材料的研发的力度，政府可以通过政策、资金等方面都给予最大的支持。在目前经济全球化日益加强的背景下，能否在世界不同的地方对同一材料采用相同的标准把关是至关重要的。各国材料及其产品数据标准不一致将会引起混乱。可以直接导致低效并增加成本，不利于市场应用的国际化。因此对材料的使用者和供应商用说，不同的国家以相同方式测试材料特性是非常重要的、对于市场上的新材料，这种要求尤其强烈。
材料的生态环境化是材料及其产业在资源和环境问题制约下满足经济可承受性、实现可持续发展的必然选择。开发新材料将更加重视从生产到使用的全过程对环境的影响，资源保护、生产制备过程的污染和能耗、使用性能和回收再利用的问题。生态环境材料的三个特征是优异性能并节省资源、减少污染和再生利用。目的是实现资源、材料的有机统一和优化配置，达到资源的高度综合利用以获得最大的资源效益和环境效益，为形成循环型社会的材料生产体系奠定基础。新材料向多功能、智能化方向发展，开发与应用联系更加紧密。21世纪，新材料材料技术的突破将在很大程度上使材料产品实现智能化、多功能化、环保、复合化、低成本化、长寿命及按用户进行订制。这些产品会加快信息产业和生物技术的革命性进展，也能够给制造业、服务业及人们生活方式带来重要影响。总体来说，新材料的发展正从革新走向革命，开发周期正在缩短，创新性已经成为新材料发展的灵魂。
同时新材料的开发与应用联系更加紧密，针对特定的应用目的开发新材料可以加快研制速度，提高材料的使用性能，便于新材料迅速走向实际应用，并且可以减少材料的“性能浪费”，从而节约了资源。
2.装饰工程新材料新工艺的表现形式
（1）装饰工程新材料新工艺的美学表现
对于新材料新工艺的美学表现来说。新材料的应用是比传统材料具有优势的材料。新材料的设计制造上是采用较为先进的工艺制作的，也同时是经过多年的推敲研发而成的材料，美感上是具有很强的优势的[2]。首先是在视觉上，新材料的研发及工艺使其在视觉美感上很突出；其次是在触觉上，新材料是的触感上是具有强势的，用色慎重而大胆[3]。
（2）装饰工程新材料新工艺的功能表现
新材料按性能特征可分为新型结构材料和新型功能材料两大类：结构材料是以力学性能为基础的材料，用于制造各种结构，简单的说就是受力，因此新型结构材料主要是在物理性能改良，例如强度、延展、硬度、韧性、弹性等，或是耐热性、抗腐蚀性；功能材料是指表现出力学性能以外的电、磁、光、生物、化学等特殊性质的材料，主要用于完成某种特殊功能。按材质则可以分为四大类：金属材料、无机非金属材料、高分子材料和先进复合材料[4]。
三结束语：装饰工程新材料新工艺的应用前景
装饰工程新材料新工艺的应用范围是非常广泛的，在当今高速发展的社会形式下，建筑及室内设计行业发展也同时随之具有较快的发展，与此同时新材料新工艺的应用范围也越来越拓展开来，在建筑行业的引领下，新材料新工艺的应用凸显出来，新材料新工艺应用在建筑行业里的所有各项专业中，诸如：建筑及景观工程，室内装饰工程，给排水工程，强弱电工程计，空调系统工程，消防系统工程，监控系统工程等。由此可见，装饰工程新材料新工艺的应用范围和前景是非常广阔的。
当然，由于装饰工程新材料新工艺有其自身的特点，因此，在装饰工程中应用新材料新工艺时，需要区别对待。对于装饰工程新材料新工艺的应用方法来说，应根据项目可以进行较为具体的探讨，不同的项目具有不同特点，其应用方法也一定是不尽相同。
参考文献
[1]林挺.古为中用洋为今用―浅谈材料在中国现代地域性室内设计中的应用.艺术与设计（理论），2009年02期
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工程材料的发展篇2
关键词：复合材料；土木工程；应用
【中图分类号】tU599；tB332
复合材料的应用为我国土木工程的建筑效率和质量都带了极为可观的价值和作用。在我国土木工程中应用最广的复合材料主要是纤维增强复合材料。探讨新材料在土木工程中的应用情况，不仅能够增强我国传统行业的消化能力，也能够为我国相关产业的快速发展带来比较适合的突破口。
一、土工土木工程复合材料特点
1、多种材料性能
复合材料是由多种物质组成的新型材料，被广泛运用于建筑业，主要是由于复合材料可以表现出各种组成材料的优点，复合材料的研发使得一种材料具有多种性能，并且具备天然材料不具备的性能，这种集多种优势于一身的新型工业材料，解决了建筑业材料的合理利用问题。
2、良好力学性能
选材不同使得复合材料力学性能的设计范围很大，例如拉伸强度超过建筑钢可达1000mpa的单向玻纤增强环氧复合材料。使用碳纤维作为增强材料，可以制得密度比钢材小4―5倍，而弹性模量可以达到建筑钢材水平的树脂基复合材料。
3、材料可设计性强
根据土木建筑中对材料性能的选择，譬如对耐水和防腐性能要求，人们可以选择可依据建筑需求进行设计和加工的复合材料。对于结构复杂和工程量较大的建筑，为节约成本，快速高效的完成建筑制品，重量轻且制造方便的复合材料成为土木建筑基础结构中所需材料的首选。
4、材料可塑性强
在土木建筑基础结构中，人们已经不能仅仅满足于材料的性能，建筑学中人们也注重建筑物的协调美观和艺术价值，复合材料的可塑性强，可以按照人们的需要设计出各种形状，并且不需要多次加工工序就可以实现这一目标。
5、良好透光性
复合材料玻璃钢的透光率与玻璃相似，可达85%以上，由于它坚韧不易碎且能承受超大的负荷，加之具有较强的可塑性，通常根据实际需求被综合加工成建筑行业所需的建筑材料，从而达到节约资源、降低成本的目的。
6、隔音性强
随着工业的发展，人们的日常生活往往受到噪音污染，噪音污染会严重影响人们的睡眠质量和身心健康，隔音效果的好坏依然成为评论建筑物质量的标准之一。隔音效果好的传统建筑材料笨重，隔热性能差，在安装和运输上都很不便，但复合材料能够起到削弱振动音波及船舶音波的作用，经过专门的夹层设计既能达到隔音效果，又能达到隔热效果，并且复合材料材质很轻，在运输和安装方面也很方便，解决了建筑工程中材料隔音效果差的问题。
二、复合材料在土木工程中应用
1、混凝土组合结构
自从钢和混凝土组合成功，形成了一种新型结构之后，受到此类结构的影响和启发，在考虑到经济性的前提下混凝土和复合材料的组合概念逐渐成为了一个具有较大发展潜力和可行性的解决方案。目前，该领域的研究主要集中在将复合材料外包混凝土上，这种形式在一定程度上与钢管混凝土存在很大相似性。并且已经有学者开始研究此类体系，并且将GFRp的外壳填充到混凝土替换桥的主梁，支撑由复合材料组合而成的桥面板。这种组合模式能够有效将复合材料与混凝土的性能优势得以最大限度发挥，具有高强度、低重量以及高刚度和成本低的良性特征，使得此类结构在建筑行业中得到广泛应用。
2、纯复合材料的大型结构
对于复合材料的功能来讲，其具有良好的多功能和可制造特点，这也使得在一些功能要求抗腐蚀或磁电屏蔽的特殊建筑中可以对复合材料加以应用。例如在一些电磁实验操作的建筑结构或一些感光电路金属板房间，到目前为止已经完成的纯复合材料建筑当属苹果计算机公司的电磁干涉实验室。
3、复合材料在负载环境下部结构中的应用
伴随着社会经济的发展以及人们生活方式的改善，环境质量有了很大的改变，进而为我们的生活带来了一定改变，例如在水边码头的地下基础部分的结构性能开始出现提前劣化以及抵抗力下降的现象，这些问题得到了社会各界人士的广泛关注。如果对这些现象进行深入分析的话我们可以发现造成这种问题的原因较为复杂，在这样的条件下土木工程师们来使逐渐意识到复合材料可以作为一种解决复杂环境下部结构存在一些问题可行性的优势。
4、桥面板的优势
桥梁的结构性能会随着时间的推移而逐渐劣化，其抵抗力也将逐渐呈衰减的趋势，产生这种问题的一个重要原因就是侵蚀。而复合材料则正好具有较强的抗腐蚀能力，为解决此类问题找到了一个可行的办法。当前我国许多桥梁中的结构性能都已经开始劣化，为此尽早替换桥梁减少交通中断的时间显得至关重要。复合材料桥面板能够在工厂中批量生产，而且安装时间相对较短，因此用它去代替结构性能劣化的桥面是一个十分有效的方法。
三、发展复合材料的优化措施
1、优化设计标准
优化设计标准，这不仅有利于提高我国生产复合材料的生产效率，也能在很大程度上提高我国资源利用效率。在目前，由于没有统一的设计标准，因而，产生的问题就是复合材料生产厂家生产的复合材料往往不合适我国土木工程的实际应用，导致我国土木工程承包商在建筑过程中必须对符合材料进行再加工，这不仅降低了土木工程的效率，也极大的浪费了不该浪费的资源，而且由于复合材料是化工产品，也对在加工地点的环境和生态造成了影响。
2、提高技术创新能力
提高复合材料技术创新能力，这不仅是发展我国复合材料产业的需要，也是增强我国复合材料生产能力的需要，同时也是节约成本，创造最大价值的需要。就目前现阶段来说，我国复合材料的生产在很大程度上受限于外国生产的技术，在进行源技术生产和创造上，始终摆脱不了外国技术的限制，因而，也导致了我国复合材料生产成本的提高，而且，部分符合材料又因为国内生产较少，必须从国外进口，因而导致了复合材料生产成本的提高。
3、注重生态效益
在发展复合材料在土木工程中的应用时，必须要符合我国发展生态文明的政策，不能与我国节能减排的大政方针发生矛盾。因此，降低复合材料的生态污染以及生态破坏，也是发展我国复合材料必须要注意的问题之一，也是亟待解决的问题之一。因而，在加强复合材料技术创新的过程中，也应该采用一些节能环保的原材料进行复合材料的生产和加工。可以说，在源头上减少污染材料的使用，才是我国发展复合材料最为根本的解决对策，也必然成为我国生产复合材料的突破口和出路。
结语
随着现代化的建筑工业日益精益求精，也给建筑工业提供了明确的发展方向，即通过使用新型复合材料改善施工条件，加快城市和乡村的建设化进程，高效且降低成本的工程运作达到节能、环保、运输方便等目的。根据市场对建筑的规划和需求，为了快速高效、简单的改良现有的土木基础建筑结构，并且经济又环保，使得复合材料在以后的土木建筑工程中具有远大的市场。由于复合材料的可设计性、良好的力学性能、装饰性能、透水和吸水性等优点，使得复合材料成为土木建筑工程必不可少的建筑材料，在今后的土木建筑工程发展的过程中对减轻建筑物及建筑材料的重量，增加建筑材料的形状，加快施工进度，降低工程造价，提高土木工程建筑的经济效益都起到十分有利的作用。
参考文献
[1]琚宏昌.FRp复合材料在土木工程中应用的研究进展[J].混凝土.2012（02）
工程材料的发展篇3
关键字：建筑材料；新型建筑材料；重要性；发展前景
thestatusanddirectionsfordevelopmentofbuildingmaterialsinconstructionprojects
（taihanglimitedconstructiongroupofjiyuancityZhangyongfeng454450)
abstract:Sincethereformandopeningup,theconstructionindustryinChina'srapidpaceofdevelopment,butalsoledthegradualdevelopmentoftheconstructionmaterialsmarket.Describestheconstructionmaterialsisthematerialbasisofconstructionworks,occupiesanimportantpositionintheengineeringandconstruction,aswellasnewbuildingmaterialsinthefuturedevelopmentprospects.
Keywords:constructionmaterials;newbuildingmaterials;significance;developmentprospects
中图分类号：tU5文献标识码：a文章编号：2095-2104（2012）
1建筑材料的定义及分类
1.1建筑材料的定义
建筑材料是土木工程和建筑工程使用的各种材料的统称。建筑工程材料的品种多种多样，性质用各不相同，用途也不同，为了便于在工程建设中应用，工程中从不同方面对其做出分类。
1.2建筑材料的分类
1.2.1按化学组成分类
（1)有机材料:以有机物构成的材料，包括植物材料、沥青材料及合成高分子塑料。
（2）无机材料:以无机物构成的材料，包括：金属材料和非金属材料。
复合材料:分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等，金属与有机复合材料。复合材料能够得到发展和大量应用，主要原因在于它能够克服单一材料的弱点，发挥复合后材料的综合优点，能满足当代土木建筑工程对材料的要求。
1.2.2按功能分类
（1）结构材料：指构成建（构）筑物受力构件和结构所用的材料，如梁、板、柱、基础、框架及其它受力构件和结构等所用的材料。强度和耐久性是这类材料主要技术性能指标。
目前所用的主要结构材料有砖、石、水泥砼及两者的复合物--钢筋砼和预应力钢筋砼。随着工业的发展，轻钢结构和铝合金结构所占的比例将会逐渐加大。
墙体材料墙体材料，主要指建（构）筑物内、外及分隔墙体所用的材料，有承重和非承重两类。目前粉煤灰砌块、砼及加气砼砌砖等大部分墙体材料已经在我国使用。此外，还有复合墙板、砼墙板、金属板材和石板等。
建筑功能材料：主要指负担某些建筑功能的非承重用材料。如装饰材料、吸声和隔声材料、防水材料采光材料、绝热材料等。一般来说，建（构）筑物的可靠度与安全度，主要决定于由建筑结构组成的构件和结构体系，而建筑物的使用功能与建筑品质，主要决定于建筑功能材料。对某一种具体材料来说，它可能兼有多种功能。
2新型建筑材料
“新型建筑材料”，简称新型建材，是区别于传统砖瓦、灰砂石等传统建筑材料的基础上产生的新一代建筑材料，新型建材具有轻质、高强度、保温、节能、节土、装饰等优良特性。采用新型建材可以使建筑物内外更具有现代气息，满足人们的审美要求；同时新型建材还可以显著减轻建（构）筑物的自重，推动了建筑施工技术现代化，大大加快了建筑业的发展。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装饰装修材料四大类。
3建筑材料在工程建设中的重要性
建筑材料是土木工程建（构）筑物的物质基础。土木工程的建设涉及到人类活动的方方面面，例如生活、生产、教育、医疗、宗教等很多方面。而所有建（构）筑物都是由建筑材料构成，建筑材料的数量、品质、种类、规格、性能、经济性直接影响或决定着建筑结构的形式、建筑物的造型以及建筑物功能、适用性、艺术性、坚固性、耐久性及经济性等，并在一定程度上影响着建筑材料的运输、存放及使用方式，也影响着建筑施工方法。
建筑工程中许多技术的突破，往往依赖于建筑材料性能的改进与提高，材料的性能和质量对建（构）筑物的使用性能影响极大，而新材料的出现又导致了工程建筑设计、工艺的新突破，也使建（构）筑物的功能、适用性、艺术性、坚固性和耐久性等得到进一步的改善。随着现代化建筑向高层、大跨度、节能、美观、舒适的方向发展和人民生活水平、国民经济实力的提高，研究和开发新型建材已成为必然趋势。如钢材和混凝土的出现造就了钢结构和钢筋混凝土结构，使得高层建筑和大跨度建筑成为可能；轻质材料和保温材料的出现对减轻建（构）筑物的自重、提高建（构）筑物的抗震能力、改善工作与居住环境条件等起到了十分有益的作用，并推动了建筑节能的发展；新型环保装饰材料的出现使得建（构）筑物的造型与建筑物的内外装饰焕然一新，生机勃勃。建筑材料的用量很大，其经济性直接影响着建（构）筑物的造价。因此，建筑材料是加快建筑业发展的一个重要因素。
4新型建筑材料的发展前景
随着科学技术的不断发展、社会的不断进步，人类对生活环境的质量的要求越来越高，建筑材料越来越显示出其重要地位，同时新型建筑材料也相继产生。
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，经过20年的发展经历了从无到有、从小到大的发展过程。随着经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高，新型建筑材料迅猛发展，创造了良好的机遇和广阔的市场。
近年来，新型墙体材料保温绝热材料及新型建筑材料在内的新型建材取得了较快的发展，建筑所使用的材料和技术逐渐成熟，新型建筑材料的市场空间也将越来越大。与此同时，随着新农村建设的深入推进，新型建筑材料在农村也找到了广泛的市场，据统计，目前我国农村民用建筑面积占全国总建筑面积的60%以上，这就意味着新型建筑材料在农村具有极为广阔的推广空间。
总之，未来20年仍将是我国经济的高增长时期，预计到2020年，中国还将建设300亿平方米建筑，新型建筑材料作为建筑材料工业调整产业结构和转变经济增长方式的战略重点，具有广阔的发展前景。
5结语
由于建筑材料用量大，以及建筑材料的生产、使用对地球资源消耗和环境污染造成的影响是巨大的，所以发展绿色新型建筑材料是必然趋势，每个国家都应该朝着这个方向发展，努力开发新型健康建筑材料。新型建筑料材不仅能从很大程度上减少对环境污染和资源浪费，形成一个良好生态循环过程，而且能取到很好的经济效益，更为重要的是，这也是一条可持续发展的正确路线。
6参考文献
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[4]钟莲云，张德成;建筑材料可持续发展的关键―绿色建材[J];国外建材科技；2004年01期
[5]]杨晓芳,谌永祥;试论21世纪国民经济发展对新型建筑材料的需求[J];西南工学院学报;2000年03月
工程材料的发展篇4
关键词：无机非金属材料;建筑工程;材料应用
中图分类号：tU198+.6文献标识码：a文章编号：
abstract:inorganicnon-metallicmaterialsduetoitsgoodmaterialproperties,hasbeenwidelyusedinChina'sbuildingproject.withtherapiddevelopmentofscience,peoplecontinuouslyimprovethequalityandperformancerequirementsforbuildingworks.thisarticle,basedonthedevelopmentofinorganicnon-metallicmaterials,combinedwithitsmaterialproperties,contactthecharacteristicsofChina'sconstructionwork,toexploretheapplicationofinorganicnon-metallicmaterialsintheconstructionworks,wanttobeabletoinorganicnon-metallicmaterialsinconstructionplayaguidingeffect.Keywords:inorganicnon-metallicmaterials;construction;materialapplication
无机非金属材料的概述
无机非金属材料的范畴
当今所谓的无机非金属材料科学是传统硅酸盐材料科学逐渐发展演变而来。自从20世纪40年以来，金属材料、无机非金属才来和有机高分子材料的研究越来越多，使得相关的材料产品也层出不穷，最终使得这三种材料成为社会各行各业的主要构成材料。从一定意义上说，社会物质的不断丰富，很大程度上是不断涌现的无机非金属材料引起的。
无机非金属材料的特性
在建筑行业，无机非金属行业已经有了不少的应用。作为一种固体无机材料，无机非金属材料具有稳定的理化性质，极强的整体性。建筑对整体性和稳定性材料有着很高的需求，这也就为无机非金属材料在建筑行业的应用找到了市场依据。无机非金属材料不易风化，耐久性和有效性上有着突出的表现，并且能够承受一般金属材料不能承受的高温，因此能够作为良好的防火材料。在结构上，无机非金属材料的内部结构紧凑，具有良好防水能力，能够有效地防止雨水或者地表水的渗透。同时，无机非金属材料对酸碱的反应不大敏感，这对于保证其长久的使用有着重要的意义。
国内无机非金属材料的现状
1、高技术陶瓷材料
高技术陶瓷材料的主要原材料是人工合成的超细高纯粉体，使用先进的材料成型方法，结合当代优秀的烧结工艺和加工技术技术而得到的一种具有很高强度的新型无机非金属材料。高技术陶瓷材料的性能好，附加值高，因此主要被应用在顶尖的国防工业材料领域中。高技术陶瓷具有高硬度、高刚度、耐高温、耐磨损的优良特性，能够用在集成电路、传感器和机械零件等诸多领域。在建筑物的易损伤处使用高技术陶瓷材料能够保证建筑整体强度。
2、纳米材料
纳米科学技术的不断发展为纳米材料的研制提供了便利，纳米材料是由极细的晶粒构成的，晶粒的尺寸一般处于纳米的尺度中。同微米晶体对比，纳米材料在材料光学、材料力学和材料地磁学上都表现出了优异的特带你。因此在凝聚态物理材料研究的领域中，纳米材料一直是一个热点。
3、复合氧化物与化学传感器材料
这种新型的无机非金属材料的形态多种多样，性能也各有千秋，功能也各具特色。目前对于这种材料的研究重点放在了一些具有特殊功能的材料上。例如：新型的半导体材料，能够极度灵敏地感知有害气体的材料等。多功能敏感材料有着对各种状况相当敏感的传感元件，并且这些传感元件的结构都比较简单、使用也相当方便，价格一般不高。因此多功能敏感材料在火灾报警、汽车尾气检测等方面有着重要的应用。
无机非金属材料在建筑行业应用的发展方向
节能、降耗的方向发展
传统的无机非金属材料常常是消耗能源的大户，世界资源逐渐枯竭的今天，节能、降耗成为了主体。如何建设处高质量的建筑，在很大程度上都是有材料工业供给的新型材料的决定的。因此新型无机非金属材料在建筑行业会想节能、降耗的方向发展。重视资源节约型、质量效益型、科技引导性的发展。例如：新型的墙体材料能够在保证墙体的稳定性的基础上，其优良的耐久性能够降低维护的费用，实现资源的节约，则中空玻璃的研制成功能够大大减少材料的使用。目前，大量重复的建设和低寿命的设计已经成为严重制约城市建筑建设的关键，因此现代化建筑就需要有高性能的无机非金属材料作为支持，从而较大程度上提高建筑的耐久性和材料的使用寿命。
复合型方向
复合型材料有着单一材料无法比拟的优良特性，拥有某些特殊的性能，这中优良的特性满足了建筑行业对材料的需要，合理使用复合型材料能够保证建筑功能取向多功能化。在当下的许多国家，例如：美国、西欧和日本等经济发达的国家，早已将无机非金属材料技术的研究发展在科学发展战略之中，并且处于有限发展的位置。美国就是这种现象的代表，为了巩固和保持器在高技术局势装备方面的优势，美国先后制定了《国家关键技术报告》和《先进材料与技术计划（ampp）》，其中将复合型材料技术列为六大关键技术的首列，而日本也发表了相关性质的文件，支持和推动无机非金属新材料的研究。复合型的发展方向使得材料的工业化、产业化成为可能，对于促进无机非金属材料技术的创新和成熟提供了基础的条件。
小结
在对无机非金属材料进行浅要概述之后，对我国的新型无机非金属材料的研究成果进行了介绍，对有着优良特性的高技术陶瓷材料、纳米材料和复合氧化物与化学传感器材料进行了相关特性的介绍，之后对无机非金属材料在建筑行业的应用进行分析，认为将会向着节能、降耗和复合型的方向发展，并且对于建筑行业的进步和建筑功能多样化前进有着推动作用。
参考文献：
[1].申玉芳.芦令超.程新.常钧.刘福田.al2o3基纳米复相陶瓷的研究进展[J].济南大学学报(自然科学版).2002年01期.
工程材料的发展篇5
关键词：“工程材料学”；航空航天专业；教学改革
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2017）04-0124-03
“工程材料学”是航空主机类专业（包括飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等专业）的学科基础课程。该课程虽然仅有48学时，但承担着为未来的航空工程师构建材料知识体系的重任，对学生今后的发展起着重要作用。本文结合近年的工作实践，对该课程在教学要求、教学内容和教学方法等方面的改革进行研讨。
一、高度重视航空和材料领域发展对“工程材料学”课程教学的影响
材料学既是基础科学，也是应用科学。材料科学与技术的发展，解决了很多工程领域的关键问题，有力地推进了相关科学和技术的进步，使得材料科学成为最活跃的科学领域，材料产业也成为国民经济发展的重要支柱产业。“工程材料学”以物理学、化学等理论为知识基础，系统介绍材料科学的基础理论和实验技能，着重培养学生把这些知识应用于解决工程实际中提出的对材料结构、性能等方面问题的能力。作为一门重要的学科基础课程，“工程材料学”具有较长的开设历史，在人才培养中发挥了重要的作用。航空航天领域的发展对工程技术人员的能力素质提出了更高的要求，特别是“卓越工程师”教育培养计划的实施，对工程类课程建设的需求更加迫切，有必要以新的形势为背景反思该课程的教学改革。航空以众多学科知识、先进研究成果为基础，已发展成为一个由多个分系统组成的大系统，需要工程技术人员采用系统工程的方法进行综合设计。现代航空技术一百多年的发展，使得人们可以在更大的范围内探索天空，也使得飞行器的工作条件更加恶劣，工作环境更加严苛。现代飞行器不仅要具有速度快、航程大、载重多等特点，还要满足节能低碳等要求。材料科学技术的发展，为解决航空航天领域的诸多难题提供了可能，“一代材料，一代飞机”已成为飞行器发展公认的规律。这对航空航天工程技术人员的材料知识提出了更高的要求。在飞行器及其主要部件的设计、制造和维护工作中，要全面认识材料的性质和特点，才能挖掘材料的潜能，充分利用材料的特性，满足工作需要。面对航空航天迅猛的发展形势，仅了解和掌握已有材料的知识是不够的。具有创新素质的工程技术人员，要了解材料科学与工程的发展方向和趋势，分析材料领域的发展对航空航天领域的影响，同时要认真研究具体工作对新材料、新工艺的要求，明确材料发展的需求。在新型飞行器的研发过程中，要综合考虑用户对飞行器总体性能的多种要求，对各项技术参数进行统一的优化。在落实对飞行器性能的要求时可以发现，很多要求是相互矛盾的，比如飞机的航程和机动性就存在着较大的矛盾。为了获得较好的综合性能，需要对飞机进行一体化设计，要及时掌握各种设计方案对飞机主要材料和工艺的要求，对飞机整体结构进行综合优化。在此过程中，各部门工程师都需要和材料系统密切配合，才能实现信息和资源共享，降低全系统的风险，提高系统的可靠性和综合性能。材料科学技术的迅速发展也对课程教学提出了新的要求。材料科学与技术是研究材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用的学科。在现代科学技术中，材料科学是发展最快速的学科之一，在金属材料、无机非金属材料、高分子材料、耐磨材料、表面强化、材料加工工程等主要方向上的发展日新月异，促使“工程材料学”课程内容的不断充实。
“工程材料学”课程要系统讲授材料科学与技术的基础理论和实验技能，使得学生掌握工程材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面的知识。早期的航空工程结构以自然材料为主，如在美国莱特兄弟制造出第一架飞机上，木材占47%，普通钢占35%，布占18%。随后，以德国科学家发明具有时效强化功能的硬铝为代表，很多优质金属材料被开发出来，使得大量采用金属材料制造飞机结构成为可能，也使得研究者们投入了更多的精力于金属材料的探索。相应地，这一时期“工程材料学”课程内容也以金属材料为主。上世纪70年代以后，复合材料开始在航空领域应用。复合材料具有较高比强度和比刚度的优点使得工程技术人员对其抱有很大的希望。航空工程师首先采用复合材料制造舱门、整流罩、安定面等次承力结构，而现在复合材料已广泛应用于机翼、机身等部位，向主承力结构过渡。复合材料因其良好的制造性能被大量应用在复杂曲面构件上。复合材料构件共固化、整体成型工艺能够成型大型整体部件，减少零件、紧固件和模具的数量，降低成本，减少装配，减轻重量。复合材料的用量已成为先进飞行器的重要标志。相应地，复合材料必然要在“工程材料学”课程中占重要地位。钛合金的开发和应用使得飞行器具有更好的耐热能力，提高了发动机、蒙皮等结构的性能，有效解决了防热问题。“工程材料学”课程的教学内容应该及时反映材料科学在提高飞行器性能方面的新应用与新进展。与此同时，其他相关学科也取得了长足的发展，使得主机专业教学内容大幅度增加，“工程材料学”课程的教学内容和学时之间的矛盾愈加突出。
二、认真分析专业教学对“工程材料学”课程的不同要求
“工程材料学”课程是一门重要的学科基础课，是基础课与专业课间的桥梁和纽带，在航空航天主机类专业培养学生实践动手和创新创造能力，提高学生综合素质等方面具有重要作用。在多年的教学实践中，该课程对主机类各专业采用同一标准教学。虽然主机类各专业人才培养有其共性要求，但随着航空航天事业的发展，专业分工越来越细，差异化特征也越来越明显，因此“工程材料学”课程应该充分考虑不同专业的具体需求，结合各专业的课程体系安排教学。飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等主机类专业根据航空领域中的分工培养学生，毕业学生的工作要求有所不同，对知识结构的要求也不一样。就材料方面知识而言，不同专业学生也会有所区别，应按照专业特点纵向划分对“工程材料学”课程的要求。不同专业主要服务对象的材料特点是确定课程要求的主要依据。
飞行器设计与工程专业要全面统筹飞行器产品及各部件的设计和制造，主要从事飞行器总体设计、结构设计、飞机外形设计、飞机性能计算与分析、结构受力与分析、飞机故障诊断及维修等工作，要求了解材料科学与工程的发展对现代飞行器设计技术的影响，因此要较全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知识，了解轻质高强材料的发展动态和发展趋势。飞行器动力工程专业要求学生学习飞行器动力装置或飞行器动力装置控制系统等方面的知识，主要培养能从事飞行器动力装置及其他热动力机械的设计、研究、生产、实验、运行维护和技术管理等方面工作的高级工程技术人才。飞行器动力的重要部件对抗氧化性能和抗热腐蚀性能要求较高，要求材料和结构具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。因此，材料在高温下的行为、性能和分析、选择方法应该是该专业“工程材料学”课程的重点。飞行器制造工程和机械工程等专业要针对现代飞行器工作条件严酷、构造复杂的特点，采用先进制造技术，实现设计要求，并为飞行器维护提供便利。该专业要求学生理解飞行器各部件的选材要求，掌握材料的制造工艺。飞行器零部件形状复杂，所用材料品种繁多，加工方法多样，工艺要求精细。很多新材料首先在航空航天领域得到应用，其制造技术具有新颖性的特征，设计、材料与制造工艺互相融合、相互促进的特点非常明显，这就要求学生在“工程材料学”课程中把材料基础打好，适应工艺和材料不断发展的要求。虽然各专业对“工程材料学”课程的要求有所不同，但课程基础一致。
该课程名称为“工程材料学”，即明确其重点在于将材料科学与技术的成果运用于航空航天工程，把材料基本知识转化为生产力。“工程材料学”是相关专业材料学科的基本课程，学生要通过该课程了解金属材料、无机非金属材料、高分子材料等微观和宏观基础知识，学习材料研究、分析的基本方法，掌握材料结构与性能等基础理论，研究主要材料的制备、加工成型等技术，为更好地学习专业课程创造条件，为将来从事技术开发、工艺和设备设计等打下基础。由此可见，在明确了各专业对该课程的个性化要求的基础上，更要明确共性要求。“工程材料学”课程要培养学生材料方面的科学概念，提升材料方面的科学素质，扎实的材料科学与技术知识基础是学生学习专业课程、提高综合素质、培养创新能力的必备条件，是进一步发展的基础。因此，“工程材料学”课程采用“公共知识+方向知识”的模式比较合适，即把教学内容划分为每个专业均要求了解的材料领域知识和根据各个专业特色需要重点介绍的知识两部分，既满足了宽口径、厚基础的教学需要，又注重了后续专业课程学习和能力培养的要求，促进了基础理论和专业应用的融合渗透，较好地满足了材料、设计、制造、维护一体化发展的需要，增强了跨学科、跨专业认识问题、思考问题和研讨问题的能力。
三、多管齐下建设丰富的教学环境
作为一门学科基础课程，“工程材料学”课程要根据学校人才培养创新目标和相关专业的人才培养标准、方案，结合卓越工程师教育培养的要求，注重与专业课程体系的融合，注重与工程实践教育的结合，注重对学生创新意识、创业能力及综合运用知识能力的培养。在充分调研与分析专业人才培养对课程教学要求的基础上，要对课程的教学大纲和内容进行修订，与相关教学环节有效整合，拓展教学活动的空间，营造良好的学习环境和氛围，加强与后续课程及实践活动的联系，解决学科基础课的教学与专业人才培养需求的脱节或不衔接等问题。
“工程材料学”在第四学期开设，是一门承前启后的课程。在前期开设的课程中，“大学物理”和“航空航天概论”是两门直接相关的课程。“大学物理”提供了学习“工程材料学”的科学基础，认真分析“大学物理”知识点在“工程材料学”中的应用，有助于学生更好地理解相关概念。“航空航天概论”以航空航天领域的发展为主线，介绍飞行器的组成及工作原理。如果在“工程材料学”课程讲授之初让学生重新回到机库，从材料发展的角度再次审视航空航天的进步，结合材料学的概念研究飞行器的组成及工作原理，会使得学生对该课程有比较全面的认识。在相关专业的后续课程中，有好多课程与“工程材料学”密切相关，如“飞行器总体设计”、“发动机原理”、“先进制造技术”等，如果在“工程材料学”中对有关知识点作简单介绍，可以使学生更好地综合分析相关概念，加深理解。在主机类专业培养方案中，“工程训练”是集中式的工程能力培养环节，其教学内容与“工程材料学”密切相关。“工程训练”教学内容以机械制造工艺和方法为主，包括热处理、铸造、锻造、焊接、车削加工、铣削加工、刨削加工、磨削加工、钳工、数控加工、特种加工、塑性成型等，每一种制造工艺和方法都与工程材料密切相关。在以前的教学工作中，材料是加工对象，对材料的性能等的介绍很简单，学生的认识较浅。如果在“工程训练”教学过程中，针对不同的加工工艺和方法对材料作较深入的介绍，从应用的角度分析不同材料加工工艺和方法的适应性，可以促进学生把材料理论知识的学习和工程实际联系起来。通过让学生分析研究实际材料在加工过程中的表现来认识材料的性能，通过感性认识来体会材料变化的规律，把深奥的材料科学理论知识和生动形象的加工过程结合起来。这样不仅强化了工程训练效果，还能让学生把材料的知识学活，留下更深刻的影响，更好地发挥学生的潜力。
航空航天主机类专业的课程设计是重要的综合学习环节。课程设计任务一般是完成一项涉及本专业一门或多门主要课程内容的综合性、应用性的设计工作，通过一系列设计图纸、技术方案等文件体现工作成果。很多主机类专业的课程设计涉及材料的选用、处理等方面的问题。按照教学计划，“工程材料学”先行开设。因此，在相关课程设计中，有目的地提出材料问题，引导学生在更广的范围里选材，在更加深入的层面上分析材料性能，可以更好地调动学生自主探究材料科学的积极性，帮助学生把材料知识转化为初步的工作能力，克服课程知识的碎片化倾向。
四、结语
航空航天是现代科学技术的集大成者，该领域发展很大程度上取决于材料科学技术的进步。材料学是航空航天工程技术人员知识结构的重要组成部分。“工程材料学”要按照现代大工程观的要求组织教学，才能实现教学目标，提高培养质量。航空航天领域和材料科学技术发展，极大地丰富了“工程材料学”的教学内容。要根据学科领域的发展需要选择教学内容，按照理论实践结合、突出工程应用的要求构建知识体系。在教学工作中，应根据不同专业的培养要求，深入研究材料学的基本要求和各专业的发展方向，形成“公共知识+方向知识”的“工程材料学”课程结构，提高教学效率。统筹考虑专业教学与其他课程的联系，以及课程设计、工程训练、毕业设计等教学环节，以“工程材料学”课程为中心，注重课程的纵向推进和知识的横向联系，不断加深对材料学的理解和掌握，培养多角度研究分析、跨专业交流合作、多学科解决问题的能力。
参考文献：
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[2]周风云.工程材料及应用[m].武汉：华中科技大学出版社，2002.
[3]王少刚，郑勇，汪涛.工程材料与成形技术基础[m].国防科技出版社，2016.
[4]闫康平.工程材料[m].化学工业出版社，2008.
[5]于永泗，齐民.机械工程材料[m].大连理工大学出版社，2010.
DiscussiononReformof"engineeringmaterials"Courseteachingforaeronauticmajors
wanGtao，ZHoUKe-yin
（CollegeofmaterialScienceandtechnology，nanjingUniversityofaeronauticsandastronautics，nanjing，Jiangsu210016，China）
工程材料的发展篇6
人们通常把材料、信息和能源 人们通常把材料、信息和能源并列为现代科学技术的三大支柱，并认为他们是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一。在这三大支柱中，材料科学显得尤为重要，可以说材料科学是现代科学技术发展的重要支撑，这主要体现在材料是人类社会进步的里程碑，而先进材料是高新技术发展和社会现代化的基础和先导，也因为信息和能源技术的发展都与材料科学的进步和发展密切相关。材料一直是人类赖以生存和发展的物质基础，但材料科学的提出却是20世纪60年代初的事情，也是科学技术发展的必然结果。随着人们对材料的制备、微观结构与宏观性能之间关系等研究的逐步深入，各种材料体系，如金属材料、高分子材料、陶瓷材料等都已相继建立起来。对不同材料的研究可以相互借鉴，也使得不同材料之间的相互替代和补充成为可能，由此也出现了复合材料的概念并得到了广泛应用。随着人们对材料研究的深入，逐渐形成了材料科学与工程这门学科。这门学科除了研究材料的组成、结构与性质的关系等基础研究之外，还研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题。现在一般认为，材料科学与工程主要包括组成与结构、合成与制备、性质及使用效能等四个方面，它是关于材料成份、结构、工艺与它们的性能和用途之间的有关知识的开发和应用的科学。由此可以看出，材料科学与工程科学有多学科交叉、与实际应用密切相关等特点，并且也是一门正在发展中的科学。作为一级学科，材料科学与工程学科下设有材料物理与化学、材料学、材料加工工程三个二级学科。按照我国的专业规划，材料科学与工程学科以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面。更进一步讲，材料科学与工程专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的科学研究与工程技术人才。金属材料领域涉及的金属磁性材料和无机非金属材料领域涉及的陶瓷基铁氧体材料都已经得到了非常广泛的应用。高分子领域的有机磁体，目前正在成为国际上研究的热点，也是软物理研究的一个重要领域。由此可以看出，材料科学与工程领域涉及的各个方面，都可以看到磁性材料的影子。材料一般分成结构材料和功能材料两大类，磁性材料作为具有特定物理功能的材料，在功能材料中占有很大的比重。当前功能材料的研究和开发的热点集中在光电子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物医用材料、超导材料、功能高分子材料、先进复合材料、智能材料以及生态环境材料等领域，这几类材料几乎都与磁性材料有直接或间接的关系，各类材料的磁学性质无疑也是当今研究的热点问题。
随着社会的发展，特别是信息功能材料的发展和应用的日益广泛，作为功能材料基础的磁性材料得到了日益广泛的应用。与此相适应的，在材料科学与工程学科的教学体系中，特别是在一些主干课程中都出现了与磁性材料相关的内容也就成为历史的必然。因为磁性材料从材料微观结构上涉及到晶态材料、非晶态材料、纳米晶材料，也涉及到金属材料、陶瓷材料等无机材料，所以在《材料物理导论》中把“材料的传导性和磁性”作为一个章节，《新材料概论》中与磁性有关的有“磁性材料”和“超导材料”两个章节，《金属功能材料》涉及到磁性的章节更多，有“磁性材料”、“金属薄膜材料”、“非晶态金属材料”、“信息材料”、“超导材料”及“智能金属材料”等章节，在涉及到材料物理性能及测试的教材中，都会不可避免地涉及到磁学知识。在国外的教材中，情况也是如此，如《工程材料科学与设计》一书。在无机材料、陶瓷材料等课程中，也都会涉及到磁性材料，在材料物理性能的讲授中，也必然会涉及到电性及磁性的内容。考虑到磁学知识的广泛性及分散性，我校在教学实践中发现，有必要充分利用学校在这方面的优势，把磁学的相关知识单独作为一门学科进行讲授，这样既有利于学生对磁学知识有一个系统的理解，也可以适应社会发展的需要。磁性材料作为一种非常重要的基础功能材料，在社会中已经得到了广泛的应用，作为材料科学与工程专业的学生，非常有必要对磁学及磁性材料的知识有一个专门的了解，这样做会使学生受益终生。因为一方面有利于扩大他们的知识面和视野，也非常有利于他们就业；另一方面有的学生进入研究生阶段后，如果具备一些磁学相关知识，也非常有利于他们的学习和研究工作，《金属材料结构与性能》属于材料科学与工程学科领域的基础教材和国内外材料专业硕士的必修教材，也把“材料的磁性能”作为一个章节进行讲授。
作为重要的现代信息功能材料的磁性材料，其发展具有悠久的历史，在这方面已经有许多专门的文献资料进行了介绍，在此不再赘述。人类很早就开始了磁学的研究，但直到量子力学创立后，才对磁性的起源有了一个较为清晰的认识，也就是说，磁性本质上起源于物质的量子性质。这就说明要研究与磁性相关的现象，就必须具有《量子力学》的学习背景；要研究大量微观粒子聚集体的磁学性质，就必然要用到《热力学统计物理》的知识；要研究固体的磁学性质，也必然要对《固体物理》有深入的了解。所以，在学习《磁学》课程之前，必须要以这三门课程的学习为先导，而在材料科学与工程专业中作为专业基础课，都会专门开设这三门课程，这也就为磁学课程的开设创造了有利条件。我校的探索实践表明，在讲授中应以《磁性材料》课程为主线来进行讲授，并且适当增加一些必要的磁学知识和磁测量知识，以利于学生的理解，也有利于学生对其他相关课程的学习。我校几年来的实践教学都收到了良好的效果。人们对纳米结构体系与新的量子效应器件的研究已经取得了许多新的进展，有许多成果已经产业化，并由此带动了传统产业的技术升级和技术进步，从而掀起了纳米科技热潮。纳米结构由于具有纳米微粒的特性，如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应等特点，又存在由纳米结构组合引起的新的效应，如量子耦合效应和协同效应等，这些都属于量子力学现象，现代纳米科技研究也多是以这些效应为出发点来进行的，这些内容也是材料科学与工程学科各门主干课程的重点内容。磁学主要研究物质的磁性及其起源，也就是研究与电子的自旋相关的性质及理论。磁学从创立之初就一直在从事与量子效应有关的知识研究。从量子力学创立至今，磁学从理论上对这些问题的探索已经有将近一个世纪的时间，积累了丰富的知识，对磁学相关知识的学习，必然会大大促进学生对材料科学与工程学科的学习和理解。
并列为现代科学技术的三大支柱，并认为他们是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一。在这三大支柱中，材料科学显得尤为重要，可以说材料科学是现代科学技术发展的重要支撑，这主要体现在材料是人类社会进步的里程碑，而先进材料是高新技术发展和社会现代化的基础和先导，也因为信息和能源技术的发展都与材料科学的进步和发展密切相关。材料一直是人类赖以生存和发展的物质基础，但材料科学的提出却是20世纪60年代初的事情，也是科学技术发展的必然结果。随着人们对材料的制备、微观结构与宏观性能之间关系等研究的逐步深入，各种材料体系，如金属材料、高分子材料、陶瓷材料等都已相继建立起来。对不同材料的研究可以相互借鉴，也使得不同材料之间的相互替代和补充成为可能，由此也出现了复合材料的概念并得到了广泛应用。随着人们对材料研究的深入，逐渐形成了材料科学与工程这门学科。这门学科除了研究材料的组成、结构与性质的关系等基础研究之外，还研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题。现在一般认为，材料科学与工程主要包括组成与结构、合成与制备、性质及使用效能等四个方面，它是关于材料成份、结构、工艺与它们的性能和用途之间的有关知识的开发和应用的科学。由此可以看出，材料科学与工程科学有多学科交叉、与实际应用密切相关等特点，并且也是一门正在发展中的科学。作为一级学科，材料科学与工程学科下设有材料物理与化学、材料学、材料加工工程三个二级学科。按照我国的专业规划，材料科学与工程学科以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面。更进一步讲，材料科学与工程专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的科学研究与工程技术人才。金属材料领域涉及的金属磁性材料和无机非金属材料领域涉及的陶瓷基铁氧体材料都已经得到了非常广泛的应用。高分子领域的有机磁体，目前正在成为国际上研究的热点，也是软物理研究的一个重要领域。由此可以看出，材料科学与工程领域涉及的各个方面，都可以看到磁性材料的影子。材料一般分成结构材料和功能材料两大类，磁性材料作为具有特定物理功能的材料，在功能材料中占有很大的比重。当前功能材料的研究和开发的热点集中在光电子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物医用材料、超导材料、功能高分子材料、先进复合材料、智能材料以及生态环境材料等领域，这几类材料几乎都与磁性材料有直接或间接的关系，各类材料的磁学性质无疑也是当今研究的热点问题。
随着社会的发展，特别是信息功能材料的发展和应用的日益广泛，作为功能材料基础的磁性材料得到了日益广泛的应用。与此相适应的，在材料科学与工程学科的教学体系中，特别是在一些主干课程中都出现了与磁性材料相关的内容也就成为历史的必然。因为磁性材料从材料微观结构上涉及到晶态材料、非晶态材料、纳米晶材料，也涉及到金属材料、陶瓷材料等无机材料，所以在《材料物理导论》中把“材料的传导性和磁性”作为一个章节，《新材料概论》中与磁性有关的有“磁性材料”和“超导材料”两个章节，《金属功能材料》涉及到磁性的章节更多，有“磁性材料”、“金属薄膜材料”、“非晶态金属材料”、“信息材料”、“超导材料”及“智能金属材料”等章节，在涉及到材料物理性能及测试的教材中，都会不可避免地涉及到磁学知识。在国外的教材中，情况也是如此，如《工程材料科学与设计》一书。在无机材料、陶瓷材料等课程中，也都会涉及到磁性材料，在材料物理性能的讲授中，也必然会涉及到电性及磁性的内容。考虑到磁学知识的广泛性及分散性，我校在教学实践中发现，有必要充分利用学校在这方面的优势，把磁学的相关知识单独作为一门学科进行讲授，这样既有利于学生对磁学知识有一个系统的理解，也可以适应社会发展的需要。磁性材料作为一种非常重要的基础功能材料，在社会中已经得到了广泛的应用，作为材料科学与工程专业的学生，非常有必要对磁学及磁性材料的知识有一个专门的了解，这样做会使学生受益终生。因为一方面有利于扩大他们的知识面和视野，也非常有利于他们就业；另一方面有的学生进入研究生阶段后，如果具备一些磁学相关知识，也非常有利于他们的学习和研究工作，《金属材料结构与性能》属于材料科学与工程学科领域的基础教材和国内外材料专业硕士的必修教材，也把“材料的磁性能”作为一个章节进行讲授。
工程材料的发展篇7
关键词:土木施工；绿色发展；建筑材料；应用研究
传统建筑材料的资源消耗较大，而且还会不可避免的造成一些环境污染，与国家所提倡的可持续发展理论所背驰。而绿色建筑材料是结合新材料技术的开发应用、生产制造的全过程无污染、无毒害、节能环保的新型建筑材料。安全性、环保性、生态性是绿色建筑材料的显著特点，部分绿色建筑材料还可以实现无限次的循环利用，并且加工和使用环节的能耗较低。土木工程施工中使用绿色建筑材料，不仅可以让消费者身体健康，还能为国家节能环保产业的推动带来动力。
1土木工程施工中应用绿色建筑材料的必要性
随着人们对生态、绿色建筑认识的不断提高，逐渐的加大了对绿色建筑材料的研发工作，低碳、节约、环保的绿色建筑材料逐渐得到了广泛的运用。
1．1消费者对于绿色建筑需求的提升
经济的快速发展，使得以牺牲生态环境为代价的现象越来越严重。随着人们物质生活水平的不断提升，人们对于自身的健康以及配套资源的利用更加注重绿色生态和节能环保。消费者对于绿色建筑需求的提升，很大程度上影响了土木施工中绿色建筑材料的开发与使用。消费者是建筑的直接付费者，只有不断加强绿色建筑材料在土木施工中的应用，才能得到消费者的接受与认可。
1．2建筑可持续发展的重要实现方式
我国实现中华民族伟大复兴中国梦的重要理论思想就是可持续发展战略。只有实现土木施工技术的可持续发展、建筑材料的可持续发展以及施工设备制造的可持续发展，才能实现整体建筑产业的绿色可持续发展，其核心就是绿色生态可持续。绿色建筑材料在土木工程施工中的应用，可以有效减少建筑行业产生的环境污染和对自然生态的破坏程度。绿色建筑材料的使用是建筑可持续发展的重要实现方式。
1．3符合国家的经济转型的整体要求
建筑行业有效带动了国家经济的全面发展与增长。随着国家对于节能环保产业的重视与要求，对于建筑行业的土木施工提出更高的绿色发展要求。绿色建筑材料在土木工程施工的应用，可以有效减少自然资源的浪费，提升建筑材料的高效梯级利用，并且实现建筑周期性的循环利用目标。大力推广绿色建筑材料是建筑行业发展转型的关键因素，符合国家经济转型的整体要求。
2绿色建筑材料的分类
由于绿色建筑材料在土木工程施工中应用体系还不是很完善，对于绿色建筑材料的分类并没有形成统一的标准。根据绿色建筑材料的定义以及特点，可以将绿色建筑材料划分为安全型、节能型、可循环型和健康型。安全型是指绿色建筑材料在生产端和使用端可以实现安全控制，建筑材料的性质稳定。节能型是指绿色建筑材料节能环保，可以有效提升材料的使用效率或减少建筑资源的浪费。健康型主要是指绿色建筑材料无毒害、无二次污染，可以有效保障人员的身体健康。根据建筑材料的性质特点可以划分为功能型、结构性和装饰型绿色建筑材料。功能型绿色建筑材料其突出特点就是在土木工程某一施工指标优势鲜明。现在许多高分子复合建筑材料，就属于功能型绿色建筑材料。结构性材料包括轻型钢材、防水木材、环保水泥等绿色建筑材料。装饰型材料包括涂料、保温材料、纳米除臭除菌材料等。本文选取第二种分类方式展开叙述。
3绿色建筑材料使用应注意的问题
3．1选材方面
由于绿色建筑材料的种类繁多，对于不同的土木工程施工要求和目标的具体情况，在使用绿色建筑材料时，需要注意材料性质以及功能的筛选。对于结构性绿色建筑材料，传统使用木材、石材和粘土砖较多，这些在生产时会产生大量的粉尘污染，竹制结构材料在土木工程施工应用，有效解决了上述问题。但是它的获取需要占用大量田地，因此在实际的应用绿色建筑材料中，需要多方面考虑，确定选材的种类以及施工使用量的占比。
3．2施工方面
由于绿色建筑材料在土木工程施工中实现绿色健康以及节能环保是以提升施工原材料成本为基础的，对于土木工程的施工会受很大的局限性。一些土木工程建设企业会结合自身的企业规模和市场竞争力综合进行考量，导致绿色建筑施工材料在具体的施工应用过程中，很难有效贯彻落实。绿色建筑材料的使用状况直接决定建筑的节能环保性能和安全健康性能，因此对于绿色建筑材料的应用经济性需要注意。
3．3验收方面
绿色建筑材料拥有良好的性能和质量，然而在实际的土木工程施工中发现，一些施工管理人员，为了获取非法的经济利益，不惜以次充好、以假乱真，严重影响了建筑质量及土木工程的建设指标和任务要求。同时，不同型号的绿色建筑材料实际展现的性能不同，在绿色建筑材料使用过程中，必须注意土木工程施工完成后相关指标的验收工作。切实保障绿色建筑材料行业健康发展，实现建筑行业的节能环保要求。
4科学的使用对策
目前我国建材工业的发展大多是以能源、资源的过渡消耗和环境污染为代价。因此，提高资源利用率保护我国生态环境是建材工业发展的必然要求。在土木工程建设中，绿色建筑材料引入建筑施工中，建造真正的“绿色生态建筑”已经成为现代建筑工程的一大热点。
4．1加强绿色建筑材料的顶端设计
结构性绿色建筑材料对于力学性能、重量等具有很好的优势，为了进一步科学使用绿色建筑材料，保障土木工程施工应用效果的体现，可以通过加强绿色建筑材料的顶端设计来实现。一方面，在进行绿色建筑材料选材时，需要明确土木工程对于材料的指标和具体要求。针对现有的材料进行筛选，推动建筑材料的综合性能研发产业的进步与发展。另一方面，及时将绿色技术与生产应用相结合，通过技术创新实现绿色建筑材料的工艺优化和创新应用。
4．2推动绿色建筑材料的施工应用
对于绿色建筑材料在土木工程施工方面的注意问题，需要有效解决绿色建筑材料的价格问题，有效控制开发与应用成本，提升绿色建筑材料的市场竞争力。一方面，从绿色建筑材料的生产端入手，打造高效的研发团队，提升绿色建筑材料开发工艺水平，以实现价值增长。扩大生产规模，降低绿色建筑材料生产成本。另一方面，扩大绿色建筑材料的应用范围，土木施工人员要及时结合不同项目特征，合理规划绿色建筑材料的可用性和实用性。
4．3提升绿色建筑材料的监管力度
首先，建立健全配套的监管体系。通过建筑行业的约束与建筑材料的使用规范来提升绿色建筑材料的生产质量和在土木工程施工的应用效果。对于违规材料的负责人员，及时给予惩罚处理。其次，加强施工人员综合素质的提升。对于土木工程中使用的绿色建筑材料要建立验收责任制，及时奖励发现质量不合格或施工存在的其他问题。最后，借助社会力量，加强公共监督。从绿色建筑材料生产端、销售端和使用端全方位进行监管，增强监管力度。
5结束语
随着节能环保理念深入人心以及经济转型的时代机遇下，绿色建筑材料拥有广阔的发展空间和市场需求。而绿色建筑材料研究、生产水平的不断提升，发展与使用绿色建筑材料已是必然趋势。绿色建筑材料在土木工程施工中的应用需要明确对材料的要求，加强使用中注意事项的解决，充分发挥材料的优势。注重绿色建筑材料在土木工程施工中的运用，以可持续发展的角度对待绿色建筑材料的研制和应用。
参考文献
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工程材料的发展篇8
关键词：建筑材料；试验检测；工程质量
近几年，在经济发展的带动下，我国建筑工程开始快速发展，取得了较好的成就。但是依然存在一些材料质量问题，严重时还有可能产生人员伤亡问题，对建筑工程的发展造成了很大影响。为了促进我国建筑工程的发展，必须结合建筑现状，加强工程试验检测，提高建筑质量，提高建筑工程的市场发展地位。
1实施建筑工程材料试验检测工作的意义
试验检测是提高建筑工程质量的主要方式。该项操作可以对建筑工程使用的多种材料进行检测，然后结合材料质量标准对材料质量进行判断，要求所有建筑材料均符合建筑相关技术规定。
首先，进行材料试验检测可以充分发挥当地原始材料的作用，促进了新技术、新材料及新工艺的应用和推广。所以建筑材料试验检测在提高工程质量、加快工程进度及降低工程造价等方面具有很大作用。其次，采用必要的试验检测，科学合理的对工程中使用的成品、半成品、原材料质量等进行评定。最后，利用建筑材料试验检测合理的评价施工质量。建筑工程质量的好坏可根据施工质量控制、竣工评定等进行验收，已经成为建筑工程应用的有效手段。
2建筑材料试验检测中常见的问题
2.1出现行政垄断
现阶段，西方很多国家建筑工程材料试验检测主要由市场竞争所决定，检测人员可根据自身能力与服务获得检测资格。但是我国的建筑环境较特殊，建筑工程质量检测依然处于行政垄断环境中，在材料试验检测中经常会出现多种虚假信息，影响了建筑质量的安全。一些领导人员为了获得一己私利，，为亲属提供岗位，对建筑工程质量造成了很大影响，同时也影响了建筑使用者的安全，阻碍了建筑材料检测行业的发展。
2.2市场环境较复杂，不能实施统一管理
在经济发展的影响下，建筑企业不断发展，市场环境越来越复杂，导致一些不符合建筑要求的工程材料流入到市场中，部分材料虽印有合格标志，但是属于造假标志，欺骗了较多消费者。同时，一些建筑人员由于对材料的认识不足，不能认真进行材料监督和管理，一些没有经过检测的材料开始投入到建筑中，对建筑工程的建设造成了巨大的安全隐患。此外，检测者与被检测者内部复杂的利益关系，导致材料检测工作缺乏公平性，影响着建筑市场的公平竞争。
2.3材料检测过程中存在的问题
建筑材料试验检测工作要求检测人员必须具有较强的专业知识和较高的职业素养。但是从当前检测情况来看，一些检测人员掌握的专业检测知识较少，不能按照合理的步骤进行操作，导致检测工作毫无意义，影响了检测报告说服力。一些检测人员为了自己的私利，违反建筑公平竞争原则进行操作，出现了伪造检测报告及信息上报不及时问题，导致建筑工程应用中出现了安全问题，对建筑工程造成了惨重损失。除此之外，检测环境也是影响材料试验检测质量的因素。一些检测机构管理不健全，或者不能及时对检测设备或仪器进行更换，没有加强细节控制，导致检测工作质量较低下。例如，进行抗压试验时，由于不能合理控制材料厚度，影响了抗压数据，不能反映材料抗压能力，失去了检测意义。
3建筑材料试验检测方法
3.1确定检测对象
建筑工程较复杂，需要的材料较多，而且各个建筑项目使用的材料都不相同，每种材料具有独特的检测方法，所以合理确定检测对象已经成为材料试验检测工作顺利进展的第一步。所以必须详细了解专业知识，按照检测流程，认真做好检测工作。
3.2进行书面检测
书面检测是监理工程师结合建筑工程需求，对施工单位提供的材料、试验报告进行审核的过程，可以了解建筑工程材料是否存在质量问题。
3.3外观检测
外观检测也可称之为物理检测，主要从材料规格、外形尺寸及标志等进行检测，了解材料的质量。一般建筑材料外观检测主要利用目测与量测方法进行检测。目测主要根据感官器官对材料进行检测，了解材料的质量情况。一般采用看、摸、照、敲等方法检测。看：根据材料规格检测材料外观，如检测水泥中是否含有硬块。摸：根据手感检测，如地板块光滑情况；敲：根据敲打发出的声音判断材料。照：根据灯光对材料实施检测。
3.4进行理化检测
理化检测主要利用物理与化学两种方法对材料物理性能及化学成分等进行鉴定。材料物理状态主要从密度、体积密度、孔隙率及闭口孔隙率等进行检测；材料力学性质可以对材料抗压强度、抗弯强度、承载力及硬度等进行检测。此外，还要进行现场地基静载试验或打试桩了解承载力；利用管道压水实验判断渗透与耐压情况。
3.5无损检测
无损检测一般采用射线、超声等方式进行检测。一般在无损伤的情况下，可以采用表面探伤仪、超声波了解探测物质量。
4提高材料试验检测质量的措施
第一，构建完善的检测体系。检测体系是材料试验检测开展的基础，可以要求检测部分严格考核检测人员。同时可以利用专家讲座方式解答检测中遇到的问题，进而规范、公平的进行检测。此外，还要加强设备仪器投入，减少检测时间，提高检测效率，制定合理的检测方案。
第二，加强检测工作监督管理。建筑材料试验检测工作对建筑质量具有很大影响，实际检测中，必须根据材料类别合理选择检测方法，控制好检测材料的厚度、长度、宽度及有害物质含量。同时还要按照质量合格检测报告，选择符合国家要求的材料。此外，进行材料试验检测验收时，监理工程师必须发挥自己的作用，材料输送到现场后，要求材料部门与监理工程师共同检测材料，规范检测流程，保证建筑材料安全，促进建筑材料试验检测行业的发展。
第三，了解现场实际动态。材料试验检测贯穿于建筑整个过程中。所以施工人员必须掌握施工动态变化情况，加强现场施工监督和管理，避免房地产企业为了获得利益而偷换材料。在现场监督检验中，一旦发现问题，必须及时指出，并要求停止施工，与建筑人员进行商讨，制定合理的解决方案，提高建筑施工质量。
5结束语
建筑材料试验检测是一项较复杂的工作，涉及的业务范围较广。因此在实际检测中，要求检测人员必须积极做好各项检测工作的前期准备，而且还要提高自己的检测技术，认真检测好各个项目，保证检测结果符合质量标准。同时还要加强建筑材料试验检测监督，从多个方面进行改进，避免因材料问题对建筑整体质量造成影响，以保证建设高质量的工程。
参考文献
[1]刘银科.建筑工程材料试验检测技术要点分析[J].中国高新技术企业，2016（13）
[2]龙运.论建筑材料试验检测的重要性[J].居业，2016（01）.
工程材料的发展篇9
一、高校材料类本科专业人才培养现状
目前，我国本科教育，特别是地方高校教育普遍存在的问题是严重缺乏创新意识和创新能力，难以适应快速发展的人才市场需求。一方面，在实际教育过程中，学校注重理论教育，轻视实践操作技能培训，只满足在现有知识的记忆和再现，不能使用知识大胆创新探索。另一方面，学生毕业后进入社会，在面对不断变化的科学技术和先进的生产手段的实际工作中遇到的创新主题，从自己的知识储备的质量和能力方面，似乎严重不足。近年来，材料科学与工程教育改革在中国发展迅速，许多高等院校材料从人才培养模式、课程体系、教学内容、实验教学体系和教学方法等许多方面进行了大胆的改革和创新。材料科学与工程一级学科，在淡化专业个性教育模式的基础上，构建“大学科”主题共用知识，培养面宽，在高质量研究型人才培养方面取得了一些好的经验和成果。对于“985工程”和“211工程”院校可能很适合，但对于生源差和科研实力不高的地方高校而言，不能盲目地复制其他重点大学的改革模式。
二、地方性高校金属材料工程专业培养模式
1.地方性高校金属材料工程专业定位。金属材料工程是工业经济发展的重要支柱，在航空航天工业、能源化工领域、国防军工方面、冶金机电行业均发挥着相当重要的推动作用。如何依托地方，为地方工业经济发展培养具有金属材料工程专业背景知识的应用型创新人才，是目前国内高校金属材料工程专业建设面临的重大课题。地方本科院校金属材料工程专业人才培养应基于地域化目标定位，结合自身资源条件和区域工业经济发展对人才的需求状况，构建金属材料工程本科专业人才的培养体系，并通过突出地方特色培养金属材料工程专业人才的核心竞争力。根据江西省新材料产业和工程技术发展的实际需要，为江西省材料产业和工程技术发展储备工程技术人才；同时增进学校与政府、与金属材料表面技术行业、金属材料热处理行业以及相关企业之间的互动，联合培养应用型人才。此外，通过理论与实践教学相结合，以创新实验项目为载体，突出创新能力的培养；以企业工程项目为载体，培养工程应用意识，提升工程方面的素质和能力，出于这种原因，我校金属材料工程专业人才培养的主要目标定位是：具备金属材料工程领域的基础知识，了解材料科学与工程领域的相关专业知识，能在材料制备与质量检测分析、金属材料热处理、钢铁冶金与机械加工企业和相关行业工作，适应社会主义经济发展的高层次、高素质的应用型创新人才。
2.地方性高校金属材料工程培养模式。金属材料工程建设将学校的现实与当地区域经济发展相结合，坚持技术应用研究人才培养目标定位，从而有效地开展错位竞争、拓展生存和发展空间较大的专业。根据培养目标，积极探索切实可行的人才培养体系、机制和人才培养模式。人才培养模式改革是各种教学过程改革的重中之重，应该遵循高等教育的发展规律，仔细研究适应未来高等教育的科学发展趋势，根据培养高素质人才的总体要求，建立起能够充分激发在校大学生的学习主动积极性和创新创业精神，能使学生的个性得到充分发展，同时也能整体增长知识、能力和素质，具有新时代新特征的多样化应用型高层次工程人才培养模式。结合地方经济的工业发展，九江学院的金属材料工程专业在整个教学体系中，理论主干课程包括物理化学、电工电子学、材料科学基础、金属工艺学、热处理原理、热处理工艺及设备、金属材料学、材料研究方法、材料失效分析、材料力学性能、金属材料工程专业综合实验。与此同时，开设了两个专业方向，（1）金属材料塑性成型与模具方向：金属塑性成形原理、锻造工艺及模具设计、冲压工艺及模具设计、挤压工艺及模具设计、模具CaD/Cam软件应用、模具制造工艺学、pro/e造型及模具设计、压铸工艺及模具设计。（2）金属材料热处理与测试方向：先进材料制备技术、粉末冶金原理、无损检测、材料的腐蚀与防护、冶金质量分析、材料物理性能检测、材料表面技术工程、先进复合材料。为了配合理论教学，大量安排实践性课程与之配套，让学生能够利用理论知识解决实际工程技术问题，实践性教学课程主要包括金工实习、金属材料专业实验、热处理工艺及设备课程设计、粉末冶金原理课程设计、材料表面技术课程设计、生产实习、毕业实习、毕业论文（设计）等。
三、地方性高校金属材料工程专业培养模式改革创新
1.培养模式进行改革探索。作为地方性高校的金属材料工程本科专业，应该充分认识到地方性区域工业经济未来发展对自己学校所设置的金属材料工程本科专业人才的确实需求，根据该本科专业的定位和特色，确定专业人才培养模式。金属材料工程专业的培养模式要从我校的实际出发，根据目前九江及周边区域工业经济与本专业相关单位的现状及发展，在原有培养模式的基础上，逐渐将原有的一味培养技术应用型人才过渡到应用技术研究创新型人才的培养目标和定位，这样才能有效地开展多层次培养，避免将学生培养成一个模子技能的技术人才，根据学生的特色，因材施教，拓展专业培养的发展空间，形成专业的办学特色，形成应用技术研究创新型多层次人才的培养新模式。
2.授课体系进行改革修订。为了能更好的对金属材料工程应用型本科人才培养计划和课程进行改革，我们在现有基础之上进行了以下准备性的工作：在相关大学进行调查研究，学习专业课程体系建设的成功经验，探索课程建设的内涵和专业内容集成优化，访问有关材料企业，了解社会对金属材料工程本科专业所需要的新知识、新能力和高素质要求，对九江学院近几年毕业的金属材料工程专业的学生进行系列性的跟踪调查，了解就业单位对我们学校该专业毕业生的满意程度，以及该专业毕业生对现有的人才培养模式、课程体系、专业教学知识点的意见及建议，邀请校内外知名教学专家，召开系列专家指导会，制定该本科专业课程体系和专业教学知识点方面改革的确实可行的方案，撰写新的人才培养方案，专业教学大纲内容将随之进行整合优化。专业主干基础课程建设得以加强，并根据区域经济发展的社会需求，设置相应并可行的必修课程，同时形成金属材料热处理与测试方向、金属材料塑性成型与模具方向两个具有一定地域工业特色的专业方向，使该专业的在校大学生形成比较完整的基础性知识及社会所需要的专业性知识。
3.配套平台进行改革探索。为配合模式及课程改革，必须对教学及研究平台进行更新建设，充分并有效地发挥本专业的专业实验室设备优势。近两年，本专业在原有实验设备的基础上，通过多渠道项目经费购置了200多万元的教学兼科研实验设备，满足了本专业各种专业理论课程的配套实践性教学需要。目前，九江学院金属材料工程的专业实验室有：表面技术实验室、粉末冶金材料及工艺实验室、材料化学制备实验室、材料物性检测实验室、材料热处理实验室、金相制样及分析实验室、铸造技术实验室、材料力学性能实验室和材料微纳结构分析实验室。通过这一系列实验平台的建设，金属材料工程专业的发展将得以支撑。根据本专业的特色，在九江和周边地区与九江新联传动机械有限公司、九江森源科技有限公司、九江博德新材料研究公司、九江奥盛钢缆科技有限公司等企业进行实质性地合作，建立产学研及学生实习见习基地，并聘请企业技术骨干和学校教师联合指导毕业论文（设计）工作，学生的实践操作能力和工程技术应用能力得以较好的培养。
四、结束语
工程材料的发展篇10
关键词:土木工程;可持续发展;材料施工
中图分类号:tU7文献标识码:a
土木工程活动作为人类在自然生态环境最重要的生产活动之一,其生产与使用、工程设计、工程施工、工程建成后的使用及报废后的拆除等过程均要消耗大量的能源,并不断产生废弃物,这些问题都将对生态环境产生极大影响。因此,土木工程作为国民经济的支柱产业,我们既要大力发展,以满足经济社会发展的需要,又要注重环境保护、资源节约,推行可持续发展战略。目前土木工程的可持续发展课题包括:
1.构筑工程中主要是建筑物的环境特性,施工的环境影响和节能设计。另外在设计的初始阶段要考虑到材料的可更换性,可再生性和耐久性。
2.土木工程主要是土壤污染的问题,土石方填筑时的沥滤液收集问题以及建造大坝对生态系统的影响。另外还有过度抽取地下水问题,蓄水层失水的后果问题,灌溉与土壤碱化问题,尾矿问题与塌方问题等。
3.交通工程中主要是发展公共交通,应控制空气污染,噪声污染,铁路运输和公路运输的成本计算和比较,城市扩展的土地使用问题和发展问题。
4.建筑施工中的课题主要是建材的耐久性和再生性,节能建筑,副产品的加工和再生。另外还有施工对地下水的影响和可渗性地基的失水问题。
5.环境工程和水资源工程有环境和水资源的保护,垃圾最少化,垃圾再生利用,地表水的污染和保护,空气和水体允许的污染物限度,高效的垃圾处理方式等。
一、土木工程材料可持续发展
正确选择和合理使用土木工程材料,对整个土木工程的安全、实用、美观、耐久及造价有着重大的意义。生态建材是一个指导性的原则,其目的是防止对生态环境的损害,促进人类活动对自然资源和环境的保护,保证建筑材料具有更好的性能等。
生态建材是绿色建筑的基础。如果选用的建材不环保、不生态,建造的建筑也不可能是绿色的。在生态建材的发展和过渡期,如何选择建筑材料很重要,归结起来有三类材料的选择,即可再生循环的材料、环保材料和过渡性材料,包括对的一些传统材料的类比和选用。
发展生态建材,建设绿色建筑要在满足人居发展总量和居住品质提升的同时,加强建造居住环境的建筑材料和建造方式转变。应用生态建材与生态工程技术可以延长建筑与人居环境的生命周期,减少建筑垃圾,节约建筑材料;生态建材可以降低对自然环境与人居环境的污染,有利于社会资产的合理递增。
二、土木工程施工阶段的可持续发展
土木工程施工阶段的可持续发展考虑包括:场地内哪些区域将被保护、哪些植物将被保护,并明确保护的方法;怎样在满足施工、设计和经济方面要求的前提下,尽量减少清理和扰动的区域面积,尽量减少临时设施和施工用管线。具体来看,可从以下几个方面去保证土木工程施工阶段的可持续发展。
(一)节约水资源
通过监测水资源的使用,安装小流量的设备和器具,在可能的场所重新利用废水或者循环利用生产用水等措施,来减少施工期间的用水量,降低用水费用。
(二)节约电能
通过监测利用率,安装节能灯具和设备、利用声光传感器控制照明灯具,采用节能型施工机械,合理安排施工时间等降低用电量,节约电能。
(三)减少材料的损耗
通过更仔细的采购,合理的现场保管,减少材料的搬运次数,减少包装,完善操作工艺,增加摊销材料的周转次数等降低材料在使用中的消耗,提高材料的使用效率。
(四)利用可回收资源
可回收资源的利用是节约资源的主要手段,也是当前应加强的方向。主要体现在两个方面:一是使用可再生的或含有可再生成分的产品和材料,这有助于将可回收部分从废弃物中分离出来,同时减少了原始材料的使用,即减少了自然资源的消耗;二是加大资源和材料的回收利用、循环利用,如在施工现场建立废物回收系统,再回收或重复利用在拆除时得到的材料,这可减少施工中材料的消耗量或通过销售来增加企业的收入,也可降低企业运输或填埋垃圾的费用。
三、结语
土木工程人员,在土木工程活动中,应秉持可持续发展的原则,推行有效利用自然资源的设计与施工技术,实现现代建筑的建设以生态系统的良性循环为原则,使绿色建筑真正进入人们的生活,使土木工程成为让人类对自然的使用强度及获得的利益能与生态环境相和谐的学科。
参考文献:
[1]李磊.二十一世纪土木工程发展探索[J].当代建设,2002(02)
[2]吕志涛.新世纪的土木工程与可持续发展[J].江苏建筑,2000(04)