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中圖分類號：TU753文獻標識碼：A
二十世紀下半葉以來，全球的生存環(huán)境問題日益惡化：人炸性的增長，資源日益匱乏，森林銳減，河流湖泊干枯，土地沙化，地球臭氧層遭破壞等等。1992年6月，聯(lián)合國在巴西里約熱內(nèi)盧召開了“環(huán)境與發(fā)展”世界首腦會議，會議通過了“21世紀議程”，確認了“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略方針。
目前我國正在開發(fā)的和已經(jīng)開發(fā)的綠色建材和準綠色建材主要以下幾種：
（一）利用廢渣類物質(zhì)為原料生產(chǎn)的建材，這類建材以廢渣為原料生產(chǎn)磚、砌塊、材板及膠凝材料，其優(yōu)點是節(jié)能利廢，但仍需依靠科技進步，繼續(xù)研究和開發(fā)更為成熟的生產(chǎn)技術(shù)，使這類產(chǎn)品無論是成本上，還是性能方面真正能達到綠色建材標準；
（二）利用化學石膏生產(chǎn)的建材產(chǎn)品，用工業(yè)廢石膏代替天然石膏，利用先進 的生產(chǎn)工藝和技術(shù)可生產(chǎn)各種土木建筑材料產(chǎn)品。這些產(chǎn)品具有石膏的許多優(yōu)良性能，開辟石膏建材的新來源，并且消除了化工廢石膏對環(huán)境的危害，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略；
（三）以廢棄的有機物生產(chǎn)的建材產(chǎn)品，以廢塑料、廢橡膠及廢瀝青等可生產(chǎn)多種土木工程材料，如防水材料、保溫材料、道路工程材料及其他室外工程材料。這些材料消除了有機物對環(huán)境的污染，還節(jié)約了石油等資源，符合在資源可持續(xù)發(fā)展方面的基本要求；
（四）各種代木材料，用其他廢料制造的代木材料在生產(chǎn)使用中不會有害人的身體健康，利用高興技術(shù)使其成本和能耗降低，將是未來綠色建材的主要發(fā)展方向；
（五）以來源廣泛的地方材料為原料，利用高科技生產(chǎn)的低成本健康建材，不同的地區(qū)都可能有來源豐富、不同種類的地方材料，根據(jù)這些地方的性質(zhì)和特點，利用現(xiàn)代技術(shù)，可生產(chǎn)各種性能的健康材料。如某些人造石材、水性涂料、某些復合性材料也是綠色建材的發(fā)展方向。
二、這一現(xiàn)象表明了進入21世紀以后，在我國甚至是全世界范圍內(nèi)，土木工程材料的發(fā)展應具有以下的一些趨向：
（一）研制高性能材料，例如研制輕質(zhì)、高強、高耐久性、優(yōu)異裝飾性和多功能的材料，以及充分利用和發(fā)揮各種材料的特性，采用復合技術(shù)，制造出具有特殊功能的復合材料；
（二）充分利用地方材料，盡量減少天然資源，大量使用尾礦、廢渣、垃圾等廢棄物作為生產(chǎn)土木工程材料的資源，以及保護自然資源和維護生態(tài)環(huán)境的平衡；
（三）節(jié)約能源。采用低能耗、無環(huán)境污染的生產(chǎn)技術(shù)，優(yōu)先開發(fā)、生產(chǎn)低能耗的材料以及能降低建筑物使用能耗的節(jié)能型材料；
（四）材料生產(chǎn)中不得使用有損人體健康的添加劑和顏料，如甲醛、鉛、鎘、鉻及其化合物等，同時要開發(fā)對人體有益的材料，如抗菌、滅菌、除臭、除霉、防火、調(diào)溫、消磁、防輻射、抗靜電等；
（五）產(chǎn)品可循環(huán)在再生和回收利用，無污染廢棄物，以防止二次污染。
與以往相比，當代土木工程材料的物理力學性能也已獲得明顯改善；隨著現(xiàn)代陶瓷與玻璃的性能改進，其應用范圍也有明顯的變化。例如水泥和混凝土的強度、耐久性及其他功能均有所改善；隨著現(xiàn)代陶瓷與玻璃的性能改進，其應用范圍與使用功能已經(jīng)大大拓寬。此外，隨著技術(shù)的進步，傳統(tǒng)的應用方式也發(fā)生了較大變化現(xiàn)代施工技術(shù)與設(shè)備的應用也使得材料在工程中的性能表現(xiàn)比以往好為現(xiàn)代土木工程的發(fā)展奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。盡管目前土木工程材料在品種與性能上已有很大的進步，但與人們對于其性能要求的期望值還有較大差距。
從土木工程材料的來源來看，鑒于土木工程材料的用量巨大，尤其在應用方面，經(jīng)過長期使用的不斷累積，單一品種或數(shù)個品種的原材料來源已不能滿足其持續(xù)不斷的發(fā)展的需求。尤其是歷史發(fā)展到今天，以往大量采用的粘土磚瓦和木材等已經(jīng)給社會的可持續(xù)發(fā)展帶來了沉重的負擔。從土木工程對材料技術(shù)性能要求的方面來看，技術(shù)性能的要求也越來越多，各種物理性能指標的要求也越來越高，從而表現(xiàn)為未來建筑材料的發(fā)展具有多功能和高性能的特點。具體來說就是材料向著輕質(zhì)高強、多功能、良好的工藝性和優(yōu)良耐久性的方向發(fā)展。
今后土木工程材料必將需要在原材料方面最大限度的節(jié)約有限資源，充分利用可再生資源技工農(nóng)業(yè)廢料；在生產(chǎn)工藝上要大力引進現(xiàn)代技術(shù)，改造或淘汰陳舊設(shè)備，降低原材料及能源消耗，減少環(huán)境污染；在性能方面要力求輕質(zhì)高強耐久多功能及結(jié)構(gòu)功能智能一體化；在產(chǎn)品形式方面積極發(fā)展預制技術(shù)，逐步提高構(gòu)件化、單元化的水平；加緊具有自感知、自調(diào)節(jié)、自修復功能的土木材料的開發(fā)研制；展開各種機敏或智能材料在土木工程正好應用的研究?？偠灾覀儨y繪工作者用測繪儀器丈量世界，我們選材料時通過對環(huán)境的影響對后來人的影響來決定土木工程材料的好換，在未來，基于材料原有的性質(zhì)的基礎(chǔ)上，“可持續(xù)發(fā)展”將是所有土木人心中的一把尺子。
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Abstract: Surface engineering technology is one of the key technologies in the 21 st century, and ithas been maintained a fast rate of development from the 1980 s. This technology is used widely in scientific research and production,and received good benefits. This paper briefly summarizes the characteristics ,application and development of the surface modification processing, surface coating plating/layer technology and the build-up welding technique in metal material surface engineering technologies.
Key Words: Metal material, Surface engineering, Application and development
中圖分類號：F416.41文獻標識碼：A 文章編號：
引言
表面工程學是一門涉及材料科學、冶金技術(shù)、機械工程等眾多領(lǐng)域的綜合學科，包括表面科學理論、表面工程技術(shù)、表面工程技術(shù)設(shè)計、表面分析與檢測技術(shù)、表面質(zhì)量與工藝過程控制工程、表面工程管理與經(jīng)濟分析等幾個方面[1]。其中表面工程技術(shù)是和生產(chǎn)實踐聯(lián)系最為密切的，同時也代表著生產(chǎn)技術(shù)水平的高
低?？茖W技術(shù)的發(fā)展和進步對生產(chǎn)設(shè)備與儀器提出了更高的要求，復雜多變的工
況考驗著材料性能的優(yōu)劣，必須在保證經(jīng)濟性前提下，綜合運用各種高新技術(shù)提高和改善金屬材料性能。
表面工程技術(shù)是利用科技手段對材料表面進行處理，通過改變材料表面和
亞表面的成分、微觀組織結(jié)構(gòu)以此來改善和提高其性能，滿足使用要求。金屬零件在使用過程中的破壞往往是從表面開始的，或因接觸介質(zhì)的化學腐蝕，或高溫環(huán)境的氧化和熔化，或摩擦工況及磨料介質(zhì)中的磨損，或復雜受力下的彎曲、扭轉(zhuǎn)、拉壓或剪切。因此，強化表面成為抵抗此類破壞的第一道防線。近年來，表面改性處理、表面涂鍍/層技術(shù)和堆焊表面改性技術(shù)因其不同的優(yōu)點在表面工程技術(shù)領(lǐng)域迅速發(fā)展。
1 表面改性技術(shù)
表面改性技術(shù)包括以噴丸強化、輥壓強化為代表的表面強化技術(shù)，以各種氧化、鈍化成膜的化學轉(zhuǎn)化膜技術(shù)，化學氣相沉積技術(shù)（CVD）與等離子束、激光束等高能束的表面處理技術(shù)。表面改性技術(shù)是借助外在介質(zhì)改善材料的表面性能，不對原材料添加任何化學元素，改性后的材料表面不存在化學元素的增減，只是成分的比例和組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。因此，該技術(shù)相對于涂鍍（層）技術(shù)和堆焊表面改性技術(shù)要工藝簡單，只需控制好過程參數(shù)即可。不同的工況環(huán)境對材料的要求也不同，應根據(jù)具體的實際需求選擇處理工藝。
1.1化學轉(zhuǎn)化膜技術(shù)
該技術(shù)經(jīng)過近些年的發(fā)展已經(jīng)實現(xiàn)了不僅在金屬材料表面成膜，而且可在陶瓷等非金屬表面成膜，膜的厚度也在向著更優(yōu)更薄的方向發(fā)展。如各種碳化鈦超導陶瓷薄膜系多晶或外延單晶薄膜、抗高溫大功率的半導體用金剛石薄膜以及各種光電子薄膜和集成光學薄膜。鋁及其合金的表面改性技術(shù)大多采用的是表面成膜技術(shù)，在表面形成耐磨、耐蝕、多孔、結(jié)合性強的高性能薄膜。目前鋁合金表面的改性技術(shù)主要有：電化學氧化法、化學轉(zhuǎn)化法、微弧氧化技術(shù)、等離子注入表面改性、冷噴涂技術(shù)、稀土轉(zhuǎn)化膜和激光處理等[2]。
1.2高能束表面改性技術(shù)
高能束表面改性技術(shù)是運用高能束熱源，添加或不加化學元素，對材料表面及亞表面進行重熔或熔覆處理，形成滿足使用要求的高性能表層。所謂的高能束（High Energy Density Beam------HEDB）即高能量密度的束流，包括激光束、電子束、等離子束[3]，與傳統(tǒng)熱源相比較，高能束具有獨特的優(yōu)點：1、能量更加集中，因此熱效率高；2、方向性更強；3、易于實現(xiàn)精確控制；4、屬于綠色能源，不易造成浪費。高能束的諸多優(yōu)點使得它在傳統(tǒng)技術(shù)工業(yè)、聚合物、生物醫(yī)用材料、制備納米材料等各個領(lǐng)域得到廣泛的應用[4]。激光重熔、等離子重熔、激光表面熔覆、激光表面合金化等高能束表面改性技術(shù)在各行業(yè)得到飛速發(fā)展。
高能束作為新型能源在表面改性技術(shù)中的應用，給表面工程學科帶來了大發(fā)展，必將是倡導節(jié)約能源降低能耗的21世紀快速發(fā)展的能源之一。表面改性處理改善金屬材料的使用性能與組織、硬度和耐磨性的改變有關(guān)，而各項改變的量和質(zhì)決定于材質(zhì)和高能束熱源。不同材料在具體的過程中還受到諸如掃描速度、掃描間距、電流、電壓等工藝條件選擇的影響。通常，輸入材料表面的高能束熱量越大，材料的散熱能力越強，則獲得的性能改善層深度越大，材料表面組織與原始組織差別越大。具體行業(yè)領(lǐng)域中的應用還需根據(jù)實際情況選擇高能束熱源類型和實際生產(chǎn)中合適的工藝參數(shù)。
2表面涂鍍/層技術(shù)
古典技術(shù)與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合在材料表面形成一層或多層同質(zhì)或異質(zhì)層的技術(shù)稱為表面涂鍍/層技術(shù)。該技術(shù)包括在材料表面電鍍耐磨、耐蝕、耐高溫等優(yōu)異性能的單層或復合表層、非晶態(tài)鍍層的電鍍技術(shù)；有機涂層技術(shù)、熱噴涂技術(shù)、物理氣相沉積技術(shù)等。
2.1熱噴涂技術(shù)
熱噴涂技術(shù)是一種重要的表面工程技術(shù)，通過在材料表面噴涂保護層、強化層和裝飾層來實現(xiàn)抗磨、耐熱、耐蝕、絕緣和導光等特[5]。熱噴涂技術(shù)作為一種表面強化和防護工藝如今已日漸成熟，從單一的表面強化層發(fā)展到及產(chǎn)品失效分析、表面預處理、噴涂材料、噴涂設(shè)備選擇、噴涂工藝確定、涂層系統(tǒng)設(shè)計和噴涂層后期加工為一體的系統(tǒng)工程。該技術(shù)由條件要求極高的宇航工業(yè)開始，如今已深入發(fā)展到民用工業(yè)的各個行業(yè)[6]。
0引言
隨著材料技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的高新技術(shù)被運用到工程材料的研發(fā)中，各種新型材料層出不窮，以復合材料為基礎(chǔ)發(fā)展而來的智能材料，為解決相應材料的力學問題提供了科學牢靠的途徑。作為有著多學科交叉背景的綜合學科，智能材料為土木工程中日益復雜的結(jié)構(gòu)提供了實現(xiàn)的可能性，因此這一學科的研究也日益受到重視。諸如大跨度橋梁、高層建筑、水利樞紐、海洋鉆井平臺以及油氣管網(wǎng)系統(tǒng)之類的基建設(shè)施，在其較長的使用期中，外界各種不利作用會使得組成這些結(jié)構(gòu)的材料發(fā)生不可逆的變化，從而導致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度地性能衰減、功能弱化，甚至會誘發(fā)重大工程事故。若是能將智能材料運用到對這些超規(guī)模的工程結(jié)構(gòu)物中，能夠時刻評定相應的安全性能、監(jiān)控損傷，并智能修復，則將為未來工程建設(shè)提供新的發(fā)展思路。所謂智能材料，是指隨時能夠?qū)Νh(huán)境條件及內(nèi)部狀態(tài)的變化做出精準、高效、合適的響應，同時還具備自主分析、自我調(diào)整、自動修復等功能的新材料。受仿生學科的啟發(fā)，其目標是要開發(fā)出能運用到具體工程中、將無機材料變得有生命活力。二十世紀90年代初逐漸興起的智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，吸引了包括物理、化學、電子、航空航天、土木工程等領(lǐng)域的研究者涉足其中，取得了豐碩的成果。
1智能材料的概念及特點
智能材料發(fā)源于“自適應材料”（AdaptiveMate-rial），在Rogers和Claus等人的努力下，智能材料系統(tǒng)逐漸受到全世界各國官方機構(gòu)的認可與重視，發(fā)展迅速。智能材料（IntelligentMaterial，IM）當前沒有一個明確的定義，不過大體上都是根據(jù)功能做出相應的定義，是繼天然材料、合成高分子材料、人工設(shè)計材料之后的第四代材料，具有不可限量的前景。智能材料產(chǎn)生的背景決定了其所具有的獨特優(yōu)勢，決定了其終將會帶來材料科學的重大革新。通常而言，智能材料主要以下七大功能：（1）傳感：能夠?qū)?nèi)外部的作用進行監(jiān)控與鑒別；（2）反饋：將監(jiān)控獲取的信息進行傳輸以及反饋；（3）信息識別與積累：識別并記憶反饋來的信息；（4）響應：對內(nèi)外部的變化做出靈活有效的反應；（5）自診斷：對內(nèi)外部信息實施自行診斷、分析、評判等；（6）自修復：依特定的方法修復系統(tǒng)的故障；（7）自適應：待外部作用消失后可恢復原狀。在具體的工程中，若要實現(xiàn)這么多的功能，僅僅依靠單一材料是無法實現(xiàn)的，因此通常情況下都是通過多種智能材料的組合才能達到目的。
2智能材料在土木工程結(jié)構(gòu)中的應用
2.1光導纖維
光纖維的主要化學成分為二氧化硅，作為信息傳遞的絕佳介質(zhì)，有著其他任何材料無法比擬的傳導能力。材料主要由內(nèi)層圓柱形透明介質(zhì)和外層圓環(huán)形透明介質(zhì)組成，內(nèi)層為纖芯，外層為包層。內(nèi)外層折射率的差異能夠保證攜帶信息的光在纖維里面能量損失少，傳輸距離大。將光纖維植入到混凝土結(jié)構(gòu)中，制成光纖維混凝土結(jié)構(gòu)。當混凝土結(jié)構(gòu)因外部因素的變化而產(chǎn)生變形時，植入砼結(jié)構(gòu)中的纖維也隨之發(fā)生變化，進而導致纖維中的光發(fā)生改變，相應的傳感器能夠直接獲取變化，從而間接確定混凝土結(jié)構(gòu)的各種性能變化，實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)的全方位監(jiān)測，為工程的可持續(xù)性提供技術(shù)指導。并且，分布監(jiān)控的模式可保證混凝土結(jié)構(gòu)任何部位的改變均能被監(jiān)測到，相當于在混凝土結(jié)構(gòu)中創(chuàng)造了一個全覆蓋、光角度、無死角的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，兩者組合而成的光纖維混凝土可以認為是一種具有強大自我調(diào)節(jié)的智能材料。當前，光纖維混凝土結(jié)構(gòu)主要的工程應用包括：混凝土的溫度及溫度應力監(jiān)測、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的監(jiān)測與診斷、混凝土結(jié)構(gòu)強度與變形監(jiān)測、混凝土結(jié)構(gòu)配合的鋼索應力和變形監(jiān)測等。
2.2形狀記憶合金
何謂記憶合金，即材料具有形狀記憶能力。當材料的形狀被改變后，其內(nèi)在的記憶效應可被激發(fā)出來，進而自動產(chǎn)生回復應力與應變，驅(qū)使材料恢復原狀。同時，合金材料能夠傳輸能量并實現(xiàn)能量儲存。鑒于此，工程中可將記憶材料安置在結(jié)構(gòu)中，當結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形、裂縫、損傷以及外界動荷載影響時，大部分的能量可被記憶合金材料消耗掉，可極大提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，若將材料運用到多震地區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)中，則會實現(xiàn)對地震能力的吸收與耗散，極大地提高建筑物的抗震性能，此舉屬于材料的智能被動控制。形狀記憶合金材料所具有的相變超彈性，使其可用來制作耗能阻尼器，這種阻尼器實現(xiàn)了智能被動控制。同時，由于其相變會引起超彈性滯回環(huán)的產(chǎn)生，使得材料具有極高的抗疲勞性，以此為基礎(chǔ)制作的阻尼器使用周期遠勝于普通的阻尼器，可實現(xiàn)結(jié)構(gòu)品質(zhì)的大幅度提高。
2.3壓磁材料
土木工程領(lǐng)域中常規(guī)的壓磁材料主要包括磁流變材料和磁致伸縮智能材料等。在外部磁場作用下，磁流變液懸浮體系的黏彈塑性會發(fā)生明顯的變化，并且這種變化是可逆的。當外部磁場超過一定強度后，磁流變也會在極短的時間內(nèi)變成固態(tài)，微觀上表現(xiàn)為材料的分散相顆粒沿著磁場方向結(jié)成了鏈狀結(jié)構(gòu)。磁流變液介于液體與固體之間的這種獨特的可變屬性，以及對這種特性實施控制時耗能低、變化范圍廣、成本低等特性，使得磁流變液成為工程結(jié)構(gòu)中作動器件的重要材料。當前，磁流變液主要被應用到元器件的控制橋路以及電源的高速開關(guān)等多個領(lǐng)域。且磁流變液在土木工程領(lǐng)域的應用主要集中在高層建筑、塔形建筑物、大跨框架和大跨度結(jié)構(gòu)等。同時，有著高磁致伸縮效應的磁致伸縮智能材料，可以保證材料在機械與電磁直接進行可逆轉(zhuǎn)換，因此具有廣闊的應用前景。
2.4碳纖維混凝土材料
工程中混凝土的作用范圍很廣泛，因此對混凝土材料的改善也日益得到科研人員和工程從業(yè)者的支持，碳纖維混凝土的產(chǎn)生正是這一領(lǐng)域發(fā)展的重要產(chǎn)物，在混凝土中摻加一定比例的碳纖維，可賦予混凝土材料以驅(qū)動功能和本征自感應。作為一種高強度、高彈性、大導電性的材料，碳纖維的加入能極大改善混凝土的強度與韌性，并且碳纖維之間會形成具有電阻的導電網(wǎng)絡(luò)，在材料中起到阻隔導電的勢壘，大大降低混凝土材料的電阻率，從而使得材料的導電能力得到數(shù)量級上的顯著變化。不可忽視的是，這種混凝土的電導率與溫度及應力的變化而表現(xiàn)出規(guī)律性的響應。同時，碳纖維混凝土在溫度上表現(xiàn)為溫度變化造成電阻的變化，并且材料內(nèi)部的溫差也會衍生出熱電效應，在電場的作用下碳纖維混凝土會產(chǎn)生熱變效應（熱效應與變形）。碳纖維的含量和混凝土材料的結(jié)構(gòu)共同影響材料的溫敏性，當碳纖維的含量超過一定比例時，材料才有可能形成較為穩(wěn)定的電動勢。而碳纖維的摻入方式主要有兩種：短切亂向分布和連續(xù)碳纖維束單向增強。采取不同的摻入方式能使得碳纖維混凝土的力學性能得到不同程度的強化與提高，工程實踐表明：第一種方式更具有實用性。
2.5壓電材料
具有壓電效應的壓電材料，經(jīng)常被用作驅(qū)動元件和傳感元件。當壓電材料受到外部因素作用時會因為其自身發(fā)生變形而產(chǎn)生電勢，而對材料再施加一定電壓時又會改變材料的尺寸，壓電效應由此而來。利用這一特點，壓電材料可用作傳感元件，通過壓電元件的變化來判斷元件所在位置處結(jié)構(gòu)的變形量。與此同時，若能在壓電元件外部形成電場，進而對壓電元件內(nèi)部的正負電子施加定向電場力，從而迫使元件發(fā)生變形，制成驅(qū)動元件。利用驅(qū)動元件，可改變材料的應力狀態(tài)，甚至會影響材料的結(jié)構(gòu)變形。壓電材料的變化均在極短時間內(nèi)完成，因此壓電效應主要適用于對結(jié)構(gòu)振動的控制上。
3智能材料的未來發(fā)展
3.1智能材料性能的發(fā)展
智能材料有著獨特的優(yōu)越性能、廣闊的發(fā)展前景，但是由于這一領(lǐng)域處于多學科交叉的研究前沿，所存在問題也亟待深究：（1）形狀記憶合金的發(fā)現(xiàn)，改變了很多傳統(tǒng)理念，胡克定律在合金材料這里基本上不再適用了，其所具有的智能功能使得傳統(tǒng)的力學研究方法難以合理地解釋其內(nèi)在的機理，因此需要研究者另辟蹊徑，從宏觀與微觀的角度重新去探究這種新材料的原理，建立一些實用性較強的理論和模型，以對具體的工程實際進行規(guī)范化的指導。同時，當前形狀記憶合金還不完善，耗能高、功能單一等缺點使得其實用性不強，能夠開發(fā)出低能耗、出力大、多功能的控制器則是未來研究的重要方向。（2）可以預見，壓電材料將會成為工程結(jié)構(gòu)中力學測量的首選感測元件，但是其存在的主要問題就是驅(qū)動力小，雖然已經(jīng)有一些技術(shù)來彌補這一缺陷，但是對于大規(guī)模的土木工程結(jié)構(gòu)而言，壓電材料并不能直接應用，復雜的理論分析、高難度的集成技術(shù)研發(fā)，以及壓電驅(qū)動器的開發(fā)技術(shù)和設(shè)計方法難度較大，都是制約壓電材料未來發(fā)展的瓶頸，是研究的難點、熱點和重點。（3）壓磁材料所面臨的問題是在長期的放置之后，會產(chǎn)生固體顆粒沉降，這種沉降對材料的穩(wěn)定性有著怎樣的影響效應也需要更深入的研究。并且，其溫度適應范圍較小，若能夠拓寬溫度作用范圍，將使得壓磁材料有著更廣的發(fā)展前景。
3.2智能材料研究難題
針對材料本身所面臨的主要問題，未來在土木工程領(lǐng)域的應用研究主要有下列一些難題：（1）結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測與保養(yǎng)；（2）形狀自適應材料與結(jié)構(gòu)；（3）結(jié)構(gòu)減振抗震抗風降噪的自適應控制。這些問題的進一步研究將有助于工程質(zhì)量的提高，有助于降低工程災害性事故的概率，有助于強化工程的安全可靠性，有助于推動土木工程領(lǐng)域的高技術(shù)發(fā)展，有助于為土木工程領(lǐng)域注入新的發(fā)展動力與機遇。
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新材料是經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的必然趨勢。建筑業(yè)的進步不僅要求建筑物的質(zhì)量、功能要完善，而且要求其美觀且無害人體健康等。這就要求發(fā)展多功能和高效的新型建材及制品，只有這樣才能適應社會進步的要求。
1 行業(yè)發(fā)展狀況
新型建筑材料是在傳統(tǒng)建筑材料基礎(chǔ)上產(chǎn)生的新一代建筑材料，主要包括新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料和裝飾裝修材料。我國新型建材工業(yè)是伴隨著改革開放的不斷深入而發(fā)展起來的，經(jīng)過30 年的發(fā)展，我國在全國范圍內(nèi)形成了一個新興的行業(yè)，成為建材工業(yè)中重要產(chǎn)品門類和新的經(jīng)濟增長點。經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，給新型建材的發(fā)展提供了良好的機遇和廣闊的市場。目前，我國已經(jīng)形成了新型建材科研、設(shè)計、教育、生產(chǎn)、施工、流通的專業(yè)隊伍。
2 新型材料的發(fā)展狀況
2.1 防水密封材料
防水材料是建筑業(yè)及其它有關(guān)行業(yè)所需要的重要功能材料，是建筑材料工業(yè)的一個重要組成部分。隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，不僅工業(yè)建筑與民用建筑對防水材料提出了多品種高質(zhì)量的要求，改革開放以來，我國建筑防水材料獲得較快的發(fā)展。防水材料已擺脫了紙?zhí)ビ蜌忠唤y(tǒng)天下的落后局面，目前已擁有瀝青油氈（含改性瀝青油氈）、合成高分子防水卷材、建筑防水涂產(chǎn)、密封材料、堵漏和剛性防水材料等五大類產(chǎn)品。我國防水材料基本上形成了品種門類齊全，產(chǎn)品規(guī)格、檔次配套，工藝裝備開發(fā)已初具規(guī)模的防水材料工業(yè)體系，國外有的品種我們基本上都有。
目前我國防水材料與國外先進國家相比存在以下主要問題：一是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，目前新型防水密封材料的生產(chǎn)量和使用量都很小，紙?zhí)ビ蜌秩哉挤浪聿牡?5%；二是產(chǎn)品質(zhì)量普通偏低，假冒產(chǎn)品充斥市場；三是設(shè)計施工應用技術(shù)有待提高，建筑滲漏還相當嚴重。防水材料工業(yè)亟待調(diào)整結(jié)構(gòu)、規(guī)范市場。
2.2 裝飾材料
裝飾材料的應用在室內(nèi)設(shè)計中具有舉足輕重的作用。隨著時代的進步和發(fā)展，新型的裝飾材料層出不窮，人們的環(huán)保理念日漸增強，在裝修時對裝飾材料的選擇越來越謹慎。大多數(shù)人逐漸認識到傳統(tǒng)的裝飾材料會釋放出含有氨、甲醛、重金屬、苯及甲苯等芳烴類化合物，所造成的室內(nèi)環(huán)境污染會對日常生活和身體健康造成很大的危害。而且，現(xiàn)如今中國生態(tài)資源匱乏、環(huán)境污染日益嚴重，僅為緩解能源緊張，綠色環(huán)保的裝飾材料的推行也勢在必行。被稱作“綠色建材”的新型環(huán)保材料，是采用清潔生產(chǎn)技術(shù)和工藝、少用或不用自然資源和能源、盡量使用工農(nóng)業(yè)中或城市的固態(tài)廢棄物生產(chǎn)的無污染、無毒害、放射性水平低、可回收利用、有利于保護環(huán)境和人體健康的建筑材料。環(huán)保型裝飾材料的主要特點有兩個方面：
2.2.1 綠色健康，產(chǎn)品多選用無毒無害低排放的原料，生產(chǎn)過程中不使用甲醛、鹵化物溶劑或芳香類碳氫化合物，不含有汞及其化合物，無鉛、鎘等重金屬，對人體無害，對環(huán)境影響較?。?/p>
2.2.2建筑裝飾材料的應用是隨著時代的進步而不斷向前發(fā)展的，還有充足的發(fā)展空間。合理地應用裝飾材料不僅能滿足美化室內(nèi)環(huán)境的功能，還順應了我國現(xiàn)所提倡的和諧社會理念，具有重要的現(xiàn)實意義。
2.3 高分子化學建材
國外高分子化學建材發(fā)展迅猛，發(fā)達國家化學建材產(chǎn)值已超過水泥。隨著現(xiàn)代高層建筑的興起，對建筑涂料的耐候性要求越來越高，高耐候性涂料樹脂的研究開發(fā)成為當今世界尤其是發(fā)達國家涂料研究的活躍領(lǐng)域。目前，最活躍的領(lǐng)域是含氟樹脂和有機硅改性樹脂的研究。建筑防水密封材料在國外競爭激烈，產(chǎn)品更新快，向高分子樹脂和高分子改性瀝青為基料的方向發(fā)展；瀝青油氈胎基向玻纖胎基、化纖胎基或樹脂薄膜胎基方向發(fā)展；屋面防水構(gòu)造由多層向單層、雙層方向發(fā)展；施工技術(shù)由熱熔粘結(jié)向常溫、自粘、機械固定等方向發(fā)展。
2.4 保溫隔熱材料
國外礦棉和玻璃棉在建筑節(jié)能領(lǐng)域的應用率超過50%；泡沫塑料超過40%；硅酸鈣和膨脹珍珠巖為5%左右。礦棉及其制品使用先進的擺錘技術(shù)。玻璃棉及其制品生產(chǎn)工藝采用一窯多線、一線多頭、一頭單一產(chǎn)品，提高了生產(chǎn)效率。廢水、廢物回收處理，循環(huán)使用，達到零排放，采用碎玻璃作為主要原料。泡沫塑料制品在建筑和工業(yè)保溫領(lǐng)域應用以聚氨酯泡沫塑料和聚苯乙烯泡沫塑料為主。產(chǎn)品向輕質(zhì)化、高強度、更長使用年限和更低的導熱系數(shù)發(fā)展。墻體是房屋建筑圍護結(jié)果中的主要組成部分，也是室內(nèi)外熱量交換的主要途徑。所以研制高效保溫墻體材料、設(shè)計合理的墻體結(jié)構(gòu)形式是節(jié)能減耗的關(guān)鍵。節(jié)能墻體按其材料及組成方式可分單一材料節(jié)能墻體、復合節(jié)能墻體和采用新型節(jié)能復合墻板。單一材料節(jié)能墻體采用空心粘土磚、加氣混凝土氣塊、普通混凝土氣塊以及以粉煤灰、煤矸石、浮石等混凝土空心小砌塊等砌體材料，采用保溫砂漿作為砌體膠凝材料。復合節(jié)能墻體是由保溫隔熱材料與傳統(tǒng)的如實心粘土磚、混凝土等墻體材料或空心磚、空心砌塊等新型墻體材料復合而成的墻體。而新型節(jié)能復合墻板目前主要品種有：鋼絲網(wǎng)巖棉夾芯復合板（簡稱GY板）；GRC夾芯復合板；鋼板巖棉夾芯復合板；硅鈣板、保溫層、石膏板復合板材等等。
2.5 復合材料
以納米材料改性塑料，可使塑料的聚集態(tài)及結(jié)晶形態(tài)發(fā)生改變，從而使之具有新的性能，在克服傳統(tǒng)材料剛性與韌性難以相容這一矛盾的同時，大大提高了材料的綜合性能?？傮w上看，復合材料就是將現(xiàn)有的植物、礦物及塑料等材料有機結(jié)合，使之展現(xiàn)出更優(yōu)異的理化性能。
3 發(fā)展新型建材及制品是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的逐步提高，人們對居住和工作場揚要求也不斷提高。許多國家的經(jīng)驗證明，它是經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的必然趨勢。建筑業(yè)的進步不僅要求建筑物的質(zhì)量、功能要完善，而且要求其美觀且無害人體健康等。這就要求發(fā)展多功能和高效的新型建材及制品，只有這樣才能適應社會進步的要求。使用新型建筑材料及制品，可以顯著改善建筑物的功能，增加建筑物的使用面積，提高抗震能力，便于機械化施工和提高施工效率，而且同等情況下可以降低建筑造價。采用新型建筑材料及制品可增加有效使用面積近10%，減輕建筑自重40%以上，有效提高抗震能力。因此，發(fā)展新型建材及制品是社會進步和提高社會經(jīng)濟效益的重要一環(huán)。
4 結(jié)束語
中國正處于城鎮(zhèn)化和工業(yè)化飛速發(fā)展的時期，房地產(chǎn)開發(fā)建筑總量快速擴張與資源總量、環(huán)境保護工作的矛盾日益突出，為有效地解決這個問題，節(jié)能建筑的推行刻不容緩。發(fā)展以工業(yè)廢渣等非粘土為主要原料的新型建筑材料，積極推行節(jié)能、低碳建筑新技術(shù)。發(fā)展新型建材不僅可以有效地保護耕地資源，提高廢棄物綜合利用率，減少資源和能源消耗，改善和提高人們居住條件和生活質(zhì)量，還可以使建材工業(yè)的發(fā)展進一步融合到整個經(jīng)濟社會和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)中，使建材產(chǎn)業(yè)和建筑業(yè)成為節(jié)水、節(jié)能、節(jié)材、節(jié)地的可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)。
參考文獻：
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中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）05-0192-03
專業(yè)是我國高等學校實施教育的基本實體，維持這個實體發(fā)展的基本要素是同一專業(yè)學生所組成的班集體、教師組織和實施教育所需要的經(jīng)費、教室、實驗室、儀器設(shè)備、圖書資料、實習場所等，專業(yè)的設(shè)置在我國目前基本是剛性的。高等學校人才培養(yǎng)的立足點是專業(yè)，所以專業(yè)建設(shè)是高等學校最基礎(chǔ)，也是最重要的工作?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》[1]提出要更新人才培養(yǎng)觀念，樹立多樣化人才觀念，尊重個人選擇，鼓勵個性發(fā)展，不拘一格培養(yǎng)人才。本文圍繞《教育規(guī)劃綱要》精神，結(jié)合金屬材料工程本科專業(yè)的建設(shè)實踐，探討了專業(yè)建設(shè)的內(nèi)涵。
一、專業(yè)的內(nèi)涵和建設(shè)著力點
“專業(yè)”指“高等學校的一個系里或中等專業(yè)學校里，根據(jù)科學分工或生產(chǎn)部門的分工把學業(yè)分成的門類”[2]，各專業(yè)都有獨立的教學計劃，以體現(xiàn)本專業(yè)的培養(yǎng)目標和規(guī)格。在這里，專業(yè)的劃分依據(jù)為科學分工和生產(chǎn)分工，所以高等學校專業(yè)的設(shè)置除符合科學的分類外，還要符合生產(chǎn)實際、面向市場[3]。在高等學校，專業(yè)是為學科承擔人才培養(yǎng)的職能而設(shè)置的，其設(shè)置在國內(nèi)基本是剛性的。從社會的需求來看，專業(yè)是為滿足從事某類或某種社會職業(yè)必須接受的訓練需要而設(shè)置的。從傳授知識和人才培養(yǎng)的途徑來看，專業(yè)指課程的一種組織形式[4]。
在1988年教育部頒布的本科專業(yè)目錄中[5]，按照學科門類對專業(yè)做了比較詳細的介紹，包括人才培養(yǎng)規(guī)格、就業(yè)方向、主干課程和實踐教學環(huán)節(jié)等，而專業(yè)的建設(shè)是圍繞專業(yè)目錄的基本要求制定培養(yǎng)方案，包括課程體系、實踐教學環(huán)節(jié)及課外活動的要求。在本科生四年的培養(yǎng)過程中，基本是按培養(yǎng)方案實施所規(guī)定的教學環(huán)節(jié)，并要求學生達到一定的學分要求。
根據(jù)專業(yè)的定義和教育部對現(xiàn)行專業(yè)的介紹，專業(yè)的內(nèi)涵主要包括專業(yè)的設(shè)置、師資、辦學條件、教學基本建設(shè)等。從專業(yè)建設(shè)的角度看，專業(yè)內(nèi)涵應主要集中在教學的基本建設(shè)方面，包括課程體系的構(gòu)建、實踐教學體系的建立、課程的建設(shè)、課堂教學環(huán)節(jié)等方面。高等學校要培養(yǎng)社會經(jīng)濟發(fā)展所需要的專業(yè)人才，應該采取哪種組織方式，是專業(yè)的實質(zhì)[6]。據(jù)研究表明，傳統(tǒng)的固定模式、單一的批量人才培養(yǎng)模式，已經(jīng)不能適應社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，專業(yè)型人才欠缺，一定程度上對我國經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生影響。因此，改變傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式，探索科學有效的人才培養(yǎng)模式是教育工作者亟待解決的一個重大科研課題，高等教育的人才培養(yǎng)目標應當是多目標的、動態(tài)的以及多層次的[7]。
專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)是專業(yè)建設(shè)的難點和重點[8]。專業(yè)建設(shè)要綜合考慮專業(yè)發(fā)展動態(tài)、經(jīng)濟社會發(fā)展需求等因素，根據(jù)現(xiàn)實需要不斷調(diào)整人才培養(yǎng)目標和模式，不斷進行人才培養(yǎng)方案、課程體系、教學內(nèi)容和教學方法的創(chuàng)新，著重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力，不斷加強專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)，以更好的滿足《教育規(guī)劃綱要》對人才培養(yǎng)的要求。
二、金屬材料工程專業(yè)的課程體系
由于專業(yè)是課程的一種組織形式[4]，人才培養(yǎng)則主要通過課程教學的基本形式來實現(xiàn)。在專業(yè)建設(shè)中，課程體系的確定顯得尤其重要。一個專業(yè)開設(shè)什么課程，才能達到該專業(yè)的要求，是首先要考慮的問題。關(guān)于專業(yè)所開設(shè)的課程雖然在本科專業(yè)目錄中[5]做了介紹，但我國高等教育呈現(xiàn)大眾化、多樣化的趨勢，課程體系既有共同的規(guī)范和標準，又充分體現(xiàn)多樣性。
根據(jù)以上要求，在專業(yè)建設(shè)的基本思路框架下，特別強調(diào)課程為實現(xiàn)專業(yè)目標服務，我們建立了金屬材料工程專業(yè)的課程體系：（1）通識教育課程；（2）學科大類基礎(chǔ)課程；（3）專業(yè)基礎(chǔ)課程；（4）專業(yè)培養(yǎng)方向課程；（5）實踐教學環(huán)節(jié)。
三、關(guān)于課堂教學
教學創(chuàng)新是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的根本。課堂是教學的主陣地，教學創(chuàng)新就必須課堂創(chuàng)新。在課堂教學創(chuàng)新中，要樹立由錢夢農(nóng)同志于1982年提出“學生為主體，教師為主導”的教學思想。主要是說，學生是學習的主人，是知識的發(fā)現(xiàn)者、探索者；教師是課堂教學的組織者、指導者，學生知識的獲得、能力的形成離不開教師的引導、指點和熏陶，而教師的一切活動都是圍繞學生而進行的。積極開展啟發(fā)式教學，引發(fā)學生思考，實行教學互動，調(diào)動學生能動性，實現(xiàn)知識、技能的遷移與創(chuàng)新，實現(xiàn)教學相長和共同發(fā)展。
四、關(guān)于專業(yè)建設(shè)和發(fā)展的特色
從專業(yè)內(nèi)涵發(fā)展的視角來看，創(chuàng)新是內(nèi)涵發(fā)展之源，質(zhì)量是內(nèi)涵發(fā)展之本，特色是內(nèi)涵發(fā)展之魂。2007年教育部、財政部在“高等學校本科教學質(zhì)量與教學改革工程的意見”中[9]，提出在專業(yè)建設(shè)上鼓勵特色的原則，相繼在高等學校實施了特色專業(yè)建設(shè)。特色主要是依據(jù)本學校的辦學定位來不斷建設(shè)形成。作為一個本科專業(yè)，要體現(xiàn)特色，要不斷加強內(nèi)涵建設(shè)，逐步建立科學合理、特色鮮明的課程體系，以促進專業(yè)建設(shè)和發(fā)展。
根據(jù)我校金屬材料工程專業(yè)建設(shè)的實踐，圍繞材料學科的中心體系，通過專業(yè)基礎(chǔ)課程的學習，培養(yǎng)學生具有金屬材料科學的基礎(chǔ)知識；通過專業(yè)方向課程的學習，培養(yǎng)學生具有解決材料工程問題的初步能力，同時保證人才培養(yǎng)的特色和優(yōu)勢，初步提出了本專業(yè)的特色[10]：（1）金屬熱處理方向；（2）金屬腐蝕與控制方向；（3）金屬結(jié)構(gòu)的失效分析方向。通過以上專業(yè)特色方向的提出，可以充分體現(xiàn)我校人才培養(yǎng)的特色和優(yōu)勢所在，并可有效推進教育質(zhì)量的提升，為國家培養(yǎng)出符合經(jīng)濟社會發(fā)展的專業(yè)人才，為我國經(jīng)濟發(fā)展提供強有力的人才支持。
針對專業(yè)培養(yǎng)方向，我們就課程體系中的選修課程，進行了創(chuàng)新改革，設(shè)置了和金屬材料工程結(jié)合十分緊密的課程，使得人才培養(yǎng)更加與企業(yè)緊密結(jié)合，以適合市場對人才的要求。
五、關(guān)于理論教學與實踐相結(jié)合
理論教學是保證人才知識儲備的有效手段，也是最基本的學習。理論教學主要通過闡述、推理、演繹、歸納等方法實施，在此過程中，學生可以掌握各種專業(yè)知識，為以后的工作提供知識儲備。在理論教學的基礎(chǔ)上，實踐教學同樣不能忽視，實踐教學主要通過調(diào)查、實驗、實訓、實習的方式實行，通過以上方式，培養(yǎng)學生的綜合實踐能力、動手能力和創(chuàng)新能力，為創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)提供有力的支持。堅持理論教學與實踐教學的相互融合，應完善課程內(nèi)涵的建設(shè)，引入企業(yè)工程實例和應用技術(shù)研究項目，不斷豐富課程資源。
在金屬材料的課程體系中，除了規(guī)定的實踐教學環(huán)節(jié)外，還設(shè)置了材料科學基礎(chǔ)開放實驗課程，以使學生在理論學習后能根據(jù)個人興趣和想法，獨立設(shè)計實驗內(nèi)容，并獨立完成實驗，強化兩個課堂互動的方式培養(yǎng)學生的動手能力和實踐能力。
金屬材料工程專業(yè)依賴于生產(chǎn)部門的分工，和金屬材料的工程應用密切相關(guān)。從滿足社會和企業(yè)所需人才為切入點，從提高綜合訓練的實踐效果出發(fā)，深入領(lǐng)會金屬材料工程專業(yè)的工程內(nèi)涵，通過典型零件的熱處理、油氣田腐蝕知識、管道失效及完整性等工程應用課程，更好的體現(xiàn)注重知行統(tǒng)一，更符合金屬材料工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)的定位。
六、關(guān)于因材施教
專業(yè)人才的培養(yǎng)應做到因材施教，因材施教要求在教學的過程中，針對每個學生的不同個性特點、學習能力、基本素質(zhì)等，有針對性的教學，盡可能的激發(fā)學生的內(nèi)在潛力，促使學生主動學習，不斷提升自身綜合素質(zhì)，學習他人長處，彌補自身存在的不足。為此，可采用分層教學、走班制、導師制等多種教學形式，積極創(chuàng)新，不斷開拓探索多種靈活多樣的教學組織形式[11]。對以專業(yè)為基礎(chǔ)的人才培養(yǎng)，可通過教學環(huán)節(jié)的設(shè)置來體現(xiàn)和實施因材施教。
課程實行必修、選修制，尤其是在專業(yè)方向課程上，必修、選修制是按因材施教原則實行的選課制度，要求選修課程的學生可分屬不同特色方向。學生可以根據(jù)自己的能力、愛好和特長選修課程[12]。通過開放實驗激發(fā)學生的興趣，并實現(xiàn)個人的想法，有利學生個人的培養(yǎng)和發(fā)展。
加強畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)的改革。由畢業(yè)設(shè)計題目的分配方式改變?yōu)閷W生選擇教師給定的畢業(yè)設(shè)計題目，以此來推進學生以自身興趣和將來從事的工作為基礎(chǔ)，提高學生對畢業(yè)設(shè)計的積極性和主動性，讓其有動力去研究探索，拓寬專業(yè)知識和基礎(chǔ)知識和儲備，為人才培養(yǎng)打下牢固的基礎(chǔ)。逐步實現(xiàn)到由學生自主選題，設(shè)計研究內(nèi)容。在金屬材料工程專業(yè)的課程設(shè)置上，已經(jīng)為達到學生自主選題做了必要的準備，如自主進行實驗內(nèi)容設(shè)計的開放實驗，與工程結(jié)合典型零件的熱處理、油氣田腐蝕知識、管道失效及完整性等課程，以及科技寫作。
七、結(jié)束語
專業(yè)是高等教育學校實施教育的基本實體，是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)。為保證我國人才培養(yǎng)的順利發(fā)展，加強專業(yè)建設(shè)，豐富專業(yè)內(nèi)涵勢在必行。金屬材料工程專業(yè)作為高等教育的一個分支，為國家金屬材料工程行業(yè)的發(fā)展提供人才支持，因此，加強金屬材料工程專業(yè)建設(shè)發(fā)展，是擺在教育者面前的一個重要課題。為有效促進金屬材料工程專業(yè)建設(shè)，應深入理解專業(yè)建設(shè)的內(nèi)涵，理清建設(shè)思路，突出建設(shè)重點和特色，才能穩(wěn)步提高教學質(zhì)量。從專業(yè)的定義和高等教育的發(fā)展著眼，著重探討了金屬材料工程專業(yè)的建設(shè)，提出了專業(yè)建設(shè)的特色，為金屬材料工程專業(yè)的建設(shè)提供參考。
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中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
新能源主要包括太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質(zhì)能、氫能和核聚變能以及由可此衍生出來的各種非常規(guī)能源。相對于傳統(tǒng)能源，新能源普遍具有儲量大、可再生、污染少的特點。因而也常被稱為可再生能源或清潔能源。在2010年制定的全省“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃中，積極推進可再生能源發(fā)電。重點發(fā)展生物質(zhì)能發(fā)電和太陽能發(fā)電。以湖北省為例，預計2015年湖北電網(wǎng)發(fā)電裝機容量6220萬kw，其中水電裝機3771萬kw，火電裝機2332萬kw，新能源發(fā)電裝機120萬kw（風力發(fā)電20萬kw、光伏發(fā)電30萬kw、生物質(zhì)能50萬kw、垃圾發(fā)電20萬kw）。①
新材料與新能源是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的命脈，廣泛滲透于人類的生活之中，影響著人類的生存質(zhì)量。新材料是高新技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)性與先導性行業(yè)，每一次材料技術(shù)的重大突破都會帶動一個新興產(chǎn)業(yè)群的發(fā)展，其研發(fā)水平及產(chǎn)業(yè)化規(guī)模已成為衡量一個國家經(jīng)濟發(fā)展、科技進步和國防實力的重要標志。新能源的迅速發(fā)展，最終離不開新材料推進。新能源材料的開發(fā)已經(jīng)越來越引起世界各國研究機構(gòu)的廣泛重視，新的技術(shù)和成果不斷涌現(xiàn)?？梢哉f，新能源材料的開發(fā)和利用已成為社會可持續(xù)發(fā)展的重要影響因素。
為適應時代的需要，國家大力培養(yǎng)這一新興產(chǎn)業(yè)的專業(yè)人才。工學材料類專業(yè)的調(diào)整幅度最為突出。新設(shè)置的材料類冶金工程、金屬材料工程、無機非金屬材料工程、高分子材料工程等四個專業(yè)從原則上覆蓋了原來的（1993年教育部頒布的高等學院本科專業(yè)目錄）材料類的有色金屬冶金、冶金物理化學、冶金、金屬材料與熱處理、金屬壓力加工、粉末冶金、復合材料、腐蝕與防護、鑄造、塑性成形工藝及設(shè)備、焊接工藝及設(shè)備、無機非金屬材料、硅酸鹽工程高分子材料與工程以及化工類的高分子材料及化工等近十五個專業(yè)。近幾年來我國材料科學教育改革的迅速發(fā)展，幾乎全國所有設(shè)有有關(guān)材料專業(yè)的院校均已程度不同地參與了材料學科教育改革，并且開始出現(xiàn)了力圖根本突破原教育模式的新思路新方案。教育部2010年7月批準在浙江大學、華中科技大學、中南大學等十一所高校設(shè)立新能源科學與工程專業(yè)，在四川大學、中南大學、湘潭大學等十五所高等院校設(shè)立新能源材料與器件專業(yè)。目前，湖北省武漢市共有高校26所，大部分的工科院科都設(shè)置有材料學科，且教學和科研實力都較強。其材料專業(yè)中以金屬材料、無機材料、高分子材料為主，華中科技大學、武漢大學等一流大學已經(jīng)進入了新能源材料的研究。
1 當前課程體系存在的問題
自1998年國家教育部將原鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等專業(yè)合并成為“材料成型及控制工程”專業(yè)后，原鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等老專業(yè)變成了新專業(yè)所包含的學科方向。我國新的“材料成型及控制工程”專業(yè)的專業(yè)課程設(shè)置、教學計劃、教學大綱等，總體上的一致之處是壓縮了原來的專業(yè)知識的教學內(nèi)容，但目前還沒有形成統(tǒng)一模式。②“材料成型及控制工程”是寬口徑的新專業(yè)，辦學歷史很短，完善的課程體系尚處于初始探索階段?，F(xiàn)行的材料成型及控制工程專業(yè)課程體系中以金屬材料為主要方向，與新能源產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展不適應，對學生的就業(yè)也造成一定影響。
1.1 學科導論課定位不準
在目前“材料成型及控制工程專業(yè)”的課程體系中，金屬材料仍占有較大的份量，教學內(nèi)容對非金屬材料，特別是新型復合材料的闡述較少，沒有體現(xiàn)新能源的發(fā)展對新材料的重大影響。
1.2 課程分配沒有結(jié)合新材料的發(fā)展
雖然在現(xiàn)行的課程體系中，理論課時較多，但專業(yè)課程中力學基礎(chǔ)理論課時少，相關(guān)的基礎(chǔ)理論支持性理論不全面，綜合性和設(shè)計性實驗項目較少，致使學生面對大型結(jié)構(gòu)件材料的認識不足，對新能源領(lǐng)域中計算機軟件的接觸機會較少。
1.3 所開課程與實際應用聯(lián)系不夠緊密
目前開設(shè)的課程中，學生的實際應用環(huán)節(jié)較少，生產(chǎn)實習中，學生大多以參觀的形式進入相關(guān)企業(yè)，時間倉促，無法深入地認識企業(yè)。實驗設(shè)備有限，與新能源材料相關(guān)的實驗設(shè)備更少。學生很難理解課程內(nèi)容，實際應用更難。在課程體系中，只注意傳統(tǒng)材料科學與技術(shù)教學的設(shè)置，不能滿足現(xiàn)代工程教育的需要。
1.4 實踐教學目標不明確
實驗教學中采用金屬材料工程的設(shè)置內(nèi)容較多，大多數(shù)為對理論教學內(nèi)容與知識的驗證。實踐教學的系統(tǒng)性不強，缺乏創(chuàng)新性的設(shè)計性強的動手實踐內(nèi)容，不能對學生進行全方位系統(tǒng)的工程思維進行訓練。實踐課程設(shè)置形式單一，理想狀態(tài)下的實驗實訓脫離了“面向崗位”的宗旨。③
2 面向新能源發(fā)展的優(yōu)化方向
為滿足社會需求，材料成型及控制工程專業(yè)培養(yǎng)的人才應比原來單一專業(yè)的人才所具備的知識結(jié)構(gòu)應更合理，知識面應更寬，所具備的綜合素質(zhì)應更好，適應性應更強。④課程體系的可從以下幾個方面進行優(yōu)化。
2.1 面向新能源的快速發(fā)展，提升專業(yè)的方向特色
隨著新能源的不斷發(fā)展，新型復合材料及大型材料結(jié)構(gòu)件的覆蓋面越來越廣，與其他學科間的交叉滲透也在不斷加強，本學科目前的專業(yè)設(shè)置和學科研究方向要能滿足本學科相關(guān)行業(yè)今后對人才的需求，結(jié)合地理優(yōu)勢加強特色內(nèi)容的教學，不斷通過專業(yè)課程的調(diào)整和改革，培養(yǎng)出合格人才，推動區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。
2.2 優(yōu)化課程體系，培養(yǎng)綜合素質(zhì)，突出“實踐、實用”
課程體系可按圖1的模式進行優(yōu)化，在完善現(xiàn)有的培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上，注重知識體系的構(gòu)建和課程內(nèi)容的設(shè)計，體現(xiàn)培養(yǎng)的科學性和專業(yè)化。從知識結(jié)構(gòu)、能力培養(yǎng)來滿足新能源發(fā)展的素質(zhì)要求，同時抓好課程內(nèi)容和實踐環(huán)節(jié)，梳理完整的學科結(jié)構(gòu)，重視生產(chǎn)技術(shù)的應用和獲取知識的科學方法，以綜合能力的提高為目標，并推動專業(yè)建設(shè)的可持續(xù)性發(fā)展。
2.3 模塊分類強化，突出“實踐、實用”教育理念
對課程體系進行模塊分類（如圖2）后，逐一完善和改進。新的課程體系強化核心基礎(chǔ)課程，形成理論力學——材料力學——結(jié)構(gòu)力學——工程熱力學等不同層次的力學知識體系。引進新能源材料的熱點，加入桿塔設(shè)計、大型材料結(jié)構(gòu)件設(shè)計方向的課程。實踐學習類課程加強對當前新能源科技發(fā)展信息的吸取，增加應用軟件的學習，以工程軟件實訓的形式加強計算機應用能力。在人文社會科學類模塊中，加入鍛煉學生的溝通及表達能力的課程，如學術(shù)講座、論文寫作、溝通與交流等內(nèi)容，培養(yǎng)未來現(xiàn)代工程的職業(yè)精神。優(yōu)化的課程體系既夯實基礎(chǔ)又提高綜合素質(zhì)，學生也具有了相應的材料應用維護、管理所必需的設(shè)計和測試能力，突出了“實踐、實用”教育理念。
2.4 探討專業(yè)新需求，實現(xiàn)本專業(yè)的可持續(xù)發(fā)展
對“材料成型及控制專業(yè)”畢業(yè)生的社會就業(yè)情況進行全面的社會調(diào)查，研究本學科專業(yè)的發(fā)展態(tài)勢和對專業(yè)人才的知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、人文素質(zhì)、創(chuàng)新素質(zhì)的具體要求，探討新能源的發(fā)展對“材料成型及控制工程專業(yè)”的課程新需求，一方面實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的專業(yè)辦學特色；另一方面，通過課程體系的優(yōu)化，促進教學思想的不斷更新，以“新材料”推動師資培訓的“新發(fā)展”，以合理的課程體系幫助學生順利就業(yè)。
3 結(jié)語
在結(jié)合當前新能源快速發(fā)展的條件下，探索“材料成型及控制專業(yè)”課程體系特色，新的專業(yè)培養(yǎng)模式既要體現(xiàn)國內(nèi)外的“大材料”思想，又要具有較為鮮明的新能源和地方特色，以適應專業(yè)發(fā)展的要求。優(yōu)化的課程體系既滿足“大材料”通才教育，又合理規(guī)劃好新能源發(fā)展條件下“材料成型及控制工程”專業(yè)的新內(nèi)涵和外延，突出金屬材料、復合材料的在新能源行業(yè)的應用和設(shè)計專業(yè)范圍，探索新的專業(yè)課程結(jié)構(gòu)和完整的培養(yǎng)體系。
注釋
① 周世平.新能源技術(shù)與湖北能源發(fā)展綜述[J].湖北電力，2011.35（5）：1-6.
中圖分類號：O434 文獻標識碼： A
一、土木工程建設(shè)項目智能材料的特征和概念
針對土木工程建設(shè)項目當中所應用到的智能材料的種類、特性和基本的概念進行分析，是加強技術(shù)操作水準的一個首要步驟。在上個世紀七十年代，美國率先的提出了關(guān)于在建筑項目之中使用智能材料的理念和想法，并且通過試驗測試，得出材料的基本特性。而在今后的幾十年發(fā)展當中，隨著技術(shù)的不斷改進以及各大部門對建筑項目研究的重視程度增加，先后的出現(xiàn)了機敏材料、建筑結(jié)構(gòu)自適應材料以及智能材料等項目。
首先，當前針對建筑項目當中的智能材料并沒有一個統(tǒng)一的、標準的定義?？傮w的來講，在土木工程施工當中應用的智能材料指的是可以對外界的環(huán)境和內(nèi)部環(huán)境進行感知的、可以以此來對建筑進行準確的處理分析和判定的、具有適度相應的智能材料。智能材料是高分子材料、人工合成材料、天然材料等之后出現(xiàn)的一種新型建筑施工材料，并且在今后的建筑行業(yè)當中將發(fā)揮出巨大的效應。另外還需要明確的是土木工程施工建設(shè)當中所使用到的智能材料的基本特征，一般的來講，智能材料特性有以下幾點：反饋功能、傳感功能、自診斷功能、相應功能、信息的積累以及識別功能、建筑結(jié)構(gòu)的自我修復功能、自適應功能等。
而當前所使用的智能材料還具有以下幾個方面的特性：第一，在土木工程建設(shè)施工項目當中應用的智能材料可以對外界的環(huán)境進行準確的感知，可以精準的檢測出環(huán)境當中的刺激和刺激所產(chǎn)生的強度，諸如應變量、應力、光、熱能以及核輻射和化學能等；第二，智能建筑材料還具有一定的驅(qū)動能力，可以對外界的變化進行適當?shù)南鄳?；第三，智能材料可以按照事前設(shè)計好的方式，來對自身的相應進行控制，同時還可以選擇相應的具體方式；第四，智能建筑材料對于外界刺激所產(chǎn)生的反應非常的快捷，并且非常恰當：最后，智能材料受到外界的刺激并且當刺激消除之時，可以迅速的、在短時間之內(nèi)恢復至最初始的狀態(tài)。
二、土木工程中智能材料的應用
1、形狀記憶合金的應用
形狀記憶合金是具有形狀記憶效應的一種智能合金材料，作為新型功能性材料，最主要的優(yōu)點就是在激發(fā)材料的形狀記憶效應過程中，材料可以產(chǎn)生高于700兆帕的回復應力及8%左右的回復應變，同時具有較強的能量傳輸儲存能力。該特性的應用能夠?qū)⒉牧现糜诟鞣N結(jié)構(gòu)中，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的自我診斷、增韌、增強與適應控制的應用研究，而且還可以將材料研制為智能型驅(qū)動器，在結(jié)構(gòu)變形、損傷、裂縫及振動等方面開展應用研究工作。相變偽彈性與相變滯后性能是形狀記憶合金的另一個優(yōu)點，在加卸載過程中其應力-應變曲線構(gòu)成環(huán)狀，表明材料在此過程中能夠吸收耗散較多的能量。形狀記憶合金具有高達400兆帕的相變回復力，結(jié)合該特性能夠研制開展形狀記憶合金被動耗能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實現(xiàn)相變偽彈性性能，可在土木工程結(jié)構(gòu)中用于耗能抗震的被動控制。通常在結(jié)構(gòu)層間或底部安置形狀記憶合金被動耗能控制系統(tǒng)，用于實現(xiàn)耗能系統(tǒng)對結(jié)構(gòu)的層間變形的感知，進而起到消耗地震能量的作用。有關(guān)研究結(jié)果顯示，耗能器安裝形狀記憶合金結(jié)構(gòu)后，耗能器可吸收約為三分之二的地震能量，并顯著抑制結(jié)構(gòu)的位移。
2、壓電材料的應用
傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中集成壓電體，采用壓電傳感元件對結(jié)構(gòu)的振動模態(tài)進行感知，利用其輸出結(jié)果，采取適宜控制算法對壓電體的輸入進行確定，以主動控制結(jié)構(gòu)振動的實現(xiàn)，是開展壓電類智能結(jié)構(gòu)應用研究的一個較為前沿的領(lǐng)域。很多研究人員在任意復雜激勵下，采用壓電陶瓷作為加速度傳感器與驅(qū)動體開展基于壓電層合結(jié)構(gòu)的主被動阻尼及主動振動控制等相關(guān)問題的研究工作，隨著近年來不斷發(fā)展的壓電材料與堆技術(shù)，使研究應用壓電類智能結(jié)構(gòu)的領(lǐng)域更為廣泛。主要應用在土木工程結(jié)構(gòu)的噪聲主動控制、靜變形控制能、安全評定、健康監(jiān)測等眾多領(lǐng)域都獲得良好的控制效果。
3、光導纖維的應用
光導纖維由外包層與內(nèi)芯構(gòu)成，是一種纖維狀光通信介質(zhì)材料，該材料采用先進的信息傳輸技術(shù)起初用于通信傳輸系統(tǒng)，由于作為信息載體的光子在速度與容量上高于電子，因此得到較為迅速的發(fā)展。光子所具有的高并行處理能力與高信息率，潛力在信息容量與處理速度得到充分發(fā)揮。光纖材料在監(jiān)測、傳感及信息遠距離傳輸?shù)确矫娴玫綉?，將光纖作為傳感元件埋入傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)中針對結(jié)構(gòu)方面各項指標實現(xiàn)自動監(jiān)測、診斷、控制、預報及評價等功能，而且將形狀記憶合金等驅(qū)動元件埋入，有機結(jié)合信息處理系統(tǒng)與控制元件，使混凝土結(jié)構(gòu)具有智能功能，進而實現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)自我診斷與修復。在土木工程結(jié)構(gòu)診斷及主動控制地震響應中，光纖材料一直作為設(shè)計傳感器的一種比較理想的材料，我國目前也已將其用于檢測評定三峽大壩。
4、壓磁材料的應用
在外加磁場作用下，磁流變液懸浮體系的各項流變性能會產(chǎn)生明顯的可逆變化。同時在外加場強高于臨界值后，磁流變液將迅速從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，在顯微鏡下能夠觀察到磁流變液的分散相顆粒在磁場作用下結(jié)成沿磁場方向的鏈狀結(jié)構(gòu)。在介于固液體之間可根據(jù)磁流變液特點具有的快速、可控及可逆性質(zhì)，控制流體特性實施時需要較低的能量，因此在智能結(jié)構(gòu)中通常將磁流變液作為動器件的主要材料。在土木工程領(lǐng)域，電視塔、高層建筑、大跨度橋梁等結(jié)構(gòu)中都采用該材料用于實現(xiàn)對地震的半主動控制。此外，磁致伸縮智能材料也在相關(guān)研究中日益的得到重要關(guān)注。磁致伸縮智能材料具有強烈的磁致伸縮效應，電磁/機械能能夠進行逆轉(zhuǎn)換。在智能材料領(lǐng)域中應用前景較為廣闊，該材料可用于大功率超聲器件、聲納系統(tǒng)、精密定位控制等多個領(lǐng)域。
三、智能材料的前景
目前在土木工程領(lǐng)域內(nèi)，智能材料的研究主要在以下三方面的應用研究最受重視：（1）結(jié)構(gòu)健康的實時檢測與監(jiān)控。這主要是指將先進的傳感元件和驅(qū)動元件集成在傳統(tǒng)的土木結(jié)構(gòu)中，利用它們構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)對結(jié)構(gòu)的裂縫、損傷、疲勞、沖擊、缺陷、腐蝕等狀態(tài)進行實時監(jiān)測和控制，以確保重大土木工程結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的安全可靠，降低其維修費用。（2）形狀自適應材料與結(jié)構(gòu)。智能材料的研究與出現(xiàn)不僅可使土木工程設(shè)計人員所期盼的自適應結(jié)構(gòu)的誕生成為可能，而且更重要的是它代表著先進的新型材料與傳統(tǒng)的土木工程設(shè)計人員所期盼的自適應結(jié)構(gòu)的誕生成為可能，而且更重要的是它代表著先進的新型材料與傳統(tǒng)的土木工程結(jié)構(gòu)相結(jié)合這一重大的學科研究發(fā)展方向。自適應結(jié)構(gòu)既具有承受荷載和傳遞運動的能力，同時還兼有檢測（應力、應變、裂縫、損傷、溫度等）、動作（改變結(jié)構(gòu)內(nèi)部應力應變分布和結(jié)構(gòu)外形及位置等）和改變結(jié)構(gòu)特性（結(jié)構(gòu)阻尼、固有頻率、光學特性、周圍電磁場分布）諸多智能功能，因此其應用前景非常廣闊。（3）結(jié)構(gòu)減振抗震抗風降噪的自適應控制。結(jié)構(gòu)的動力響應一直是土木工程設(shè)計中的一個非常重要的問題，特別是對于高層建筑和橋梁等大型土木工程結(jié)構(gòu)的抗震抗風問題更是如此，而智能材料的開發(fā)與應用就可為之提供一個更為有效的新途徑，從而使結(jié)構(gòu)的自適應控制成為可能。目前，雖然智能材料還有這樣或那樣的不足，但是，隨著研究的深入，智能材料的性能將得到進一步的改善。智能材料在許多領(lǐng)域都具有巨大的潛在應用前景，其研究涉及材料科學、化學、力學、生物、微電子技術(shù)、分子電子學、計算機控制、人工智能等學科與技術(shù)。
結(jié)束語
綜上所述，隨著智能材料的廣泛應用，同時元件逐漸向小型化、多功能化及高功率化方向發(fā)展，在建筑結(jié)構(gòu)中復合控制、傳感、驅(qū)動系統(tǒng)及耦合/連接元件，建筑結(jié)構(gòu)將發(fā)展成為主動式智能建筑結(jié)構(gòu)，對于有效利用太陽能、抵御地震、風振等嚴重自然災害影響具有重要作用，為人們工作生活提供更為舒適安全的環(huán)境，對于提高土木工程結(jié)構(gòu)建設(shè)質(zhì)量具有十分重要的意義。
參考文獻
The status and directions for development of building materials in construction projects
（Taihang limited construction group of jiyuan cityZhang yongfeng454450)
Abstract:Since the reform and opening up, the construction industry in China's rapid pace of development, but also led the gradual development of the construction materials market. Describes the construction materials is the material basis of construction works, occupies an important position in the engineering and construction, as well as new building materials in the future development prospects.
Keywords:construction materials;new building materials;significance ;development prospects
中圖分類號：TU5文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）
1 建筑材料的定義及分類
1.1建筑材料的定義
建筑材料是土木工程和建筑工程使用的各種材料的統(tǒng)稱。建筑工程材料的品種多種多樣，性質(zhì)用各不相同，用途也不同，為了便于在工程建設(shè)中應用，工程中從不同方面對其做出分類。
1.2建筑材料的分類
1.2.1按化學組成分類
（1)有機材料:以有機物構(gòu)成的材料，包括植物材料、瀝青材料及合成高分子塑料。
（2）無機材料:以無機物構(gòu)成的材料，包括：金屬材料和非金屬材料。
復合材料:分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等，金屬與有機復合材料。復合材料能夠得到發(fā)展和大量應用，主要原因在于它能夠克服單一材料的弱點，發(fā)揮復合后材料的綜合優(yōu)點，能滿足當代土木建筑工程對材料的要求。
1.2.2按功能分類
（1）結(jié)構(gòu)材料：指構(gòu)成建（構(gòu)）筑物受力構(gòu)件和結(jié)構(gòu)所用的材料，如梁、板、柱、基礎(chǔ)、框架及其它受力構(gòu)件和結(jié)構(gòu)等所用的材料。強度和耐久性是這類材料主要技術(shù)性能指標。
目前所用的主要結(jié)構(gòu)材料有磚、石、水泥砼及兩者的復合物--鋼筋砼和預應力鋼筋砼。隨著工業(yè)的發(fā)展，輕鋼結(jié)構(gòu)和鋁合金結(jié)構(gòu)所占的比例將會逐漸加大。
墻體材料 墻體材料，主要指建（構(gòu)）筑物內(nèi)、外及分隔墻體所用的材料，有承重和非承重兩類。目前粉煤灰砌塊、砼及加氣砼砌磚等大部分墻體材料已經(jīng)在我國使用。此外，還有復合墻板、砼墻板、金屬板材和石板等。
建筑功能材料：主要指負擔某些建筑功能的非承重用材料。如裝飾材料、吸聲和隔聲材料、防水材料采光材料、絕熱材料等。一般來說，建（構(gòu)）筑物的可靠度與安全度，主要決定于由建筑結(jié)構(gòu)組成的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)體系，而建筑物的使用功能與建筑品質(zhì)，主要決定于建筑功能材料。對某一種具體材料來說，它可能兼有多種功能。
2 新型建筑材料
“新型建筑材料”，簡稱新型建材，是區(qū)別于傳統(tǒng)磚瓦、灰砂石等傳統(tǒng)建筑材料的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的新一代建筑材料，新型建材具有輕質(zhì)、高強度、保溫、節(jié)能、節(jié)土、裝飾等優(yōu)良特性。采用新型建材可以使建筑物內(nèi)外更具有現(xiàn)代氣息，滿足人們的審美要求；同時新型建材還可以顯著減輕建（構(gòu)）筑物的自重，推動了建筑施工技術(shù)現(xiàn)代化，大大加快了建筑業(yè)的發(fā)展。新型建筑材料主要包括新型墻體材料、新型防水密封材料、新型保溫隔熱材料和裝飾裝修材料四大類。
3 建筑材料在工程建設(shè)中的重要性
建筑材料是土木工程建（構(gòu)）筑物的物質(zhì)基礎(chǔ)。土木工程的建設(shè)涉及到人類活動的方方面面，例如生活、生產(chǎn)、教育、醫(yī)療、宗教等很多方面。而所有建（構(gòu)）筑物都是由建筑材料構(gòu)成，建筑材料的數(shù)量、品質(zhì)、種類、規(guī)格、性能、經(jīng)濟性直接影響或決定著建筑結(jié)構(gòu)的形式、建筑物的造型以及建筑物功能、適用性、藝術(shù)性、堅固性、耐久性及經(jīng)濟性等，并在一定程度上影響著建筑材料的運輸、存放及使用方式，也影響著建筑施工方法。
建筑工程中許多技術(shù)的突破，往往依賴于建筑材料性能的改進與提高，材料的性能和質(zhì)量對建（構(gòu)）筑物的使用性能影響極大，而新材料的出現(xiàn)又導致了工程建筑設(shè)計、工藝的新突破，也使建（構(gòu)）筑物的功能、適用性、藝術(shù)性、堅固性和耐久性等得到進一步的改善。隨著現(xiàn)代化建筑向高層、大跨度、節(jié)能、美觀、舒適的方向發(fā)展和人民生活水平、國民經(jīng)濟實力的提高，研究和開發(fā)新型建材已成為必然趨勢。如鋼材和混凝土的出現(xiàn)造就了鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，使得高層建筑和大跨度建筑成為可能；輕質(zhì)材料和保溫材料的出現(xiàn)對減輕建（構(gòu)）筑物的自重、提高建（構(gòu)）筑物的抗震能力、改善工作與居住環(huán)境條件等起到了十分有益的作用，并推動了建筑節(jié)能的發(fā)展；新型環(huán)保裝飾材料的出現(xiàn)使得建（構(gòu)）筑物的造型與建筑物的內(nèi)外裝飾煥然一新，生機勃勃。建筑材料的用量很大，其經(jīng)濟性直接影響著建（構(gòu)）筑物的造價。因此，建筑材料是加快建筑業(yè)發(fā)展的一個重要因素。
4 新型建筑材料的發(fā)展前景
隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展、社會的不斷進步，人類對生活環(huán)境的質(zhì)量的要求越來越高，建筑材料越來越顯示出其重要地位，同時新型建筑材料也相繼產(chǎn)生。
我國新型建材工業(yè)是伴隨著改革開放的不斷深入而發(fā)展起來的，經(jīng)過20年的發(fā)展經(jīng)歷了從無到有、從小到大的發(fā)展過程。隨著經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，新型建筑材料迅猛發(fā)展，創(chuàng)造了良好的機遇和廣闊的市場。
近年來，新型墻體材料保溫絕熱材料及新型建筑材料在內(nèi)的新型建材取得了較快的發(fā)展，建筑所使用的材料和技術(shù)逐漸成熟，新型建筑材料的市場空間也將越來越大。與此同時，隨著新農(nóng)村建設(shè)的深入推進，新型建筑材料在農(nóng)村也找到了廣泛的市場，據(jù)統(tǒng)計，目前我國農(nóng)村民用建筑面積占全國總建筑面積的60%以上，這就意味著新型建筑材料在農(nóng)村具有極為廣闊的推廣空間。
總之，未來20年仍將是我國經(jīng)濟的高增長時期，預計到2020年，中國還將建設(shè)300億平方米建筑，新型建筑材料作為建筑材料工業(yè)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式的戰(zhàn)略重點，具有廣闊的發(fā)展前景。
5 結(jié)語
由于建筑材料用量大，以及建筑材料的生產(chǎn)、使用對地球資源消耗和環(huán)境污染造成的影響是巨大的，所以發(fā)展綠色新型建筑材料是必然趨勢，每個國家都應該朝著這個方向發(fā)展，努力開發(fā)新型健康建筑材料。新型建筑料材不僅能從很大程度上減少對環(huán)境污染和資源浪費，形成一個良好生態(tài)循環(huán)過程，而且能取到很好的經(jīng)濟效益，更為重要的是，這也是一條可持續(xù)發(fā)展的正確路線。
6 參考文獻
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一、復合材料成型工藝的概述
根據(jù)復合材料的使用情況來看，質(zhì)量較好的復合材料，性能、可設(shè)計性等都比較好，可以在醫(yī)療、化工等行業(yè)中得到合理應用。一般在進行復合材料的成型工藝生產(chǎn)時，需要對制品的尺寸、性質(zhì)、表面質(zhì)量等給予高度重視，才能確保材料可以按照預設(shè)好的要求進行合理設(shè)置，從而保證制品的整體性能。通過上述操作，結(jié)合面、增強材料能夠很好的結(jié)合在一起，并將揮發(fā)出來的氣體排出，最終有效降低制品的孔隙率。但是，受到操作技能、操作人員專業(yè)水平等多種因素的影響，復合材料成型工藝生產(chǎn)過程會出現(xiàn)很多問題，大大降低制品的質(zhì)量、性能等。所以，根據(jù)制品的情況，做好生產(chǎn)前的準備工作，選擇合適的工藝、設(shè)備等，才能真正降低生產(chǎn)陳本，最終滿足各行業(yè)的發(fā)展需求。
二、常見的幾種復合材料成型工藝
對復合材料成型工藝進行全面分析發(fā)現(xiàn)，其與制品的使用效果、生產(chǎn)水平等有著直接聯(lián)系，因此，必須根據(jù)制品的實際情況，選擇最合適的復合材料成型工藝，才能達到制品的預期效果。目前，最常見的幾種復合材料成型工藝有如下幾種：
（一）模壓成型工藝
通常情況下，模壓成型工藝是在預先加熱過的模具內(nèi)放入已經(jīng)處理好的模壓材料，然后將比較合適的壓力施加到模壓材料上，以確保模具內(nèi)腔充滿有模壓材料，從而在一定溫度下使模壓材料被固化，最終將固化后的制品從模具內(nèi)部取出，并進一步進行加工。在整個生產(chǎn)過程中，很多因素都會給制品的質(zhì)量帶來不良影響，其中，壓制工藝產(chǎn)生的影響最大。目前，模壓成型工藝有著生產(chǎn)效率快、尺寸非常精確、可大量生產(chǎn)、表面光滑與整潔等多種特點，因此，在中小型復雜制品的生產(chǎn)上非常適用。但是，模具的設(shè)計、制造都有著較強復雜性，第一次進行模具制造需要較高的投資，并且，在受到設(shè)備限制的情況下，只能制作出比較小型的模具。在先進技術(shù)不斷推廣的現(xiàn)代社會中，增強材料大部分變成了長短纖維，基礎(chǔ)性材料基本上是熱塑性、熱固性樹脂，從而促進上述符合材料模壓成型工藝不斷發(fā)展，不但可以提高制品的性價比、生產(chǎn)效率，還能減少環(huán)節(jié)污染，其中，樹脂傳遞技術(shù)是非常重要的一種模壓成型技術(shù)，在滿足汽車、航天等多個領(lǐng)域的需求上有著重要影響。
（二）擠壓成型工藝
在實踐應用中，復合材料的擠壓成型工藝是指在牽引結(jié)構(gòu)拉力的作用下，將浸泡過樹脂膠液的、連續(xù)的纖維束制作成產(chǎn)品的過程，通常是在固化爐或模具中固化，以將復合材料連續(xù)引。通常情況下，這種擠壓成型工藝有著產(chǎn)品穩(wěn)定性強、工藝控制較容易、生產(chǎn)效率較高的特點，但是，制品的橫向強度很弱，不能輕易中斷生產(chǎn)過程，生產(chǎn)設(shè)備有著較強復雜性，生產(chǎn)型材是限定的。隨著社會不斷發(fā)展，復合材料的擠壓成型工藝有著新的發(fā)展，其制品的性能得到了有效提高，不但具有一定可設(shè)計性，還能滿足更多行業(yè)的發(fā)展需求。
（三）纏繞成型工藝
從1946年纖維纏繞技術(shù)被注冊開始，這項技術(shù)在導彈頭錐、壓力容器、發(fā)動機殼體等多種產(chǎn)品的制造上得到了廣泛應用，從而在社會不斷發(fā)展的過程中，其成為了聚合物基復合材料的重要成型工藝。一般情況下，纏繞成型工藝是指將已經(jīng)浸膠過的增強材料，按照相關(guān)規(guī)律在芯模上進行纏繞，待其固化后成為制品。因此，通過纏繞成型工藝制作出來的制品，纖維可以伸直，并能按照相關(guān)規(guī)律進排列，從而將纖維的強度充分發(fā)揮出來。所以，通過纏繞成型工藝制作出來的產(chǎn)品，有著較強的比剛度、比強度，其選擇的材料大部分是纖維和布帶，而纖維基本上玻璃纖維，再者是碳纖維和芳綸纖維。在自動控制技術(shù)不斷推廣的情況下，纖維纏繞已經(jīng)發(fā)展到纖維鋪放，其制品可以是回轉(zhuǎn)體、表面呈現(xiàn)凹凸狀，也可以是有很大曲率變化的產(chǎn)品，對于擴大纖維力學設(shè)計的自由度有著重要影響。
結(jié)束語：
綜上所述，在社會、經(jīng)濟快速發(fā)展和不斷變化的情況下，復合材料的成型工藝正在快速向著自動化、智能化、現(xiàn)代化方向前進，在一定程度上促進復合材料成型工藝不斷創(chuàng)新。因此，復合材料構(gòu)件生產(chǎn)自動化、快速固化技術(shù)等的推廣，給復合材料成型工藝不斷發(fā)展提供了重要支持，對于促進各行業(yè)更好發(fā)展有著極大作用。
參考文獻
1、基本公交經(jīng)營固定線路，多元化公交可以讓乘客自行決定公交行駛路線，并實行“一人一座，一站直達”。差異性體現(xiàn)在定制公交線路以及市民出行便利性，使群眾避開公交轉(zhuǎn)乘等問題，節(jié)約大量時間。如商務大巴、旅游巴士、高峰快巴。
2、對公共交通進行宏觀控制，負責公共交通法規(guī)體系建設(shè)和相關(guān)政策法規(guī)的出臺，提供公共交通政策扶持和財政扶持，負責對公共交通市場的管制，決策和審批公共交通重點項目建設(shè)，指導、監(jiān)督公共交通各部門管理工作，積極引導群眾公共交通觀念；對公交企業(yè)執(zhí)行低票價、減免票、承擔政府指令性任務以及經(jīng)營冷僻線路進行政策性補助。
3、建立健全相關(guān)管理制度，加強公共交通的決策執(zhí)行、運營服務、資金使用等事項。比如制定公交客運成本費用評估機制、公交企業(yè)運營成本公開制度和以群眾滿意度為主要評價指標的綜合考核制度等，將有利于對公共交通管理者和經(jīng)營者行為的規(guī)范和約束，從而建立相互協(xié)調(diào)、相互監(jiān)督的新型交通行業(yè)的管理格局。
4、我縣目前還沒有多元化公交，還沒有制定相應的政策。
5、鼓勵城市公交根據(jù)市場需求開展定制服務，優(yōu)質(zhì)優(yōu)價，實行市場調(diào)節(jié)價；加強公共交通發(fā)展規(guī)劃，建立健全公共交通管理法律法規(guī)體系，推行“公交市場化改革”，建立競爭機制，引進外部資金參與公交運營，使投資渠道多元化，經(jīng)營方式多樣化。
6、鑒于我縣實際情況，縣城框架較小，部分道路較窄，群眾出行多以摩托車、電動車以及私家車等交通工具為主，若由多家公交企業(yè)經(jīng)營基本公交和多元化公交明顯不符合實際。因此，若要推廣多元化公交，我縣應由一家公交企業(yè)同時經(jīng)營基本公交和多元化公交，將有利于公交發(fā)展，若由多家公交企業(yè)經(jīng)營，多元化公交可能會影響到基本公交運行的秩序。
7、地方政府應當完全承擔城市公交保障責任。由于城市公交具有公益屬性，運營中因低票價、減免票、承擔政府指令性任務以及經(jīng)營冷僻線路出現(xiàn)虧損的，應當由地方政府承擔城市公交保障責任；建立健全公交運營虧損補貼機制，厘清財政補貼能力與公交水平關(guān)系，結(jié)合當?shù)刎斦肮贿\營虧損程度，進行適當補貼，并將公交運營虧損補貼納入年度財政預算；同時，根據(jù)公交運營狀況，進行年度考核，考核合格才發(fā)放補貼。
8、（一）具有企業(yè)法人營業(yè)執(zhí)照；（二）具有符合運營線路要求的運營車輛或者提供保證符合國家有關(guān)標準和規(guī)定車輛的承諾書；（三）具有合理可行、符合安全運營要求的線路運營方案；（四）具有健全的經(jīng)營服務管理制度、安全生產(chǎn)管理制度和服務質(zhì)量保障制度；（五）具有相應的管理人員和與運營業(yè)務相適應的從業(yè)人員；（六）有關(guān)法律、法規(guī)規(guī)定的其他條件。車公司給消費者造成侵權(quán)損害的，以公司名義承擔對消費者的侵權(quán)損害賠償責任；互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)不能提供車公司的真實名稱、地址和有效聯(lián)系方式的，消費者被侵權(quán)時可要求互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進行賠償，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)明知或應知車公司利用其平臺侵害消費者合法權(quán)益的，未采取必要措施的，對車公司給消費者造成的侵權(quán)承擔連帶責任。
二、公交企業(yè)
1、與傳統(tǒng)公交不同，“多元化”公交可以讓乘客自行決定公交行駛路線，并實行“一人一座，一站直達”。這樣不僅使乘客出行更加方便，而且避開公交轉(zhuǎn)乘等問題，節(jié)約了大量時間。
2、我縣公交發(fā)展中存在的問題：1、費用成本高，收不抵支。由于受到縣城條件的限制，客源不足，燃油價格及司機工資不斷上漲，老年人、殘疾人享受免費乘車的優(yōu)惠政策（據(jù)了解，我縣有關(guān)部門發(fā)放了殘疾軍人、退休人員等證件有4000多張，都屬于免費乘車范圍），加上票價低等原因，導致收支嚴重失衡。2、燃油補貼逐年遞減，影響公交正常運行。加大政府扶持力度，增加財政補貼是城市公交健康、可持續(xù)發(fā)展的根本途徑。但隨著我縣城市化進程的加快，縣城公共交通的發(fā)展，而財政補貼并未隨著成本的加大而加大政策扶持力度。
3、鼓勵多元化 但須切合實際。目前，各城市都在進行公交升級，推行多元化交通服務。但值得注意的是，尋找適合該城市的交通服務體系才是關(guān)鍵所在?！肮环彰嫦虻氖菑V大市民，而這種定制公交可能會影響到現(xiàn)有公交運行的秩序。另外，這種措施對于公交服務并不算發(fā)達的地方而言，很容易造成運力資源的浪費。
4、“城市中推行何種形式的公交服務，需要看該城市的發(fā)達程度。以我縣例，我縣不算發(fā)達，整體客流量小，公交的空置率也很大，且當?shù)厝司べY只有2000元左右，消費不起高端的公交服務。公交多元化是值得鼓勵的，但不是在每個地區(qū)都適用，由于我縣縣城框架較小，部分道路較窄，加上群眾平時上班也就10多分鐘的路程，因此建立定制公交要因城而異。
關(guān)鍵詞：材料工程；培養(yǎng)模式 ；專業(yè)學位；行業(yè)導向
中圖分類號：G6420；TB3文獻標志碼：A文章編號：
10052909（2017）01006904
一、背景分析
為適應我國經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展對高層次應用型專業(yè)人才的迫切需要， 2009 年 3 月 11 日，教育部下發(fā)《教育部關(guān)于做好 2009 年全日制專業(yè)學位碩士研究生招生計劃安排工作的通知》（教發(fā)[2009]6號），明確了“擴大招收以應屆本科畢業(yè)生為主的全日制碩士專業(yè)學位范圍，開展全日制碩士專業(yè)學位研究生教育，積極發(fā)展具有中國特色的專業(yè)學位教育”的政策。由此，標志著我國碩士研究生教育開始以培養(yǎng)學術(shù)型人才為主向以培養(yǎng)應用型人才為主的重要轉(zhuǎn)變。
重慶大學是一所以工科為主的高校，是1997年全國首批開展工程碩士教育的11所高校之一。學校自獲批開展在職人員攻讀工程碩士學位教育以來，為社會各行業(yè)培養(yǎng)了大批高層次的應用型專門人才。學校一直注重對工程碩士研究生教育發(fā)展與改革的探索，積累了較為豐富的在職工程碩士培養(yǎng)經(jīng)驗。2009年全日制專業(yè)學位研究生的招收，改變了專業(yè)學位原有的生源結(jié)構(gòu)，使工程碩士專業(yè)學位有了新的發(fā)展。
2009年起，重慶大學材料科學與工程學院開始在材料工程領(lǐng)域招收以應屆生為主的全日制工程碩士研究生，因全日制與非全日制工程碩士在招生生源、培養(yǎng)目標、培養(yǎng)方式等各方面均有所區(qū)別，原有的經(jīng)驗與模式并不能完全適應全日制工程碩士的培養(yǎng)。同時，全日制專業(yè)學位與傳統(tǒng)的學術(shù)學位在培養(yǎng)目標、培養(yǎng)模式、授予學位的標準等方面均有所差異，因此學術(shù)學位碩士研究生的培養(yǎng)體系和實踐經(jīng)驗也不能滿足全日制工程碩士培養(yǎng)要求。根據(jù)《教育部關(guān)于做好全日制碩士專業(yè)學位研究生培養(yǎng)工作的若干意見》《關(guān)于深化研究生教育改革的意見》，材料科學與工程學院以學校研究生教育綜合改革為契機，圍繞提高培養(yǎng)質(zhì)量的主線，以服務經(jīng)濟社會與行業(yè)發(fā)展需求為宗旨，開展了以行業(yè)發(fā)展為導向的材料工程領(lǐng)域工程碩士教育系列改革與實踐。
二、確定以行業(yè)發(fā)展為導向的人才培養(yǎng)目標
材料科學與工程作為研究材料組成、結(jié)構(gòu)、制備、合成、測試、表征、性能、應用及其關(guān)系的基礎(chǔ)科學，在工業(yè)、航空、國防等領(lǐng)域發(fā)揮著基礎(chǔ)性作用。重慶大學材料科學與工程專業(yè)是我國最早成立的材料專業(yè)之一。學院建立了國家鎂合金材料工程技術(shù)研究中心、工程材料實驗教學國家級示范中心、國家級國際聯(lián)合研究中心、國家儀表功能材料研究中心（共建）、重慶市輕金屬科學與技術(shù)實驗室、重慶市新型建筑材料與工程重點實驗室、重慶市模具工程技術(shù)研究中心等科研基地，承擔了大批國際科技合作項目和國防科技項目。同時，在材料工程領(lǐng)域多個方向形成了具有特色的師資隊伍，與600多家行業(yè)龍頭、骨干企業(yè)建立了長期、o密的產(chǎn)學研合作關(guān)系。因此，在全日制材料工程領(lǐng)域的工程碩士人才培養(yǎng)探索與改革中，應依托已經(jīng)形成的教育資源體系，充分發(fā)揮合作企業(yè)在協(xié)同培養(yǎng)中的作用，體現(xiàn)服務經(jīng)濟社會與行業(yè)發(fā)展需求的宗旨。
培養(yǎng)目標即研究生的培養(yǎng)方向及培養(yǎng)活動結(jié)束后研究生所應達到的基本要求，培養(yǎng)目標是整個培養(yǎng)活動的出發(fā)點，在研究生培養(yǎng)模式中起導向作用[1]。材料工程領(lǐng)域全日制專業(yè)學位碩士研究生的培養(yǎng)目標是：面向經(jīng)濟社會發(fā)展主流行業(yè)人才需求，培養(yǎng)滿足行業(yè)對知識、能力與綜合素養(yǎng)要求的應用型高層次工程技術(shù)和工程管理人才。
三、以行業(yè)發(fā)展為導向的培養(yǎng)模式及實現(xiàn)途徑
根據(jù)學校專業(yè)學位碩士教育改革中提出的以知識、能力、素養(yǎng)三要素為核心的培養(yǎng)標準[2]，邀請主流材料行業(yè)企業(yè)專家全程參與材料工程領(lǐng)域培養(yǎng)方案的制訂與論證，校內(nèi)專家和企業(yè)專家共同探討從事該行業(yè)應該具備知識、能力和素養(yǎng)的核心內(nèi)容，分別構(gòu)建了知識模塊、能力模塊、素養(yǎng)模塊及其對應的實現(xiàn)途徑，形成了材料工程領(lǐng)域全日制專業(yè)學位碩士研究生培養(yǎng)模式（見圖1）。
（一）知識模塊主要內(nèi)容及實現(xiàn)途徑
基礎(chǔ)知識包括外語、數(shù)學、政治等公共基礎(chǔ)課程，由學校統(tǒng)一組織開設(shè)。專業(yè)知識包括材料工程領(lǐng)域應掌握的基本專業(yè)理論知識和應用性的技術(shù)方法、研究工具的理論知識。行業(yè)知識主要通過外聘行業(yè)專家采用課程、專題講座等形式講授行業(yè)前沿、行業(yè)規(guī)范、行業(yè)標準等。
在改革實踐中，學校遵循“請進來、走出去”的原則，致力于建設(shè)一支專兼職相結(jié)合、校內(nèi)外相結(jié)合、實踐經(jīng)驗豐富的師資隊伍?！罢堖M來”即聘任企業(yè)專家以專兼職形式參與培養(yǎng)管理過程，通過設(shè)立外聘教師的專項經(jīng)費，制定相應的人事政策等將外聘教師納入學校師資隊伍整體建設(shè)規(guī)劃，同時以制度形式明確外聘教師的責任權(quán)利，保障外聘師資隊伍的長效性、穩(wěn)定性。學校實施“青年教師工程素養(yǎng)培訓計劃”，選派校內(nèi)導師深入企業(yè)接受一年工程培訓，成立教師發(fā)展中心，加強校內(nèi)教師的培訓、規(guī)劃與發(fā)展。
