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生物材料的发展现状(6篇)

发布人:网络 发布时间:2024-08-09

生物材料的发展现状篇1

关键词:包装材料;现状;包装;发展趋势

为了防止食品受到外界一些物质的污染,包装对食品提供着一种保护,可减少食品的氧化。在我们的生活中可见的包装材料有很多,现在包装工业中,纸及纸制品、塑料、玻璃和木材是最常用的包装材料,因为木材是一种生物质材料,具有很好的环境性能,木材所制作的包装材料在很早前就被作为包装所用的容器和运输中用的器具了。作为包装材料使用时具有很多性能优势:如强重比高,抗机械损伤能力强、可承受较大的堆垛载荷、具有一定的缓冲性能、取材广泛、制作比较容易、易于吊装和回收性能好等特点,特别是很多笨重、易碎及需要特殊保护等产品不可或缺的储运器具。

木质包装材料指用于包装、铺垫、支撑、加固货物的木质材料,如木箱、木板条箱、木卡板、垫仓木料、木桶、木垫方、枕木、木楔等。经人工合成的材料或经加热、消毒等深度加工的包装用木质材料,如胶合板、纤维板等不在此列。木质包装在国际贸易中被广泛使用,但实木包装材料能携带森林病虫害,要是采用湿的木质材料作为木托、木卡板,在遇到天气潮湿或者是多雨的季节都会导致霉变,使木料进行烘干或风干处理,再用来制作木托、木卡板这样就可以防止产品霉变。近年来其在国际间传播扩散的速度和频率呈现逐渐加快和增高的趋势,世界上很多国家都对进境货物木质包装采取了更为严格的检验检疫制度。我国森林资源又相对匮乏,近年来木材供需之间的矛盾也越来越激烈,使得实木在包装工业中的继续发展得到了限制。然而经干燥、热压等深加工工艺生产的包装用人造板,因其在资源、结构和检验检疫方面的优势,近年来发展迅速,具有广阔的应用前景。而且我国农林生物质资源(包括竹林和农作物秸秆)丰富,也为人造板工业的进一步发展提供了原料基础,用其开发人造板包装材料也逐渐引起了人们的关注。

1应用现状

我国较为常见的木质包装容器有普通木箱、滑木箱、框架木箱、底盘和钢丝捆扎箱,每年用于机电产品包装的木材就达1000万m3,我国木包装制品应用方式如下:

1)在500kg或以上的大容量木包装箱:主要应用于大型机电设备、仪表、仪表柜包装。

2)在500kg以下的小型木包装箱:主要应用于内燃机等小型机电设备、五金零部件、电子元件、卫生洁具、建筑材料、家用电器、体育用品和食品水果等包装。

3)木质底座:应用于大型机电设备及大型罐类容器的底座固定。

4)木质托盘:应用于缠绕包装的托盘,如化工原料、生活用品、粮食等运输托盘。

5)木质包装充填辅料:主要应用于包装箱的底托、隔板、支架、固定物、木轴楔等包装结构。

1.2人造板的应用现状

我国有刨花板、胶合板和单板层积材的人造板。在目前定向结构刨花板已经成为发达国家的木质包装的主材料,国外开发成熟的定向刨花板并未在我国包装行业得到很好的应用,与我国定向刨花板行业落后有着很大的关系。

一些异形包装制品的开发方面,也有人造板应用的相关报道,如包装用人造板圆桶是用竹胶合板或纤维板以及它们的边角料制成,用于染料,胶料,五金件和药品等包装。木质碎料经拌胶、干燥后在特制的模具中经加高温热压也能制成各种异形包装制品,目前模压异性包装中应用较多的是管状和圆盘状包装,如电缆包装盘侧板。

人造板板材在食品包装行业中也添加了应用,如无醛纤维板被用淳朴色调和刚柔相济的材性于一些高档的月饼包装盒和茶叶包装,以提高产品附加值。竹材及竹制品也能作为餐具、食具和食品包装容器。竹子具有特有的自然清香、,是其它材料的产品无法比拟的,但其研发和生产仍处在起步阶段。

2问题和发展趋势

2.1面临的问题

2.1.1病虫害

随着植保理念的影响,木质包装使用不当对贸易所造成的影响也会越来越大。木质包装材料是森林病虫害传播的重要载体,实木包装材料是国际贸易中林木害虫的重要传播介质。若控制不当就会产生严重的影响,使企业和社会都蒙受巨大的损失。木质包装材料经常在货物运抵目的地拆卸后随意丢弃,一旦包装材料来自疫区国家,则松材线虫极易扩散。在跨国贸易中,很多种类的森林病虫害可以随木质包装材料在国际间传播,松材线虫是中国禁止入境的植物危害性生物之一,也是国际上公认的重要有害生物。

2.1.2除害处理

木质包装材料的检疫除害处理方法即关系到货物的质量,又涉及到有害生物的致死程度,还影响到进境成本和通关速度。目前木质包装材料检疫中采用的技术手段有熏蒸、热处理、药剂喷洒法、辐射和微波处理法等。在我国熏蒸处理是目前普遍使用的化学处理方法,而溴甲烷又是木质包装出口货物熏蒸中使用最多的熏蒸剂。目前我国认可的溴甲烷熏蒸标准规定还包括:在温度≥5℃时投药80g/m3,木质包装的熏蒸时间为24h。

2.2应用前景

人造板是木材的深加工产品,其相对于实木包装来说,不仅具有木材的一些天然特性,而且还具有一些独特的优点,可以预见人造板逐步替代实木作为包装材料将成为可能。

包装用人造板板材是经干燥、热压等深度加工工艺制成,制造过程中的高温已将有害微生物全部杀死,所以不需再进行杀虫熏蒸除害处理。利用人造板板材对货物进行包装即减小了跨国贸易中传播森林病虫害的风险,又加快了货物的通关速度,也降低了木质包装的成本。

木材是生物质材料,有着一些自身材料不可抗拒的特性,如木材易受温度和湿度影响产生热胀冷缩和吸湿解吸现象,导致箱体变形或裂缝,并且易燃和易腐朽。人造板作为包装材料使用时,其结构性能具有可设计性,可以根据使用条件的不同(干燥或潮湿环境),精确地设计其载荷等级。通过对板材厚度、密度以及热压工艺的控制,获得不同的力学机械性能。不同用途的包装箱体可以选择不同的人造板结构板材,使得包装箱体在力学结构上具有可控制性。当然人造板也能很好地满足大型包装箱体的幅面要求。

3展望

我国木质包装材料市场巨大,而且还在不断增长。木质包装材料作为一种环境协调性材料,具有绿色包装材料的特点,将会受到人们越来越多的重视。

1)实木包装材料是国际贸易中林木害虫的重要载体和传播介质,为了降低有害生物入侵风险,减小企业熏蒸除害处理成本,大力发展经过深加工的复合型包装材料,将是我国木包装的发展方向。

生物材料的发展现状篇2

关键词:新型建筑材料生态绿色环保绿色建材

一.现代绿色建材是指具有优异的质量、使用性能和环境协调性的建筑材料。其性能必须符合或优于该产品的国家标准;在其生产过程中必须全部采用符合国家规定允许使用的原、燃材料,并尽量少用天然原燃材料,同时排出的废气、废液、废渣、烟尘、粉尘等的数量、成份达到或严于国家允许的排放标准;在其使用过程中达到或优于国家规定的无毒、无害标准,并在组合成建筑部品时不会引发污染和安全隐患;其使用后的废弃物对人体、大气、水质、土壤等造成较小的污染,并能在一定程度上可再资源化和重复使用。现代绿色建筑材料种类和数量很多,主要有:

1.现代绿色混凝土材料

混凝土是现代建筑的主要建筑用材,所以发展绿色混凝土材料对于绿色建筑至关重要。①高性能混凝土材料。高性能混凝土是一种新型的高技术的混凝土,其大幅度的提高常规混凝土性能的基础上,具有优良的耐久性、适用性、工作性、各种力学性能、体积稳定性和经济合理性等性能。高性能混凝土除采用优质水泥、水、集料外,还必须采用低水胶比掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂,采用现代混凝土技术,选用优质原材料,在妥善的质量控制下制成。②利用废弃混凝土生产的绿色混凝土。现在大量的研究表明,废弃混凝土可用作再生混凝土的骨料,也可取代部分优质石灰石生产水泥。将废弃混凝土清洗、破碎、分级并按一定比例配合后得到的骨料称为“再生骨料”,将再生骨料作为部分或全部骨料配置的混凝土成为“再生混凝土”。实验表明再生混凝土的抗压强度可满足设计要求,其它力学性能指标和耐久性指标与普通混凝土基本接近(抗压强度、弹性模量有所降低),用水量比普通混凝土多。③加气混凝土。加气混凝土(其中一类)是以石英沙为基础,以水泥和石灰为胶凝材料,以石膏为硬化剂,铝粉为发泡剂,经高温高压养护后形成的多孔状材料。④合成纤维混凝土。合成纤维混凝土现已得到广泛应用。对增强混凝土早期抗拉强度,防止早期由沉陷、水化热、干缩而产生的内蕴微裂纹,减少表面裂缝和开裂宽度,增强混凝土的防渗性能、抗磨损抗冲击性能及增强结构整体性有显著作用。⑥多孔预制块植栽混凝土。植栽混凝土有连续的空隙,在空隙部分,使用特殊的工艺技术填充无机培养土、肥料和种子等混合生长基料,施工后,种子发芽和生长所需要的水分,除靠保存在生长基料中的雨水外,还可吸收植栽混凝土下面的基层培养土中的水分,不需要另外浇水,这样既实现了绿化,有能防止构筑物表面被污染和侵蚀。植栽混凝土还具有相当好的透水性能,雨水可向地下渗透,这样有可以补充地下水资源,有可以减少城市市政雨水管道的排水压力。

2.木材

木材成为现代绿色建材的亮点,其随着技术的进步出现了许多新的使用形式。①彩色木材:利用先进的染色技术,使原生树木中所没有的色彩渗透在木材组织中,形成彩色木材。它又可分为两种,一种先天着色木材。即在树木生长各个时期,往树木根部浇灌或在树干部位灌注无害的水溶性配色营养液,色彩沿树木内部导管传输并被吸收、着色,形成彩色的木纹。另一种是后天着色木材。即选择富于纹理的木材切片,先脱色处理,然后染上合适的颜色。彩色木材适合作家具、天花板、墙面等大面积表面装饰,别有情调。②瓷化木材:用饱含钡离子的化学溶液浸泡木材使钡离子扩散、渗透到木材组织和细胞内,采用一定的工艺处理过程,木材变成瓷化木材。瓷化木材疏水、稳定、阻燃性能优异。经喷射火焰试验,不出火苗、几乎无烟,只产生低度碳化。这种超级阻燃木材适合大厅家具和装饰,适合车辆内部尤其是大型公共娱乐场所的内部装修。③塑化木材:将乙烯类树脂加压注入木材内部,形成塑化木材。塑化木材具有很强的压缩、弯曲、剪切综合强度,大大地缩小了诸如劈裂等缺陷,具有转自省略很强的耐磨强度和硬度。塑化木材将广泛用于地板装修工程中。④疏水木材:疏水木材在潮湿空气中膨胀率只有普通木材的一半,吸水率只有普通木材的1/5,疏水材料的原理是将木材中亲水性的活性羟基转化成疏水性的乙酰基。疏水木材可以用作浴室内装修、桌面和船舶内家具等,还可用于露天的装修。

3.保温隔热材料

保温材料根据其在围护结构的使用部位不同,可分为内、外保温隔热材料;根据其状态的不同分为板块状、浆体状保温隔热材料。保温隔热材料的主要性能指标有:导热系数、表观密度、压缩强度、尺寸变化率、吸水率、水蒸气渗透系数、粘结强度、氧指数。板块状保温隔热是材料,可以用于内、外保温工程;以其形状的特点,具有使用简便、能保证保温隔热层的厚度要求,性能比较稳定。优良的板块状保温隔热材料有:发泡型聚苯乙烯板(EPS),挤出型聚苯乙烯板(XPS),岩棉板,玻璃棉板等不同材料。浆体状保温隔热材料目前主要用于外墙内保温,也用于隔墙和分户墙的保温隔热。浆体状材料有两种类型,以胶凝材料为主的固化型和以水分蒸发为主的干燥型。其主要成分是由聚苯粒、矿物纤维、硅酸盐为主的多种材料,经一定的生产工艺复合而成的轻质保温材料。此外保温隔热材料还包括其它一些常用材料:空隙性材料,如空心砖、加气混凝土块;断桥隔热铝合金窗框,用导热性远远低于铝的隔条将铝型材隔断,形成铝材―隔热条―铝材组成的铝合金门窗型材;LOW―E低辐射保温玻璃、中空玻璃、夹胶玻璃等。

4.防水材料

现代绿色建筑防水材料不仅具有基本的防水功能还具有其它如保温、去污等功能,并在生产是使用的过程中对环境的影响较小。①聚合物水泥防水涂料。聚合物水泥防水涂料以水泥和丙烯酸等(乳液或其它类)水性聚合物为主原料,加入其它外加剂制得的双组份水性建筑防水涂料。两组份在现场搅拌成均匀、细腻浆料,涂刷或喷涂于基体表面,固化后形成柔韧、高强的防水涂膜。这种涂料既有水泥类胶凝材料高强度,易与潮湿基面粘结的性能,又兼有聚合物涂膜弹性大,防水性好的优点,尤其是以水作为载体,克服了沥青、焦油、有机溶剂型防水材料易造成环境污染的弊端,是一种无毒无害、可湿作业、施工简便的新型绿色环保防水材料。它不仅适用于各种防水工程,还可用于修补、界面处理、混凝土防护、装饰、结构密封等工程。②渗透结晶型防水材料。渗透结晶型防水材料是指材料中含有的活性化学物质向混凝土内部渗透,在混凝土中形成不溶于水的结晶体,堵塞毛细孔道,从而使混凝土致密的防水材料。其防水性能及其优良。③塑料防渗补漏剂。塑料防渗补漏剂是一种能够迅速防止房屋渗漏的新型建筑化工涂料。其以废旧塑料纺织袋、塑料薄膜、泡沫塑料等废塑料为原料,再配以合理的增塑剂、固化剂,采用低压冷溶反应生产而成,具有塑化快,干燥迅速以及良好的平滑性、密封性、粘接性、防水性、弹塑性和耐热、耐寒、耐腐蚀、抗老化等特点。其生产过程不仅设备投资少、节约能源,而且彻底消除了废旧塑料对环境的污染。④聚乙烯双面复合防水卷材。聚乙烯双面复合防水卷材采用高压法生产低密度线性聚乙烯树脂为主要原料,两面复合化学纤维无纺布,并经特殊的工艺加工而成。具有较好的综合技术性能,如抗拉强度高、抗透气能力大、低温柔性好,适应温度范围宽,-45℃~110℃无变化,抗自然老化能力强,有较好的气密性,耐酸和碱腐蚀,使用寿命长等特出优点,是新建房屋或旧房维修较好的新材料。

总之,现代绿色建筑材料具有其发展的必要性,是现代建筑材料的发展方向,日益的受到各界的重视。现代绿色建筑材料的发展现状与发展速度都呈现良好的态势,表明其将有非常好的发展前景,将有越来越多的新型、高质量的绿色建筑材料被开发和使用。

二、常见的绿色建材在建筑业中的应用

1.结构材料

传统的结构用建筑材料有木材、石材、粘土砖、钢材和混凝土,现代结构用材料主要是钢材和混凝土。

(1)木材、石材,这两种材料是自然界提供给人类最直接的建筑材料,不经加工或通过简单的加工就可用于建筑。木材和石材消耗自然资源,由于木材是可再生的永续的材料,如果自然界木材的生长量与人类的消耗量相平衡,那么木材是最绿色的建筑材料。石材虽然消耗了矿山资源,但由于它的耐久性较好,生产能耗低,重复利用率高,可以说它也具有绿色建筑材料的特征。

目前能大规模取代木材的新型绿色建材还不是很多,其中应用较多的一种绿色建材是竹材人造板。我国是森林资源贫乏的国家,但我国的竹类资源十分丰富,素有“竹子王国”的美誉,因此好多人把竹材资源看作是替代木材的好的后备资源。

由于竹结构具有如上所述的众多优点,绿色建材――竹材人造板在土木工程领域的应用前景广阔。

(2)粘土砖,其能耗是比较低的,但它是以破坏良田为代价且是不可恢复的,可以说是最不绿色的建筑材料。20世纪90年代开始限制使用粘土砖到如今粘土砖已禁止生产和使用。

粘土砖的绿色替代建材的主要发展方向是利用工业废渣替代部分或全部天然粘土资源的新型建材。

由于工业废渣来源丰富,其力学性能普遍优于粘土砖,并且可以满足不同使用环境的要求,所以具有广阔的应用前景。

(3)钢材,由于钢材的不可替代性,因此“绿色钢材”主要发展方向是在生产过程中如何提高钢材的绿色指标上下功夫,研究发展新技术、新生产工艺,努力降低生产能耗,减少污染物排放,对生产过程中产生的废弃物资源化,加快钢材的绿色化进程。

(4)混凝土,由水泥和集料组成,是复合材料,它的生产能耗主要是由水泥生产造成的。而传统的水泥生产需要消耗大量的资源与能量,并且对环境的污染较大,所以水泥生产工艺的改善是绿色混凝土发展的重要方向。目前水泥绿色生产工艺主要采用新型干法生产工艺取代落后的立窑等工艺。

现今土木工程使用的绿色混凝土主要有低碱性混凝土,多孔混凝土,植被混凝土,护坡植被混凝土,透水性混凝土,吸收分解NOx的光催化混凝土,生态净水混凝土等。其中应用较为广泛的是多孔混凝土。

多孔混凝土也称为无砂混凝土,它只有粗骨料,没有细骨料,直接用水泥作为黏结剂连接粗骨料,它具有连续空隙结构的特征,其透气和透水性能良好,连续空隙可以作为生物栖息繁衍的地方,而且可以降低环境负荷。多孔混凝土按其气孔结构形成的方式不同,又可分为泡沫混凝土和加气混凝土两大类。

参考文献:

[1]伍兹.绿色住宅设计方法与实例,中国电力出版社.2005.

[2]克里尚.建筑节能设计手册.中国建筑工业出版社.2005.

生物材料的发展现状篇3

2.锂离子动力电池电极材料产业化进展新材料产业周恒辉

3.磷酸铁锂正极材料产业化之思考吴小员,卢阳璇,张五星,黄云辉

4.新型锂离子电池正极材料的研究现状及其发展前景杨勇

5.二次锂离子电池硫系正极材料研究进展陈光,赵秀云,夏定国

6.动力锂离子电池负极材料的开发与挑战杨军

7.动力锂离子电池及其负材料的现状和发展苗艳丽,杨红强,岳敏

8.动力锂离子电池负极材料的纳米化研究刘丽丽,田舒,吴宇平

9.发展国产锂离子电池隔膜产业之思吴大勇,王雅璨,吴敏

10.全球及中国锂离子电池及电解液行业发展分析耿翠玉

11.锂离子电池在储能领域的优势吴宁宁,吴可,高雅,安富强,王雅和

12.纳米炭材料在储能产业中的应用进展与展望李峰,闻雷,成会明

13.锂离子动力电池制造发展之路阳如坤

14.能源危机话"锂电"董全峰

15.从新能源汽车产业价值链看我国动力锂离子电池产业的创新发展罗贞礼

16.动力锂离子电池现状浅谈靳添絮

17.中国2010年上海世博会上的锂离子电池纯电动汽车孙晓霞

18.锂离子电池蓬勃发展筑就未来绿色之梦孙晓霞

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4.碳纤维国内外市场和贸易状况分析及预测方巍

5.关于我国高性能碳纤维需求和发展的几点想法冯志海

6.新材料产业世界PAN基碳纤维的生产与需求以及对发展我国碳纤维的启示赵稼祥

7.全球碳纤维新形势、对策与未来发展罗益锋

8.PAN基碳纤维制备成本构成分析及其控制探讨朱波

9.我国炭素工业低碳经济发展之思考陈国强

10.我国耐火材料的现状与发展趋势刘开琪

11.薄膜太阳电池介绍及应用发展王恩忠

12.有机印刷电子产品与技术发展趋势李路海

13.极具潜力的绿色印刷技术——喷墨印刷陈峰

14.回顾首都钢铁服务产业联盟成立一周年成绩斐然孙倩

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4.大力推进铝电解工业第二次科技创新钮因健

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8.我国钛工业的特点、问题及发展对策王向东

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17.建筑膜材:在创新中前行孙晓霞

18.信息动态

19.我国稀土材料产业现状及可持续发展对策分析王芳凝,罗贞礼

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7.生物医用材料在医疗器械领域的应用及产业发展概述胡堃,刘晨光

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14.中国有色金属材料由大变强之探讨王淑珍

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1.半导体照明产业进入创新发展新阶段罗贞礼

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3.英国软性电子发展战略冯瑞华,万勇,马廷灿

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5.新型铜基电触头复合材料姚倩倩,张代东

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7.低碳经济下钢铁行业二氧化碳排放的综合控制技术韩庆礼,黄衍林,周守航,郭豪

8.节能减排装置"高炉煤气透平机组"的关键技术研究谢福成,唐景涛,唐文凭

9.废铝再生利用技术的发展与应用孙德勤

10.浅析日本稀土战略黄健,冯瑞华

11.低成本染料敏化太阳能电池的机遇和挑战林红

12.全球小型启动用蓄电池行业市场分析王筝

13.无机涂料的研究进展焦方方,陈效华,卢磊,王秀田,严伟

14.聚苯硫醚的发展现状与应用进展钱伯章

15.电火花加工金刚石成型木工刀具新技术研究王亨瑞,陈兵,张元,周兵,董长顺,黄水利

16.电池导电涂层的发展及应用前景

17.新型墙材应用比例不断提高环保型砌块成型装备行业商机无限龚彦

18.官产学研用相结合共谋生物材料产业发展——全国生物材料大会4月18日于成都圆满闭幕黄海峰

19.面向"十二五"专家谈新材料产业未来发展方向——第三届国际化工新材料(成都)峰会引业内热议孙倩

20.从车展看新材料的应用与发展——2010(第十一届)北京国际汽车展览会一瞥孙晓霞

21.中小企业实施精益生产的探讨新材料产业陈之然

22.谋求可持续发展之路——埃克森美孚化工行业领先发展带来的启示罗贞礼

4.中国多晶硅将占全球半壁江山蒋荣华,肖顺珍

5.我国硅薄膜太阳电池生产线Turnkey模式的思考曹四海,宋行宾,韩晓艳

6.太阳能级硅应用研究现象之浅析周鸿军

7.我国涂料产业面临绿色化新考验——关于转变发展方式推动绿色涂料发展的系列思考韩永奇

8.我国汽车精细化学品的市场现状及发展前景龚彦

9.LED技术不断获得突破产业发展步入上升期韦东远

10.动力锂离子电池产业发展的几点思考王金良

11.如何提高光电子材料产业的自主创新能力单云凤,刘滋厚

12.我国超硬材料产业的发展与展望罗锡裕

13.低碳经济下的金属制造业及其创新发展孙德勤

14.超轻镁锂基合金及其复合材料研究进展张鑫,吴国清

生物材料的发展现状篇4

关键词:高分子材料;化工材料;发展现状

我国自上世纪80年代以来,开始致力于高分子化工材料的研发,并且将高分子化工材料用于多种领域,满足了节能减排、高性能高科技等现代社会发展的要求。除了本文主要介绍三种材料以外,我国在烯类单体聚合、a―烯烃的聚合、乙烯基单体的光聚合与光刻胶等方面也取得很大的研究成果,随着现代科技的发展以及社会发展的进一步需求,高分子化工材料将得到进一步的开发研究,并广泛的应用于农业、工业、医学、生物、能源等领域。高分子智能材料已经成为材料科学发展的一个重要研究领域,全世界各个国家科学家都在为此作不懈的努力。从人类历史发展来看,任何一种重要材料的发明和利用,都能够把人类改造自然,创造社会的能力提高到一个新的高度,并给社会生产力和人类生产生活带来巨大的影响,使人类的物质文明建设和精神文明建设共同向前推进一大步。所以可以肯定的说,未来将会有更多更好更实用的智能材料出现在我们的面前。

一、高分子材料概念描述

所谓高分子材料是指由许多重复单元共价连接而成的,分子量很大的一类分子所组成的相关聚合物,并且具有粘弹性。高分子材料正在向以下几方面发展:高功能化,高性能化,复合化,精细化和智能化。鉴于此,我国的高分子材料在进一步开发通用的基础上,应该重点发展高分子材料品种、提高技术水平、扩大生产以进一步满足市场需要。天然高分子是存在于动物、植物及生物体内的高分子物质,可分为天然纤维、天然树脂、天然橡胶、动物胶等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡胶和合成纤维三大合成材料,此外还包括胶黏剂、涂料以及各种功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所没有的或较为优越的性能,较小的密度、较高的力学、耐磨性、耐腐蚀性、电绝缘性等。

二、高分子材料的应用分析

(一)聚烯烃材料

聚烯烃是高分子化工材料中用量最大的,也是应用范围最广的一种,主要在汽车、建筑、家电等领域得到广泛的应用。聚烯烃是烯烃的聚合物,是由乙烯、丙烯1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烃以及某些环烯烃单独聚合或共聚合而得到的一类热塑性树脂的总称,主要通过高压聚合或者低压聚合如溶液法、浆液法等方法生产合成,主要品种有聚乙烯以及以乙烯为基础的一些共聚物、聚丙烯以及以聚丙烯为基础的丙烯共聚物。具有容易加工、综合性能良好、原料丰富,价格低廉等优点。目前,各研究机构正在研究使用过渡金属做催化剂,进行各类烯烃的聚合。近年来,随着节能减排、低碳经济以及可持续发展思想的深入,聚烯烃的合金化、高性能化和多样化成为研究的方向和重点。

(二)高分子智能材料

高分子智能材料是通过有机和合成的方法,使无生命的有机材料变得具有生物功能的一种材料。其功能可随外界条件的变化而有意识地调节、修饰和修复。形状记忆高分子材料是指在一定条件下赋予高分子材料的起始装态,当外部条件发生改变时,它可以改变成相应地形状,并能固定其形态。当外部条件再次发生改变时,智能高分子材料以特定的规律和方式再一次发生变化并恢复至起始态。从而完成从起始记忆态到固定变形态再到恢复起始态的循环过程。自行调温调光的新型建筑材料,成分是由水和聚合物构成的。在低温时聚合物是成串排列的,为透明状,能够透过90%的光线。加热时,这种聚合物就以纤维的形式聚合在一起,成乳白色,能够阻挡90%的光线。并且这种可逆过程是在两三度温差范围内完成的。具有传感功能的高分子材料,这种与传感器结合起来的高分子材料,已成为智能材料的一个新特点。例如,装有压电陶瓷传感器的机器人,可以灵敏地感觉到轴承脱离时摩擦力突然变化的情况,并迅速作出握紧反应。

(三)稀土催化材料

稀土元素具有独特的化学性能和物理组成,以稀土元素为基础的稀土功能材料在信息、生物、新技术、新能源以及环境保护等现代科学技术和现代工业发展中起着十分重要的作用,稀土催化材料比传统的贵金属催化材料相比,具有资源丰度高、成本低、生产工艺水平高以及性能优越等方面的优势。稀土催化材料不仅能够提高生产效率,最重要的是能够节约资源和能源,进而减少环境污染。上世纪60年代,中科院长春应用化学研究所运用稀土化合物组成新型催化剂用于二烯烃的聚合以及橡胶的制备,打破了传统的Z-N催化剂,取得重大研究进展。目前稀土催化材料大量运用在能源环境领域中,如汽车尾气净化、工业废气以及人居环境净化等方面。

(四)生物医用材料

生物医学材料指的是一类具有特殊性能、特种功能,用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患,而对人体组织不会产生不良影响的材料。高分子合成的生物医用材料通过分子设计和聚合,能够获得具有良好物理性能和生物相容性的生物材料,其中高分子软材料常用做为人体软组织如血管、食道和指关节等的替代品。合成的高分子硬材料可以用作人工硬脑膜、笼架球形的人工心脏瓣膜的球形阀等;液态的合成材料如室温硫化硅橡胶可以用作注入式组织修补材料。

三、结束语

新型高分子材料对人们的日常生活和工作产生越来越大的影响,本文从几个方面介绍新型智能高分子材料。主要包括高分子材料的含义,发展现状和高分子材料的应用等几方面内容。作为一种与国民经济、高科技技术和现代化生活密切相关重要的材料已经在各个领域中发挥了巨大的作用,人类已经进入了高分子时代。

参考文献:

生物材料的发展现状篇5

关键词:NiAl金属间化合物Ni-Al合金制备工艺研究发展现状

中图分类号:TG22文献标识码:A文章编号:1674-098X(2015)09(a)-0080-02

1NiAl金属间化合物材料的研究现状和应用

Ni-Al金属间化合物主要包括NiAl金属间化合物材料。NiAl金属间化合物材料由于具有较高的力学性能,良好的耐磨损性能和抗高温氧化性能等而被广泛应用在工程领域中。NiAl金属间化合物具有金属键和共价键共存的特点,所以NiAl金属间化合物材料具有较高的力学性能,具有较高的熔点,具有较高的热导率,具有良好的抗氧化性能以及耐腐蚀性能等优点[1-5]。NiAl金属间化合物材料作为耐高温抗氧化结构材料有望在高温工程领域中得到广泛应用[1-5]。由于NiAl金属间化合物具有较高的性能而且制备成本较低,所以在实际应用中具有很大优势。对NiAl金属间化合物的性能进行广泛的研究和应用。但是NiAl金属间化合物材料还存在室温脆性大和抗蠕变性能差等问题[1-5]。为此研究者对NiAl合金开展了广泛的研究[1-5]。NiAl合金的熔点为1638℃,NiAl合金的密度为5.86g/cm3,NiAl合金的弹性模量为294GPa,NiAl合金的热导率较高,NiAl合金的成分比例是Ni50:Al50[5-10]。NiAl金属间化合物材料具有较高的抗高温氧化性能和良好的耐高温性能,但其NiAl合金在室温条件下塑性较差,断裂抗力较差以及高温强度较低等[5-10]。NiAl金属间化合物的使用温度更高[5-10]。所以NiAl合金可以作为高温结构材料应用于更高的温度和环境中[5-10]。NiAl金属间化合物由于具有较高的力学性能,较高的耐磨损性能,良好的抗高温氧化性能而被广泛应用在高温工程领域中。NiAl金属间化合物的组成是Ni元素与Al元素的摩尔比例为50∶50。本文主要详细讲述NiAl金属间化合物材料的制备工艺,力学性能和其他性能以及研究发展现状等,并介绍NiAl金属间化合物材料在工程领域中的应用。并简要介绍NiAl金属间化合物基复合材料的研究现状。并对NiAl金属间化合物未来的研究发展趋势进行分析和预测。

2NiAl金属间化合物材料的制备技术

NiAl金属间化合物材料可以作为功能材料和结构材料[5-10]。NiAl金属间化合物材料具有较高的力学性能和良好的抗高温氧化性能[5-10],NiAl金属间化合物材料可以作为高温结构材料和复合材料基体应用在工程领域中[5-10]。NiAl金属间化合物材料的制备方法有很多种类,制备工艺方法将会影响NiAl金属间化合物材料的性能。NiAl金属间化合物材料的制备方法有机械合金化法、热压烧结法和热等静压烧结法,燃烧合成法等。

2.1机械合金化法

机械合金化是一种制备高温合金粉末和金属间化合物粉末的高能球磨工艺。机械合金化工艺是将不同种金属粉末放入高能球磨机进行机械球磨,通过磨球,粉末和球磨罐之间的强烈相互碰撞,破碎和焊合作用,粉末颗粒发生碰撞粘结,变形断裂和冷焊并被不断细化,金属粉末颗粒就会被粘结在一起形成层状结构的颗粒,继续球磨破碎形成粉末粒度较细的金属合金粉末。从而使得金属混合粉末实现合金化形成金属合金粉末。采用机械合金化球磨工艺可以制备出NiAl金属间化合物材料。利用机械合金化制备纳米晶NiAl金属间化合物,在机械合金化工艺后形成具有纳米结构的NiAl金属间化合物粉末。可以将Ni粉末和Al粉末按照摩尔比例为50∶50进行混合然后进行机械合金化工艺和热处理工艺得到NiAl金属间化合物粉末,并通过热压烧结工艺制备NiAl金属间化合物块材。

2.2热压烧结法和热等静压法

采用热压烧结和热等静压可以制备致密的NiAl金属间化合物块材。热压烧结法和热等静压法适用于烧结NiAl金属间化合物材料。热等静压处理还能提高NiAl合金的致密性[5-10]。采用机械球磨和热压烧结法合成NiAl金属间化合物块材,按照摩尔比例为50∶50球磨Ni粉末和Al粉末,机械球磨过程中通过反应合成NiAl金属间化合物粉末,最后通过热压烧结工艺制备出NiAl合金块体材料。也可以将机械合金化得到的NiAl合金粉末通过热等静压烧结工艺制备致密的NiAl合金块材。所以可以通过机械合金化工艺制备NiAl合金粉末,并通过热压烧结工艺制备NiAl合金块材[5-10]。

2.3燃烧合成法

燃烧合成法可以制备NiAl金属间化合物材料。制备方法主要有自蔓延高温合成,热压放热反应合成法等。将Ni粉末和Al粉末通过自蔓延高温合成工艺可以制备NiAl金属间化合物粉末,并通过热压烧结工艺制备NiAl金属间化合物块材。通过热压放热反应合成法可以制备颗粒增强的NiAl金属间化合物基复合材料。

3NiAl合金的改性研究

改善和提高NiAl金属间化合物性能的主要方法是向NiAl基体中加入合金元素,并且在NiAl金属间化合物材料中取得成功[5-10]。向NiAl合金中加入Ti,Cr,Nb,Si,Fe等形成高温合金材料将提高NiAl合金的抗高温氧化性能和耐高温性能[5-10]。

4NiAl金属间化合物基复合材料的制备和性能

NiAl金属间化合物材料由于具有较高的力学性能、较高的熔点、较低的密度、较高的导热率、较高的弹性模量以及良好的抗腐蚀性能和抗氧化性能等[5-10]。因此NiAl合金在工业领域中有着广泛的应用前景。制备NiAl金属间化合物基复合材料是NiAl合金材料主要的研究发展方向。制备NiAl合金基复合材料可提高NiAl金属间化合物材料的室温断裂韧性,室温塑性以及高温强度等性能。所以就需要制备NiAl金属间化合物基复合材料,提高NiAl合金的高温力学性能、抗蠕变性能、抗高温氧化性能等[5-10]。

4.1NiAl纳米晶复合材料

采用纳米颗粒增强和增韧NiAl合金制备NiAl基复合材料可以提高NiAl合金的力学性能、耐磨损性能、抗高温氧化性能等。纳米级颗粒在NiAl合金基体中起到增强和增韧的作用。通过纳米颗粒的强化作用有助于增强NiAl合金材料的抗蠕变能力。制备纳米颗粒增强和增韧的NiAl基复合材料成为提高NiAl合金性能主要方法。此外采用机械合金化工艺制备纳米NiAl合金粉末,并通过热压烧结工艺或者放电等离子烧结工艺制备纳米NiAl合金块材。

4.2NiAl金属间化合物基复合材料的制备技术和性能

制备NiAl金属间化合物基复合材料的制备方法是将金属颗粒、陶瓷颗粒、晶须和短纤维加入到NiAl金属间化合物基体中,从而制备颗粒增强,晶须增强或短纤维增强的NiAl基复合材料,制备NiAl基复合材料可以提高NiAl合金的室温韧性和室温塑性以及高温强度[5-10]。并通过增强相的增强和增韧作用提高NiAl金属间化合物基复合材料的强度和韧性[5-10]。通过TiB2、TiC颗粒的弥散强化使得NiAl金属间化合物的强度和韧性得到较大提高。通过原位反应合成和热压烧结工艺制备TiB2,TiC颗粒增强NiAl基复合材料。还可以通过热等静压烧结工艺制备颗粒增强NiAl基复合材料[5-10]。热压放热合成工艺是将放热反应合成与热压烧结工艺相结合,用热压放热反应合成工艺制备TiC、TiB2、Al2O3颗粒增强NiAl基复合材料。现在已经制备出NiAl-TiC复合材料、NiAl-TiB2复合材料、NiAl/Cr(Mo)-TiC复合材料和NiAl-Al2O3-TiC复合材料等。还可以将晶须或者短纤维加入到NiAl合金基体中形成晶须增强和增韧的NiAl基复合材料。通过复合后得到的NiAl合金基复合材料的高温强度得到显著提高,韧性和塑性得到明显改善[5-10]。有些研究者研究TiC颗粒增强NiAl(Co)复合材料的合成和力学性能。有些研究者研究NiAl/HfC复合材料的机械合金化和力学性能。有些研究者研究NiAl/TiB2复合材料的显微结构和力学性能。

4.3NiAl金属间化合物基复合材料的研究发展趋势和发展方向

NiAl金属间化合物基复合材料主要包括:NiAl/Al2O3复合材料,NiAl/TiC复合材料,NiAl/ZrO2复合材料,NiAl/WC复合材料,NiAl/HfC复合材料,NiAl/TiB2复合材料,NiAl/HfB2复合材料,NiAl/AlN复合材料等。还可以将连续纤维与NiAl合金相复合制备连续纤维增强NiAl基复合材料,例如制备Al2O3纤维增强NiAl基复合材料,Mo纤维增强NiAl基复合材料。可以将短纤维或晶须加入到NiAl合金中制备晶须或短纤维增强NiAl基复合材料。还可以制备具有复合层状结构的NiAl/Ni复合材料,NiAl/Al复合材料等。采用扩散粘结法可以制备连续纤维增强NiAl基复合材料。例如连续Mo纤维增强NiAl基复合材料,连续Al2O3纤维增强NiAl基复合材料。连续纤维增强NiAl金属间化合物基复合材料具有较高的力学性能。

5结语

NiAl金属间化合物由于具有较高的力学性能,良好的耐磨损性能和抗高温氧化性能等而被广泛应用在工程领域中。该文主要讲述NiAl金属间化合物材料的制备工艺和性能以及研究发展情况等。该文主要讲述NiAl金属间化合物材料的制备工艺、力学性能和其他性能以及研究发展现状等,并介绍NiAl金属间化合物在工程领域的应用。NiAl金属间化合物的未来研究发展趋势是开发新型制备工艺制备具有高性能的NiAl金属间化合物材料;将颗粒、晶须和短纤维、连续长纤维等引入到NiAl金属间化合物基体中形成NiAl基复合材料;还可以通过机械合金化工艺制备纳米级NiAl金属间化合物粉末,并通过粉末冶金工艺制备出NiAl金属间化合物纳米块材,可以显著提高NiAl合金的力学性能。

参考文献

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[2]杨福宝,郭建亭,周继扬.HfC颗粒增强NiAl基纳米复合材料的机械合金化与力学性能[J].材料工程,2001(7):7-10.

[3]杨福宝,郭建亭,周继扬.机械合金化合成NiAl/TiB2复合材料组织与力学性能[J].金属学报,2001,37(5):483-487.

[4]刘震云,黄伯云,林栋梁.La对富Ni的NiAl系合金组织与性能的影响[J].材料工程,1999(3):11-14.

[5]李谷松,丁炳哲,苗卫方.用机械合金化方法制备Ni-Al系金属间化合物[J].金属学报,1994,30B(2):91-94.

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[7]李博,夏冬生,王铁力.Co元素对Ni-Al机械合金化影响的研究[J].东北大学学报,1999,20(2):213-215.

[8]王淑荷,郭建亭.制备工艺对NiAl-30Fe-Y合金组织与性能的影响[J].航空学报,1996,17(1):77-84.

生物材料的发展现状篇6

关键词:废旧材料;纸制品;泥工活动;塑料制品

一、结合幼儿园泥工活动和多种材质的废旧材料

(一)结合幼儿园泥工活动和纸制品

杂志、旧报纸、餐巾纸都属于可塑的废旧纸类。由于容易着色和可塑性强,这类纸类材料通常会被作为填充物或外部装饰应用于泥工活动。例如,在《七彩饺子》这一主题的软陶泥活动中,由于使用了颜料,许多餐巾纸都染上了颜色,这时就可以收集餐巾纸,在饺子中包入各色餐巾纸。由于纸张具有易燃和耐高温的特点,就可以结合软陶泥和餐巾纸,将其放入烤箱,进行高温加固。

包装盒、筒状内芯、瓦楞纸、硬板纸都属于不可塑的废旧纸张。这类纸张具有较硬的质地,但其同样容易着色,所以在加工制作时就可以进行使用。例如,在进行小动物制作时,教师就可以让小朋友提前进行牛奶盒、纸质饮料盒的准备,既环保又能帮助幼儿进行物品的制作。

(二)结合幼儿园泥工活动和塑料制品

与纸制品相比,塑料制品具有很多相像的地方,塑料袋容易塑形、质地柔软,具有丰富的颜色。但在应用过程中教师需要提前将其做成丝状或小片,防止幼儿因为塑料袋出现意外事故。除此之外,对于塑料制品,其方便获得,具有优美的形状、质地坚硬,可以使幼儿在其形状的基础上进行再加工,在教师对其分解后再行使用。

(三)结合幼儿园泥工活动和纺织品

布和线是幼儿园中最为常见的纺织品,这类物品易于着色,颜色丰富,但往往在泥工活动中很难看到纺织品的身影。在人物肖像制作中,就可以利用到纺织品。教师可以在小朋友使用黏土做好人物肖像后,让其对肖像的头发、嘴巴、眼睛、鼻子使用毛线进行勾勒,使其线条更加明显,这不仅能使其制作的人物肖像立体感得到增强,还使作品颜色增强。

(四)结合幼儿园泥工活动和玻璃制品

玻璃制品方便获得,具有优美的形状、质地坚硬,能够经受高温,在进行泥工活动中,玻璃制品是代替塑料制品的最好选择。

(五)结合幼儿园泥工活动和木制品及金属制品

在幼儿园中,木制品、金属制品出现的形式往往是牙签、木棒或者铁丝等。这些材料通常会应用于制作内部骨架、连接泥工制品。除此之外,还能作为泥工工具进行雕琢。

二、结合幼儿园泥工活动和多种形状的废旧材料

(一)结合泥工活动和平面材料

在结合泥工活动和平面材料的过程中,可以将其支撑泥工制品的底板或背景,在泥工活动中还可以使用较为坚硬的平面材料,教师在这一过程中可以帮助小朋友进行大面积压平和切片。

(二)结合泥工活动和立体材料

1.筒状材料

常见的筒状材料包括矿泉水瓶瓶身、保鲜膜和卫生纸的筒身,这些都可以利用在幼儿园的泥塑活动中。

2.盒状物

幼儿园最多见的就是盒子,特别是体积较小的盒子。例如在制作动物园的软泥陶活动中,教师就可以剪裁鞋盒成相同大小,将其刷成不一样的颜色。将小朋友制作的小兔子、小猫、小狗、长颈鹿、大象等都进行分类摆放,鞋盒的边缘即为动物园的栅栏,既有趣又环保。

3.棒状物

牙签、吸管和竹签等棒状物,不仅可以在辅助物扮演中进行连接、支撑,还能使泥塑作品更加有趣、有吸引力。但在这一过程中,要注意将细长棒状物的尖端磨平,尽量使用粗一点的棒状物,防止幼儿因为这些材料出现意外伤害。小朋友在设计棒棒糖的过程中,就会在竹签上插上自己制作的泥塑作品。小朋友如果在手中搓动竹签,就会产生动态效果。例如,教师在带领小朋友制作蝴蝶时,就可以在竹签上安插制作的蝴蝶,轻轻晃动竹签,蝴蝶就会在空中“飞舞”。

本文就废旧材料在幼儿泥工活动中的应用情况进行了探讨,首先介绍了结合幼儿园泥工活动和多种材质的废旧材料,随后阐述了结合幼儿园泥工活动和多种形状的废旧材料。通过收集废气材料,将其与泥工活动相结合,不仅能够保护环境,还能使得原本的泥工作品变得生动有趣。除此之外,还能对幼儿的大脑、眼睛和手进行锻炼,有利于幼儿的口语表达能力、审美、合作、想象、观察能力的提高,从而促进幼儿实现健康全面的发展。

参考文献:

[1]高伟.试论幼儿园开展民间儿童游戏的指导思想与实施策略[J].蚌埠学院学报,2014(6).

[2]张立辉.利用废旧材料自制幼儿体育活动玩教具的实践与体会[J].中国现代教育装备,2014(6).