北冶功能材料公司简介（共7篇）
北京北冶功能材料有限公司，位于北京德胜门外清河小营，京昌高速公路小营立交桥东约一公里处，西邻中关村高科技园区，北邻北京新材料产业基地。占地面积 20.8 万平方米，拥有资产总值 2.4 亿元。2005 年 7 月由北京首钢冶金研究院改制后成立。
本公司是国内专门从事金属功能材料科研、试制、生产的重要基地之
一。在精密合金（软磁、包括钕铁硼及稀土材料在内的永磁、膨胀、弹性、热双金属、电阻电热）、高温合金和不锈钢（镍铬系、沉淀硬化系、马氏体时效系）材料及制品的研究、开发、试制和生产等方面居国内先进水平，部分产品达到国际水平。产品品种有铸造母合金、锻材、热轧材、冷轧带材、冷拉棒材、冷拔丝材、精密铸件及晶态和非晶态铁芯、互感器、冲加工制品等。
我公司现有员工 810 余人，科研力量雄厚。拥有一批由各类专业技术人才及专家组成的科研队伍和经验丰富、技艺精湛的高素质技术工人。具有专业技术职称的员工占三分之一以上，可依据用户需求研制和开发各种新材料。从公司前身——北京首钢冶金研究院建立以来，共完成国家、省市、部级和首钢总公司科研课题 500 余项，获国家、部、市级科研成果 300 余项，研发的许多新材料填补了国内空白，有的达到了国际水平。
本公司工艺装备齐全，技术力量雄厚，生产经验丰富，测试手段完善。拥有一套完善的进行精密合金材料的生产、科研、开发和试制所需的生产设备、检验仪器及相关的配套设施。在整个试制、生产过程中，大部分工序使用进口生产设备及进口测试仪器，如：奥地利生产的 500 公斤真空感应熔炼炉、立式光亮连续退火炉，德国生产的二十辊冷轧机、铁芯生产线，美国 LECO 公司生产的 N － O 联测仪、RH404 型定氢仪，美国 PE 公司生产的 JC600 型石墨炉原子吸收光谱仪，德国 NETZSCH 公司生产的 DIL － TMA 热膨胀仪，日本 IWATSU 公司生产的 SY － 8232 型磁性能测量仪，美国 MTS 公司生产的 810 型材料试验机等，为制造高品质的产品提供了保障。
我公司于 2001 年 10 月通过了 GB ／ T19001 － 2000 idt
ISO9001:2000 标准质量管理体系的国际认证。我们的质量方针是： “ 开拓创新 持续发展 全员参与 精益求精 顾客满意 ”。产品从策划、研发、生产检测、交货、直至售后服务，整个过程均处于严格的受控状态，通过与客户及时的信息沟通，细致周到的质量策划，清晰明确的职责分工，一丝不苟的操作和记录，精确严格的质量监控，科学先进的数据分析，有计划有目的的职工培训，持续不断的手段更新等措施，为产品和服务提供了坚实的质量保障。长期以来赢得了国内和国外客户的青睐，其中精密合金
冷带和制品的产销量在国内名列前茅，并有部分产品出口法国、西班牙、瑞士、俄罗斯、新加坡、伊朗、韩国、日本及港台等国家和地区。
我们与多家著名高等学府、科研院所保持传统的合作关系，同时是清华大学、北京科技大学、北京航天航空大学的教学实习基地。在发展高新技术产业，促进产、学、研结合，推动科技成果转化方面，取得了丰硕的成果。
我公司已连续十四年获 “ 重合同守信用企业 ” 称号，并在 2002 年银行评级中被评为 AA 级。绿化面积达到 33 ％以上，已连续十年获 “ 北京市绿化美化花园式企业 ” 的称号。
北京北冶功能材料有限公司，位于北京德胜门外清河小营，京昌高速公路小营立交桥东约一公里处，西邻中关村高科技园区，北邻北京新材料产业基地。占地面积 20.8 万平方米，拥有资产总值 2.4 亿元。2005 年 7 月由北京首钢冶金研究院改制后成立。
本公司是国内专门从事金属功能材料科研、试制、生产的重要基地之一。在精密合金（软磁、包括钕铁硼及稀土材料在内的永磁、膨胀、弹性、热双金属、电阻电热）、高温合金和不锈钢（镍铬系、沉淀硬化系、马氏体时效系）材料及制品的研究、开发、试制和生产等方面居国内先进水平，部分产品达到国际水平。产品品种有铸造母合金、锻材、热轧材、冷轧带材、冷拉棒材、冷拔丝材、精密铸件及晶态和非晶态铁芯、互感器、冲加工制品等。
我公司现有员工 810 余人，科研力量雄厚。拥有一批由各类专业技术人才及专家组成的科研队伍和经验丰富、技艺精湛的高素质技术工人。具有专业技术职称的员工占三分之一以上，可依据用户需求研制和开发各种新材料。从公司前身——北京首钢冶金研究院建立以来，共完成国家、省市、部级和首钢总公司科研课题 500 余项，获国家、部、市级科研成果 300 余项，研发的许多新材料填补了国内空白，有的达到了国际水平。
本公司工艺装备齐全，技术力量雄厚，生产经验丰富，测试手段完善。拥有一套完善的进行精密合金材料的生产、科研、开发和试制所需的生产设备、检验仪器及相关的配套设施。在整个试制、生产过程中，大部分工序使用进口生产设备及进口测试仪器，如：奥地利生产的 500 公斤真空感应熔炼炉、立式光亮连续退火炉，德国生产的二十辊冷轧机、铁芯生产线，美国 LECO 公司生产的 N － O 联测仪、RH404 型定氢仪，美国 PE 公司生产的 JC600 型石墨炉原子吸收光谱仪，德国 NETZSCH 公司生产的 DIL － TMA 热膨胀仪，日本 IWATSU 公司生产的 SY － 8232 型磁性能测量仪，美国 MTS 公司生产的 810 型材料试验机等，为制造高品质的产品提供了保障。
我公司于 2001 年 10 月通过了 GB ／ T19001 － 2000 idt ISO9001:2000 标准质量管理体系的国际认证。我们的质量方针是： “ 开拓创新 持续发展 全员参与 精益求精 顾客满意 ”。产品从策划、研发、生产检测、交货、直至售后服务，整个过程均处于严格的受控状态，通过与客户及时的信息沟通，细致周到的质量策划，清晰明确的职责分工，一丝不苟的操作和记录，精确严格的质量监控，科学先进的数据分析，有计划有目的的职工培训，持续不断的手段更新等措施，为产品和服务提供了坚实的质量保障。长期以来赢得了国内和国外客户的青睐，其中精密合金冷带和制品的产销量在国内名列前茅，并有部分产品出口法国、西班牙、瑞士、俄罗斯、新加坡、伊朗、韩国、日本及港台等国家和地区。我们与多家著名高等学府、科研院所保持传统的合作关系，同时是清华大学、北京科技大学、北京航天航空大学的教学实习基地。在发展高新技术产业，促进产、学、研结合，推动科技成果转化方面，取得了丰硕的成果。
作为五碳醛糖的L-阿拉伯糖其生理作用非常奇特, 最显著的特性就是影响人体蔗糖酶活性、屏蔽过量的蔗糖吸收, 从而达到抑制肥胖、降低血糖的作用;另外, L-阿拉伯糖还具有梳理人体骨骼肌、防治便秘、抑制口腔细菌等作用。目前, L-阿拉伯糖在国外应用领域广泛, 在日本和美国都被应用于减肥降糖领域, 我国卫生部于2008年5月将L-阿拉伯糖批准为新资源食品。
L-阿拉伯糖生产商—济南圣泉唐和唐生物科技有限公司 (以下简称“圣泉唐和唐”) , 其功能性糖产品国内市场覆盖率达80%, 是中国先进复合材料与功能糖产品的领军者之一。在本届中国食品添加剂和配料展览会 (FIC 2016) 上本刊记者采访了济南圣泉唐和唐生物科技有限公司销售部经理白福来, 深入了解到圣泉唐和唐公司的创新实力与科研成果和为中国健康产业所作的贡献。
记者:据了解, 唐和唐圣泉集团于近期成为济南市首家国家技术创新示范企业, 同期贵公司成为获得L-阿拉伯糖“新资源食品实质等同”的企业, 请您就贵公司的文化背景和发展现状做一下简要介绍。
白福来:圣泉唐和唐隶属于济南圣泉集团股份有限公司 (以下简称“圣泉集团”) , 圣泉集团1979年建厂以来主要从事对玉米芯的深加工工作。圣泉唐和唐公司成立于2008年, 使用玉米芯中的半纤维素部分在国内创造性地利用生物发酵法生产L-阿拉伯糖、D-木糖。与此同时, 卫生部在2008年的第12号公告中批准L-阿拉伯糖为新资源食品。为更好地完善L-阿拉伯糖的市场开发工作, 2009年圣泉唐和唐公司开始了针对L-阿拉伯糖“实质等同”的认证。由于“实质等同”的认证在国内通过国家卫生部认证属首次, 所以申请的过程也比较曲折、漫长。但经过我司不懈努力, 在2015年圣泉唐和唐成功获得由卫计委颁发的“新资源食品实质等同”认证。目前, 圣泉唐和唐所生产L-阿拉伯糖与D-木糖产品已经成功应用于食品、药品、化妆品等领域。由于采用生物发酵法生产, 我司产品的质量、外观等指标均远超国内其他厂家。
2015年, 在国家工业和信息化部、财政部联合下发的《关于公布2015年国家技术创新示范企业名单的通知》【工信部联科〔2015〕412号】中, 圣泉集团凭借强大的创新实力和科研成果, 顺利入围榜单, 成为济南市属首家国家技术创新示范企业。在重大技术创新、技术改造项目专项资金方面将获国家工信部、财政部等优先重点支持。
作为我国生物质新材料综合利用行业的龙头企业, 圣泉集团依托于同行业唯一一家国家级企业技术中心、博士后科研工作站、3个国家认证认可实验室、5家国家级高新技术企业、省级绿色铸造材料工程技术研究中心、8个专业研究院所、上亿元的实验仪器及设备、日益完备的研发体系, 在科技创新上取得了令人瞩目的成就, 自主研发能力位居同行业前列。
迄今为止, 圣泉集团承担863计划、火炬计划等国家级创新项目10余项, 拥有4个国家重点新产品, 5个山东省名牌产品;专利方面, 主要产品和技术已申报国际国家专利600余项, 负责起草制定国家、行业标准36项;多项技术达到国际领先水平, 填补国内技术空白。
圣泉集团的技术创新、管理创新、市场创新成果显著, 新品转化能力不断增强。呋喃树脂和酚醛树脂规模分居世界第一和亚洲第一, 产品品质达到全球前列;生物质石墨烯和石墨烯内暖纤维全球首创, 系列功能性“石墨烯+”产品正引领大众步入健康生活新时代。
记者:在FIC 2016中, 圣泉唐和唐展出了哪些产品?相比于同类竞品有何特色或优势?
白福来:此次FIC展会, 圣泉唐和唐公司携L-阿拉伯糖、精制D-木糖、木糖醇、食品级液体糖以及被誉为21世纪的新材料的“生物质石墨烯和石墨烯内暖纤维”亮相。主要给大家展示以L-阿拉伯糖为主的圣泉唐和唐类食品的市场应用与研发, 并向人们展示圣泉集团最新成果—生物质石墨烯及功能服饰。生物质石墨烯可以被广泛应用于电子、机械、可穿戴装备、功能服装、医疗、食品等领域。中国农科院兰州牧药所最新研究结果表明, 石墨烯表面对左旋氨基酸的亲和力大于右旋氨基酸, 而现代生物的肽链几乎全是由左旋氨基酸组成。石墨烯表面能吸附多肽链, 并可自发形成二级结构。这意味着石墨烯或许能激活肽链变为蛋白质, 这也说明生命或源于石墨烯。
以圣泉唐和唐现有的食品类产品来讲, 我司具有着四大优势。第一, 每年圣泉集团收购玉米芯20万吨, 主要用于新材料、木质素类产品、食品等的生产, 是一个完整的产业链。第二, 圣泉唐和唐公司2008年开始进行L-阿拉伯糖、精制D-木糖的生产, 在高质量产品的生产方面一直走在前列, L-阿拉伯糖的生产量一直高居全球首位;2014年开始, 圣泉集团投巨资上生物质一体化项目, 实现年产12000吨D-木糖项目, 实现综合利用玉米芯中纤维素、半纤维素、木质素部分, 使产品成本大幅下降。第三, 圣泉唐和唐在2014年中国发酵协会组织的环保核查中, 成为国内唯一一家通过环保核查的企业。第四, 圣泉唐和唐采用全球最先进的生产工艺和设备进行产品生产, 其发酵法属国内首家, 并且采用了一系列的色谱分离、膜分离等生产工艺, 提高了产品质量, 增加了产品价值。
记者:除了上述产品, 贵公司还为客户提供哪些解决方案与服务?贵公司的产品在中国市场的应用情况如何?
白福来:每年的FIC展会, 圣泉唐和唐公司都以大面积展台向食品添加剂行业展示圣泉唐和唐的最新应用研发成果, 其最主要的原因是为了能与客户建立起沟通的桥梁, 为客户提供产品应用解决方案。目前, 圣泉唐和唐公司正在逐步从单一产品的生产向产品系列多元化发展。其中, 利用L-阿拉伯糖和精制D-木糖为基料进行的功能复配产品的研发和生产更是走在了行业前列。
目前, 圣泉唐和唐公司生产的L-阿拉伯糖和D-木糖产品覆盖全国80%以上的市场份额。圣泉唐和唐公司年产L-阿拉伯糖800吨, D-木糖16000吨。其中, L-阿拉伯糖主要用于保健食品、香精香料、医药等领域, D-木糖主要用于木糖醇、香精香料的生产。
记者:您能否介绍一下L-阿拉伯糖在饮料中的应用情况?其对人体健康有什么好处?
白福来:目前, L-阿拉伯糖在饮料 (液体+固体) 、食品、保健品等领域有广泛的应用。尤其是饮料中的使用。从2015年开始, L-阿拉伯糖作为最主要的配料在酵素类饮品中的广泛应用最受关注。
酵素制品面临的种种问题一直是产品开发的软肋, 而L-阿拉伯糖可帮助生产商顺利打开市场。酵素发酵过程中如果发酵不完全势必会影响最终酵素产品的质量, L-阿拉伯糖作为还原糖中的佼佼者可为酵素发酵过程持续不断的提供碳源, 使发酵完全充分。此外, 一般酵素类产品如果不添加蔗糖, 口感会不好, 利用L-阿拉伯糖与蔗糖相似的物理特点, 将L-阿拉伯糖在酵素类产品中部分或者完全替代白糖, 既提高了产品口感, 又会增加酵素类产品的附加功效。
在L-阿拉伯糖的健康功能方面, 圣泉唐和唐公司的实验数据表明L-阿拉伯糖能有效抑制蔗糖酶的活性, 可控制血糖水平, 对于正常人或者糖尿病患者具有相同的抑制蔗糖吸收的作用。另外, 圣泉唐和唐L-阿拉伯糖对肠道具有良好的酸化效果。肠道酸性环境有利于双歧杆菌、乳酸菌等肠道有益菌群的生长, 促进机体对钙吸收, 增强机体排出有毒物的能力, 抑制有害微生物增殖。
记者:贵公司在今年的战略规划是什么?
白福来:进入2016年, 圣泉唐和唐公司全力以赴继续研究、开发、创新L-阿拉伯糖、D-木糖、木糖醇市场。同时, 新材料产业是国家重点支持倡导发展的战略性新兴产业, 也是转型升级的战略发展方向, 公司在新材料产业的创新研发上主要进行着3方面的工作。
首先为圣泉集团重大新发明:生物质石墨烯内暖智能纤维及烯尔菲系列多功能服饰。圣泉集团在以植物秸秆为原材料制备高性能复合纤维材料制造上进行了多年研发创新, 通过与黑龙江大学、青岛大学等高校合作, 近期成功从玉米芯秸秆中生产出了玉米芯纤维和生物质石墨烯。
其次是进行木质素系列新产品的研发, 推动生物质综合利用产业大发展。30多年来, 公司把生物质综合利用产业作为一项崇高的事业来经营, 最终成为全球这个产业的领军者。目前通过技术创新我司将植物秸秆的三种成分 (纤维素、半纤维素、木质素) 全部提取并有效利用转化生产各类高附加值新材料产品;我司从秸秆里面做出了20余种产品并已逐步实现商业化生产。
第三, 积极承担国家级、省部级科研项目。近年来, 公司先后拥有了改性酚醛泡沫防火保温板、新一代呋喃树脂、泡沫陶瓷过滤器、L-阿拉伯糖4个国家重点新产品, 承担国家863计划、国家火炬计划项目等国家级重大技术项目十余项。每年专利申报量百余项, 专利实施率达到90%。并成为国家战略性新兴产业和资源综合利用循环经济的典范。
下一步, 公司将紧紧依靠科技创新, 坚持走先进复合材料开发应用之路, 以提升整个行业的创新发展水平为己任, 加快新材料产业、功能糖产品的研发生产, 努力形成自主创新能力较强、具备相当规模、特色鲜明的新材料产业体系, 努力做中国先进复合材料、功能糖产品的领军者。
利用L-阿拉伯糖具有的与蔗糖相似的物理特点, 将L-阿拉伯糖在酵素类产品中部分或者完全替代白糖, 既提高了产品口感, 又会增加酵素类产品的附加功效。
目前通过技术创新圣泉唐和唐公司将植物秸秆的三种成分 (纤维素、半纤维素、木质素) 全部提取并有效利用转化生产各类高附加值新材料产品。
尊敬的各位领导、各位老师、亲爱的同学们：
今天是3月15日，距离中考还有一百天的时间，沐浴着三月的春风，带着对美好未来的憧憬，我们全体师生欢聚一堂，隆重举行迎中考百日冲刺誓师大会。
这是圆青春梦想的动员令。
这是扬人生志气的进军号。
这是表达必胜豪情的奏鸣曲！
此时此刻，面对九年级各位同学一张张充满朝气、热情洋溢的笑脸，我们感到格外欣慰和非常激动。欣慰的是你们的神情里透露出我们九年级学生特有的那份执着和自信；激动的是你们一定会以自己出色的表现，为美好的前程挥洒汗水，为父母的脸上增添容光，为学校的发展再次描绘秀美的画卷。
今天的会议有八项议程：
1、全体肃立奏国歌。
2、学生代表讲话。
3、班主任代表讲话。
4、教师代表讲话。
5、学生集体宣誓。
6、教师集体宣誓。
7、学生签名。
8、刘校长总结讲话。
下面我宣布，北冶一中2013届中考百日冲刺宣誓大会开始，全体起立，鸣炮、奏国歌。
礼毕，请坐下。
下面请一部九xxx同学发言，大家欢迎。
接下来欢迎二部九xxx同学发言。
感谢刚才这两位同学充满激情的讲话，让我们看到同学们都对中考做好了冲刺的准备，大家一定会争分夺秒，奋起直追！作为同学们的领路人，我们的老师会怎样做呢？
下面有请班主任代表xxx发言。
接下来请教师代表xxx发言。
刚才两位老师的发言，代表了全体班主任和教师的心声，听了他们的发言，我们感觉到了战号已经吹响，子弹已经上膛，相信每一位同学此次此刻都已激情澎湃。下面我们进行会议的第五项议程，学生集体宣誓。从九一班开始，依次进行。
刚才同学们的宣誓，表达了他们面对中考这场大决战和攻坚战的决心和信心，接下来请全体教师宣誓。
听，多么豪迈的誓言，落地有声，威震八方，人心齐，泰山移，只要师生齐努力，中招我们一定能胜利！此时此刻，作为学校的领路人——刘校长，我想他一定会有很多的想法和愿望，大家掌声欢迎刘校长讲话。
感谢刘校长的鼓励和支持。
各位同学，我们聆听了领导、老师和同学的精彩发言，我们面对关注的目光，听到助威的呐喊，使我们充满了力量、坚定了中考必胜的信心，我们已经没有丝毫的紧张、怯懦、动摇和疲惫，我们每一位师生在中考前的一百天里要像猛虎一样，神速地、旁若无人般地向着中考终点那一道线猛冲过去。这一次激动人心的撞线，是人生中一次承前启后、继往开来的撞线，他对翻开你生命中崭新的一页有着不可估量的作用，他会让你的人生如诗如歌，让你的梦想成为现实，会让你登上一座座众人仰慕、风光无限的巅峰。努力吧，奋斗吧，拼搏吧。亲爱的同学们，我们真诚地祝福你们，祝愿你们高考成功，心想事成。我们为你们呐感，为你们加油，为你们的成功和辉煌骄傲。我相信，有领导的关怀，有认真负责的老师，有勤奋刻苦的同学，我们一定会取得令人瞩目的成绩。让我们共同努力吧，同学们,奋战一百天，净增一百分。胜利一定属于我们一中人。
青春少年，十载磨剑，争分夺秒，今朝奋搏折桂梦。
莘莘学子，寒窗励志，于斯荟萃，他日同攀摩云路。
誓师大会到此结束，请领导、老师、同学退场。
1 新型功能高分子材料的研究现状
1.1 二氧化碳功能高分子材料
国内外化学专家十分关注碳化学的发展, 把长期以来因石化能源燃烧和代谢而排放的污染环境、产生温室效应的CO2视为一种新的资源, 利用它与其他化合物共聚, 合成新型CO2共聚物材料。以CO2为基本原料与其他化合物在不同催化剂作用下, 可缩聚合成多种共聚物, 其中研究较多、已取得实质性进展、并具有应用价值和开发前景的共聚物是由CO2与环氧化合物通过开键、开环、缩聚制得的CO2共聚物脂肪族碳酸酯。目前只有美、日、韩等国已建成脂肪族碳酸酯共聚物生产线。美国的Air Products and Chemicals公司于20世纪90年代初通过购置日本专利, 并申请了改进催化剂的美国专利后, 已建成20 kt/a的生产能力, 并已有商品出售, 主要用做牛肉的保鲜材料;日本也形成了3~4 t/a的生产能力;韩国正在筹建年产3 t/a的生产线。由于产品成本昂贵, 具有些性能有待改善, 该产品目前仍未获推广使用[1]。我国中科院长春应用应化所在中科院重点项目的支持下开展了可生物降解CO2聚合物的合成及加工研究, 该技术已通过吉林省技术鉴定, 并在国内申请了3项有关稀土复合催化剂和聚合方法的专利, 正加紧产品的应用开发工作。中科院广州化学所关于“二氧化碳聚合与利用技术”项目经多年研究, 目前已有所突破。该所研制的CO2共聚物可以采用普通塑料工艺与设备加工日常使用的塑料快餐盒和饮料瓶, 除具有较好的降解性能外, 某些性能还优于普通塑料。
1.2 形状记忆功能高分子材料
形状记忆高分子材料是是一类新型的功能高分子材料。依据实现记忆功能的条件不同, 可分为感温型、感光型和感酸碱型等多种类型。目前研究最多并投入使用的主要是热敏型的形状记忆高分子材料, 也叫热收缩材料。这类形状记忆高聚物一般是将已赋型的高分子材料加热到一定的温度, 并施加外力使其变形, 在变形状态下冷却、冻结应力, 当再加热到一定温度时释放材料的应力, 并自动恢复到原来的赋型状态, 高分子材料的这种特性称为材料的记忆效应。20世纪60年代初, 英国科学家A.Charlesby在其所著的《原子辐射与聚合物》一书中[2]首次报到了经辐射交联后的聚乙烯具有记忆效应。美国国家航空航天局 (NASA) 考虑到其在航空航天领域的潜在应用价值, 对不同牌号的聚乙烯辐射交联后的记忆特性又进行了研究[3], 证实了辐射交联聚乙烯的形状记忆性能。20世纪80年代初, 美国Ray-chem, RDI公司进一步将交联具有聚烯烃类形状记忆聚合物商品化, 广泛应用于电线、电缆、管道的接续与防护, 至今F系列战斗机上的电线仍在广泛应用这类记忆材料。国内长春应化所、西北核技术研究所等单位在20世纪80年代后期以来也有研究和生产[4,5], 近年来又先后发现了聚降冰片烯、反式聚异戊二烯[6,7]、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚氨酯[8,9]、聚酯等聚合物也具有明显的形状记忆效应, 并有重要应用前景。目前形状记忆聚合物应用最为广泛的是交联聚烯烃类, 例如:聚乙烯[10]、乙烯-醋酸乙烯共聚物 (EVA) 、聚氯乙烯[11]、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯[12,13]等。近年来还发现反式1, 4-聚异戊二烯 (TP) 、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚降冰片烯[6]等也可制备形状记忆材料。其次由芳香族的二异氰酸酯与具有一定分子量的端羟基聚醚或聚酯反应生成氨基甲酸酯的预聚体, 再用多元醇如丁二醇等扩链后可生成具有嵌段结构的聚氨酯, 具有形状记忆效应。脂肪族或芳香族的多元羧酸 (如偏苯三甲酸) 或其酯 (如间苯二甲酸二丙烯醇酯) 与多元醇 (如乙二醇、丁二醇、三羟甲基丙烯、季戊四醇等) 或羟基封端的聚醚 (如聚乙二醇) 反应可形成具有嵌段结构的的聚酯, 这种聚酯用过氧化物交联或辐射交联后可获得形状记忆功能。例如54.5 mol的间苯二甲酸二丙烯醇酯与27.5 mol的乙二醇和18.2 mol的丁二醇反应后, 再用2份过氧化二异丙苯引发交联, 可得到具有形状记忆功能的聚酯产品。形状记忆聚合物和记忆合金相比, 具有感应温度低、低廉、易加工成型、适应范围广等特点, 因此受到人们广泛的关注, 并在形状记忆聚合物品种的开发、应用等方面取得了很大的进展。
1.3 糠醛系功能高分子材料
糠醛存在于许多天然化合物中, 从分子结构考虑, 糠醛属于多功能团化合物, 所含醛基、环醚键及其共轭烯键均具有反应性。通过糠醛系树脂的功能化反应, 或通过制备糠醛系功能单体并进一步聚合反应, 皆可制得糠醛系功能高分子材料, 然而因为醛基的反应性较大可较容易地制备功能性单体, 所以通过功能性单体的聚合来制备糠醛系功能高分子材料则相应的更为简便, 这也是糠醛系功能高分子材料研制过程的特点。在特定的反应条件下, 糠醛系衍生物经开环及交联反应后, 生成了具有高度共轭不饱和大π键结构, 随着体系共轭程度的增大, 电子离域性显著增加, 这为电子的迁移提供了可能性并会赋予其半导体性能, 从而为这种材料在电学方面的应用提供了可能。周朝华[14]通过测定糠醛树脂的ESR讯号, 证实了该树脂中具有未成对电子, 得到的g因子为2.0088。叶林等[15]合成了具有芳环和呋喃环结构的苯胺糠醛聚合物 (PAF) , 研究了I2掺杂对PAF性能的影响。Sharma等[15]将糠醛在酸性条件下于100~150℃热诱导24 h得糠醛树脂, 研究了糠醛树脂薄膜的电学与光学性能, 指出了这种聚合物颜色是来自于聚合物中未成对电子和共轭Π-Π跃迁的共轭吸收, 并同时通过J-V、C-V和光电转换研究了这种树脂的光电性能, 结果表明这种树脂亦具有良好的半导体性能。Mayer等[16]用间苯二酚糠醛生成的水凝胶和有关聚合物制备了具有高能量密度的双层电容器或用CO2作电极的电池。糠醛系高分子高度共轭的大π键结构对光具有良好的吸收性能, 其半导体性能又有利于提高光热转换效率, 因此糠醛系光热转换和耐热高分子的研究将具有理论和实际意义。Santosh等[17]将热处理过的糠醛树脂作为颜料, 酚醛树脂作为粘结剂, 制成太阳能热水器光热转换涂层。Garcia等[18]利用溶胶凝胶技术, 以硫酸、对甲苯磺酸等作为引发剂, 制备出有Si O2粒子均匀分布的聚糠醛复合薄膜。刘刚等[18]将无机半导体Fe2O3纳米氧化物与糠醛树脂复合, 借助无机、有机半导体材料及纳米粒子的协同效应, 进一步提高了糠醛系高分子材料的光热转换性能。以糠醛衍生物为原料合成离子交换树脂的研究工作, 最早见于1949年日本小田良平用糠酸制备无定形羧酸型阳离子交换树脂的报道。周朝华等[19]通过糠酸的反相悬浮缩聚合成了珠状糠酸阳离子交换树脂, 并对所得糠酸树脂的强度、静态交换量、静态交换速度、膨胀系数等性能进行了测定。Tsveshko[20]通过糠醛与对羟基苯甲酸、水杨酸合成出了高交换容量、化学稳定性好的弱酸性离子交换树脂, 并发现这种树脂对Cu2+具有很高的选择性。Amin等[21]先通过糠醛与联苯胺反应生成希夫碱, 然后采用凝胶技术与焦性没食子酸、水杨酸、对苯二酚等反应合成出同时带弱酸与弱碱交换基的两性离子交换树脂。糠醛系高分子材料所具有的三维网络结构、呋喃环、共轭不饱和大π键以及醛基、羟基等功能基, 使其具有刚性大、耐热、耐酸碱和半导体性能, 无论作为热固性树脂还是用作功能材料, 都具有其特殊的性能和广阔的应用场所, 在高性能树脂、半导体材料、光电材料、光热转换材料、磁性材料、催化、耐辐射及耐高温等高性能复合材料等材料领域具有潜在应用价值。
1.4 导电高分子材料
导电高分子材料科学是近年来发展较快的领域, 自1977年第一个导电高分子聚乙炔 (PAC) 发现以来, 对导电聚合物的合成、结构、导电机理、性能、应用等方面有许多新认识, 现已发展成为一门相对独立的学科。从导电机理的角度看, 导电高分子大致可分为2大类:一类是复合型导电高分子材料, 它是指在普通的聚合物中加入各种导电性填料而制成的, 这些导电性填料可以是银、镍、铝等金属的微细粉末、导电性碳黑、石墨及各种导电金属盐等, 此类导电高分子材料在国内外已得以广泛的应用, 如抗静电、电磁波屏蔽、微波吸收、电子元件中的电极等。还有一类是结构型导电高分子材料, 即依靠高分子本身产生的导电载流子导电, 这类导电高分子材料一般经“掺杂” (P型掺杂或N型掺杂) 后具有高的导电性能 (电导率增加几个数量级) , 多为共轭型高聚物。目前研究较多的导电高分子有聚乙炔 (PAC) 、聚苯胺 (PAN) 、聚吡咯 (PPY) 、聚噻吩 (PTP) 、聚对苯撑 (PPP) 、聚苯基乙炔等。
1.5 生物可降解高分子材料
目前具有生物可降解性的高分子材料主要以国外产品为主, 国内这方面还远远不能满足需要, 尚处于国外产品的复制和仿制阶段。聚乳酸类高分子是目前已开发应用于生命科学新增长点———组织工程的生物可降解材料。聚乳酸高分子材料已形成了多种品种, 如未经编织的单纤维合成材料、经编织的网状合成材料、具有包囊的多孔海绵状材料等。尽管如此, 目前应用的生物可降解材料在生物相容性、理化性能、降解速率的控制及缓释性等方面仍存在诸多未解决的问题, 有待进一步研究。
2 展望
北京航空航天大学作为我们国家自己创建的第一所航空航天大学, 学校面向国家重大战略需求、面向世界航空航天发展的前沿, 为国家经济事业的发展、特别是为航空航天事业做出了不可替代的贡献。北京航空航天大学培养了11万学生, 这些高素质人才大部分在我国的航空航天领域担当重任, 为我国的航空航天事业提供了人才支持。北京航空航天大学多年来服务大局、特色兴校、培育人才、不断创新, 突出航空航天特色和工程技术优势, 形成了独具特色的高水平研究型大学建设模式。
北京航空航天大学提出了新时期“重基础、强交叉、拓视野、推创新”的研究生教育思路, 对调整研究生教育结构, 提高生源质量, 改革招生指标分配办法, 修订培养方案, 促进研究生课程国际化, 推广试点班教育模式, 建设专业学位研究生实践基地, 创新学科交叉机制体制等, 提出了明确要求。
一、研究生培养模式和实验教学体系
北京航空航天大学在研究生培养模式上分为理论教学、实验教学和学位论文研究三个阶段。在强化研究生理论教学和学位论文研究的同时, 采取了重大举措来培养研究生的实践能力:针对不同学科专业的特点增加了研究生教学的实验环节;通过“211”和“985”条件建设逐步构建了开放适用的研究生实验教学设备条件, 并构筑人性化的实验环境;打破了传统实验教学模式, 确立了开放式的多元化的研究生公共实验和研究生专业实验课体系;最大限度地挖掘出研究生的知识潜能, 养成创造性品格, 掌握创造性技能, 最后在研究生学位论文的写作中得到深入和升华, 使得研究生培养的三个阶段构成了一个由浅入深、循序渐进、具有内在联系的有机体。
在实验教学体系的构建方面, 在一级学科层面, 将关联密切的研究生理论课程的实验整合成数门独立设置的综合性实验课。结合专业培养目标和其他相关课程, 建立一个包括基础验证实验、综合设计实验和创新型实验3个层次的课程体系。
北京航空航天大学还构建了整体性的开放式创新实践基地。例如自2004年以来, 先后建设了“先进计算机网络技术研究生创新基地”“复杂产品现代设计与先进制造技术研究生创新基地”和“先进航空航天飞行器创新基地”等开放性的创新实践基地。基地以航空航天与信息类优势学科群为中心, 以重点实验室为依托, 在创新人才培养和研究生教育改革的创新方面进行了积极的探索。
二、材料专业研究生特种功能材料特色试验课程设计
北京航空航天大学材料学院多年来一直非常重视研究生教育, 研究生的课程设置及内容为研究生从事科学研究打下了坚实的理论基础。但材料学院研究生的实验设备主要来自各科研课题组, 设备种类、台套数、完好率受限制, 特别是使用时间无法保证, 影响研究生试验运行。课时数虚, 授课内容待充实。
随着多年来对实验室建设的不断投入, 北京航空航天大学材料学院实验室建设遵循“以软带硬”的原则, 即以教学改革为前提, 投入的实验设备要服务于所开设的实验项目, 硬件建设服从软件建设。目前材料学院用于研究生实验教学的设备已经初具规模, 拥有多套透射电子显微镜、扫描电子显微镜、电子探针显微镜、原子力显微镜、磁力显微镜、X射线衍射仪、ICP分析仪、拉曼光谱分析仪等先进的分析检测设备, 并对各学科实验室进行了优化整合和重组资源配置, 发挥了实验室的复合功能和规模效益。材料学院还承担着大量国家级和省部级的重大科研项目, 取得了一系列令人瞩目的研究成果, 具有良好的培养研究生的客观条件。材料学院将逐步彻底改造研究生实验课内容和实验条件, 建立具有航空航天特色、涵盖材料学科重要研究方向的材料制备、测试及评价方法的研究生公共实验平台, 以国家建设和经济发展对材料科学与工程学科复合型人才的重大需求为导向, 确定材料科学与工程学科实验课程的具体设置方案。
北京航空航天大学材料学院以教育部“空天材料及其服役性能实验室”为依托, 开设了“先进结构材料”和“特种功能材料”研究生创新型实验课。该实验室多年来立足于航空航天材料前沿研究, 旨在将先进的和学科交叉性强的科研成果高质量地融入到研究生实验教学上, 取得了多项重大科研成果。下面以“特种功能材料”的设置为例, 从创新型实验课和综合实验课的区别、创新型实验课和研究生毕业论文研究实践的区别、创新型实验课与研究生创新基地三个方面来进行分析。
1. 创新型实验课和综合实验课的区别
创新型实验课和综合实验课在内容上都涉及到培养学生多学科知识综合应用的能力。差别在于综合实验课相对而言内容更为固定, 比如“材料电镜分析实验”是侧重于使学生理解各种电子显微分析方法的基本概念和原理, 熟悉仪器结构, 掌握样品制备方法及实验参数选择, 并学会对各种电镜图像及信息进行识别、计算和分析处理等。而创新型实验课是在课程内容、形式和目的上存在更多的创新元素。这类实验是学生在教师的指导下独立自主完成, 或者在指导教师的研究领域和学科方向上进行有目的有意识的探索研究, 其教学目的在于激发学生的创新意识, 培养学生的科研兴趣和研究创新能力。培养学生的创新精神和创新能力, 关键在于教师是否有创造性的实践活动的经验和体会, 如大的创新团队 (课题组) 和实验室就是培育创新精神的沃土。以“特种功能材料”为例, 北京航空航天大学“空天材料及其服役性能实验室”针对智能机翼、机载设备和航空发动机等的应用, 在航空航天特种功能材料上积累了大量研究成果。其科研设备齐全, 在“特种功能材料”实验课中设立了相变材料、磁性材料等相对宽的方向, 在实验中指导教师演示其中课题组“成熟”材料从设计-制备-功能特性研究的完整的实践过程, 然后在大方向内自由选题, 运用理论课程中的基础知识, 综合设计实验方案和内容, 在任课教师的指导下自主探索研究。如果说综合实验课是学生从理论到实践的第一步, 那么创新型实验则是学生开展创新科研工作的第一步。
2. 创新型实验课和研究生毕业论文研究实践的区别
这两者同为科研训练。创新型实验课是“常做常新”的实验课, 指导教师要不断开发新的实验方法, 搭建不同的新架构。学生则应该不断丰富自主实验的新内容, 成为填充架构的新单元。从时间尺度上来说, 创新型实验课比研究生毕业论文研究短的多, 创新型实验课会对科研的过程有完整的体验, 为了保障进度, 增强协作沟通能力, 学生可以自由结合成小项目组, 分工共同完成实验内容。实验课的考核以小组答辩的形式, 根据选题的创新性、综合性、协作情况等打分。研究生毕业论文研究一般都是学生在其导师的指导下单独完成的。限于不同实验条件、经费保障条件、课题组的创新实践成果积累等的不同, 毕业论文研究的创新实践程度会有很大差异, 研究生也往往得不到自主选题和自主研究的机会。
3. 创新型实验课与研究生创新基地的区别
两者的教学资源开放程度和范围不同。研究生创新实践基地是一个面向全校开放的, 融教学、科研为一体的实践活动平台。研究生创新基地在学科综合性和交叉性上, 可以面向更大范围的不同学科、不同年级的研究生, 实现教育资源的整体优化。学科的集中交叉得资源能更集中整合, 如“复杂产品现代设计与先进制造技术研究生创新基地”和“先进航空航天飞行器创新基地”等开放性的创新实践基地就是如此。目前, “特种功能材料”研究生创新型实验课还是材料学院研究生实验课程体系的一部分, “特种功能材料”与物理、化学、航空、航天、电子、机械等领域有广泛的学科交叉, 可以成为培养研究生的综合设计和研究探索创新能力的有效平台。随着教学实践成果的积累、教学改革的深化和实践教学条件建设的增强, 材料学院可以向学校申报加入研究生创新基地的实践活动内容, 最大限度地为学生提供更多的科技创新实践机会。
三、结语
北京航空航天大学材料学院“特种功能材料”研究生创新型实验课的教学实践才刚刚起步, 深厚的科研成果积累和良好实验课程的资源配置, 以及是否能高质量地转化到研究生实验教学上, 这些都还需要在实践中不断探索。指导教师团队成员如何利用崭新的实验内容引导学生主动参与科研训练, 培养学生的创新思维和探索未知的能力, 还需要不断创新教学, 与时俱进地转变教育思想, 更新教育观念, 才能真正在教学改革中收到实效。
参考文献
[1]郑冬梅, 王悦.构建研究生实验教学体系, 培养研究生创新能力[J].实验技术与管理, 2010, 27 (5) :146-148.
[2]王悦, 冯秀娟.高水平研究生创新实践基地的建设与探索[J].北京航空航天大学学报 (社会科学版) , 2011, 24 (3) :113-115.
[3]陈建中, 赵剑曦, 黄长沧, 等.以科研训练为主线培养研究型人才[J].中国大学教学, 2005 (5) :30-32.
[4]庞强强.关于研究生创新实践能力培养的教学改革探析[J].出国与就业, 2011 (1) :80-81.
关键词：功能梯度材料,研究背景,研究进展,应用范围
1 前言
功能梯度材料 (Functionally Gradient Material简称FGM) 是一种全新的非均匀复合材料, 与一般宏观均质复合材料相比功能梯度材料从金属到陶瓷无论是成分和显微结构在每一处都是有控制地连续变化的, 因而功能梯度材料的热力学及热弹性性能均很大程度上优于一般均质复合材料。
一、功能梯度材料产生背景及概念的提出
随着当代科学技术领域对材料的要求逐年升高, 曾近为主流的单质材料的性能和功能都难以满足超高温、超低温和超高压等特殊的环境条件的设计要求, 这时将两种或多种材料向结合从而达到性能和功能均呈连续梯度变化的要求的复合材料—功能梯度材料应运而生。
图1~图3均由两种不同性质的材料构成;其从结构的一个表面到另一个表面组成是按一定规律连续变化的。
如图1所示为两种材料均匀搭配, 其性质呈现均匀性, 组分均质过渡。其弹性模量、热膨胀系数、热传导系数值基本稳定。
如图2所示材料的两种组成基体存在明显的异相突变界面, 其两侧的物理性质、化学性能具有很大的差距, 当料所承受的外界环境通常不均一时, 高温度载荷作用下层间易产生应力集中, 出现脱层现像。
如图3所示为两种组分在其间的组成以及结构连续呈梯度变化, 结构内没有明显的分界界面, 这就使得材料的性质以及其物性参数均沿厚度方向也呈梯度变化, 从而有效地缓解了热应力, 即功能梯度材料。
3 功能梯度材料的研究现状
功能梯度材料通常应用于可靠性和安全性都非常重要的领域, 如航空航天与核反应堆, 因此为了保证其可靠度和安全性, 功能梯度材料在热荷载作用下热应力分布规律是一个很值得关注的研究方向。
沈惠申讨论了功能梯度复合材料板壳结构的弯曲、屈曲和震动问题。田建辉等人用混合数值法分析了功能梯度材料板中瞬态热响应问题。许杨建等人用分离变量法研究了初始和边界不同恒温时二维梯度板瞬态温度场问题。Masoud Asgari等人用有限元法研究了有限长度的2D-FGM圆筒在冲击荷载作用下的动力问题。A.Allahverdizadeh等人用摄动法和周期性分析法对功能梯度板进行非线性分析。
4 功能梯度材料的应用范围
(1) 航空航天:主要用于航天飞机机体、发动机的燃烧室内壁以及飞机隐形, 具有承受超高温、高温冲击、高温疲劳以及热应力缓和吸声等功能;
(2) 机械工程:主要用于汽轮机的排气门、轴承等承受超高温部件, 具有承受超高温、强腐蚀、长期磨损的功能, 具有极高强度、超强韧性好的特点;
(3) 生物医药:主要用于人造骨骼、人造心脏、人造牙齿以及仿生物制品, 而且和其他人造器官相比, 其强度、模量、耐腐蚀性、耐疲劳性、耐磨性以及生物相容性均具有较高的优势;
(4) 其他方面:能源工程、核工程及民用及建筑等单一均质材料很难实现苛刻情况应用。
结语
事实证明, 功能梯度材料的应用领域十分广泛。迄今为止, 不仅是在国内, 即便从世界角度来看, 功能梯度材料的研究与发展仍然处于实验阶段。有许多问题需要人们在今后的实践中逐一予以解决。但可以相信, 通过众多研究人员的不懈努力, 在不久的将来, 功能梯度材料的发展及其在各个领域的应用和实践必将产生难以估算的飞跃。
参考文献
[1]Mahmoud Nemat-Alla.Reduction of thermal stresses by composition optimization of two-dimensional functionally graded materials[J].Solids and Structures, 2009, 208:147-161.
[2]陈东, 杨光义, 王国元, 等.等功能梯度材料的进展[J].青岛建筑工程学院学报, 2001, 22 (04) :1-2.
[3]Mahmoud Nemat-Alla.Reduction of thermal stresses by developing twodimensional functionally graded materials[J].Solids and Structures, 2003 (40) .
[4]沈惠申.功能梯度复合材料板壳结构的弯曲、屈曲和振动[J].力学进展, 2004, 34 (01) :53-59.
[5]田建辉, 韩旭, 孙小卫.基于混合数值法的功能梯度材料板瞬态热响应分析[J].固体力学学报, 2008, 29 (04) :396-401.
[6]许杨健, 涂代惠.对流换热边界下变物性梯度功能材料板瞬态温度场有限元分析[J].复合材料学报, 2003, 20 (02) :94-99.
混凝土作为人类应用最为广泛的建筑材料, 自应用以来已经历了几次重大的历史飞跃, 从普通混凝土到高强混凝土, 再到高性能混凝土。随着对生活品质追求的日益增长, 人们对所使用的建筑材料注入了新的期望, 对传统而广泛使用的混凝土亦提出了更多功能性要求, 一些新型且具有一定功能特性的混凝土从而应运而生, 如导电混凝土、耐热混凝土、透水混凝土、植生混凝土等等。本文将全面介绍一种新型功能材料———透明混凝土。
1 定义
透明混凝土, 亦可称“透光混凝土”或“导光混凝土”, 光线可通从混凝土的一面透至另一面, 离这种混凝土最近的物体亦可在其混凝土上显示出阴影, 这种特殊效果使人们觉得该混凝土即没有厚度也没有重量。
通过调整内部透光材料的比例及布置方式, 可控制光线的透射程度及变化梦幻的色彩效果。应用效果如图1~图4所示。
2 分类及研究现状
透明混凝土根据其添加的功能性材料不同可分为两类:第一类为纤维类透明混凝土, 第二类为树脂类透明混凝土。该两类透明混凝土的研究在国内外均尚处于起步阶段。
第一类透明混凝土:是由大量的光学纤维和精致混凝土组合而成, 光纤维在该类透明混凝土中制造数以千计的矩阵跑平行线, 连接每块两个面, 从而利于光线的穿透。
2001年, 匈牙利的年轻建筑师Aron Losonczi首次提出了透明混凝土的概念, 并于2003年使用普通光纤成功研制出了透明的混凝土 (Litracon) 。德国亚堔过的Li Tra Con公司研发出一种透光混凝土, 借助于植入在混凝土内部的玻璃光导纤维, 能让光线从混凝土的一端传入再从另一端传出。玻璃光导纤维可使材料的透光性能得到增强, 用这种透光混凝土制成的18m厚的墙体, 其透光性能与0.3m厚的普通混凝土墙体大致相当。2004年8月16日, 《中国建材报》在“国外建材”一栏中, 报道了“美国研制出透明混凝土”和“匈牙利开发出不挡光水泥”。2009年7月, 《混凝土世界》杂志报道了北京榆构研制成功透光混凝土的消息, 填补了国内的空白。
第二类透明混凝土:主要由特殊树脂与水泥浆料结合而成。
该类透明混凝土由意大利水泥集团研制, 已成功应用于意大利国家馆的建设中, 并亮相于2010年上海世博会, 引起了社会各界的广泛关注。集团创新部总监恩里科?博加里奥表示:“透明水泥由塑料树脂制成, 其制造成本要大大低于光纤电缆。另外, 由于树脂的视角比光纤更为宽广, 所以透明水泥对光线的捕捉能力更强。”
3 主要原材料及制作方法
3.1 纤维类透明混凝土
3.1.1 主要原材料
(1) 光学纤维 (导光纤维、光导纤维) 。一般将导光的纤维简称为光纤。光纤有无机的和有机的两类, 无机的是由光学玻璃或高纯度石英玻璃制作的;有机的是塑料光纤。
(2) 水泥混凝土。除耐碱的玻璃纤维 (AR玻纤) 外, 一般的玻璃纤维都是怕碱的。为此, 根据导光混凝土的制作工艺, 用先植法植入玻璃质导光纤维工艺时, 应选用属于低碱度的硫铝酸盐快硬水泥。如果采用后植法工艺植入玻璃质导光玻纤, 因其是在水泥混凝土硬化后植入的导光玻纤, 两者并不密切接触, 且有粘结层隔开, 因此, 也可采用硅酸盐水泥配制的混凝土。植入塑料光纤, 对水泥混凝土没有限制。
3.1.2 制作方法
按光纤维植入混凝土的方法, 分为“先植法”和“后植法”两种。
(1) 先植法。将文字、图形等绘制在半硬质的块体上, 如EPS或XPS等发泡聚苯乙烯块体, 按图形打孔, 穿入已准备的光纤棒, 将带着光纤棒的块体放入成型模内 (见图5) , 再浇注免振捣的水泥净浆或水泥细砂浆, 待其硬化具有一定强度后, 再经锯切露出光纤棒的光点形成的图形, 就成为导光的装饰水泥混凝土制品, 其制作步骤为: (1) 文字图形设计; (2) 在EPS或XPS块体上绘制文字图形; (3) 打孔; (4) 穿入光纤维; (5) 装入模具; (6) 拌制水泥净浆或水泥砂浆成型; (7) 养护; (8) 锯切; (9) 成品。
(2) 后植法。先制作水泥混凝土制品, 再将文字或图形绘制在水泥混凝土制品上, 也可在水泥混凝土制品上已模塑出需要的文字、图形;然后按所需的文字图形打孔, 再植入已准备好的光纤棒 (见图6) , 即可制作成带有光亮图形的导光的水泥混凝土制品, 其制作步骤为: (1) 制作混凝土制品; (2) 在制品上书写文字或绘制图形; (3) 打孔; (4) 光纤维棒准备; (5) 穿入光纤维棒并固定; (6) 成品。
3.2 树脂类透明混凝土
3.2.1 主要原材料
(1) 树脂。一种可以导光的塑料树脂。
(2) 水泥混凝土。相比玻璃纤维类导光材料, 塑料树脂耐碱性强, 对水泥水化碱性没有要求, 故可使用各类水泥。
3.2.2 制作方法
树脂类透明混凝土制作方法简单且易操作, 与普通水泥混凝土制作相同。
4 优缺点及应用前景
4.1 优点
(1) 多功能。用透明混凝土可制成园林建筑制品、装饰板材、装饰砌块和曲面波浪型, 可用于不同的场合。如制作透明混凝土墙, 采集外界的光线, 在发生火灾等紧急情况时, 可提示人们找到安全出口。
(2) 美化视觉效果。用透明混凝土做成的混凝土墙就好象是一幅银幕或一个扫描器, 这种特殊效果使人觉得混凝土墙的厚度和重量都消失了。并能做成不同的纹理和色彩, 在灯光下达到其艺术效果。
(3) 节能。采用透明混凝土, 可采集自然光或外界光, 节约大量的人工光能。
4.2 缺点
(1) 对纤维类透明混凝土而言, 制作工序比较复杂;对“先植法”而言, 要求新拌混凝土应具有高自密实能力, 并在浇注过程中不产生泌水、离析, 成型后混凝土质量均匀, 并应控制混凝土的p H值;对“后植法”而言, 先浇筑成型的混凝土与后植入的光纤棒之间粘结差、易脱落, 混凝土的力学性能及耐久性能均易受到不良的影响。
(2) 对树脂类透明混凝土而言, 添加导光树脂材料, 不仅增加成本, 而且易老化, 耐久性较差。
4.3 应用前景
透明混凝土作为一种导光类功能材料, 同时又具备普通混凝土高强、可塑等优点, 应用将非常广泛。可通过优化新拌混凝土配合比, 选择低碱胶凝材料, 简化制作工序等措施, 解决其部分缺点, 推广其更为广泛的应用。
参考文献
[1]王卓琳.新型建筑材料在上海世博会建筑表皮中的应用[J].住宅科技, 2012, 10::23-28.
[2]王菁菁.光墙—当水泥遭遇光纤[J].建筑与文化, 2006, 24 (2) :28-31.
[3]杨秋.透光混凝土[J].国外科技动态, 2004, 6 (4) :36.
[4]李悦, 许志远.应用玻璃质光纤制备透光混凝土的研究[J].混凝土, 2013, (4) :141-143.
[5]曹永康, 蔡国章.导光混凝土称呼、译名及制作工艺[J].行业关注, 2010, 9 (3) :16-18.
[6]王劭婷.北京榆构研制成功透光混凝土[J].混凝土世界, 2009, 7 (1) :92.
