时间：2023-05-19 16:04:59
导语：在工程材料的发展的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：智能材料；土木工程；混凝土；应用前景
0引言
随着材料技术的快速发展，越来越多的高新技术被运用到工程材料的研发中，各种新型材料层出不穷，以复合材料为基础发展而来的智能材料，为解决相应材料的力学问题提供了科学牢靠的途径。作为有着多学科交叉背景的综合学科，智能材料为土木工程中日益复杂的结构提供了实现的可能性，因此这一学科的研究也日益受到重视。诸如大跨度桥梁、高层建筑、水利枢纽、海洋钻井平台以及油气管网系统之类的基建设施，在其较长的使用期中，外界各种不利作用会使得组成这些结构的材料发生不可逆的变化，从而导致结构出现不同程度地性能衰减、功能弱化，甚至会诱发重大工程事故。若是能将智能材料运用到对这些超规模的工程结构物中，能够时刻评定相应的安全性能、监控损伤，并智能修复，则将为未来工程建设提供新的发展思路。所谓智能材料，是指随时能够对环境条件及内部状态的变化做出精准、高效、合适的响应，同时还具备自主分析、自我调整、自动修复等功能的新材料。受仿生学科的启发，其目标是要开发出能运用到具体工程中、将无机材料变得有生命活力。二十世纪90年代初逐渐兴起的智能材料结构系统，吸引了包括物理、化学、电子、航空航天、土木工程等领域的研究者涉足其中，取得了丰硕的成果。
1智能材料的概念及特点
智能材料发源于“自适应材料”（AdaptiveMate-rial），在Rogers和Claus等人的努力下，智能材料系统逐渐受到全世界各国官方机构的认可与重视，发展迅速。智能材料（IntelligentMaterial，IM）当前没有一个明确的定义，不过大体上都是根据功能做出相应的定义，是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，具有不可限量的前景。智能材料产生的背景决定了其所具有的独特优势，决定了其终将会带来材料科学的重大革新。通常而言，智能材料主要以下七大功能：（1）传感：能够对内外部的作用进行监控与鉴别；（2）反馈：将监控获取的信息进行传输以及反馈；（3）信息识别与积累：识别并记忆反馈来的信息；（4）响应：对内外部的变化做出灵活有效的反应；（5）自诊断：对内外部信息实施自行诊断、分析、评判等；（6）自修复：依特定的方法修复系统的故障；（7）自适应：待外部作用消失后可恢复原状。在具体的工程中，若要实现这么多的功能，仅仅依靠单一材料是无法实现的，因此通常情况下都是通过多种智能材料的组合才能达到目的。
2智能材料在土木工程结构中的应用
2.1光导纤维
光纤维的主要化学成分为二氧化硅，作为信息传递的绝佳介质，有着其他任何材料无法比拟的传导能力。材料主要由内层圆柱形透明介质和外层圆环形透明介质组成，内层为纤芯，外层为包层。内外层折射率的差异能够保证携带信息的光在纤维里面能量损失少，传输距离大。将光纤维植入到混凝土结构中，制成光纤维混凝土结构。当混凝土结构因外部因素的变化而产生变形时，植入砼结构中的纤维也随之发生变化，进而导致纤维中的光发生改变，相应的传感器能够直接获取变化，从而间接确定混凝土结构的各种性能变化，实现对结构的全方位监测，为工程的可持续性提供技术指导。并且，分布监控的模式可保证混凝土结构任何部位的改变均能被监测到，相当于在混凝土结构中创造了一个全覆盖、光角度、无死角的监测网络，两者组合而成的光纤维混凝土可以认为是一种具有强大自我调节的智能材料。当前，光纤维混凝土结构主要的工程应用包括：混凝土的温度及温度应力监测、混凝土结构裂缝的监测与诊断、混凝土结构强度与变形监测、混凝土结构配合的钢索应力和变形监测等。
2.2形状记忆合金
何谓记忆合金，即材料具有形状记忆能力。当材料的形状被改变后，其内在的记忆效应可被激发出来，进而自动产生回复应力与应变，驱使材料恢复原状。同时，合金材料能够传输能量并实现能量储存。鉴于此，工程中可将记忆材料安置在结构中，当结构出现变形、裂缝、损伤以及外界动荷载影响时，大部分的能量可被记忆合金材料消耗掉，可极大提高结构的稳定性，若将材料运用到多震地区的建筑结构中，则会实现对地震能力的吸收与耗散，极大地提高建筑物的抗震性能，此举属于材料的智能被动控制。形状记忆合金材料所具有的相变超弹性，使其可用来制作耗能阻尼器，这种阻尼器实现了智能被动控制。同时，由于其相变会引起超弹性滞回环的产生，使得材料具有极高的抗疲劳性，以此为基础制作的阻尼器使用周期远胜于普通的阻尼器，可实现结构品质的大幅度提高。
2.3压磁材料
土木工程领域中常规的压磁材料主要包括磁流变材料和磁致伸缩智能材料等。在外部磁场作用下，磁流变液悬浮体系的黏弹塑性会发生明显的变化，并且这种变化是可逆的。当外部磁场超过一定强度后，磁流变也会在极短的时间内变成固态，微观上表现为材料的分散相颗粒沿着磁场方向结成了链状结构。磁流变液介于液体与固体之间的这种独特的可变属性，以及对这种特性实施控制时耗能低、变化范围广、成本低等特性，使得磁流变液成为工程结构中作动器件的重要材料。当前，磁流变液主要被应用到元器件的控制桥路以及电源的高速开关等多个领域。且磁流变液在土木工程领域的应用主要集中在高层建筑、塔形建筑物、大跨框架和大跨度结构等。同时，有着高磁致伸缩效应的磁致伸缩智能材料，可以保证材料在机械与电磁直接进行可逆转换，因此具有广阔的应用前景。
2.4碳纤维混凝土材料
工程中混凝土的作用范围很广泛，因此对混凝土材料的改善也日益得到科研人员和工程从业者的支持，碳纤维混凝土的产生正是这一领域发展的重要产物，在混凝土中掺加一定比例的碳纤维，可赋予混凝土材料以驱动功能和本征自感应。作为一种高强度、高弹性、大导电性的材料，碳纤维的加入能极大改善混凝土的强度与韧性，并且碳纤维之间会形成具有电阻的导电网络，在材料中起到阻隔导电的势垒，大大降低混凝土材料的电阻率，从而使得材料的导电能力得到数量级上的显著变化。不可忽视的是，这种混凝土的电导率与温度及应力的变化而表现出规律性的响应。同时，碳纤维混凝土在温度上表现为温度变化造成电阻的变化，并且材料内部的温差也会衍生出热电效应，在电场的作用下碳纤维混凝土会产生热变效应（热效应与变形）。碳纤维的含量和混凝土材料的结构共同影响材料的温敏性，当碳纤维的含量超过一定比例时，材料才有可能形成较为稳定的电动势。而碳纤维的掺入方式主要有两种：短切乱向分布和连续碳纤维束单向增强。采取不同的掺入方式能使得碳纤维混凝土的力学性能得到不同程度的强化与提高，工程实践表明：第一种方式更具有实用性。
2.5压电材料
具有压电效应的压电材料，经常被用作驱动元件和传感元件。当压电材料受到外部因素作用时会因为其自身发生变形而产生电势，而对材料再施加一定电压时又会改变材料的尺寸，压电效应由此而来。利用这一特点，压电材料可用作传感元件，通过压电元件的变化来判断元件所在位置处结构的变形量。与此同时，若能在压电元件外部形成电场，进而对压电元件内部的正负电子施加定向电场力，从而迫使元件发生变形，制成驱动元件。利用驱动元件，可改变材料的应力状态，甚至会影响材料的结构变形。压电材料的变化均在极短时间内完成，因此压电效应主要适用于对结构振动的控制上。
3智能材料的未来发展
3.1智能材料性能的发展
智能材料有着独特的优越性能、广阔的发展前景，但是由于这一领域处于多学科交叉的研究前沿，所存在问题也亟待深究：（1）形状记忆合金的发现，改变了很多传统理念，胡克定律在合金材料这里基本上不再适用了，其所具有的智能功能使得传统的力学研究方法难以合理地解释其内在的机理，因此需要研究者另辟蹊径，从宏观与微观的角度重新去探究这种新材料的原理，建立一些实用性较强的理论和模型，以对具体的工程实际进行规范化的指导。同时，当前形状记忆合金还不完善，耗能高、功能单一等缺点使得其实用性不强，能够开发出低能耗、出力大、多功能的控制器则是未来研究的重要方向。（2）可以预见，压电材料将会成为工程结构中力学测量的首选感测元件，但是其存在的主要问题就是驱动力小，虽然已经有一些技术来弥补这一缺陷，但是对于大规模的土木工程结构而言，压电材料并不能直接应用，复杂的理论分析、高难度的集成技术研发，以及压电驱动器的开发技术和设计方法难度较大，都是制约压电材料未来发展的瓶颈，是研究的难点、热点和重点。（3）压磁材料所面临的问题是在长期的放置之后，会产生固体颗粒沉降，这种沉降对材料的稳定性有着怎样的影响效应也需要更深入的研究。并且，其温度适应范围较小，若能够拓宽温度作用范围，将使得压磁材料有着更广的发展前景。
3.2智能材料研究难题
针对材料本身所面临的主要问题，未来在土木工程领域的应用研究主要有下列一些难题：（1）结构的健康监测与保养；（2）形状自适应材料与结构；（3）结构减振抗震抗风降噪的自适应控制。这些问题的进一步研究将有助于工程质量的提高，有助于降低工程灾害性事故的概率，有助于强化工程的安全可靠性，有助于推动土木工程领域的高技术发展，有助于为土木工程领域注入新的发展动力与机遇。
参考文献
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关键词 材料成型与控制工程 课程体系 教学改革
中图分类号：G642 文献标识码：A
新能源主要包括太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能、氢能和核聚变能以及由可此衍生出来的各种非常规能源。相对于传统能源，新能源普遍具有储量大、可再生、污染少的特点。因而也常被称为可再生能源或清洁能源。在2010年制定的全省“十二五”能源发展规划中，积极推进可再生能源发电。重点发展生物质能发电和太阳能发电。以湖北省为例，预计2015年湖北电网发电装机容量6220万kw，其中水电装机3771万kw，火电装机2332万kw，新能源发电装机120万kw（风力发电20万kw、光伏发电30万kw、生物质能50万kw、垃圾发电20万kw）。①
新材料与新能源是国民经济和社会发展的命脉，广泛渗透于人类的生活之中，影响着人类的生存质量。新材料是高新技术与产业发展的基础性与先导性行业，每一次材料技术的重大突破都会带动一个新兴产业群的发展，其研发水平及产业化规模已成为衡量一个国家经济发展、科技进步和国防实力的重要标志。新能源的迅速发展，最终离不开新材料推进。新能源材料的开发已经越来越引起世界各国研究机构的广泛重视，新的技术和成果不断涌现。可以说，新能源材料的开发和利用已成为社会可持续发展的重要影响因素。
为适应时代的需要，国家大力培养这一新兴产业的专业人才。工学材料类专业的调整幅度最为突出。新设置的材料类冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料工程等四个专业从原则上覆盖了原来的（1993年教育部颁布的高等学院本科专业目录）材料类的有色金属冶金、冶金物理化学、冶金、金属材料与热处理、金属压力加工、粉末冶金、复合材料、腐蚀与防护、铸造、塑性成形工艺及设备、焊接工艺及设备、无机非金属材料、硅酸盐工程高分子材料与工程以及化工类的高分子材料及化工等近十五个专业。近几年来我国材料科学教育改革的迅速发展，几乎全国所有设有有关材料专业的院校均已程度不同地参与了材料学科教育改革，并且开始出现了力图根本突破原教育模式的新思路新方案。教育部2010年7月批准在浙江大学、华中科技大学、中南大学等十一所高校设立新能源科学与工程专业，在四川大学、中南大学、湘潭大学等十五所高等院校设立新能源材料与器件专业。目前，湖北省武汉市共有高校26所，大部分的工科院科都设置有材料学科，且教学和科研实力都较强。其材料专业中以金属材料、无机材料、高分子材料为主，华中科技大学、武汉大学等一流大学已经进入了新能源材料的研究。
1 当前课程体系存在的问题
自1998年国家教育部将原铸造、锻压、焊接、热处理等专业合并成为“材料成型及控制工程”专业后，原铸造、锻压、焊接、热处理等老专业变成了新专业所包含的学科方向。我国新的“材料成型及控制工程”专业的专业课程设置、教学计划、教学大纲等，总体上的一致之处是压缩了原来的专业知识的教学内容，但目前还没有形成统一模式。②“材料成型及控制工程”是宽口径的新专业，办学历史很短，完善的课程体系尚处于初始探索阶段。现行的材料成型及控制工程专业课程体系中以金属材料为主要方向，与新能源产业的高速发展不适应，对学生的就业也造成一定影响。
1.1 学科导论课定位不准
在目前“材料成型及控制工程专业”的课程体系中，金属材料仍占有较大的份量，教学内容对非金属材料，特别是新型复合材料的阐述较少，没有体现新能源的发展对新材料的重大影响。
1.2 课程分配没有结合新材料的发展
虽然在现行的课程体系中，理论课时较多，但专业课程中力学基础理论课时少，相关的基础理论支持性理论不全面，综合性和设计性实验项目较少，致使学生面对大型结构件材料的认识不足，对新能源领域中计算机软件的接触机会较少。
1.3 所开课程与实际应用联系不够紧密
目前开设的课程中，学生的实际应用环节较少，生产实习中，学生大多以参观的形式进入相关企业，时间仓促，无法深入地认识企业。实验设备有限，与新能源材料相关的实验设备更少。学生很难理解课程内容，实际应用更难。在课程体系中，只注意传统材料科学与技术教学的设置，不能满足现代工程教育的需要。
1.4 实践教学目标不明确
实验教学中采用金属材料工程的设置内容较多，大多数为对理论教学内容与知识的验证。实践教学的系统性不强，缺乏创新性的设计性强的动手实践内容，不能对学生进行全方位系统的工程思维进行训练。实践课程设置形式单一，理想状态下的实验实训脱离了“面向岗位”的宗旨。③
2 面向新能源发展的优化方向
为满足社会需求，材料成型及控制工程专业培养的人才应比原来单一专业的人才所具备的知识结构应更合理，知识面应更宽，所具备的综合素质应更好，适应性应更强。④课程体系的可从以下几个方面进行优化。
2.1 面向新能源的快速发展，提升专业的方向特色
随着新能源的不断发展，新型复合材料及大型材料结构件的覆盖面越来越广，与其他学科间的交叉渗透也在不断加强，本学科目前的专业设置和学科研究方向要能满足本学科相关行业今后对人才的需求，结合地理优势加强特色内容的教学，不断通过专业课程的调整和改革，培养出合格人才，推动区域经济的发展。
2.2 优化课程体系，培养综合素质，突出“实践、实用”
课程体系可按图1的模式进行优化，在完善现有的培养方案的基础上，注重知识体系的构建和课程内容的设计，体现培养的科学性和专业化。从知识结构、能力培养来满足新能源发展的素质要求，同时抓好课程内容和实践环节，梳理完整的学科结构，重视生产技术的应用和获取知识的科学方法，以综合能力的提高为目标，并推动专业建设的可持续性发展。
2.3 模块分类强化，突出“实践、实用”教育理念
对课程体系进行模块分类（如图2）后，逐一完善和改进。新的课程体系强化核心基础课程，形成理论力学——材料力学——结构力学——工程热力学等不同层次的力学知识体系。引进新能源材料的热点，加入杆塔设计、大型材料结构件设计方向的课程。实践学习类课程加强对当前新能源科技发展信息的吸取，增加应用软件的学习，以工程软件实训的形式加强计算机应用能力。在人文社会科学类模块中，加入锻炼学生的沟通及表达能力的课程，如学术讲座、论文写作、沟通与交流等内容，培养未来现代工程的职业精神。优化的课程体系既夯实基础又提高综合素质，学生也具有了相应的材料应用维护、管理所必需的设计和测试能力，突出了“实践、实用”教育理念。
2.4 探讨专业新需求，实现本专业的可持续发展
对“材料成型及控制专业”毕业生的社会就业情况进行全面的社会调查，研究本学科专业的发展态势和对专业人才的知识结构、能力结构、人文素质、创新素质的具体要求，探讨新能源的发展对“材料成型及控制工程专业”的课程新需求，一方面实现可持续发展的专业办学特色；另一方面，通过课程体系的优化，促进教学思想的不断更新，以“新材料”推动师资培训的“新发展”，以合理的课程体系帮助学生顺利就业。
3 结语
在结合当前新能源快速发展的条件下，探索“材料成型及控制专业”课程体系特色，新的专业培养模式既要体现国内外的“大材料”思想，又要具有较为鲜明的新能源和地方特色，以适应专业发展的要求。优化的课程体系既满足“大材料”通才教育，又合理规划好新能源发展条件下“材料成型及控制工程”专业的新内涵和外延，突出金属材料、复合材料的在新能源行业的应用和设计专业范围，探索新的专业课程结构和完整的培养体系。
注释
① 周世平.新能源技术与湖北能源发展综述[J].湖北电力，2011.35（5）：1-6.
② 樊自田，魏华胜，陈立亮，等.建设新型课程体系 培养宽知识面人才[J].高等工程教育研究，2004（1）：11-12.
关键词：复合材料;成型工艺;发展
一、复合材料成型工艺的概述
根据复合材料的使用情况来看，质量较好的复合材料，性能、可设计性等都比较好，可以在医疗、化工等行业中得到合理应用。一般在进行复合材料的成型工艺生产时，需要对制品的尺寸、性质、表面质量等给予高度重视，才能确保材料可以按照预设好的要求进行合理设置，从而保证制品的整体性能。通过上述操作，结合面、增强材料能够很好的结合在一起，并将挥发出来的气体排出，最终有效降低制品的孔隙率。但是，受到操作技能、操作人员专业水平等多种因素的影响，复合材料成型工艺生产过程会出现很多问题，大大降低制品的质量、性能等。所以，根据制品的情况，做好生产前的准备工作，选择合适的工艺、设备等，才能真正降低生产陈本，最终满足各行业的发展需求。
二、常见的几种复合材料成型工艺
对复合材料成型工艺进行全面分析发现，其与制品的使用效果、生产水平等有着直接联系，因此，必须根据制品的实际情况，选择最合适的复合材料成型工艺，才能达到制品的预期效果。目前，最常见的几种复合材料成型工艺有如下几种：
（一）模压成型工艺
通常情况下，模压成型工艺是在预先加热过的模具内放入已经处理好的模压材料，然后将比较合适的压力施加到模压材料上，以确保模具内腔充满有模压材料，从而在一定温度下使模压材料被固化，最终将固化后的制品从模具内部取出，并进一步进行加工。在整个生产过程中，很多因素都会给制品的质量带来不良影响，其中，压制工艺产生的影响最大。目前，模压成型工艺有着生产效率快、尺寸非常精确、可大量生产、表面光滑与整洁等多种特点，因此，在中小型复杂制品的生产上非常适用。但是，模具的设计、制造都有着较强复杂性，第一次进行模具制造需要较高的投资，并且，在受到设备限制的情况下，只能制作出比较小型的模具。在先进技术不断推广的现代社会中，增强材料大部分变成了长短纤维，基础性材料基本上是热塑性、热固性树脂，从而促进上述符合材料模压成型工艺不断发展，不但可以提高制品的性价比、生产效率，还能减少环节污染，其中，树脂传递技术是非常重要的一种模压成型技术，在满足汽车、航天等多个领域的需求上有着重要影响。
（二）挤压成型工艺
在实践应用中，复合材料的挤压成型工艺是指在牵引结构拉力的作用下，将浸泡过树脂胶液的、连续的纤维束制作成产品的过程，通常是在固化炉或模具中固化，以将复合材料连续引。通常情况下，这种挤压成型工艺有着产品稳定性强、工艺控制较容易、生产效率较高的特点，但是，制品的横向强度很弱，不能轻易中断生产过程，生产设备有着较强复杂性，生产型材是限定的。随着社会不断发展，复合材料的挤压成型工艺有着新的发展，其制品的性能得到了有效提高，不但具有一定可设计性，还能满足更多行业的发展需求。
（三）缠绕成型工艺
从1946年纤维缠绕技术被注册开始，这项技术在导弹头锥、压力容器、发动机壳体等多种产品的制造上得到了广泛应用，从而在社会不断发展的过程中，其成为了聚合物基复合材料的重要成型工艺。一般情况下，缠绕成型工艺是指将已经浸胶过的增强材料，按照相关规律在芯模上进行缠绕，待其固化后成为制品。因此，通过缠绕成型工艺制作出来的制品，纤维可以伸直，并能按照相关规律进排列，从而将纤维的强度充分发挥出来。所以，通过缠绕成型工艺制作出来的产品，有着较强的比刚度、比强度，其选择的材料大部分是纤维和布带，而纤维基本上玻璃纤维，再者是碳纤维和芳纶纤维。在自动控制技术不断推广的情况下，纤维缠绕已经发展到纤维铺放，其制品可以是回转体、表面呈现凹凸状，也可以是有很大曲率变化的产品，对于扩大纤维力学设计的自由度有着重要影响。
结束语：
综上所述，在社会、经济快速发展和不断变化的情况下，复合材料的成型工艺正在快速向着自动化、智能化、现代化方向前进，在一定程度上促进复合材料成型工艺不断创新。因此，复合材料构件生产自动化、快速固化技术等的推广，给复合材料成型工艺不断发展提供了重要支持，对于促进各行业更好发展有着极大作用。
参考文献
[1]李彩林，文友谊，窦作勇.复合材料成型工艺仿真技术[J].宇航材料工艺，2011，03：27-30.
关键词：土木工程；材料工程；复合型人才
中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）09-0196-02
一、土木工程行业发展与材料的关系
土木工程属于国民经济发展支柱性产业，它包括建筑工程，桥架工程，水利工程及港口工程等[1]。资源短缺、土地缩减、植被减少等问题越来越严重，传统的土木工程行业模式已逐渐显现出自身的不足，急需要新技术，新材料的支撑[2]。目前，世界各国的城市规划、建筑设计都强调以绿色建筑为宗旨的绿色环境[3]。人们在发展的同时，更要注重可持续发展。
土木工程材料构成整个工程的物质基础，决定着土木工程的质量及使用寿命。土木工程材料的发展，亦是整个土木工程界发展和前进的基础和动力[4]。为适应土木工程发展趋势，绿色环保的建筑材料必将得到广泛应用[3-4]。
二、全国主要高校土木工程专业有关材料类课程设置
目前，全国主要高校对土木工程本科生培养模式大体相同[5-6]。以清华大学、同济大学、厦门大学的土木工程材料课程为例，材料类课程设置如表1。表1表明，土木工程专业的学生在本科阶段基本要求学习一门有关土木工程材料的必修课程及开展相关建筑材料实验。
三、土木工程专业增设材料类课程必要性
近二十年来，出现了多种新型土木工程材料，并在很多工程中得到了成功的应用。为此，绝大多数企业正在着力进行技术改造与引进土木工程与材料工程复合型人才[7]。学校土木工程专业的人才培养方案应该与社会需求实际相吻合[8]。市场对土木工程与材料工程复合型人才的需求增加，增设材料类课程很有必要。问卷调查表明（图1），绝大部分同学认为现有的材料课程知识无法满足将来就业的需要，希望开设更多的材料类课程。
四、“土木工程+材料工程”复合型人才培养模式
目前我校土木工程专业的学生只在本科阶段学习《土木工程材料》这一门有关土木工程材料的必修课程。对于将来从事土木工程行业的学生来说，有必要深入地了解材料的性能、特点、施工等方面的基本知识。因此，本专业在依托学校现有的资源和在土木工程专业的人才培养大框架下，整合相关的材料课程，提出了“土木工程+材料工程”复合人才培养模式。
结合学院土木工程专业的特点，通过对原有计划的调整，形成“土木工程+材料工程”复合型人才的培养计划，主要措施如下。
（1）增加材料类课程：增设建筑材料科学与技术、建筑材料实验与检测技术、建筑功能材料、建筑结构材料、再生混凝土作为“土木工程+材料工程”复合型人才试验班的必修课程。各课程学分及学时要求如表2所示。
（2）增加相关实验：防水材料性能的测定；防火材料性能的测定；绝热材料性能的测定；共振、敲击法检测混凝土动弹模量实验；混凝土模拟缺陷超声波探伤实验。
五、结论
（1）未来土木工程行业更加重视绿色、健康、环保建筑材料应用。因此，开展“土木工程+材料工程”复合型人才培养非常有必要。（2）基于调研结果，提出了“土木工程+材料工程”复合型人才培养材料类课程及有关要求。
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Exploration on the Compound Talent Training Mode of Civil Engineering and Materials Engineering
YANG Ping1，WANG Mu-chen1，SUN Zhen-ping2，XIAO Jian-zhuang1，SU Jing1
（1. College of Civil Engineering，Tongji University，Shanghai 200092，China；
2.School of Materials Science and Engineering，Tongji University，Shanghai 200092，China）
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
关键词：“工程材料学”；航空航天专业；教学改革
“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。
作者:汪涛 周克印 单位:南京航空航天大学材料科学与技术学院
参考文献：
[1]朱张校,姚可夫.工程材料[M].北京:清华大学出版社,2011.
[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.
关键词：新型建筑材料；工程经济；工程性能
1新型建筑材料的现状
21世纪是中国新型建筑材料工业发展的重要机遇期。在“十五”规划期间，我国将新型建筑材料确定为重点发展行业。在“十一五”规划和“十二五”规划期间，新型建筑材料工业不断在竞争中进行调整、优化和升级，更是成为了国民经济中重要的一部分。“新型建筑材料”，即新应用于建筑的有别于传统的建筑材料，包括新出现的建筑原料和原料制品、基于原有建筑材料而出现的新制品。根据功能大致可分为以下四类[1]：新型墙体材料、型防水密闭材料、新型隔热保温材料、新型装饰材料。新型建筑材料其材料性能在很大程度上超越了传统建筑材料的局限，表现出节能、环保、轻质高强等优越实用性能的同时，大多数新型建筑材料都已实现了建筑材料功能的多样化、质量的优越化和实用的人性化,也体现出如工业化生产、复合化、多功能以及极具鲜明的时代感等特点[2]。
2新型建筑材料对工程经济的影响
2.1新型建筑材料的工程经济影响分析
(1)新型建筑材料的不确定性难以作为工程所需数据的采集依据。建筑工程的相关预算过程中，必须依据设计图纸对建筑工程量进行相关换算，但是由于定额要求进行工程量换算，或者依据有关数据进行定额子目选择性采用，有些工程量无法进行预算定额[3]。在新型建筑材料的应用过程中，由于新型设备和新型建筑材料规格及型号难以同此类关键性数据进行对号，所以很容易产生了无法对定额准确套用的问题。(2)新型建筑材料的实用难以与现有相关定额进行配合。新型建筑材料的快速应用，很大程度上超越了我国现行的《全国统一市政工程预算定额》。在其相关施工工艺中，不仅很难对新型建筑材料进行归类和对号，而且还难以进行定额。(3)新型建筑材料的发展突破了现有材料管理机制。我国的建筑材料管理机制在传统建筑材料管理体系的影响下，发展相对滞后，其中很多指定的统计图与登记表都难以与新型建筑材料的发展要求相适应，因此很难将这些新型建筑材料进行有效归类，加之对部分新型建筑材料的规格和型号缺乏准确数据，因此，对建筑材料管理信息的准确性、全面性和及时性都造成了不同程度的影响，严重制约了新型建筑材料应用市场的发展，同时也妨碍了建筑工程经济性设计工作的有效开展。(4)新型建筑材料对工程建设成本与使用成本的影响不同。在工程建设过程中，由于新型建筑材料凝聚了较高的科技价值，使其价格的变化较为敏感，因此往往对工程建设成本造成很大的不确定性影响。而且其高科技性的特点，使其应用操作费用（包括人力费用、器械费用等）也相对较高。
2.2新型建筑材料的工程经济控制和管理
(1)优化建筑工程投资项目规划。在制定项目投资规划时，要对影响工程经济的各方面因素进行全面分析，要从建筑工程投资项目的投资决策、资源配置及技术运用等多方面进行科学有效的监督与管理，从而建立一个相对健全的信息管理系统，以便对建筑工程项目的资金、人员、设备等进行全面准确的控制[4]。(2)加强对工程施工过程中的价格管理。施工环节的材料消耗量及材料价格对整个建筑工程的造价有直接的影响。新型建筑材料的出现，打破了传统建材市场的价格格局，因此，工程经济管理者应该时刻深入关注市场动态，掌控好新型建筑材料的价格信息，以加强对工程施工过程中的价格管理。
3新型建筑材料对工程性能的影响
新型建筑材料以传统建筑材料为基础，通过先进的科学技术进行改造，突破了传统建筑材料的局限，使建筑工程的性能得到了极大地提升，更好的满足了人们对建筑工程性能的多样化需求。新型建筑材料所具有的轻质高强、节能和环保等优越性能，促成了建筑工程性能的多样化[5]。
3.1轻质高强
随着我国城市化进程的快速发展，建筑工程高层化逐渐成为解决城市建筑面积不足的主要方法。高层建筑的首要解决问题是抗水平力，新型建筑材料所具有的轻质高强的特点，在很大程度上减轻了建筑物的自重，同时加强了建筑物的工程质量，从而有效地减小了地震作用给高层建筑所带来的危害，推动了建筑工程的高层化发展。
3.2节能
新型节能建筑材料的广泛应用，使建筑工程的外墙、门窗、屋顶及地板的保温隔热性能和密闭性能得到了大幅改善，在很大程度上提升了建筑工程的能源利用效率，减少了建筑工程对社会能源的消耗量。
3.3环保
新型建筑材料对原料和能源依赖的减少，以及对建筑垃圾、农作物秸秆等生产生活废弃物的二次利用，极大地减轻了新型建筑材料工业对生态环境的破坏，同时，增强了建筑工程的环保性能，推动了建筑工程的生态化进程。除此之外，新型建筑材料的其他优越性能也推动着建筑工程的综合性能的提升，如人们对新型建筑材料智能化需求就在渐渐推动着建筑工程的智能化，使建筑工程在未来社会发展中能够更好地满足人们的需求。
4新型建筑材料发展的意义
4.1经济意义
随着未来新型建筑材料发展，及其社会市场的不断拓展，新型建筑材料工业将为我国国民经济增添无尽的活力。
4.2社会意义
新型建筑材料的低能耗、低污染、多功能等诸多符合我国当前社会可持续发展的现实优势，逐渐受到社会的认可和需要。
4.3生态意义
新型建筑材料生产方式的进步，在提高了资源利用率的同时，还极大地减少了其对生态环境的污染和破坏。新型建筑材料的发展，从根本上说，就是将研制低能耗、低污染和高价值的新型建筑材料的科学生产技术进一步先进化，其重要因素是科学技术的进步。我国对新型建筑材料，特别是拥有自主知识产权的新型建筑材料的需求市场相当广阔。面对目前民用建筑行业需求饱和化趋势，高端功能性新型建筑材料将带动新型建筑材料工业的新发展。
作者:程国强 张楚鑫 单位:西北大学现代学院
参考文献：
[1]明光.新型建筑材料的种类及应用[J].现代企业教育,2012(3):205.
[2]刘聪.新型建筑材料的特点与发展趋势探讨[J].科技资讯,2015(10):252.
[3]续强.新型建筑材料对于建筑工程造价管理的影响分析[J].神州,2013(20):41.
新材料新工艺在装饰工程中的应用现状和发展趋势
随着我国经济的不断繁荣发展，科技的不断进步，城市化建设水平逐渐深入，建筑行业得到蓬勃发展，同时带动了装饰装修行业的发展。经过几十年的发展，建筑装饰市场竞争越来越激烈，国家资源能源和环境问题越来越突出，人们对装饰材料、装修风格的要求越来越高，传统的建筑材料、工艺、技术难以满足行业发展要求。为了适应市场需求，装饰行业在材料、工艺方面进行了系列技术创新，一些新材料、新工艺不断涌现，并在实践中得以应用。
目前，我国许多建筑装饰应用了新材料、新工艺和技术，有些发展成为极具亮点和活力的标志性建筑。如我国国家大剧院在音乐厅的天花吊顶和墙面装饰上采用了一种“GRC”的玻璃纤维板，用于加固水泥的新型建筑材料，公共区域也采用这种装饰材料，让整个剧院更加美观，同时最大化的利用了空间；人造块材加工和挂装等技术的应用，塑造了绍兴市国家档案馆的装饰特色，它的大厅背景墙面是一副宋代绍兴城区图，这幅图看似简单，其实它是采用一种铜浮雕施工的新工艺，凸显了整个大厅的古典、素雅；江苏省的美术馆在装饰工程中按照大理石、花岗岩的设计宽度断面斜向镂空，采用了石材百叶的新材料。此外，一些建筑的会议室背景墙面采用木塑板等装饰新材料以及新型干挂工艺的使用等。新型的材料、工艺技术在装饰工程中具有显著的特点和优势，在建筑行业、社会经济、科技等多方面的共同促进下，新材料、新工艺的应用将日益广泛，并最大化地满足人们的多元需求。而作为装饰装修工程的从业人员，必须不断学习，努力掌握和熟练各种新材料、新工艺新技术的使用方法，否则很容易被竞争激烈的市场环境所淘汰。
装饰工程中新材料、新工艺的具体应用
装饰工程新材料、新工艺的应用范围是非常广泛的，随着社会的快速发展，建筑及房屋装饰装修设计行业蓬勃发展起来，与此同时新材料新工艺的应用范围也得到了扩展。在建筑行业的带动下，新材料新工艺在“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”等各项专业领域里得到应用，其作用更加明显。如此多的工程项目不可能完全详述，因此文中只选取室内装饰工程来探讨新材料新工艺的使用。
1.住宅建筑装饰工程中节能环保材料的应用
一个健康、舒适、美观、实用、环保的住宅环境是现代居民的基本要求。通常情况下在住宅室内装饰中存在耗能较大的设施有很多，因此在装饰过程中节能环保的新型材料成为首选。如室内墙面和门窗设计中要采取隔温性能较好的材质，减少室内热量的流失和房间之间热量的传递，墙面应该保持光滑平整，门窗宜选择导热性能较低的材料。室内屋顶面，顶层房间可以安置吊顶，同时在吊顶内加入保温隔热层，可以在夏季避免高温热量通过吊顶传入室内。楼地面是保存室内温度的，可以选用硬木地板或厚层塑料地板等导热性能较小的材料，从而加强其保暖效果，同时给人以温暖舒适的感觉；还可以在地面构造层中铺保温板或采用低温辐射地板，更有利于提高室内舒适度以及改善楼板保温性能。现在流行的有暖芯地板和软木地板。室内的灯光照明设备，根据实用性和经济性的原则，应该采用先进的节能设备，选择具有高效性、节能性的照明设备；尽量选择自动开关的照明灯具，例如运用声控设备或者安装翘板开关。采用节能型家电装置如购买节水省电型洗衣机、节水环保型座便器以及太阳能热水器，这些既为居民提高生活方便，又能大大节省家庭用电、用水，节约能源，降低家庭开支。相比室内装饰节能措施的复杂多样，室外装饰就比较简单。传统的建筑理念中，人们认为外墙只起装饰的作用，设计师没有相关的节能技术，只能做到提升墙体防水效能的程度，但在保温节能方面却没有作用。在环保节能理念的倡导下，建筑外墙体在漆料上应该进行保温处理，或者可以用具有防紫外线且导热值低的外墙贴面砖来代替。
2.建筑装饰中新工艺的应用和实施
目前我国装饰工程中比较广泛的应用工艺和技术主要体现在墙面和地面上。给墙体和地面贴砖采用“墙地砖定位网格”工艺，它是一种特殊的网格，主要成分是废旧塑料。这种工艺具有传统工艺不可比拟的优势：如它技术要求简单，一般普通施工人员即可操作；工程施工速度是传统工艺的5倍左右；节约水泥，外形效果整齐；工程工期短，节省大量成本；外墙墙面瓷砖粘贴牢靠没有缝隙、防水性能较好，而且这种工艺技术在施工过程中发生意外事故的可能性较小。除了上述建筑装饰工艺技术，在工程中还有“钢筋工艺、高强混凝土配制工艺、海水拌制泥浆新工艺”等。
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。
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