材料研究分析优选九篇

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第1篇

[关键词]热电池；正极材料；合成方法；发展趋势

中图分类号：TM915 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0066-01

一、热电池正极材料必须具备的性能特征

热电池主要由基片、正极、负极、电解质、加热系统及保温材料组成，其中热电池的电极材料对热电池的电化学性能影响最为关键。作为热电池的正极材料，需具备以下一些特点： 能够提供一个固定的放电平台；较高的热稳定性： 减少热分解和由分解产物引起的相关的化学反应，这些分解产物可以产生额外的自放电；电子导电性：以减少阴极的电阻；在熔盐电解质中阴极材料的溶解性低， 以减少自放电反应以及随之产生的能量损耗；非嵌入式（多相）放电；环境友好（绿色）。原则上讲，具有氧化性的物质，如硫酸盐、氧化物、硫化物、铬酸盐、磷酸盐等均可作为热电池的正极材料，但所使用的正极材料要具有很好的性能，满足各种不同的设计要求，真正有价值的很少。

二、热电池的正极材料

1、氧化物正极材料

过渡族金属的氧化物正极材料主要有V2O5、MnO2 等，作为以钙、镁、锂合金为阴极的热电池正极活性物质。它具有较高的放电电压，但热稳定性较差，且高温时易脱氧，化学稳定性差，易于与卤化物电解质发生反应，电子的导电性差，容量较小。过渡族氧化物一些单一的高价氧化物具有较高的峰值电压，但工作寿命和比能量明显降低，主要是因为放电电压

下降过快。近年来锂化V2O5 正极的研究越来越深入，研究发现锂化的氧化钒正极材料具有更高的电压和更好的热稳定性，但由于锂化的氧化钒正极材料的库仑比容量比较低，影响热电池的后期放电电压。以锂化氧化钒为主，添加一定比例的二硫化铁制成复合的正极材料，其综合性能优于锂化的氧化钒和二硫化铁两种单一正极材料，将其应用于长寿命的热电池中，取得了很好的效果。

2、FeS2正极材料

目前，热电池正极材料的研究主要集中在过渡金属的二硫化物上，并已成功应用。但是，二硫化物正极材料仍然有它的缺点。它的单体电压偏低，空载电压只有2 V 左右，不利于进一步提高电池比能量；正极活性物质在高温时易分解， 导致电池不能长时间放电，比能量受限；放电初期有脉冲电压峰存在，影响电池的电压精度。因此，人们一直没有间断过对

新型热电池正极材料的探索。FeS2是锂系热电池中最常用的正极材料， 它的主要特点是资源丰富， 可以直接从黄铁矿中加工得到，价格便宜，电性能稳定。FeS2正极材料常应用于

短寿命热电池。相对于长寿命热电池而言，由于二硫化铁热稳定性较差，在热电池的工作温度下（500℃左右），发生严重的热分解反应，造成电容量损失，所以FeS2正极材料的热稳定性有待于提高。

2、CoS2正极材料

CoS2是针对FeS2的弱点而制备的一种新型正极材料，包含了先进正极体系所要求的很多优点，即：优良的热稳定性（在接近650℃时，CoS2仍然保持热稳定性，这个温度比FeS2高大约100℃）、优良的化学稳定性（CoS2材料既不像FeS2材料在电解质中明显溶解，也不像FeS2向负极明显扩散；与FeS2相比较，CoS2正极所导致的自放电和热损失可忽略不计）和近似于金属的电导率（保证了电池的阻抗最小）。

3、氯化物正极材料

金属氯化物（如NiCl2、FeCl3 等）是可替代二硫化铁较为理想的正极材料之一，具有较高的开路电压，理论容量高，放电电流密度大，电极电位较正。以它作为热电池的正极材料，已研制出容量大，功率大，寿命长的实用热电池，展现出了十分良好的前景。以NiCl2为例，它的稳定性好，具有优良的电化学性能，在熔盐中的电极电位很正，700℃时，在氯化物熔盐电解质中的电极电位为2.36V。[1]但氯化物稳态放电电压较低，激活时间较长，电阻较高，技术仍不成熟，要同时输出大功率密度和能量密度仍然存在困难。

4、铬酸盐正极材料

铬酸盐也应用于钙系热电池中。以铬酸钙为例，CaCrO4 为黄色晶体，属四方晶系，在800℃以上发生分解。通常CaCrO4 与LiCl- KCl 电解质混合成正极活性物质，CaCrO4 在LiCl- KCl 熔盐电解质中呈现出很强的氧化性，其在热电池中的电化学反应式为：

2CaCrO4+6e=Cr2O3+2CaO+3O2-

生成的不溶性还原产物对所有的水溶液都有很强的抗腐蚀性，还能抵抗电化学的再氧化对电池性能造成不良的影响。

三、常用的合成方法

热电池正极材料的电化学性能严格地受原料及制备技术的影响，为了获得性能更优异的正极材料，人们不断探索合成正极材料的技术。目前，正极材料的制备方法很多，通常采用固相合成法、水热法、溶剂热法等。

1、 固相合成法

固相合成是将固体原料按一定比例混合均匀，各原料之间处于充分接触的状态，在设定的温度下，焙烧一定时间，冷却至室温，粉碎筛分制得陶瓷粉体的一种制备方法。根据焙烧的温度不同，把焙烧在400℃以上者称为高温固相法，低于400℃焙烧者称为低温固相法。[2]固相法合成热电池正极材料主要有两个过程：配料和焙烧。以硫化物为例，基本步骤如下：将高纯粉体研磨并充分混合均匀，可以增大反应物之间的接触面积，使原子或离子的扩散运输比较容易进行，以增大反应速度。然后将粉末放入高温容器内进行焙烧，培烧过程的主要作用是使原料各组份间发生化学反应，形成具有一定晶格结构的基质，并且激活进入基质，焙烧的条件直接影响正极材料的电化学性能。

2、水热法

水热法是通过原料化合物与水在高压釜内一定温度和压力下进行的反应，并合成化合物的一种粉体制备方法。它属于湿化学方法的一种。近几年来，水热法在合成热电池正极材料中取得了很大的进展。采用水热法制备热电池正极材料是在特制的密闭反应容器（高压反应釜）中进行，采用水溶液作为反应介质，水作为传递压力的媒介，同时在高压下，绝大多数的反应物均能部分溶解于水，促进了反应在液相或气相中进行。

3、溶剂热法

将反应物按一定比例放入密封的压力容器（高压反应釜）中，以有机溶剂作为介质，在高温高压的条件下进行的化学反应制得粉体的一种方法。这种方法在合成热电池正极材料应用非常广泛，溶剂处在高于其临界点的温度和压力下，可以溶解绝大多数物质，从而使常规条件下不能发生的反应可以进行，或加速进行。在合成正极材料时选择溶剂需要非常注意，溶剂在反应过程中控制晶体的生长，使用不同的溶剂可以得到不同形貌的产品，因此电化学性能也不同。

三、热电池正极材料的展望

热电池主要应用于当今高新技术武器中，日益发展的现代化武器对热电池也提出了更高的性能和使用的要求：一是进一步提高热电池的性能，如比功率、比能量、激活时间、热稳定性、化学稳定性等；二是进一步提高热电池的使用寿命；三是减小热电池的体积及质量；四是要求热电池具有较短的激活时间。【3】这就对热电池的组成材料提出了更高的要求，尤其是对热电池的正极材料。高电压的正极材料的开发与成功应用， 可以充分发挥锂合金负极的潜在优势， 提高电池单体的比功率和比能量，有利于电池的小型化，丰富热电池系列和品种，以更好地满足武器系统对热电池的需求。

参考文献

[1] 刘杰，种晋，高文明.热电池硫化物正极材料制备研究进展[J].电源技术.？2009（02）

第2篇

【关键词】车内空气；内饰材料；甲醛；液相色谱

1 前言

随着人们生活水平提高，汽车逐步成为大众交通工具，对于汽车内饰所挥发出的有毒有害的气体的研究受到越来越到关注，汽车内饰材料中选用了真皮、座椅、油漆和塑料装饰件等材料，以及对车辆主要内饰材料加工和使用本身物质挥发特性的分析，这些材料存在了不同程度的甲醛或材料添加剂等挥发物。研究汽车内部不同内饰材料甲醛的检测和研究，对汽车内部内饰材料才能进行环保质量控制，保证乘车人身体健康。

2 实验过程

2.1 仪器与试剂

100ng/DNPH管；采样袋；内外饰高温步入式烘箱；氮气99.999%；干湿气体流量计（DC-1C）；高效液相色谱仪（THermoFisher，HPLC）；采样泵（上海研菱）；紫外检测器（HPLC/UV）。

2.2 实验方法

模拟样品在车内的使用状况，将样品放入密封袋中，充入体积50%的氮气，加热2小时，用DNPH管吸附醛酮类物质，5ml乙腈进行定量洗脱，采用高效液相色谱对甲醛进行分析。

2.3 色谱条件

C18反向色谱柱（4.6mm*150mm*3um；流动相为V水：V乙腈/四氢呋喃=45：55梯度洗脱；流量1ml/min；进样体积10ul，色谱柱温度30℃；紫外检测定量波长360nm，外标法定量。

2.4 实验步骤

向样袋中放入样件，密封后向样袋内充入其容积30%的纯氮气后，用泵将气体抽出，反复进行3次该作业后在25℃下注入容积50%的纯氮气。在进行气体捕集前将准备的样袋放到60℃的烘箱内放置2小时。打开样袋的阀门，将DNPH管的两端分别与样袋和泵相连，打开泵以800ml/min抽取样袋中的气体15 min，在此过程中甲醛被吸附于DNPH管中。准确加入5mL乙腈反向洗脱采样管，将洗脱液收集于5mL容量瓶中，然后进行液相色谱分析。

2.5按照图1所示采用甲醛衍生物外标法做标准曲线后进行积分分析。

图1

2.6 计算公式 C分析样品浓度=（M采样管分析浓度mg-M空白管分析浓度mg）/V采样体积L1000 mg/m3

2.7 根据表1标准物谱图标准判定系数达到0.9950以上，审计试验方法如表1所示：

表1

3 研究控制

（1）通过掌握不同汽车内饰材料的甲醛信息，可向零部件供应商推荐低成本、高性能材料，从而掌握零部件材料选用的主动权，源头上降低汽车材料中甲醛的挥发量。表2与表3分别表示了不同内饰材料加热时间与甲醛挥发速率的关系，可以看出加热时间越长，甲醛的挥发速率越低，可以按挥发率控制其生产。

表2

名称 加热2.5h 加热3.0h 加热3.5h 加热4.0h

某织物座椅（ug） 97.507 88.065 86.967 77.943

表3

名称 加热2.5h 加热3.3h 加热3.8h

某双淋膜顶蓬材（ug） 71.410 64.243 61.783

（2）通过掌握不同样件加工工艺对甲醛的影响信息，可在不增加成本的基础上，对加工工艺、加工过程进行优化，通过严格的管控，优化工艺后对整车的影响量都可以得到有效控制。

（3）控制产生的污染气体排放，目前车内空气污染后处理技术主要有臭氧消毒、光触媒消毒、负离子杀毒、高温蒸汽消毒、紫外线消毒、活性炭吸附等。使用车内空气净化装置即可控制车内气体的挥发，又可达到空气净化的效果，消除环境污染。

4 结论

建立车内空气控制体系，通过选材、产品加工工艺、净化技术等来实现对各零部件的甲醛含量控制，进而通过各零部件的达标来保障整车甲醛质量控制目标的实现，研究其检测试验和甲醛影响规律才能更好的控制车内甲醛空气质量。

参考文献：

[1]国家环保总局.HJ/T400-2007车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法. [S].2008-3-1

[2]戴萍.室内空气品质评价方法的研究进展[J].中国环境监测， 2004， 20（ 2） ： 64- 66.

[3]吴昌威，徐朋，刘利华.车内空气污染物检测技术与控制研究[C]//2008 年中国汽车工程学会年会论文集.天津：[s.n]，2008.

[4]葛蕴珊，尤可为.车内污染物的影响因素和测量技术研究[J].科技导报，2006（7）.

第3篇

一、全日制专业学位研究生培养模式探索

（一）培养目标与定位

我们对全日制材料工程专业研究生培养提出了“133”的目标与定位，即全日制材料工程专业研究生培养要建立“一个”明确的培养目标，坚持“三个面向”（面向学科前沿，面向企业，面向市场），实现“三师教育”（材料设计师、材料加工师、材料检测评估师）。全日制材料工程专业研究生培养目标定位为：掌握材料工程领域坚实的基础理论、宽广的专业知识和扎实的工程实践能力，能够承担材料工程领域专业技术或管理工作，具有良好职业道德的高层次、应用型专门人才。全日制材料工程研究生培养要坚持“三个面向”：面向学科前沿要求全日制材料工程专业研究生培养要立足学科前沿，把握学科方向；面向企业要求全日制材料工程专业研究生培养要立足企业需求，提升解决制约企业发展瓶颈问题的能力；面向市场要求培养的研究生了解企业产品性能与适应领域，能研发适应市场发展的新产品，并顺应市场需求来设计、改变产品组成和加工过程。“三师教育”是结合企业产品生产过程提出的具体培养措施。材料设计师要求培养学生产品研发能力，让学生利用所学的材料基础理论进行新产品的开发与改性；材料加工师要求培养学生的产品生产管理能力与对产品生产线技术改造的能力；材料检测评估师要求培养学生的产品性能检测和销售能力。

（二）探索全日制专业学位研究生培养新模式

1.制订好一套切实可行的培养方案。

培养方案是对研究生实施培养的主要依据，能够充分体现培养目标和培养要求。培养方案制订要做到了解学科前沿，与企业和市场需求结合。培养方案以宽基础、重实践为特点，以学校教师和企业技术人员团队指导为亮点。加强案例分析类课程比重，要求研究生必须选修至少一门企业管理方面的课程。考核内容上改变过去注重“标准答案”去死记硬背就可得高分的模式，安排一些综合案例分析等考查内容。真正考查研究生掌握、运用知识的能力，从而激发他们学习的积极性、自主性和创新性，提高运用知识解决实际问题的能力。

2.建设好一批精品课程。

目前全日制专业学位研究生培养工作刚起步，各高校都在探索中前进，缺乏成功经验借鉴，更缺乏完善的课程体系和教材。部分高校索性采用学术研究生的课程体系，适当增加实践环节教学，这与专业学位研究生培养目标相违背。高校要重视课程建设，以达到事半功倍的成效。材料工程专业研究生课程强调理论性与应用性结合，突出应用性。在课程设置方面凸显了知识面、强实践性，彰显学生多学科知识背景，强化工程实践理念。如专业开设的《产品设计与制造技术》课程，以产品为牵引，介绍产品设计、工艺、结构和组成的关系。课程内容紧密结合企业生产实际，并安排一定学时的企业现场教学。

3.建立好一批实践基地。

实践环节是专业学位研究生培养的重要环节。充足的、完善的和高质量的专业实践环节是教育质量的重要保证，是专业学位不同于学术型研究生的最大区别。如果实践环节缺失，就失去了专业学位研究生教育改革的意义，失去了高层次应用型工程人才的办学特色。实践环节的保证有赖于建设一批高质量的实践基地。发挥产学研过程中建立的企业研究生工作站和研究生创新中心的作用，使之成为专业学位研究生实践的坚强后盾。

4.建设好一支企业导师队伍。

全日制专业学位教育的特点决定了培养过程必须校企联合，其实现途径是建设好一支企业导师队伍，实行导师组联合培养机制。由于目前大学排行榜注重考查学校的科学研究水平，导致高校过分注重科研成果的质量和数量，缺乏对教师工程实践能力的培养；学校在教师的引进、考核、职称评审、经费划拨中也主要与科研成果挂钩，这一导向必然导致教师投入更多的时间和精力追求学术成果，无暇顾及自身工程实践能力的提高。这种重科学、轻工程的评价导向严重影响了工程师人才的培养质量，影响了工程教育的科学发展。因此要弥补不足，必须发挥企业导师工程实践功底厚实、经验足的优点，走出一条校企联合培养的路子。

二、全日制专业学位研究生教育管理探索

（一）目前存在的问题

1.全日制专业学位研究生教育社会认可度有待提高。

一是社会长期以来形成的偏见。长期以来专业学位研究生教育主要是为企业培养研发人员，实行在职培养，过程不严谨，得不到高校的高度重视。二是全日制专业学位研究生培养工作刚起步，志愿报考人数极少，生源多数来自学术型研究生的调剂生。三是学校管理配套的滞后，学校学术型研究生与专业学位研究生在管理和资源分配方面存在不均。四是部分专业博士学位未设置，全日制专业学位较学术型研究生失去提前攻读博士的机会。以上原因造成专业学位研究生认可度较低。

2.全日制专业学位研究生班级管理难度加大。

专业学位研究生培养过程基本上是在课题组内进行的，他们对课题组存在归属感和依赖感，与课题组师兄、师姐交流频繁，与班级同学交流稀少。据笔者调查有80％的专业学位研究生对课题组的归属感强烈，对班级缺乏归属；有20％的研究生甚至不能认识本班全部同学。研究生教育注重学生研究能力的培养，缺少必要的班级活动。在企业实践阶段，同学们各奔东西，联系偏少，班级活动几乎缺失。以上因素造成专业学位研究生实体班级难以统一管理，思政教育基本载体缺失。目前高校在专业学位研究生管理上实行的是导师负责制，导师不仅是科研的指导者，而且是德育的塑造者。现实情况是导师重视对研究生的科研指导，缺少对研究生必要的思想道德教育。

3.德育内涵有待提升。

道德教育是完善研究生综合素质的重要方面。现阶段专业学位研究生德育得到高校的普遍重视，但内涵还停留在成长成才、如何掌握知识等方面，很少涉及职业任职能力等内容，不利于研究生综合素质的培养，有待于提升。

（二）解决教育管理存在问题的有效途径

1.加强专业学位的宣传，提高对专业学位的正确认识。

社会和学校对专业学位研究生教育的认识水平关系到专业学位研究生生源和培养质量，关系到国家全日制专业学位研究生改革的推进，关系到专业学位研究生良好道德品质的形成。因此，社会和学校要加大专业学位教育的宣传力度，创新宣传形式，让学生及时了解国家的相关政策，了解学校相关的培养措施，了解专业学位研究生培养是我国研究生教育体制改革、结构优化的必然，是实现研究生培养与社会需求相结合，更好地适应国家经济建设和社会发展对高层次应用型人才的迫切需要，及时让专业学位研究生消除偏见。及时掌握专业学位研究生的思想变化，了解研究生的经济状况和学习生活状况，在全日制专业学位研究生的学籍管理、生活补助、科研津贴、奖学金评定、助学贷款、学生权益、就业服务等政策措施上要与学术型研究生同等对待。

2.发挥新媒体优势，开拓思政管理工作新形式。

互联网诞生掀起规模空前的传媒革命，它所创造的传播内容、传播方式和传播影响，相对于传统的印刷类、电子类媒体而言，实现了革命性的飞跃，具有快捷性、开放性、全时空、虚拟化等特征。面对专业学位研究生实体班级难以管理状况，借助新媒体优势，建立网络虚拟班级，设置班级博客、导师博客等内容，在网络平台上实现对研究生的思想教育，实现同学之间的交流沟通，开拓全日制专业学位研究生管理工作新局面。利用网络平台开展思想政治教育工作，也易于研究生接受，也能提高思想政治教育的针对性和实效性。全日制专业学位研究生无论在学习期间还是在企业实践期间都存在道德行为、道德意识的塑造，都会受到导师无形的影响。因此，必须发挥导师在专业学位研究生培养过程中育人作用，实现导师不仅授业而且传道的作用。

第4篇

关键词：建筑材料；质量；检测；技术分析

中图分类号：TU5文献标识码： A

一、建筑材料检测技术在建筑建设中的重要性

建筑材料的质量直接关系着建筑工程的质量，所以必须加强对建筑材料的检测，提升建筑物的建筑质量和使用寿命。加强对建筑材料的检测能够优化建筑材料的选择，并且通过对建筑材料本身的性能和性价的对比，选择费用较低、性能优越的原材料，能够实现对各种建材质量的综合评定。通过对建筑材料的检测选择合格的建材对保证建筑施工进度和质量是十分关键的。例如可以通过检测技术确定施工地点中所具备的填料、沙石等材料是否符合施工技术规范和标准，以实现就地取材，降低施工过程中的成本造价；通过对土场中土样组成成分的分析确定土地是否有足够的压实标准以承担生产过程中的机械力。

通过对建筑材料的检测有利于各种新型工艺、新型材料和技术的推广和应用，能够推动建材行业和建筑行业向着更先进的方向发展。另外建筑材料的检测能够实现对建材配比的优化，为施工方提供多种选择，方便施工方根据自己工程的实际需要选择最为经济的方案。例如在满足施工设计强度的情况下，可以选择灰剂量较小的砼、基层配比；在沥青路面施工过程中通过检测技术选择用油量较小的方案。通过对建筑材料的检测来保证建筑质量具有非常重要的应用价值，正是有了建材检测技术世界上才出现了众多的建筑奇迹。随着人口的增加，对土地的利用率也逐渐提高，各种高层建筑物不断涌现，如果没有有效的建材检测技术，这些高层建筑将变成泡影。

二、材料检测标准

材料检测是对原材料的成分分析、测量、无损伤检测和环境模拟测试等，有些检测还涉及分析机体的体液、组织和排泄物等材料中的环境污染及代谢产物的含量，以确定机体受环境污染的程度和受害的危险性。对于材料检测标准方式各不相同。例如：混凝土强度应分批进行检验评定，一个验收批的混凝土应由强度等级相同、龄期相同以及生产工艺条件和配合比基本相同的混凝土组成。对施工现场的现浇混凝土，应按单位工程的验收项目划分验收批，每个验收项目应按照现行国家标准《建筑安装工程质量检验评定标准》确定；木材构造、性质和利用研究及木材鉴定的研究，可以从木材的物理性质、木材的力学性质、木制品及木材鉴定、室内木材装修材料物理性能及有害物质限量等进行检测分析。材料检测标准是用以衡量材料质量的尺度，掌握材料的检测标准，有利于更好地控制材料和工程的质量。

三、建筑材料检测的相关技术以及方法

1、水泥的检测技术

在工程项目实施过程中，水泥在使用之前必须要符合国家所规定的有关水泥的强度，安全性以及凝结度等方面的指标检测的标准，在取得产品的合格证，产品出场的检验报告以及产品进场的复检报告后该产品才能被投入使用到工程项目的实施中。水泥的检测过程主要是在施工场地首先对水泥进行验收，对于水泥的种类，出厂日期以及水泥的相关性能等检测人员必须对此开展相关检查和检测，相关的检测标准必须与我国对于建筑材料规定的标准一致。如果在建筑工程的施工过程中发现水泥在颜色方面呈现出异常情况，或水泥被检查超过出厂日期的3个月以上，必须对其进行复检。复检结果如果仍然存在问题就必须进行及时的调整或用合格的水泥替换，如果复检结果符合规定的相关标准的话则该水泥可以继续被使用。

2、墙体材料的检测技术

在我国墙体材料通常分为烧结多孔砖和蒸压灰砂砖两种。墙体材料检测的最新标准。2013年的9月1号制定实施的，检测时，一般使用随机抽样方法从同一批次砖中进行抽样。对于墙体材料检测的方法是通过砌块和砖的生产方式对墙体的原料以及外形特征实施相关检查。10万块为一个批次对蒸压灰砂砖进行抽样检查，如果同一批次不足10万块同样要按照标准进行一个批次的检查，但是检查数目不能低于2万块。对蒸压灰砂砖的检测依据随机抽样方法进行抽样，抽的砂砖15块左右，从尺寸上对检测的样品进行偏差分析，如果偏差在规定的相关标准范围之内，则抽取15块砂砖，对其中10块进行抗压和抗折的强度检验，剩余5块以做备用。烧结多孔砖的检查是以5万块的烧结多孔砖为一个批次，不足5万块的也按照一个批次对其进行相关的检测。在检验烧结多孔砖的强度方面，首先是从尺寸偏差以及外观方面对其进行相应的检测，如果烧结多孔砖在尺寸和外观方面都符合标准则抽取合格样品15块对其进行相关的强度检测，其中10块对其进行抗折荷重和抗压强度检测，其余5块留做备用。

3、书面检验

书面检验，是监理工程师对施工单位提供的材料质量保证资料、试验报告进行审核，看其有无质量问题。

4、外观检验

外观检验，是针对材料的外观(规格、标志、外形尺寸)对材料进行的检查，看其是否存在质量问题。外观检查主要通过目测和量测进行检测。目测即凭借感官进行检查，主要是根据质量要求，采用看、摸、敲、照等方法进行材料检查。看，就是根据材料的规格标准进行外观检查，例如看水泥是否有大的硬块、混凝土是否过稀等。摸，就是通过触摸手感进行检查，例如砖面是否平整，地板块是否光滑等。敲，就是对材料轻轻敲打听其声音。照，就是用灯光对材料进行检测。

5、理化检验

理化检验，又称“器具检验”，就是借助物理、化学的方法，使用某种测量工具或仪器设备进行科学的检验鉴定。理化检验一般通过试验的方式进行，工程中常用的理化试验包括各种物理力学性能方面的检验和化学成份及含量的测定等两个方面。材料物理状态特征的性质一般有体积密度、密度、堆积密度、表观密度、孔隙率、开口孔隙率、闭口孔隙率、孔隙率；材料的力学性质一般分为材料在外力作用下的变形性质和强度，变形性质又分为弹性变形塑性变形。力学性能的检验指标的测定抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗折强度、冲击韧性、硬度、承载力等。各种化学方面的试验如化学成份及含量的测定，(例如钢筋中的碳、硫含量，混凝土粗骨料中的活性氧化硅成份测定等)，以及耐酸、耐碱、抗腐蚀等。此外，必要时还可在现场通过诸如对桩或地基的现场静载试验或打试桩，确定其承载力。对混凝土现场取样，通过实验室的抗压强度试验，确定混凝土达到的标号。以及通过管道压水试验判断其耐压及渗漏情况等。

6、无损检验

无损检验，一般分为超声检测、射线检测和其他无损检测方法。它们一般可以在不损伤被探测物的情况下，通过利用超声波、x射线、表面探伤仪等了解被探测物的质量。

四、提高建材质量检测的措施

1、严守三证关

对于建筑材料的质量国家制定了严格的质量检测标准，故在选择建材时要对其提供的质量合格证明文件、规格、型号和性能检测报告进行严格审查，在材料或设备的验收时要经过监理工程师的严格审查。有的产品还需要经过实行生产许可证和安全认证，在选购这些产品前要对其生产许可证和安全认证标志的原件进行严格检查，以防止假冒伪劣产品。

2、加强对建材质量检测系统的建设

加强对建材质量检测系统的建设实现对检测数据和报告的实施共享，可以为建筑工程质量的控制提供准确的数据依据。对于检测不合格的产品要在检测系统内部传递到有关部门，实现多部门数据的共享，提高对建材质量监督管理的权威性和科学性。在进行数据检测过程中要做到数据真实可靠，并且降低对建材的检测误差，提供建筑工程材料的检测质量。

结束语

目前市场上出售的建筑材料不仅种类繁多，而且性能各异。建筑材料的使用使建筑工程的施工变得更加便利，为人们的生产和生活提供了重要的保障。因此建筑材料质量的好坏直接影响着建筑质量的优劣，轻者影响建筑工程结构的刚度和承载力，严重的还会导致整体倒塌的重大工程质量事故，因此对建筑材料的检测就变得非常必要。

参考文献

[1]任万秀.浅析建筑材料质量检测与控制[J].民营科技，2014.

[2]蔡瑞清.建筑工程施工质量控制[J].科技致富向导，2014（05）.

第5篇

关键词：建筑工程；大宗材料；资料用量分析

中图分类号：TU198文献标识码： A

一、建筑工程结构材料用量

住宅结构体单位面积之材料用量，并区分为中、低楼层实际建筑所用的结构材料数量，透过统计学分析，目前在该地区不同楼层之间钢筋混凝土结构物在柱、梁、板、墙等部位的单位面积材料用量情形如下:

1.总单位面积钢筋用量随楼层高度有明显之增加，以梁筋用量随楼高增加最为显著，次高者为墙筋用量，柱和板筋用量则较不明显。

2.总单位面积模板用量与楼层高度成正比。

3.总单位面积混凝土用量随楼层高度明显增加，以梁混凝土与墙混凝土的用量随楼高增加最为显著。以一般工程估算惯例，都是使用单位楼地板面积的材料用量作为计算基准，此单位用量可用在评估建材使用数量及工程费用时，以单位用量系数乘以楼地板面积即可迅速算出粗略值。

模板工程单位用量(m²/m²)=模板总施工数量(m²)/总楼地板面积(m²)

钢筋工程单位用量(吨/m²)=钢筋总施工重量(吨)/总楼地板面(m²)

混凝土工程单位用量(m³/m²)=混凝土总施作体积(m³)/总楼地板面积(m²)

二、建筑工程材料用量影响因子分析

1.单位钢筋用量影响因素

单位钢筋用量相对于混凝土用量，影响因素相较简单。对于不同建筑平面几何形状(ㄇ型、L型、H型、圆型、矩形等)因考虑双向地震力及地震系数，需在不规则处加强柱梁、斜撑等构材之承载能力；建筑物室内空间配置，如同样楼地板面积办公用途及住宅用途开间进深亦对钢筋用量造成影响。

2.单位混凝土用量影响因素

单位混凝土用量影响因素较多，包含地域性的设计习惯、绿建筑外墙隔热(开窗率)、临海远近、地上结构与地下结构平面型状不同须增加混凝土用量抵挡上浮力、外墙不规则形状、开放式空间设计等皆对混凝土用量造成影响，但影响程度为何，须更进一步探讨。

3.单位钢板及型钢用量影响因素

单位钢板及型钢用量影响较小，以耐震系统、大垮度空间设计及楼层高度为影响因素。建筑工程单位楼地板面积钢筋、混凝土、钢板及型钢共三项建筑材料使用量影响因子。

三、建筑工程材料用量影响因子统计

多数研究都针对在建筑材料与建筑工程经费预测，少有能提出确切影响因子及影响程度的数据，以下为影响因子及影响程度的相关分析。建筑工程单位楼地板面积钢筋、混凝土、钢板及型钢使用量影响因子繁多，包括建筑构造种类、建筑用途型式、使用工法、工程造价、乃至设计者设计风格习惯等，各因子间交互作用也值得深入探讨。

1.工程契约金额

部分公共工程发包金额不单只对建筑物本身造价，亦包含特殊机设备、机电工程、绿化园林工程、采购等一起纳入工程契约金内计算，建筑物用途、功能、构造不同会对工程契约金额造成之外，劳务及材料的平均价格及不同年度之物价指数也会对工程契约金额造成影响，导致工程契约金额不为影响单位楼地板钢筋、混凝土、钢板及型钢用量的主要因子。

2.地上、下楼层数

地上楼层数会对单位楼地板钢筋、混凝土、钢板及型钢用量产生影响，但多显现在中高楼层(7~15 楼)有较明显的差异，建筑物是否拥有地下室对单位楼地板面积钢筋使用量有明显之影响，混凝土用量则变动因素较多影响性不显著，地下室结构需抵挡地下土压、水压、及地上结构体等横、竖向压力，配筋设计自然较无地下室结构复杂；在不同地质条件下，若是基地位于软弱地质，必须使用钢筋及混凝土进行基地补强，加强地下结构安全性，经资料检结果发现有地下室建筑物较无地下室建筑物钢筋用有明显增加。

3.总楼地板面积

单位楼地板面积钢筋用量、单位楼地板面积混凝土用量、单位楼地板面积钢板及型钢用量；钢筋、混凝土、钢板及型钢使用量都平均分摊于楼地板面积中。

4.建筑物最小载重

建筑物构造的活荷载，因楼地板用途而不同，而最小活荷载亦不同，进而影响单位楼地板面积钢筋、混凝土用量，进行资料分析前，先依建筑物最小活荷载进行分类，在不同活荷载限制下资料分析显示结果为主要影响因子。

最小载重最直接影响为楼板，而钢骨结构或钢筋混凝土建筑，因钢板及型钢最主要目地为支撑建筑结构体，即使是钢骨构造，在楼地板的部分还是采用混凝土灌浆，造成建筑活荷载成为单位钢板及型钢用量主要影响因子。

5.建筑物用途

建筑物用依建筑技术规则总则定义之建筑用途共分为类，包括公共集会类、商业类、工业及仓储类、休育文教类、宗教殡葬类、卫生文教类、办公服务类、住宿类等，不同建筑物用途的确会影响单位钢筋、混凝土用量，但用途必须明确区分，例如，体育馆、展览中心、住宅等加以细分，在此种情况下，依建筑用途分类进行资料分析并无法准确的判别出各建筑用途的明显差异，而导致建筑物用途并不为其主要影响因子。

6.建筑构造型式

建物构造形式影响建筑物单位楼地板钢筋、混凝土、钢板及型钢用量，建筑构造主要包括钢筋混凝土(RC)、钢骨(SS)或钢筋混凝土钢骨型式(SRC)；相较于钢骨构造，钢筋混凝土构造的单位钢筋及单位混凝土用量必定有所不同。

7.工程所在地

汶川地震后，建筑结构抗震规范更进一步细分和提高各地的抗震等级，对结构设计用钢量影响很大。另外各地区地质条件不同、活动断层分部等区域性因素影响，间接造成单位楼地板面积之钢筋、混凝土用量因各地区基地条件不同而有所差异；再者因各地区设计习惯、当地风格、功能需求、防空避难规定或公共工程特殊需求等因素，亦会影响单位楼地板面积钢筋、混凝土使用量。

结论

过去国内对于建筑材料使用系数评估或对工程金额与建筑材料相关性，多因条件限制而锁定在RC构造或是同种类建筑上进行探讨，然而科技进步，建筑工程施工技术也不断创新，要将所有不同结构、性质的工程做全面性调查统计往往受限于实际案例，使其因子及系数难以取得大量、完整且正确的数据。本文通过统计分析结果显示，建筑材料单位楼地板面积使用量主要受构造形式、工程所在地、是否拥有地下室等因子影响，而依据资料分析确认影响后，依影响因子排序建立单位用量，目的是为便利工程机关快速审核，若单位钢筋、混凝土、钢版及型钢用量与本研究分析差异过大，应审慎检查大宗资材用量，避免资源浪费。

参考文献：

[1]麻兴中；预应力混凝土梁质量控制要点[J]；广东建材；2011年07期2.1 建筑工程材料用量影响因子之研究

[2]田照福;施工企业实施准时化采购的对策研究[J];建筑技术;2004年01期

[3]李璟,任磊;基于建材采购管理系统的研究与实现[J];计算机应用研究;2004年11期

第6篇

关键词：建筑材料、试验误差、数据处理、质量控制、质量检测

Abstract: The quality of construction materials is the basis of control of the quality of construction and determinants of quality of a good building materials, is the top priority to do detection work. This article from the testing project, specimen sampling, ambient temperature and humidity, loading rate, test errors, data processing and other aspects, combined with my engaged in construction materials testing experience a few observations.

Key words: Building materials； test error,；data processing,；quality control,；quality inspection

中图分类号：TU5文献标识码： A 文章编号：

引言

建筑材料是保证建筑工程质量的一首要条件，把好材料质量关就是把好工程质量关。要树立起“百年大计、质量第一”的方针，从源头抓起，使检测的结果正确反映建筑材料的质最，从而使工程上不合格的建筑材料得到及时的发现，让不合格的建筑材料不流入建筑工地，确保建筑工程施工质量，为有效地控制工程质量奠定基础。

一、建筑材料质量检验发展分析

以前，建筑工程质量监督控制主要以单位自行控制为主。改革开放后，我国进一步加强工程质量监督管理工作，加强了以质量督站为主的质量控制体制。长期以来，检测工作沿用传统的手工填表，人工统计和文件柜存放的工作形式，需要工作人员复杂的计算、判断、誊写、统计工作。这样大大增加了工作的工作量和复杂度，技术水平落后，工作效率低下而且管理难以规范。

近年来，由于一些工程质量检测管理程序的开发和应用推广，许多检测机构己经摆脱了全手工进行检测的问题。利用现代信息技术，积极研制开发建筑材料质量检测检验管理信息系统，利用它从业务和管理两方而着手，提高检测机构自身的检测和管理水平，以适应当前工程质量管理工作形势的需要。

在建筑业的带动下，建筑材料工业总体趋向好，生产和销售稳定增长，经济效益持续提高，不论从产品总从，还是经济效益等方面都得到了巨大的发展，现有建筑装饰消费水平比十年前提高了20%,

二、建筑材料质量的检测

1、检测项目

施工现场所用的建筑材料品种繁多，每种材料用于工程钱需要警醒质量检测。检验项目要服从国家、行业标准及当地建设主管部门的规定，各项试验指标都要符合有关规定。比如混凝土用的水泥，需按批检验其水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性、细度和水泥胶砂强度。

2、试件取样

取样要有代表性。在我国现行的标准和试验规程中，对建筑材料的取样方法、取样频率、取样代表数量均有明确的规定。但是由于取样人员水平残次不齐，对建筑材料性能及各项试验方法和质量评定标准缺乏深入了解，有时施工单位出于经济利益的考虑，建筑材料取样时缺乏代表性，取样频率不足，代表数量不确切的现象经常出现。因此试验结果不能较全面的反映规工程的实际情况，使某些本不合格的建筑材料因漏而应用于工程中，给工程质量留下了隐患。

3、环境温度与湿度

温度和湿度对一些建筑材料的性能有很大的影响。故在标准中对材料的养护，测试时环境条件有明确规定，只有严格遵守这些规定。试验结果才具有可比性。

4、加荷速度

加荷速度的快慢对检测结果有一定的影响，如果在试验中不严格按照标准规定的加荷速度进行检测，就会使检测结果失去真实性，甚至会造成对建筑材料合格与否的误判。在我现行的国家及行业规范中，对各类抗拉试验项目的加荷速度都有规范。

5、试验误差

试验方法必须严格按标准规定进行。可是有个别试验人员在做钢筋拉伸试验时只试验到试件出现颈缩而不将其拉至断裂，这是不正确的，这样势必造成试验结果的误差，但这不属于试验误差，而是人为造成的误差。钢筋不拉断，其测得的伸长率较规定的试件断后伸长率要低，与标准规定违背，这是不允许的(钢筋焊接件由于不需要测定伸长率，可在试件出现颈缩现象后停机)。试验要求必须准确，以减少误差。

6、数据处理

由于各种原因，同一组试件中有时试验数据结果离散性较大。为使试验结果准确，标准规定对一些材料的试验结果数据有取舍的要求。试验结果数据有时会出现比预期的过高或过低，同一组试件中数据相差悬殊，或同一试件各项性能指标相互矛盾等异常现象，这需要认真对待，查明原因，并及时复试和复验。

三、建筑材料的质量控制措施

1、建筑材料进场前的质量控制

仔细阅读工程设计文件、施工图、施工合同、施工组织设计等与工程材料有关的文件，熟悉文件对材料品种、规格、型号、强度等级、生产厂家与商标的规定和要求。真查阅所用材料的质量标准，了解材料的基本性质，应用特性与适用范围，必要时对主要材料、设备、构配件的选择向业主提供合理建议。掌握材料信息，优选供货厂家。掌握材料质量、价格、供货能力的信息，选择可靠的供货厂家可获得质量好、价格低的材料资源，而且有助于保证工程质量，降低工程造价。对业主供应的材料，应及时提供信息:对承包商供应的材料，要及时对订货申报进行审检、论证，报业主同意后方可订货。

2、建筑材料进场的质量控制

物单必须相符材料进场时，应检查到场材料的实际情况与所要求的材料在品种、规格、型号、强度等级、生产厂家与商标等方而是否相符，检查产品的生产编号或批号、型号、规格、生产日期与产品质量证明书是否相符，如有任何一项不符，应要求退货或要求供应商提供材料的资料。标志不清的材料可要求退货(也可进行抽检)。进入施工现场的各种原材料、半成品、构配件都必须有相应的质量保证资料。包括:生产许可证或使用许可证、产品合格证、质量证明书或质量试验报告单。合格证等必须盖有生产.单位或供货单位的红章并表明出厂日期、生产批号和出厂合格证。

3、材料进场后的质量控制

工程上使用的所有原材料、半成品、构配件及设备，都必须事先审批后方可进入施工现场施，现场不能存放与本工程无关或不合格的材料，所有进入现场的原材料与提交的资料在规格、型号、品种、编号上必须一致:不同种类、不同厂家、不同品种、不同型号、不同批号的材料必须分别堆放，界限清晰，并有专人管理。避免使用时造成混乱，便于追踪工程质量，对分析质量事故的原因也有很大帮助。应用新材料前必须通过试验和鉴定，代用材料必须通过计算和充分论证，并要符合结构构造要求。建筑材料是建筑工程这一特殊产品的原料，其质量好坏直接影响建筑工程的优劣，而日前社会上生产的建筑产品伪劣品太多。因此，必须对建筑材料质量进行严格检测与控制。如要加强进场材料的质量控制、严把材料进场验收关、合理选择、使用和存放材料等等。另外需要建设系统采取行政管理手段，备案措施，检验等措族来保证工程质量。

结论

综上所述，对建筑材料的质量控制，必须从原材料质量检测控制开始，配合施工现场质量控制，每一步都必须按照设计要求和施工验收规范认真施工，把常见的质量缺陷消除的萌芽状态，提高我国建筑企业的施工质量。

参考文献:

【1】谢建兴，程志炉.混凝土工程施工与质量控制措施〔J].黑龙江科技信息，2007，(17)・

第7篇

关键词：新材料产业 专利分析 北京 对策建议

新材料产业作为战略性新兴产业，以新兴技术为基础是其重要特征，而技术创新能力是产业竞争优势的一个关键要素。专利作为技术创新能力的具体成果，反映了企业在该领域的技术创新实力，使企业在该领域科技竞争实力的具体表现。因此，专利可以作为衡量企业或地区新材料产业发展状况的重要依据。

一、数据来源与获取

以SCI科学引文数据库作为数据源，对1992―2009年出版的文献进行检索，以“（Advanced materials）OR（New functional*materials）OR（Advanced composite* materials）OR（Smart* Materials）”作为主题词，并排除与新材料产业无关的学科，共检索到相关文献15492篇。利用Bibexcel软件进行关键词分析合并，并根据关键词词频进行排序，从而得到新材料产业领域的关键词，然后根据所获得的关键词构造新材料产业的专利检索表达式。考虑到本文主要分析北京新材料产业专利的相关现状，故采用国家知识产权局专利数据库作为数据源，检索跨度为1992―2009年。

二、基于专利的SWOT分析

检索发现与新材料产业直接相关的专利申请中发明专利申请有15619项，其中北京地区专利数位1289项。运用PATENREX软件以及通过国家知识产权局检索平台进行专利分析，这些专利申请呈现出以近十几年来我国申请人的申请以发明专利为主、追求实际应用价值等特点，映射出我国近年来在新材料产业的发展速度加快，质量提升，产业化逐步形成竞争力等实际情况。

我国新材料产业的专利申请趋势情况如图1所示，1992年至2002年期间专利申请增长势头平稳，近几年申请量则急剧增长。北京地区的专利申请趋势，与我国新材料产业专利申请势头是基本一致的。

（一）优势分析

新材料产业专利申请分布情况为：日本专利2434项，美国专利1519项，我国台湾有689项居于第三位。北京以618项名列第四，与我国（除台湾以外的）其它省市相比，发展新材料产业的最显著优势正是科研技术实力雄厚。北京新材料科研领域的科技创新能力一直排名全国第一，仅中央在京的材料科研单位约占全国总数的40%，相比上海和深圳，北京园区在企业数、从业人员、总收入、产值等方面比重上处于绝对优势。

我国新材料产业排名前十的IPC专利技术构成分布情况：H01L领域有专利4131项，H01F领域有469项，H01S领域有239项，H02K领域有194项，G11B领域有191项，C23C领域有171项，G02F领域有152项，G01N领域有144项，G02B领域有143项，C04B领域有139项。可见，新材料产业研究热点集中于H01L（半导体器件；其他类目未包含的电固体器件）、H01F（磁体；电感；变压器；磁性材料的选择）、H01S（利用受激发射的器件）以及C04B（建筑材料；陶瓷；耐火材料；天然石的处理）等领域。

而北京的专利技术分类构成情况：H01L的申请数量最多，有177项；其次为H01F为39项；H01S为36项；C22C为23项；G01N为21项；C23C为18项；B01J和H01M均为17项；G02B和C04B为13项。北京地区的研究热点与我国的研究热点基本一致，如北京航空航天大学与北京科技大学等主力科研单位在H01L（半导体器件；其他类目未包含的电固体器件）以及H01F（磁体；电感；变压器；磁性材料的选择）领域的研究成绩显著。随着首都经济的不断发展，各行各业的发展对新材料都提出了新的需求，特别是北京的电子信息、生物新医药、环保、节能等产业都是新材料应用的支撑领域，为北京发展新材料产业提供了广阔的市场。此外，依托北京战略资源，充分利用环渤海地区的生产资源，实现战略资源和生产资源在同一企业的集中配置，拓展了新材料产业的发展空间，带动了新材料产业不断优化，尤其是航空航天、交通运输、电子电气、建筑建材、医疗器械、国防军工等行业的发展对材料的性能和品种提出了更高的需求。

（二）劣势分析

企业自主研发能力不足。专利检索分析得出北京主要专利申请人的排名情况（见表1）：中国科学院半导体研究所居于首位，清华大学次之，中国科学院微电子研究所居于第三位，北京大学第四位，中国科学院物理研究所第五位，北京工业大学第六位，中国科学院化学研究所第七位，北京科技大学第八位，北京航空航天大学第九位，北京化工大学第十位，国家纳米科学中心第十一位，有研稀土新材料股份有限公司第十二位，中国科学院声学研究所第十三位，中国人民63971部队第十四位。经统计，排在前14名的研发申请人，科研机构有7个，高等院校有6个，只有1家企业单位。说明北京新材料产业现阶段的科研主力为科研机构以及高校，而企业的研发能力十分薄弱。

专利申请起步晚，申请人研发能力弱。根据专利数据得到北京主要申请人的研发能力详情，排名前十的专利申请人研发能力仍不乐观，例如，专利活动年期超过十年的仅占一半，专利平均年龄超过5年的仅有3个，这与国际水准是存在很大差距的。

科技成果转化成效不明显。虽然北京具有科研优势，但是也存在着明显的禀赋缺陷。具体而言，在产业组织和制度层面，北京高新技术产业在知识链、技术链和产业链间尚存在脱节，产学研合作机制不完善。科研成果转化是限制北京新材料产业发展的关键环节。长期以来以新材料规模化制造为发展方向，却忽略了新材料技术产学研合作、企业自主研发、中试孵化和产业化初期等环节，大量优势科研资源难以转化为北京新材料产业的竞争优势。

（三）机会分析

根据我国新材料产业发明专利申请量排名前十的主IPC分类号的“专利数”、“复合技术专利数”以及“关联技术数”等指标为研究对象，得到技术关联度指数，如表2所示。

由此看出，H01F、H01S等技术领域不但关联专利数多、范围广且关联度较高，表明这些技术对新材料产业其他子技术领域具有较强的知识溢出效应，表现为在新材料产业技术领域中的重要性。与此形成对比的是，虽然H01L拥有较大的申请量，但是与其他技术领域关联性很小，没有形成良好的知识共享机制，既缺乏对其他相关技术的创新推动，也缺少对其他技术的知识吸取，技术创新专业化倾向明显，创新成果涉及的技术范围较窄，北京可以借此考虑下一步的技术研发方向由此入手。同时，如C23C、C08L、B01J等技术领域虽然目前专利申请量较小，但与其他技术存在高度关联性，发展前景广阔，为此北京可以根据自身特点进行专业化研发，充分利用市场方面以及政策方面的机会，整合自身能力形成特色优势。

随着社会科技的进步和新兴产业快速发展，对新材料需求的种类和数量大大增加，以新材料为支撑的新兴产业的快速发展，对新材料的种类和数量需求也将进一步扩大。据统计，磁体材料每年以15%的增长率发展，预计到2015年，仅中国市场就需要永磁铁氧体50万吨，软磁铁氧体20万吨，钕铁硼磁体5万吨。由此可见，新材料产业的市场需求是非常可观的。并且“十二五”期间，国家将实施新材料重大工程项目，将打造10个销售收入超过150亿元的新材料综合龙头企业，建成若干年产值超过300亿元的新材料产业基地和产业集群。新材料作为发展战略新兴产业的原料，再加上市场和政策的强有力支撑，“十二五”期间必将获得良好的发展机遇。

（四）威胁分析

如前所述，北京与国内其他省市相较，在H01L、H01F等热点领域具备一定优势，但是在市场无国界的时代背景下，仍然受到来自其他国家和地区的很大威胁。经专利统计分析显示，北京与主要竞争对手的技术差距还是很大的，仅在H01L领域美国有专利792项、日本有专利1146项，而北京仅有177项；H01F领域，日本有专利178项，而北京仅为39项，由此可见一斑。日本、美国等国外新材料企业无论在基础研究、应用研究、技术商品化、生产制造等各方面都居世界领先地位，并且拥有的专利数量惊人，专利布局很严密，这就在很大程度上限制了北京乃至我国的产业技术研发与进步。

三、对策建议

（一）增强核心技术研发力度

由上述专利分析结果，可以判断出北京地区的研发热点与我国的研究热点是保持高度一致的，如北京航空航天大学与北京科技大学等主力科研单位在H01L以及H01F等领域的研究成绩显著。结合《北京市基础与新材料产业年度发展报告（2010年）》来看，近年来，北京市新材料产业在单晶硅和化合物半导体材料及稀土永磁材料方面成绩不俗，加之上面的专利分析，这一态势与国际主要竞争对手的发展趋势一致，可见今后应该加大投入力度予以追赶。

（二）完善专利保护机制，促进共性技术研发

虽然北京地区的研究热点与新材料产业的研究热点基本一致，但是研发广度有待进一步拓展，比如，北京在H01L领域专利项数为177项，而上海在该领域则包含224项专利。并且，对照全国视角下的技术构成情况，北京在G11B及G02F领域与新材料产业的整体研究趋势还是有一些参差的，鉴于外部趋势走向，北京新材料产业接下来可以着手研究存在差距的技术领域，发挥首都科技的人才优势，根据北京新材料产业的布局，选择重点领域与中央在京研究单位成立集前沿研究、技术开发与工业试验，积极引导研究单位利用现有技术、人才优势开展北京新材料产业的共性技术研发。

（三）加速科研成果转化

北京现阶段的科研主力仍为科研机构以及高校，企业研发能力不足。前文的专利申请人分布情况就可说明这一问题，排在前14名的研发申请人，仅有1家企业单位。因此应着重打造以研发为主导的新材料产业，形成以研发、测试和孵化服务为中心的新材料科研服务产业；建立并完善直接面向科研院所、企业和市场需求提供服务的北京新材料产业发展促进中心，在重点新材料领域形成成果孵化与转化中心，鼓励与支持有条件的高校、研究院所、企业和其它社会力量，以新的机制，建立面向市场的新材料成果转化与孵化中心，最终形成北京新材料高技术企业孵化平台。

参考文献：

①李强. 迅速崛起的北京新材料产业[J].科技潮，2005（4）

②马春.2005年世界新材料产业研究进展[J].新材料产业，2006（1）

③黄鲁成，蔡爽.基于专利的判断技术机会的方法及实证研究[J].科学学研究，2010（4）

④郭婕婷，肖国华.专利分析方法研究[J].情报杂志，2008（1）

⑤翟卫军，姬翔，刘洋.衡量地区专利实力的新指标――“专利聚集度”初探[J].知识产权，2009（4）

⑥徐瑞阳，徐峰.产业共性技术的界定及选择方法研究――基于科技计划管理的视角[J].中国软科学，2010（4）

⑦北京市经济和信息化委员会.北京市“十二五”时期基础和新材料产业调整发展规划.北京：北京市经济和信息化委员会，2011

⑧郑世林，何维达，曾辉.北京新材料科研成果转化状况与政策建议[J].中国软科学，2009（11）

第8篇

关键词：光催化；汽车尾气；路面；降解

Current Progress and Perspectives of Nanophotocatalysts

Applied on Pvement

Li Peilin1, Zhou Yan1

（1.Chongqing ZhiXiang Cuseway Thnology Egineering Co LTD, Chongqing 400060)

Abstract: The recent development and progress of nanophotocatalysts Applied on Pvement are reviewed. Some problems in the current study and the future trend of development are briefly analyzed. The application on bituminous pavement has many problems. It is suggested that attention of the future investigation on the nanophotocatalysts should focus on forms of application.

Key words: Photoeatalysis; Automobile Exhaust; Pavement; Degradation

中图分类号：K477文献标识码：A 文章编号：

半导体光催化技术是一门新兴的环保技术，光催化是指光催化剂吸收光后对物质所发生的光化学反应，可将光能转化为化学能，促进有机物的合成或分解，自1972年日本东京大学藤岛昭等人发现现受辐射后的TiO2 电极上能发生持续氧化还原反应以来[1]，半导体光催化研究正处于快速发展阶段，已被成功应用于工业废气废水的降解处理[2-7]。由于汽车尾气排出后首先接触的是路面，若能将光催化剂负载于路面，利用阳光净化汽车尾气中的污染物，则能成为一种新型防治汽车尾气污染的方法。

1.光催化降解汽车尾气机理分析

光催化剂在吸收光线能量后，可将吸附于表面的一氧化碳、氮氧化合物和碳氢化合物转化为二氧化碳和硝酸盐等，从而实现对汽车尾气污染物的降解。下面以二氧化钛为例介绍光催化剂对污染物的降解过程：二氧化钛受紫外线激发后生成光生电子与空穴：

光催化材料表面吸附的O2与和反应生成具有强氧化性的活性氧：

、及可与TiO2上吸附的水分子或氢氧根反应，生成，它具有强氧化性可将表面吸附的污染物彻底氧化[11-14]。白天是汽车出行的高峰期，而光催化剂在紫外光或自然光条件下催化效率更高，因此白天能够产生更好的降解效果。光催化剂降解污染物所形成的产物会吸附在催化剂表面，由于纳米光催化剂材料表面在光线作用下会生成亲水基（-OH），使表面产生超亲水性[15-17]，超亲水表面使污染物很容易被雨水冲刷干净，从而产生自清洁效应，有利于恢复材料表面催化降解功能，实现再生利用。

2.国内外研究现状

在汽车尾气污染愈发严重的今天，国内外对路面纳米光催化降解汽车尾气污染物技术展开了一系列研究。纳米光催化材料的应用形式主要借鉴了在墙体中的应用形式，掺加方式主要有三种：（1）将TiO2加入水泥中做成水泥超薄面层（2）将水溶性TiO2直接喷洒到混凝土表面（3）在水泥混凝土固化前撒TiO2。日本作为最先研究这一领域的国家，在应用方面投入了很多研究，在东京，由Kawasaki重工有限公司生产的Folium光催化剂产品已成功应用于公路路面、隧道、高速公路隔音板和收费站、建筑物外墙等，起到了光催化降解汽车排放尾气、自清洁等作用[18]。在美国，通过在混凝土表面涂刷有水泥和光催化材料混合而成的薄层，制成光催化水泥和光催化混凝土，使大气污染物如NOx、SO2分别氧化成硝酸、硫酸而随雨水排掉[19]。

室内研究表明优质TiO2可以达到对NOx200m3/m2·day和对游离有机物（VOC）60m3/m2·day的净化效率[20]。美国路易斯安那州立大学研究了纳米TiO2在水泥混凝土路面中应用时对环境的影响以及耐久性，还进一步评价了当路面受到油污、尘土以及除冰盐的影响时减污能力的下降趋势，研究表明路表污染物能使材料光催化性能产生一定程度的下降，其中油污的影响程度最大[21]。在荷兰和比利时，都开发出了添加光催化剂的混凝土砖，铺设在路面上可有效降解汽车尾气的污染[22]。

在意大利米兰用光催化剂与水泥的混合浆料涂覆了一条7000m2的马路，检测表明对空气中氮氧化合物的去除效率可达60%，长期使用后测定路面对氮氧化物的降解效率仍可达到20％以上。日本仙台使用喷洒技术在沥青路面喷洒纳米二氧化钛，由于路面形式采用的是大孔隙沥青混凝土，应用一段时间后，在路面孔隙力还能保留一部分二氧化钛，因此还能保持一定的光催化性能[23]。

目前，国内对光催化材料在道路上的应用也进行了少量研究。东南大学钱春香等人将纳米TiO2水溶液喷涂在水泥混凝土表面，实现了在水泥路面负载光催化剂。2005年3月在南京长江三桥桥北收费站广场铺设了6000 m2的光催化试验路，试验结果显示该路段对汽车尾气中的氮氧化合物有明显的消除作用。他们还对比研究了负载型纳米TiO2 应用于沥青混凝土表面和水泥混凝土表面对氮氧化物的降解作用，得出水泥混凝土负载的光催化剂具有较好的光催化功能，而沥青混合料由于TiO2不易渗透到混凝土内部，且沥青混凝土颜色较深，故光催化功能较差[18] [24]。东北林业大学陈萌等通过硅烷偶联剂改性TiO2制备了纳米光催化剂溶液，然后应用到大孔隙沥青混凝土结构表面，可实现降解汽车尾气污染物的目的[25]。

3.存在问题与展望

在道路表面应用纳米光催化材料由于其所具有的诱人的环保价值和社会价值，已经成为路面材料领域研究的热点，国内外所进行的研究表明在道路上应用光催化材料能有效降解汽车尾气中的污染物，但在研究与应用中，仍有诸多问题需要克服：

3.1光催化材料在路面上的应用形式

第9篇

复合材料在现在民机上的运用，可使飞机结构减重25%左右，结构设计成本减少22.5%左右，所以复合材料用量高的民机的生产技术成本以及飞行运行时的燃油损耗都会大幅度降低，复合材料结构在现代民机中的应用越来越广泛。同时，复合材料因其特殊的强度、刚度、稳定性等性质，在飞机停场或者运行的过程中经常会出现不同程度的损伤，为了提高飞机的安全性和持续适航性，就需要制定高效、准确、经济的维修任务。

MSG-3是现有制定飞机维修大纲的指导思想，它的核心是以可靠性为中心的维修性（RCM）分析方法来制定维修大纲，已经普遍应用于现代民用飞机的维修上。本文在MSG-3逻辑分析方法制定的结构预定维修/检查要求基础上，引入复合材料结构项目，通过逻辑推理和信息整合，改进了现有的结构预定维修/检查要求流程图，从而建立了复合材料结构维修流程图，为现代民机复合材料结构维修大纲的制定打下基础。

1 基于MSG-3复合材料结构维修分析流程

1.1 MSG-3介绍

MSG-3是制定民用飞机维修大纲的参考性和指导性文件。根据局方的要求，应将最新MSG逻辑流程应用于民用飞机的维修大纲制定中。例如制定一份维修审查委员会报告，MSG-3的主要目的是便于制定初始状态的预定性维修大纲。根据航空器审定运行能力的范围和要求，需要在分析流程里确定全部预定性维修工作和间隔。

用最少的实际费来保证部件安全运作是MSG-3的主要目的，同时在确定目标的过程中，要弄清飞机的安全性和可靠性水平的缺陷是维修大纲不能改变的。维修大纲在正常状态下的实施只能预防这些固有特性的恶化，加入飞机的这些固有特性出现异常，一定要采用工程方面的行动进行改进。

2009年修订的MSG-3是现有的最新版本，利用该版本的基本核心原理制定的维修大纲主要包含系统/动力装置、飞机结构、区域检查、闪电/高强度辐射场这四个部分。相应的MSG-3分析的基本方法也分为这四个部分的内容。每个部分都包含各自的逻辑决断图或程序以及相应的解释性内容。

用最新修订的MSG-3原理制定的维修大纲包括四个主要部分，即系统/动力装置部分（包括部件、附件和辅助动力装置）、飞机结构部分、区域检查、闪电/高强度辐射场部分。与之相对应，MSG-3的分析方法也分成这四个部分。每一部分都包含有各自的解释性内容和相应的逻辑决断图或程序，可以相互独立使用。其中，关机结构部分的MSG-3分析流程如图1所示：

图1 MSG-3结构逻辑流程

目前，MSG-3已经快速成为民用航空维修领域任务分析的支柱，它强调的是以可靠性为核心的维修/维护，然而很多民用飞机的制造商、飞机营运人以及修理厂家对此还是保持反对态度，他们认为在定期维修时对部件进行更换，要比定期检测以及只在必须时才考虑更换部件的方式更为安全有效。

1.2 维修要求确定

因为复合材料结构本身的特性，结构维修大纲里复合材料结构的评估流程与金属材料结构的评估流程是不同的。在MRB结构工作组流程中，在对复合材料结构进行MSG-3分析的同时制定维修要求时，依据“损伤无扩展”的设计理念，来验证对应的复合材料结构件，与疲劳损伤（FD）有关的分析是不要求的，但需要对复合材料结构展开环境损伤（ED）和偶然损伤（AD）的分析研究。

偶然损伤（AD）评级根据三个方面：损伤的及时探测性、偶然损伤敏感性和损伤后剩余强度。环境损伤（ED）依照损伤敏感性和及时探测性来评估其等级。

将上述评断出的环境损伤（ED）和偶然损伤（AD）的等级，再与复合材料结构等级相结合，然后将这三组信息进行整合分析并计算，这个计算结果就是折算后的环境损伤等级，从而最终得到了检查工作内容和检查间隔，因此也确定了最终的检查要求，如图2所示：

图2 确定复合材料维修要求简化流程

图2的检查间隔主要包括重复检查间隔值和检查门槛值，根据图2可以将这些值都计算出来。同时检查工作分为详细检查、一般目视检查和特殊详细检查。这些工作的具体展开也将通过图2中的要求。

1.3 复合材料结构维修MSG-3分析流程

飞机制造国适航管理部门审批过的MRB以及飞机制造商制定的MPD是航空公司等运营人最终确定维修方案的依据。MRB中规定的维修要求在维修方案的初始制定过程中必须体现出来。

具体操作有：在确定飞机部位和区域后，接着确定复合材料结构项目，而不是传统流程中笼统的飞机结构项目。当进行到按SSI分类列表这一步后，因为前面已经确定了是复合材料结构，所以这里就不存在传统流程中的考虑SSI是否是损伤容限项目，从而直接到下一步进行项安全寿命分析，如图3所示：

图3 MSG-3复合材料结构逻辑流程

2 检查方式及方法的确定

2.1 检查方式的确定

当结束对结构损伤部件进行全面的检查以及对损伤程度和损伤范围制定无误的评定后，方可确定维修方案。GV/GVI、DI/DET和SI/SDI是复合材料结构损伤三项主要检查方法。根据检查的结构形式、损伤类型、损伤的可接近性质等因素以及可实施性、实施的难易性来确定选取何种检查方式。根据GV/GVI的内容来观察内部或外部区域，从而发现不正常的迹象，寻找到明显的故障或者损伤。此类的检查常见应该是在能够身体接触的范围内开展的，除非有相关内容明确规定了。如果提供了必要的工作台等设备，在拆卸或者打开维修口盖、门的条件下，可能会更充分地接近检查区域范围。DI/DET的实施过程中可以要求利用复杂的接近手段以及在表面相对清洁的情况下开展，同时还可以借助常见的检查工具。SI/SDI的实施条件相对要复杂些，有的时候需要借助特殊的检查设备和技术，甚至对检查对象的接近性和清洁程度有严格的要求。

2.2 检查方法的确定

选取正确的检查方式主要根据以下因素：被检测对象的损伤类型及范围、复合材料的几何形状以及结构形式。在现代民机复合材料结构上的损伤检查的主要方式见表1：

表1 检查方法及使用范围表

序号 检查方法 使用范围

1 目视检测法 检测损伤位置、损伤面积和损伤程度，采用目视检测法

2 敲击法 检测分离、脱胶、基体软化和某些裂纹采用敲击法

3 超声法 检测孔隙含量、分层、层间疏松、胶结剂气孔和疏松、裂纹以及夹杂等采用超声法

4 软X射线法 检测夹层板中蜂窝芯和胶结剂中的损伤和缺陷以及夹杂等采用软X射线法

5 激光全息法 检测复合材料结构近表面的纤维断裂、基本裂纹和分层采用的是激光全息法

6 声谐振检测法 同时，检测复合材料结构中的疏松、气孔和分层还可以用声谐振检测法

对复合材料结构部件损伤的处理方式的主要步骤：首先彻底检测损伤部件的受损程度和范围，然后根据部件的不同损伤来评估具体的处理程序，最终完成整个部件损伤的处理。

3 维修大纲制定

在MSG-3复合材料结构分析的基础上，将上述最终确定的检查方法和计算得出的检查间隔等内容进行综合分析评估，同时考虑每种检查任务的可接近性方式，最后可以得到预定检查复合材料结构件的分析内容，这些是可以作为维修大纲的重要内容的，并提交给工业指导委员会（ISC），然后由ISC确定维修大纲建议书（MRBRP），提交给航空制造商，同时根据MOD、MRBR等，MS最终随之形成。具体流程如图4所示：

图4 复合材料结构MRBR制定机构和流程