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范文一：新型材料的应用
新型材料的应用
除了我们平时用惯了的各种传统材料外，科研人员也会积极地开发研究各种新型材料，新型材料就是的性能明显比传统材料高或产生新功能的材料。
在标牌广告牌制作方面，我们蜜蜂标牌有时也会采用新型材料来制作，下面就由小编来给大家讲解一下新型材料的应用吧。
1.反光喷绘布
反光喷绘布主要运用于跨路桥广告牌、灯柱旗、道路立柱旗、工地围板广告、楼宇施工架广告、擎天柱广告牌、超大灯箱、吸塑灯箱、广告标贴、车身广告、树屏风广告等。
在道路交通安全用品上运用于临时施工标牌、道路标志牌、防撞桶、路锥、车身反光标志等。
反光喷绘具有独特的反光性能，，在夜间不需要内置灯源或外置灯源，通过反射过往车辆自身发出的光就能达到和内外置灯源一样的可见效果。使用普通的喷绘布广告，只有白天才有可见的广告效果，晚上的可见性极低，根本起不到广告的作用，而晶彩铬白天与普通喷绘布一样，但是其晚上可以通过反射过往车辆发出的灯光达到高强度、远距离的可见效果，从而使广告在白天和黑夜具同样的广告效果。
2.发光地贴膜
发光地贴膜是用于地面广告的材料。根据客户需要制作成各种地面和墙面标识中的广告图案及LOGO标识。发光地贴膜色彩丰富，永不褪色，使用寿命明显优于无防布等产品。
它适用于混泥土、水泥、大理石等各种路面及各种涂料的墙面。如各种展馆、运动场馆、机场、超市、广场、工厂、停车场、各种户外道路等地面吸塑灯箱、广告牌、地面警示牌、地面警示贴。。反光地铁摸预成型制作，安装简便，快捷，无常用规格，可根据客户提供的内容规格定制。
3.墙体广告喷绘纸
墙体广告喷绘纸不仅可以直接由喷绘机喷出鲜亮的字体，而且还能喷出任意想要的美丽画面。适于制作大型墙体广告，如农村计划生育、党建知识、生态文明、精品不锈钢字、及产品宣传推广的小版块广告。墙体广告喷绘纸比普通喷绘布成本低许多，不用做任何支架，不易被撕裂破会，不易被普通涂料广告覆盖，施工方便，工作效率高。
在施工时先用普通白乳胶涂匀墙面，然后把喷绘纸粘贴到上面即可。大型画面可任意横向或纵向拼接，贴好后具有色彩艳丽，图案清晰，不怕风吹、日晒、雨淋，撕不掉，不易被涂料覆盖等优点，成为今后墙体广告的发展方向。
4.亚金胶片
亚金胶片适合制作不锈钢发光字、数码婚纱写真照片、广告写真、高档标牌证卡、玻璃装饰画、工艺礼品、工艺拉
花、圣诞装饰树、茜草、喜庆用品、餐饮饰品、工艺礼品包装、复合包装材料、高档包装盒、贺卡、装饰面材、舞台橱窗装饰等。
各式各样的新型材料在不同的领域有着不同的用处，它方便了我们的生产和生活，为我们的创造出了多样性的生活。
范文二：浅谈新型材料的应用
综述与交流
【文章编号】１６７３－００３８（２０１３）０９—０３３６－０２
一■目蒜窿
２０１３年３月
浅谈新型材料的应用
胡元辉
（合肥市建设工程监测中心有限责任公司
安徽合肥２３００００）
摘要：随着科学技术的进步，新型的材料已广泛应用于建筑领域，其范围包括墙体保温材料，墙体砌筑材料，以及防水材料等等。这些材料的应用要求我们在施工技术上必须做到同步提升才能使新型材料发挥最大的质量。本文作者从事多年建筑材料研发工作，在这里结合自己的实际工作经验谈谈新型建筑材料的应用。
关键词：种类；应用
引言’
进些年来建筑企业间的竞争越来越大，人们对建筑的质量要求越来越大。新型建筑产品的应用对提高建筑质量，降低施工成本有着明显的效果，但是很多施工企业虽然应用了新型材料但对新型材料施工技术却缺乏实际经验，常常造成质量问题通病。所以对新技术、新材料、新工艺的普及和推广是势在必行的。
目前我国已研发的新型材料有，新型保温隔热材料、新型墙体材料、新型防水密封材料等我们下面对以上材料进行下介绍
更加严格，在隧道、桥梁、水利、工民建等行业都提出了高质量防
水材料的要求。我国的建筑防水材料发展十分迅猛。纸胎油毡已
经不在是防水材料的唯一选择。目前常被应用的防水材料主要有沥青油毡、改性沥青油毡、高分子防水材料、建筑防水材料以及密封材料、和刚性防水材料等产品。在国内防水市场中已经行成了完整的门类齐全、产品规格档次相配套，工艺水平以相当完整的工艺水平，我国的防水材料已经达到国际水平。
４新型建筑材料的应用
以上我们对我国目前所需的新型材料进行了总结，下面我们着重选择轻质墙体材料和ＵＰＶＣ水管这两种材料进行其具体的应用分析：
１新型墙体材料
新型墙体材料在我国发展不仅快而且种类繁多。主要种类有砖、块、板、粘土空心砖、建筑砌块、复合板等。但是数量在整个墙体材料中所占比仍然偏小。只有根据实际情况进行因地制宜的发展才能改变墙体材料的产品结构。本着节能、低碳、环保的目的，经过多年的研制和发展我国的墙体材料研制已经开始进行多种类发展的道路，形成了以块、板为主的墙材体系。如混凝土空心砌块、纤维水泥板、石膏板等多种材料。但是技术含量高的复合板和轻板的产量还很小于发达国家的应用相比差距还很大。限制新型墙体材料的发展的原因还有一点就是对传统粘土砖的控制力度不够，由于缺乏具体对土地资源的保护，导致粘土砖一直占据着墙体材料市场，在加上粘土砖价格低廉所以没有任何一种墙体材料能与之竞争。
４．１轻质墙体材料
混凝土空心砌块和加气混凝土空心砌块是目前在我国大范围使用的新型多功能墙体材料。它本身的重量只为同体积粘土砖的１／３，而且导热系数为粘土砖的ｌ，５，还有就是新型墙体材料具有超强的保温效果，２００ｒａｍ厚的加气混凝土砌块墙体就相当于７００ｒａｍ厚的普通粘土砖的热阻，它本身的防水隔音效果都远远强于传统粘土砖。混凝土空心砌块的自身重量很小，对减少建筑物自重有着很大的帮助，而且提高运输效率。在进行砌筑的同时混凝土砌块不需要砍断和敲碎，并且能保证每个工人每天砌筑２００块，其工作量等同于同等粘土砖１９２３块，直接提高工人工作效率３０％以上。同时混凝土砌块的几何尺寸要大于普通粘土砖８倍左右，这就使在砌筑中对水泥砂浆的节省可以提高到５０％。如果将同等体积的混凝土空袭砌块应用到建筑上可以凭借其隔音、保温、的性能提高建筑使用面积４％左右。有助于建筑企业经济效益的提高。
轻质墙体在进行粉刷、抹面的时候容易出现很多质量通病。这些问题会对后续的装饰工程带来巨大的危害。为了有效对轻质墙体的质量问题进行控制就要在施工前采取以下措施：
（１）在施工前要将墙面充分抹湿，而且要使砂浆充分的水化，硬化，防止应力开裂。
（２）在进行填充墙施工时要将最下层三批砖先进行砌筑，等到强度达到标准昵时在进行下部工序。
（３）如果外窗下为空心砖墙时，应将窗台改为不低于ＣＩＯ的细石混凝土，以防止窗台下边开裂。柱与填充墙的接触处，也是裂缝经常出现的部位，粉刷前应在墙体与混凝土交接处加钉钢丝网片，每道宽１５～２０ｃｍ。
轻质墙体体砖的缺点也是我们在实际施工中需要注意的，由
２新型保温隔热材料
我国目前的保温隔热材料市场发展比较健全，而且对保温材料的更新替代以经形成完整的技术体系。保温材料在国外的应用占新型材料主要产量。但目前我国建筑市场发展不够健全，产量还不大。我国新型保温材料的生产管理水平还需要提高。近年’来我国通过研究已经取得了玻璃棉、泡沫塑料、膨胀珍珠岩、矿物棉、耐火纤维、硅酸钙绝热制品的生产技术。但是由于我过保温材料起步很晚，总体的技术水平与国际上相比还有很大的欠缺，在建筑上大范围的普及使用还有有待完善。我国对保温材料市场还需要严格的控制手段，要避免供大于求的现象，要达到供销平衡，才是我我国新型保温材料健康发展的正确方向。
３新型防水密封材料
防水材料一直是建筑材料市场的重要功能性材料，是组成建筑工业材料的重要组成部分。随着社会的发展，我国建筑行业对工业与民用建筑的防水材料要求越来越高。而且对环保要求也
?３３６?
【文章编号】１６７３枷３８（２０１３）０９—０３３７—０２
城市垃圾分类回收及综合治理探讨
胡辉军
（广州恩华特环境技术有限公司广东广州５１０６１０）
摘要：据有关数据显示，我国是世界上受垃圾问题困扰程度最大的国家之一，随着全球气候的不断升温。生态环境的
恶化，人民开始越来越注重环保，在我国由于人口众多，每天都在产生很多的垃圾，如何对这些垃圾进行高效回收与处理．
我们对其进行了一些研究，希望能够帮助有需要的人。
关键词：城市垃圾；收集与处理方法；问题探宄
我国是发展中国家，由于其人口繁多，分布密集，产生了很严
（３）在我们的生活中，经常会有报废了的金属、纸质材料等，这些物质中拥有很多的有用成分，我们可以利用相关的技术，充分利用这些资源。
重的垃圾问题，该问题严重影响了我们生活的环境，破坏生态平
衡，如何对这些垃圾进行有效的处理，成为了当今世界的难题，针对该问题，我国还没有得出适合它的方法，在这篇文章中，我们从多个角度对其进行了分析。
２目前所使用的一些方法
２．１将垃圾进行焚烧
目前我国广泛运用方法就是将所有的垃圾聚集在一起进行焚烧，焚烧是在高温状态下进行工作的，使垃圾中的可燃物进行分解，它所产生的高温气体可以用到日常的供暖设施中，但是，
１垃圾的种类
（１）在我国大多数的垃圾是由家庭生活中创造的，怎样对这些垃圾进行有效的处理，使其可以再生利用成为我们所要研究的一个重要方向。我们可以通过在生物和化学方面的新型技术对其进行腐化处理，使其可以变成农业生产过程中所需的农资，该方法快速、有效，目前在一些发达国家得到广泛的应用。
（２）城市在建筑过程中产生的垃圾。这种垃圾的处理方法也比较简单，我们可以通过相关的处理方法将其进行高温加热、粉碎等过程使其最后成为建筑工作过程中所需的材料，除此之外，它还以与其它的材料进行混合继而加工成其它的高质量的建筑材料。除了建筑，它也被广泛的应用与公路建设中。
我们必须意识到，在这些气体中存在很多的有害气体。
２．２将垃圾堆肥化
该种方法利用土质中的有关成分对垃圾进行分解，它能够将垃圾中的有用成分经其加工处理后形成养分，变废为宝，既可以实现对垃圾的处理，还能够充分的利用其中的有用资源，达到我们希望的目标，但是，生活中我们产生很多的垃圾，各种垃圾放在一起会破坏其中的有养成分，因此，该方法也不是最好的方法。
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于大部分轻质砖的制作原料都是由工业废料加工而成的所以其自身的材料力学性能就比较差，例如原材料的导热和强度之间存在差异，这就造成在环境温度变化较大的同时，在砌体表面就形成了拉力和压力，这有可能导致墙灰面出现开裂和空鼓的现象。所以在进行砌体墙面平整、接缝、管线槽封堵等工序的时候，要根据检测报告制定相应的施工技术方案。
４．２
缩问题及立管连接不产生伸缩应力，伸缩节的设置部位及设置的间距必须符合规范要求。
５结束语
如何加大对新型材料的应用一直是我们所要分析的问题。我们要在根本上对传统材料的生产进行控制，才能有效的对新型材料的使用起到推动作用。新型材料对节省施工成本，提高施工质量有着显著的效果，虽然目前很多产品价格还高于传统材料，但是在低碳、节能、环保的角度上来看还其收益还是远远高于传统材料的。我们在实际施工中要做好对新型材料的技术支持是十分必要的。只有在施工技术和材料选择上同步提高才能更好的促进我国新型材料的发展。
参考文献
ｆ１１李兴仁．关于新型建筑材料的对话们．建材发展导向，１９８０（０４）．
ＵＰＶＣ水管
ＵＰＶＣ排水管的应用聚氯乙烯（ｕＰｖＣ）塑料管与铸铁管相比
具有重量轻、耐酸耐碱、阻流小、不结垢，价格便宜、运输和安装轻便、表面不用涂漆等优点，在正常的条件下作为建筑排水管于户外使用，寿命可达４０年以上。是取代铸铁管的理想的排水材料。
但由于ＵＰＶＣ排水管与铸铁管相比，存在机械强度低，抗老化性能差，线性膨胀系数大等缺点，故在施工中必须加以注意：（！）ＵＰＶＣ管不得暗设，也不得半明半暗安装，以防止挤压破裂引起渗漏。（室）ＵＰＶＣ管耐热性能差，故安装时不得穿越烟道，同时与家用灶具边的净距应大于４００ｒａｍ。③为防止断裂变形，影响排水
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『３１徐陈，辛威．浅谈新型建筑材料的应用．建材发展导向，２０１１（２）．ｆ４１杨金铎．浅谈新型建筑材料的发展与应用．北京建筑工程学院学报，１９９６
（０１）．
效果，ＵＰＶＣ管不得穿越建筑物沉降缝。④因其外壁受环境影响
会产生凝结水，管子不宜穿越储藏室，以免影响使用功能；冬季
施工时，应采用防寒防冻措施，以保证胶粘剂的粘结质量。⑤由
于ＵＰＶＣ管的线性膨胀系数比铸铁管要大得多，为解决管道的伸
『５惆强．新型节能型建筑材料的发展方向．现代经济信息，２００９（０１）．
『６１迟建生浅谈新型建筑材料的使用与发展趋势．林业科技情报，２００９（０３）．
．３３７?
浅谈新型材料的应用
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
胡元辉
合肥市建设工程监测中心有限责任公司 安徽合肥230000建材与装饰
Construction Materials & Decoration2013(9)
1.李兴仁 关于新型建筑材料的对话 1980(04)
2.俞力彦;赵芳 浅谈新型建筑材料应用中的几个问题[期刊论文]-江西建材 2009(01)3.徐陈;辛威 浅谈新型建筑材料的应用[期刊论文]-建材发展导向 2011(02)4.杨金铎 浅谈新型建筑材料的发展与应用 1996(01)
5.周强 新型节能型建筑材料的发展方向[期刊论文]-现代经济信息 2009(01)6.迟建生 浅谈新型建筑材料的使用与发展趋势[期刊论文]-林业科技情报 2009(03)
引用本文格式：胡元辉 浅谈新型材料的应用[期刊论文]-建材与装饰 2013(9)
范文三：神奇的新型材料
我们每个人都有使用铅笔的经历，但几乎没有人意识到当我们用铅笔在纸上留下字迹的同时也不知不觉地制造出了很有可能在不久的将来改变人类生活的新材料。这种目前在科学界最热门的材料就是石墨烯。顾名思义，石墨烯与石墨有紧密的联系。我们知道，石墨是一类层状的材料，它是由一层又一层的二维平面碳原子网络有序堆叠而形成的。由于层间的作用力较弱，因此石墨层间很容易互相剥离，形成薄的石墨片，这也正是铅笔能在纸上留下痕迹的原因。这样的剥离存在一个最小的极限，那就是单层的剥离，即形成厚度只有一个碳原子的单层石墨，这就是石墨烯。但长久以来，科学家们从理论上一直认为这种纯粹的二维晶体材料是无法稳定存在的，一些试图制备石墨烯的工作也均以失败而告终。直到2004年，英国曼彻斯特大学的A. Geim教授及其合作人员凭借极大的耐心与一点点运气终于如大海捞针般首次发现了石墨烯。他们采取的手段与铅笔写字有异曲同工之妙，即通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小，最终通过显微镜在大量的薄片中寻找到了理论厚度只有0.34纳米的石墨烯。这一发现在科学界引起了巨大的轰动，不仅是因为它打破了二维晶体无法真实存在的理论预言，更为重要的是石墨烯的出现带来了众多出乎人们意料的新奇特性，使它成为继富勒烯和碳纳米管后又一个里程碑式的新材料。而Geim教授也凭借这一发现获得了2008年诺贝尔物理学奖的提名。 石墨烯这一目前世界上最薄的物质首先让凝聚态物理学家们惊喜不已。由于碳原子间的作用力很强，因此即使经过多次的剥离，石墨烯的晶体结构依然相当完整，这就保证了电子能在石墨烯平面上畅通无阻的迁移，其迁移速率为传统半导体硅材料的数十至上百倍。目前科学家们已经研制出了石墨烯晶体管的原型，并且乐观地预计不久就会出现全由石墨烯构成的全碳电路并广泛应用于人们的日常生活中。石墨烯还具有超高的强度，碳原子间的强大作用力使其成为目前已知的力学强度最高的材料，并有可能作为添加剂广泛应用于新型高强度复合材料之中。石墨烯良好的导电性及其对光的高透过性又让它在透明导电薄膜的应用中独具优势，而这类薄膜在液晶显示以及太阳能电池等领域至关重要。可以说，石墨烯的出现不仅给科学家们提供了一个充满魅力与无限可能的研究对象，更让我们对其充满了期待，也许在不久的将来，石墨烯就会为我们搭建起更加便捷与美好的生活。 石墨烯的电性能： 在石墨烯领域，研究最深的是石墨烯的电性质。原因应该是石墨烯无与伦比的高电子迁移率。最先分离出石墨烯，来自曼彻斯特的小组测量了他们分离出的单层石墨烯分子的电子迁移率，发现电荷在石墨烯中的迁移速率达到10000cm2/vs，这个测量结果还是在未除去杂质与衬底，保持室温的条件下进行。相比之下，现代晶体管的主要材料硅的电子迁移率不过1400 cm2/vs。当然，这个数据记录并没有保持多久，在2008年，由Geim和他同事领导的小组声称电子在石墨烯中迁移速率可以到达前所 未有的200000 cm2/vs。而不久之后，来自哥伦比亚大学的Kirill Bolotin将这个数值提高到250000 cm2/vs，超过硅100倍以上。石墨烯在电子迁移率上另一个优异性质是它的迁移 率大小几乎不随温度变化而变化。电子迁移率之所以受温度影响，是因为电子在传递过程中受晶体晶格震动的散射作用，导致电子迁移率降低，而晶格震动的强度与温度成正比。然而石墨烯的晶格震动对电子散射很少，几乎不受温度变化影响，马里兰大学的研究人员在50K和500K之间测量了单层石墨烯的电子迁移率，发现无论温度如何变化，电子迁移率大约都是15000 cm2/vs。 石墨烯的超强导电性与它特殊的量子隧道效应有关。量子隧道效应允许相对论的粒子有一定概率穿越比自身能量高的势垒。而在石墨烯中，量子隧道效应被发挥到极致，科学家们在石墨烯晶体上施加一个电压，然后测定石墨烯的电导率。一般认为，增加了额外的势垒，部分电子不能越过势垒，使得电导率下降。但事实并非如此，所有的粒子都发生了量子隧道效应，通过率达100%。这是石墨烯极高载流速率的来源。 热性能和机械性能： 除了特殊的电子效应，石墨烯的非电子效应也同样值得关注。石墨烯的导热能力出众，达到了5000W/(m?k)，是金刚石的五倍。而在石墨烯发现以前，金刚石是已知自然界中 热导率最高的。同时石墨烯还是现在世界上已知的最为坚固的材料，在石墨烯样品微粒开始碎裂前，其每100纳米距离上可承受的最大压力达到约2.9微牛。这一结果相当于，施加55牛顿的压力才能使1米长的石墨烯断裂。除了强度高，石墨烯还同时展现出高柔韧性与脆性这两个相互矛盾的性质，这一点史无前例，同样前无古人的发现是石墨烯不容许任何气体通过，可以说是隔绝气体的优良材料。不过关于非电子效应，我们甚至不知道石墨烯的熔点，也不知道它如何熔化的，这源于石墨烯极小的尺寸。 国内外科研成果 2009年12月1日在美国召开的材料科学国际会议上，日本富士通研究所宣布，他们用石墨烯制作出了几千个晶体管。研究人员将原料气体吹向事先涂有用做催化剂的铁的衬底，在这种衬底上制成大面积石墨烯薄膜。大面积的石墨烯制备一直是个难题。富士通用上述方法制成了高质量的7.5厘米直径的石墨烯膜。在此基础上，再配置电极和绝缘层，制成了石墨烯晶体管。由于石墨烯面积较大，富士通在上面制成了几千个晶体管。石墨烯晶体管比硅晶体管功耗低和运行速度快，可制作出性能优良的半导体器件。如果改进技术后有望进一步扩大石墨烯面积，这样能够制作出更多的晶体管和石墨烯集成电路，为生产高档电子产品创造了条件。 2009年11月日本东北大学与会津大学通过合作研究发现，石墨烯可产生太赫兹光的电磁波。研究人员在硅衬底上制作了石墨烯薄膜，将红外线照射到石墨烯薄膜上，只需很短时间就能放射出太赫兹光。如果今后能够继续改进技术，使光源强度进一步增大，将开发出高性能的激光器。研究团队在硅衬底上使用有机气体制作一层碳硅化合物。然后，进行热处理，使其生长出石墨烯的薄膜。该石墨烯薄膜只需极短暂的时间照射红外线，就能从石墨烯上发送出太赫兹光。目前，该团队正致力于开发能将光粒封闭在内部，使光源强度增加的器件，期望能够开发出在接近室温条件下可工作的太赫兹激光器。 2010年，美国莱斯大学利用该石墨烯量子点，制作单分子传感器。莱斯大学将石墨烯薄片与单层氦键合，形成石墨烷。石墨烷是绝缘体。氦使石墨烯由导体变换成为绝缘体。研究人员移除石墨烯薄片两面的氦原子岛，就形成了被石墨烷绝缘体包围的、微小的导电的石墨烯阱。该导电的石墨烯阱就可作为量子阱。量子点的半导体特性要优于体硅材料器件。这一技术可用来制作化学传感器、太阳能电池、医疗成像装置或是纳米级电路等。
范文四：新型材料的输电技术
新型材料的输电技术
随着电源容量、用电需求的迅速增长以及资源能源的日益紧张和环境保护的限制不断加大，需要新建线路或改造已有线路，进一步提高电网的输电能力，尤其在经济发达地区，这个问题就更加突出。低损耗、环保型、节约型、大容量的新型材料输电技术随着科学技术、
材料技术、制造水平以及工艺水平的不断提高，将发挥越来越重要的作用。
一、新型导线技术：
1． 全铝合金导线
目前在西欧、北欧、北美、日本、南亚等国家，铝合金导线作为架空输电线路已广泛应用，但我国目前应用量还不到1％。全铝合金导线与目前普通采用的钢芯铝绞线（ACSR）相比，具有弧垂特性高、耐腐蚀、表面耐损伤、伸长率大、线损小以及抗蠕变性能好等优点。
2． 耐热铝合金导线
上世纪60年代日本研制了耐热铝合金导线，其连续运行温度及短时允许温度比常规ACSR要提高60℃，分别为150℃和180℃，从而大大提高了输电能力。耐热铝合金是由EC级铝、少量锆和其他元素组成，具有较高的重结晶温度，所以耐热铝合金连续工作温度可达150℃，载流量可提高1.4～1.6倍。同时加锆对改善导线的耐软化性和耐蠕变性有显著的效果。为减少电腐蚀，钢芯采用铝包钢。
3． 倍容量导线
倍容量导线也叫超耐热铝合金导线。该导线除具有耐热铝合金导线的优点外，最大的特点为导线允许温度可达230℃，载流量提高约2倍；导线钢芯采用铝包INVAR线，显著地限制了导线弧垂。倍容量导线的线径、质量、张力、弧垂等特性与常用的ACSR基本相同，
所以线路改造时，原有杆塔、基础可完全利用。
4． 新型复合材料合成芯导线
随着材料技术的不断进步，20世纪末人们尝试用有机复合材料代替金属材料制作导线的芯材，开发出了新型复合材料合成芯导线。这种导线充分发挥了有机复合材料的特点，与目前各种架空导线相比，具有重量轻、强度高、热稳定性好、驰度低、载流量大、耐腐蚀的
特点，从节能、节地、节材、环保、提高输电能力等方面看，具有很好的应用前景，特别适用于老线路的改造。
20世纪90年代日本开发了复合材料合成芯导线，产品分为碳纤维芯铝绞线（ACFR）和耐热碳纤维芯耐热铝合金绞线（TACFR）两种，前者在实际线路试验了4年多。复合材料芯线主要由碳纤维和热硬化性树脂构成。用12000根直径为7μ的PAN系碳纤维涂上未硬化的热硬化性树脂绞在一起，在缠上有机纤维形成一根股线，然后用7根股线绞成合成绞线。再经过最后的热处理使树脂完全硬化，最后形成复合材料芯线。复合材料芯线质量是常规钢芯的约1/5，线膨胀系数约为1/12。试验证明，这种新型复合材料芯导线的抗拉强度远远超过了ACSR，在常温下的应力——伸长特性呈现弹性体，没有塑性变性，破断时的伸长量比钢绞线小，约为1.6％。耐
热性基本与ACSR相同。
美国新型复合材料合成芯导线开发研究较为成功的是CTC公司，2003年该公司又推出了型号为ACCC的复合材料合成芯导线——碳纤维复合芯铝绞线。它的芯线是由碳纤维为中心层和玻璃纤维包覆制成的单根芯棒，碳纤维采用聚酰胺耐火处理、碳化而成；高强度、高韧性配方的环氧树脂具有很强的耐冲击性、耐抗拉应力和弯曲应力。将碳纤维与玻璃纤维进行预拉伸后，在环氧树脂浸渍，然后在高温模子中固化成型为复合材料芯线。芯线外层与邻外层为梯形截面铝线股。导线已完成常规的型式试验，具有良好的机械特性和电气特
性。于2004年8月在德克萨斯州的实际线路上安装了3.22km，开始为期2年多的各种现场试验。
ACCC复合材料合成芯导线的特点是：
1. 强度大。ACCC导线的抗拉强度为2399Mpa，是一般钢丝抗拉强度的1.97倍，是高强度钢丝的1.7倍。试验证明其破断力比常
规ACSR提高了30％。
2. 导电率高，载流量大。由于复合材料不存在钢丝材料引起的磁损和热效应，而且输送相同电力的条件下，具有更低的运行温度，可以减少输电线损6％左右。另外，相同直径时ACCC导线的铝材截面积为常规ACSR的1.29倍。因此可以提高载流量29%。在180℃
条件下运行，其载流量理论上为常规ACSR的两倍。
3. 线膨胀系数小，驰度小。ACCC导线与ACSR导线相比具有显著的低驰度特性，在相同的试验条件下，温度从26.1℃上升到183℃时，常规ACSR导线的驰度从236mm增加到1422mm，提高了5倍；而ACCC导线的驰度仅从198mm增加到312mm，提高
仅0.57倍，其驰度变化量仅为常规ACSR的9.6％，在高温下弧垂不到ACSR的1/10。
4. 重量轻。复合材料的密度约为钢的1/4。单位长度总量约为常规ACSR的70～80％。
5. 耐腐蚀、使用寿命长。碳纤维复合材料与环境亲和，而且又避免了导体在通电时铝线与镀锌钢线之间的电化腐蚀问题，较好地解决
铝导线长期运行的老化问题。
超高压输电工程用铝合金材料的现状与发展
一、主要铝合金材料性能与用途
1. 高强度铝合金高强度铝合金是输电线最常用的材料，它添加的元素主要是镁（Mg）和硅（Si），该合金的主要组成物为Mg2Si。在热处理状态下，Mg2Si固溶于铝中，并通过人工时效进行硬化，获得足够的强度和塑性，用作输电线材料。如上所述，我国研制高强度铝合金始于六十年代，经过不断的努力与改进提高，其性能指标均达到IEC 104的各项技术要求，对于要求特别严格的弯曲性能也得到大幅度提高，微风振动试验也完全能通过。1975年开始上海电缆研究所与武汉电线厂合作，在铝合金中添加稀土元素，使高强度铝合金导线的性能得到充分的保证，这种具有中国特色的独特配方，一直延续至今，为电线电缆行业和电力行业所认可。 JB/T 8134-1997架空绞线用铝镁硅系合金圆线中所规定的各项性能与IEC 104-1987的相一致，规格范围为φ1.5～φ4.5mm。目前国内生产的Al-Mg-Si线在加入稀土以后，强度、电阻率都达到要求，延伸率由标准规定的3.0％或3.5％提高至6％以上，大大超过标准要求，这种线材制作OPGW的地线部分是特别有利的。在2000年8月1日开始实施的国家标准GB/T 1179-1999圆线同心绞架空导线，等同于IEC 61089-1991的标准，标准中把高强度铝合金线的二种规格型号均列入其中，并与其它的材料在一起组成各种型式的导线，如：铝合金绞线（JLHA2、JLHA1）、钢芯铝合金绞线（JLHA2／G1A、JLHA2／G1B、JLHA2／G3A；JLHA1／G1A、JLHA1／G1B、JLHA1／G3A）、铝合金芯铝绞线（JL/LHA2、JL/LHA1）、和铝包钢芯铝合金绞线（JLHA2／LB1A、JLHA1／LB1A）等。把常用的钢芯铝绞线与铝合金绞线、钢芯铝合金绞线的主要性能作比较，见表3。表3 各种常用导线的性能比较对于作为输电线路用导线，除了为满足一定载流量，它需要足够的铝截面，保证导线的直流电阻达到规定值以外，最主要的是抗拉力和单位长度质量，以及它们的比值。从表3可看出全铝合金绞线已经比以往常用的钢芯铝绞线有更好的拉力／重量比，它本身就较轻，这对线路有好处，它可以减少弧垂量，降低杆塔高度，或可以增加杆塔间的距离；钢芯铝合金导线的这种优点更为突出；此外，它有较强的过载能力，因此在经过复冰的地段，如复冰厚度为20cm以上至30cm时，其线路的综合造价可以适当降低，是最合适的线材；在通过山地，由于地形高低不平，起伏较大，杆塔塔位也较难安排，如果采用铝合金导线或钢芯铝合金绞线的话，线路建设就更经济了。鉴于上述的优点，在即将建设的三峡枢纽工程，送往广东的±500kV直流输电线路工程，在通过湖南省湘江——响水段时，线路中导线的复冰为20cm和30cm地段，采用的导线均为钢芯铝合金绞线。随着西电东送工程起动，由西部的电厂发出来的强大电流要送往东部沿海，线路经过山区、复冰严重的地区在所难免，因此铝合金导线和钢芯铝合金导线将起着越来越重要的作用。
2.导电为57．8％及60％ IACS的耐热铝合金工农业的发展，对电力工业提出要求，应输送更多的电流，输电线路和输电容量日趋大容量化。采用新建线路增加输送电流容量，这是方法一，但往往是不切合实际的，在原有的线路上更换新型导线使线路容量增加是最重要的方法之一。靠增大导线导电金属截面的方法是不可取的，它增容也有限，提高导线的允许运行温度将会获得良好效果，所以应该选用耐热性能良好的材料作导体。 1949年，R.M.Havvingtor在研究中发现在铝中添加适量的锆（Zr）可显著提高铝的耐热性能，这就使输电线用铝合金的研究和使用进入了一个新的领域。添加Zr的耐热铝合金，其软化温度比电工铝提高100℃，而且至150℃时的高温性能仍然良好。如果按照在150℃下使用，比在90℃下使用，载流量可以提高61～69％（而我国输电线的运行温度只规定为70℃），这就使线路得到足够的增容，因此耐热铝合金导线应运而生，并得到了迅速发展。鉴于上述原因，1990年底日本住友电气工业株式会社导电制品事业部技术部长奥村哲郎先生称：日本500kV的输电线路导线全部使用耐热铝合金线。在我国目前线路负荷过载严重，开辟新线路走廊又十分困难，所以采用耐热铝合金线是一个解决的方法；其次在变电站中采用铝绞线作母线，因数目繁多，结构复杂，施工、维修困难，若采用耐热铝合金以后能克服上述缺点，又节约投资，受电力部门欢迎。耐热铝合金导线按导电率不同分为二种，即58％ IACS和60％ IACS，其中58％ IACS导电率的耐热铝合金在铝中添加Zr，60％ IACS导电率的耐热铝合金还在铝中添加钇（Y），二种合金都能在150℃下长期使用，其强度残存率≥90％，它们的性能和绞线性能见表4、表5和表6。注：* 载流量计算：风速0.5m/s，日照强度1000W/m2，环境温度+40℃，计算载流量温度+150℃。
3.高强度耐热铝合金耐热铝合金导线解决了导线由于载流量增加温升提高时，在高温（如150℃）情况下，线的性能不会明显降低的问题，然而耐热铝合金线的强度本身就较低，只与电工铝线相同，这便削弱
了铝合金线有高强度的优点，高强度耐热铝合金线改变了这种状态，即在高温状态仍然保持良好的高强度，即加热后大于90％强度残存率值达到高强度。为达到此目的，应在耐热铝合金的基础上进行配方和工艺的改进。高强度耐热铝合金仍然选择锆（Zr）作为提高铝线耐热性能的元素。锆的加入在铝中产生钉轧位错，阻挠铝的回复和再结晶，提高了铝的再结晶温度便提高了铝的耐热性能。在此基础上添加其它元素，起到细小的析出相均匀分布在亚结晶晶界上，控制亚结晶尺寸和阻挠晶粒继续成长，从而提高合金强度和耐热性，并减少硅在铝中的不利因素。表7列出高强度铝合金、耐热铝合金和高强度耐热铝合金的主要性能比较，对于作为输空输电线用时，强度线存率应特别注意。表7 几种铝合金的常温和耐热性能强度耐热铝合金线，抗拉强度215～255N/mm2，延伸率≥1.5％，导电率≥55％ IACS，可长期在150℃下工作。用高强度耐热铝合金线与钢芯绞在一起，适用于作大跨越导线等。利用这种铝合金的高强度性能，可以提高在短路或过载情况下的动态稳定性；利用其耐热性能可以提高热稳定性。所以它的适用范围一方面可与高强度铝合金相同，另一方面又与耐热铝合金相同，国外就采用这种合金作超高压线路的导线与地线，以提高载流量和短路电流容量。我国北方的松花江大跨越导线和南方的珠江大跨越导线就分别从日本和意大利购买这种导线来解决大跨越导线的容量问题，获得满意的结果。
4. 其它铝合金除了Al-Mg-Si系高强度铝合金为代表的热处理铝合金外，还有非热处理型铝合金，它不要经过复杂的热处理过程，当在铝中添加合金元素以后，细化了铝的晶粒，从而提高强度，这种合金强度一般在200～220N/mm2左右，称为中强度铝合金，它较为柔软，可以做移动式的电缆导体，如电犁电缆等。Al-Mg合金属于这一类。在发展耐热铝合金时，其长期使用温度为150℃，为了进一步提高导线的载流能力，铝合金的长期使用温度又进一步提高到180℃、210℃和230℃，这就是所谓超耐热铝合金和特高耐热铝合金等。这种合金的使用温度进一步提高，但其线损也增加，因此只有在万不得已的特殊情况下才会使用，国内尚无采用超耐热和特高耐热铝合金制作导线的实际工程。铝合金的种类繁多，当添加某种合金元素以后会改变其性能，符合使用的目的，但目前在电线电缆行业中，作为电工用的铝合金仍然是以Al-Mg-Si和Al-Mg-Si-Re系高强度铝合金用量最大、使用得最普遍的合金品种。
铝包钢芯铝绞线在架空输电线路中的使用
范文五：新型材料的探索者
信息、材料和能源是人类现代文明的三大支柱，早在20世纪80年代，新材料、生物技术和信息技术就被列为了新技术革命的重要标志。材料作为人类赖以生存和发展的物质基础，已经在当今世界受到越来越多的重视，全球各国的经济建设、国防建设及居民生活均与之息息相关，新晶体材料更是高科技技术发展的重要组成部分。北京工业大学材料科学与工程学院的陈学安副研究员，就是一位在新晶体材料研究领域做出了出色成绩的科学工作者。 新材料科学的研究者 陈学安出生于1965年11月，是我国材料科学事业发展的中坚力量。早在上世纪80年代末期，他考入中科院化学研究所求学深造，1991年获得博士学位后留在化学所工作四年，从理论到实践方面都积累了丰富的经验。 从1995年起，陈学安赴国外工作，先后在美国、德国、日本等国家做了将近8年的科研工作，期间曾获得美国Rutgers大学化学系博士后，并获得德国的洪堡基金会奖学金，旅日期间还曾任广岛大学助理教授职位。 国外优越的研究和生活条件没能留住陈学安，在异国他乡求学和工作的经历对他而言是一种磨练、一笔宝贵的人生财富，而他事业的根基在祖国。2003年7月，他毅然回国工作，受聘于北京工业大学材料科学与工程学院，投身在祖国的新材料科学研究事业当中。 陈学安的主要研究方向是新晶体材料的探索及其晶体结构研究，多年来，因为对科学真理的执著探索精神，他在新晶体材料的探索合成、晶体结构、光谱性质以及电子结构计算方面取得了一系列令人瞩目的研究成果。迄今为止，他已在国内外的权威学术刊物上发表学术论文达70余篇，其中被SCI收录的就有大约60篇，因为在科研工作上做出的突出成绩，2006年入选北京市的人才工程“中青年骨干教师培养计划”。 探索创新科研之路 因为材料科学在工业发展、国民经济生产中所具有的特殊地位，对新型晶体材料的探索和研究已在近几十年内成为受到广泛关注的热门学科项目之一，同时因为激光技术的飞速发展，具有非线性光学效应等功能的晶体材料被广泛应用于激光技术、光学通讯、光学信号存储和光数据处理等方面，所以在科学研究中对晶体材料的要求也拓展了新的方面。除了对现有的晶体材料设法继续提高质量或掺质改变性能外，关于晶体组成的研究、晶体结构与性能间的相互关系、探索寻找新型晶体等均是国家重点课题研究项目。 陈学安目前的在研项目――新型硼酸盐氧化物的探索合成和晶体结构研究，是国家自然科学基金项目。因为形成压电、热释电、铁电和非线性光学(NLO)等功能材料的先决条件是化合物具有非对称中心结构，而在众多研究体系中，硼酸盐由于在晶体化学方面广泛的可变性令其有可能产生数目众多、结构各不相同的硼酸盐类型，所以在研究试验中最受青睐。陈学安的项目即是系统地探索合成结构中包含易形成畸变配位多面体的高价态过渡金属离子（或者含有Bi3+,Pb2+等载有孤对电子的离子）的复合硼酸盐，力争得到多个具有非对称中心的化合物，进而探索合成出新型的硼酸盐功能材料。 科学是严谨的，科研工作注定了不可能一蹴而就。经过几年时间的研究探索和上百次反复试验，陈学安的课题组利用高温溶液缓慢降温和固相反应相结合的方法，成功制备并得到了一系列新型硼酸盐化合物，共计有二十多种，并且进行了结构和性能关系的研究。因此课题组的研究不仅丰富和发展了既有的硼酸盐结构化学，而且对新型硼酸盐功能材料的探索合成具有积极的指导意义，也正因为此，陈教授带领的课题组在硼酸盐的合成和结构研究领域内开始获得国际上的认可，拥有了一定的国际知名度。 Bi2ZnB2O7和CaBiCaB2O7由加拿大学者Barbier等人首先发现，陈学安教授带领研究课题组生长出硼酸盐单晶，进行了精确的结构测定和系统理论计算，发现硼酸盐化合物Bi2ZnB2O7具有较强的粉末倍频效应（其强度大约为KDP（KH2PO4）的4倍），在比较宽的频率范围内能够实现相位匹配，UV漫反射光谱表明其吸收边约为360nm；而另一种化合物CaBiGaB2O7的粉末倍频效应相当于KDP的2倍，其吸收边大约为427nm，也能实现相位匹配。Bi2ZnB2O7和CaBiGaB2O7是潜在的新型非线性光学晶体材料，如果能生长成大块晶体，并将其制作成有用的器件应用于激光系统中，能够促进光电技术等高技术产业的发展，产生社会、经济效益。 到目前为止，陈学安和他的团队对硼酸盐体系进行了系统的研究，不仅制得了多类型的硼酸盐化合物，而且已在国际学术刊物上发表了近三十篇论文，在固体化学领域拥有了一定的国际影响力。同时，从2007年起，课题的项目负责人陆续为“Inorganic Chemistry”和“Journal of Solid State Chemistry”等国际著名学术刊物评审论文二十余次,赢得了国际上同行业科学家的认可。 对综合利用矿产资源的技术研究 矿产资源是不可再生资源，但是运用循环经济模式强化废弃物的综合回收利用、对矿产资源进行最大限度的开发、提高利用效率，有利于减少浪费、获得较高的经济效益。**总理在视察甘肃省兰州金川科技园时提出来要对矿产资源“吃干榨尽”，金川集团有限公司为了积极响应号召、实现尾矿中资源的综合利用，提高经济效益，将“尾矿酸浸液中铁和镁分离技术研究”作为2010年的重大科研课题，由陈学安负责该项目的研究工作。 在此科研项目中，如何经济除铁以及铁的合理资源化成为能否成功回收金属的关键课题，并且同时还需要对如何从残液中提取、分离硫酸镁，如何利用综合工艺技术开发高附加值产品等问题做系统研究。 陈学安带领研究团队经过将近一年时间的努力，制定出了本项目的技术方案，首先对酸浸液进行絮凝剂法除硅，再进行针铁矿法沉铁。对沉铁所得的滤饼进行煅烧制备粗铁红，用一定浓度的稀酸对粗铁红进行酸洗除杂，最终得到了符合工业氧化铁国家标准的高纯度铁红，实现了铁的回收和产品化。经过陈教授及团队进行的一系列系统的实验室研究，将尾矿酸浸液除铁之后所得的粗制硫酸镁溶液加入氧化剂，令Mn2+氧化成MnO2，使之沉淀除去，然后再通过将溶液蒸发浓缩至硫酸钙析出、趁热过滤去除钙的方法，获得精制的硫酸镁溶液，最后完成蒸发、结晶、干燥等提纯步骤获得符合工业硫酸镁国家标准规定的I类一等品质量指标的高纯硫酸镁产品，又实现了镁的回收和产品化。 目前由陈教授负责的本项目实验室工作已经基本完成，使用项目组技术达到了85%的铁回收率和65%的镁回收率，出色完成了验收指标。本项目将在完成后期工作后实现全面产业化生产。 科学是没有国界之分的，陈学安在完成科研工作及所承担项目的同时，不忘与国外同行业科学家进行积极交流合作，他和捷克物理学家合作进行了硼酸盐的合成、结构、光谱性质以及线性和非线性光学性能计算等研究，目前已经发表国际合作论文6篇，还有一些国际合写论文正在写作当中。科学探索的道路是无止境的，秉承了严谨治学、刻苦探索精神的陈学安正值年富力强，我们有理由相信他在未来的研究道路上将取得更加不凡的成绩。
