時間：2023-05-19 16:04:59
導語：在工程材料的發展的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
關鍵詞：智能材料；土木工程；混凝土；應用前景
0引言
隨著材料技術的快速發展，越來越多的高新技術被運用到工程材料的研發中，各種新型材料層出不窮，以復合材料為基礎發展而來的智能材料，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構提供了實現的可能性，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系統之類的基建設施，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構的材料發生不可逆的變化，從而導致結構出現不同程度地性能衰減、功能弱化，甚至會誘發重大工程事故。若是能將智能材料運用到對這些超規模的工程結構物中，能夠時刻評定相應的安全性能、監控損傷，并智能修復，則將為未來工程建設提供新的發展思路。所謂智能材料，是指隨時能夠對環境條件及內部狀態的變化做出精準、高效、合適的響應，同時還具備自主分析、自我調整、自動修復等功能的新材料。受仿生學科的啟發，其目標是要開發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構系統，吸引了包括物理、化學、電子、航空航天、土木工程等領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，智能材料系統逐漸受到全世界各國官方機構的認可與重視，發展迅速。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。智能材料產生的背景決定了其所具有的獨特優勢，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：能夠對內外部的作用進行監控與鑒別；（2）反饋：將監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：對內外部的變化做出靈活有效的反應；（5）自診斷：對內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，若要實現這么多的功能，僅僅依靠單一材料是無法實現的，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構中的應用
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，有著其他任何材料無法比擬的傳導能力。材料主要由內層圓柱形透明介質和外層圓環形透明介質組成，內層為纖芯，外層為包層。內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構中，制成光纖維混凝土結構。當混凝土結構因外部因素的變化而產生變形時，植入砼結構中的纖維也隨之發生變化，進而導致纖維中的光發生改變，相應的傳感器能夠直接獲取變化，從而間接確定混凝土結構的各種性能變化，實現對結構的全方位監測，為工程的可持續性提供技術指導。并且，分布監控的模式可保證混凝土結構任何部位的改變均能被監測到，相當于在混凝土結構中創造了一個全覆蓋、光角度、無死角的監測網絡，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節的智能材料。當前，光纖維混凝土結構主要的工程應用包括：混凝土的溫度及溫度應力監測、混凝土結構裂縫的監測與診斷、混凝土結構強度與變形監測、混凝土結構配合的鋼索應力和變形監測等。
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，其內在的記憶效應可被激發出來，進而自動產生回復應力與應變，驅使材料恢復原狀。同時，合金材料能夠傳輸能量并實現能量儲存。鑒于此，工程中可將記憶材料安置在結構中，當結構出現變形、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，可極大提高結構的穩定性，若將材料運用到多震地區的建筑結構中，則會實現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，這種阻尼器實現了智能被動控制。同時，由于其相變會引起超彈性滯回環的產生，使得材料具有極高的抗疲勞性，以此為基礎制作的阻尼器使用周期遠勝于普通的阻尼器，可實現結構品質的大幅度提高。
2.3壓磁材料
土木工程領域中常規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變成固態，微觀上表現為材料的分散相顆粒沿著磁場方向結成了鏈狀結構。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構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等多個領域。且磁流變液在土木工程領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構等。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者的支持，碳纖維混凝土的產生正是這一領域發展的重要產物，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絡，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出規律性的響應。同時，碳纖維混凝土在溫度上表現為溫度變化造成電阻的變化，并且材料內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構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，經常被用作驅動元件和傳感元件。當壓電材料受到外部因素作用時會因為其自身發生變形而產生電勢，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構的變形量。與此同時，若能在壓電元件外部形成電場，進而對壓電元件內部的正負電子施加定向電場力，從而迫使元件發生變形，制成驅動元件。利用驅動元件，可改變材料的應力狀態，甚至會影響材料的結構變形。壓電材料的變化均在極短時間內完成，因此壓電效應主要適用于對結構振動的控制上。
3智能材料的未來發展
3.1智能材料性能的發展
智能材料有著獨特的優越性能、廣闊的發展前景，但是由于這一領域處于多學科交叉的研究前沿，所存在問題也亟待深究：（1）形狀記憶合金的發現，改變了很多傳統理念，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的力學研究方法難以合理地解釋其內在的機理，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構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動力小，雖然已經有一些技術來彌補這一缺陷，但是對于大規模的土木工程結構而言，壓電材料并不能直接應用，復雜的理論分析、高難度的集成技術研發，以及壓電驅動器的開發技術和設計方法難度較大，都是制約壓電材料未來發展的瓶頸，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，會產生固體顆粒沉降，這種沉降對材料的穩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，未來在土木工程領域的應用研究主要有下列一些難題：（1）結構的健康監測與保養；（2）形狀自適應材料與結構；（3）結構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域的高技術發展，有助于為土木工程領域注入新的發展動力與機遇。
參考文獻
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關鍵詞 材料成型與控制工程 課程體系 教學改革
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、生物質能、氫能和核聚變能以及由可此衍生出來的各種非常規能源。相對于傳統能源，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”能源發展規劃中，積極推進可再生能源發電。重點發展生物質能發電和太陽能發電。以湖北省為例，預計2015年湖北電網發電裝機容量6220萬kw，其中水電裝機3771萬kw，火電裝機2332萬kw，新能源發電裝機120萬kw（風力發電20萬kw、光伏發電30萬kw、生物質能50萬kw、垃圾發電20萬kw）。①
新材料與新能源是國民經濟和社會發展的命脈，廣泛滲透于人類的生活之中，影響著人類的生存質量。新材料是高新技術與產業發展的基礎性與先導性行業，每一次材料技術的重大突破都會帶動一個新興產業群的發展，其研發水平及產業化規模已成為衡量一個國家經濟發展、科技進步和國防實力的重要標志。新能源的迅速發展，最終離不開新材料推進。新能源材料的開發已經越來越引起世界各國研究機構的廣泛重視，新的技術和成果不斷涌現。可以說，新能源材料的開發和利用已成為社會可持續發展的重要影響因素。
為適應時代的需要，國家大力培養這一新興產業的專業人才。工學材料類專業的調整幅度最為突出。新設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、塑性成形工藝及設備、焊接工藝及設備、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。近幾年來我國材料科學教育改革的迅速發展，幾乎全國所有設有有關材料專業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立新能源科學與工程專業，在四川大學、中南大學、湘潭大學等十五所高等院校設立新能源材料與器件專業。目前，湖北省武漢市共有高校26所，大部分的工科院科都設置有材料學科，且教學和科研實力都較強。其材料專業中以金屬材料、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、熱處理等專業合并成為“材料成型及控制工程”專業后，原鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等老專業變成了新專業所包含的學科方向。我國新的“材料成型及控制工程”專業的專業課程設置、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知識的教學內容，但目前還沒有形成統一模式。②“材料成型及控制工程”是寬口徑的新專業，辦學歷史很短，完善的課程體系尚處于初始探索階段。現行的材料成型及控制工程專業課程體系中以金屬材料為主要方向，與新能源產業的高速發展不適應，對學生的就業也造成一定影響。
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”的課程體系中，金屬材料仍占有較大的份量，教學內容對非金屬材料，特別是新型復合材料的闡述較少，沒有體現新能源的發展對新材料的重大影響。
1.2 課程分配沒有結合新材料的發展
雖然在現行的課程體系中，理論課時較多，但專業課程中力學基礎理論課時少，相關的基礎理論支持性理論不全面，綜合性和設計性實驗項目較少，致使學生面對大型結構件材料的認識不足，對新能源領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系不夠緊密
目前開設的課程中，學生的實際應用環節較少，生產實習中，學生大多以參觀的形式進入相關企業，時間倉促，無法深入地認識企業。實驗設備有限，與新能源材料相關的實驗設備更少。學生很難理解課程內容，實際應用更難。在課程體系中，只注意傳統材料科學與技術教學的設置，不能滿足現代工程教育的需要。
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置內容較多，大多數為對理論教學內容與知識的驗證。實踐教學的系統性不強，缺乏創新性的設計性強的動手實踐內容，不能對學生進行全方位系統的工程思維進行訓練。實踐課程設置形式單一，理想狀態下的實驗實訓脫離了“面向崗位”的宗旨。③
2 面向新能源發展的優化方向
為滿足社會需求，材料成型及控制工程專業培養的人才應比原來單一專業的人才所具備的知識結構應更合理，知識面應更寬，所具備的綜合素質應更好，適應性應更強。④課程體系的可從以下幾個方面進行優化。
2.1 面向新能源的快速發展，提升專業的方向特色
隨著新能源的不斷發展，新型復合材料及大型材料結構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，本學科目前的專業設置和學科研究方向要能滿足本學科相關行業今后對人才的需求，結合地理優勢加強特色內容的教學，不斷通過專業課程的調整和改革，培養出合格人才，推動區域經濟的發展。
2.2 優化課程體系，培養綜合素質，突出“實踐、實用”
課程體系可按圖1的模式進行優化，在完善現有的培養方案的基礎上，注重知識體系的構建和課程內容的設計，體現培養的科學性和專業化。從知識結構、能力培養來滿足新能源發展的素質要求，同時抓好課程內容和實踐環節，梳理完整的學科結構，重視生產技術的應用和獲取知識的科學方法，以綜合能力的提高為目標，并推動專業建設的可持續性發展。
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課程，形成理論力學——材料力學——結構力學——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，加入桿塔設計、大型材料結構件設計方向的課程。實踐學習類課程加強對當前新能源科技發展信息的吸取，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，如學術講座、論文寫作、溝通與交流等內容，培養未來現代工程的職業精神。優化的課程體系既夯實基礎又提高綜合素質，學生也具有了相應的材料應用維護、管理所必需的設計和測試能力，突出了“實踐、實用”教育理念。
2.4 探討專業新需求，實現本專業的可持續發展
對“材料成型及控制專業”畢業生的社會就業情況進行全面的社會調查，研究本學科專業的發展態勢和對專業人才的知識結構、能力結構、人文素質、創新素質的具體要求，探討新能源的發展對“材料成型及控制工程專業”的課程新需求，一方面實現可持續發展的專業辦學特色；另一方面，通過課程體系的優化，促進教學思想的不斷更新，以“新材料”推動師資培訓的“新發展”，以合理的課程體系幫助學生順利就業。
3 結語
在結合當前新能源快速發展的條件下，探索“材料成型及控制專業”課程體系特色，新的專業培養模式既要體現國內外的“大材料”思想，又要具有較為鮮明的新能源和地方特色，以適應專業發展的要求。優化的課程體系既滿足“大材料”通才教育，又合理規劃好新能源發展條件下“材料成型及控制工程”專業的新內涵和外延，突出金屬材料、復合材料的在新能源行業的應用和設計專業范圍，探索新的專業課程結構和完整的培養體系。
注釋
① 周世平.新能源技術與湖北能源發展綜述[J].湖北電力，2011.35（5）：1-6.
② 樊自田，魏華勝，陳立亮，等.建設新型課程體系 培養寬知識面人才[J].高等工程教育研究，2004（1）：11-12.
關鍵詞：復合材料;成型工藝;發展
一、復合材料成型工藝的概述
根據復合材料的使用情況來看，質量較好的復合材料，性能、可設計性等都比較好，可以在醫療、化工等行業中得到合理應用。一般在進行復合材料的成型工藝生產時，需要對制品的尺寸、性質、表面質量等給予高度重視，才能確保材料可以按照預設好的要求進行合理設置，從而保證制品的整體性能。通過上述操作，結合面、增強材料能夠很好的結合在一起，并將揮發出來的氣體排出，最終有效降低制品的孔隙率。但是，受到操作技能、操作人員專業水平等多種因素的影響，復合材料成型工藝生產過程會出現很多問題，大大降低制品的質量、性能等。所以，根據制品的情況，做好生產前的準備工作，選擇合適的工藝、設備等，才能真正降低生產陳本，最終滿足各行業的發展需求。
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現，其與制品的使用效果、生產水平等有著直接聯系，因此，必須根據制品的實際情況，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放入已經處理好的模壓材料，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部取出，并進一步進行加工。在整個生產過程中，很多因素都會給制品的質量帶來不良影響，其中，壓制工藝產生的影響最大。目前，模壓成型工藝有著生產效率快、尺寸非常精確、可大量生產、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上非常適用。但是，模具的設計、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，在受到設備限制的情況下，只能制作出比較小型的模具。在先進技術不斷推廣的現代社會中，增強材料大部分變成了長短纖維，基礎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展，不但可以提高制品的性價比、生產效率，還能減少環節污染，其中，樹脂傳遞技術是非常重要的一種模壓成型技術，在滿足汽車、航天等多個領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構拉力的作用下，將浸泡過樹脂膠液的、連續的纖維束制作成產品的過程，通常是在固化爐或模具中固化，以將復合材料連續引。通常情況下，這種擠壓成型工藝有著產品穩定性強、工藝控制較容易、生產效率較高的特點，但是，制品的橫向強度很弱，不能輕易中斷生產過程，生產設備有著較強復雜性，生產型材是限定的。隨著社會不斷發展，復合材料的擠壓成型工藝有著新的發展，其制品的性能得到了有效提高，不但具有一定可設計性，還能滿足更多行業的發展需求。
（三）纏繞成型工藝
從1946年纖維纏繞技術被注冊開始，這項技術在導彈頭錐、壓力容器、發動機殼體等多種產品的制造上得到了廣泛應用，從而在社會不斷發展的過程中，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浸膠過的增強材料，按照相關規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，并能按照相關規律進排列，從而將纖維的強度充分發揮出來。所以，通過纏繞成型工藝制作出來的產品，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。在自動控制技術不斷推廣的情況下，纖維纏繞已經發展到纖維鋪放，其制品可以是回轉體、表面呈現凹凸狀，也可以是有很大曲率變化的產品，對于擴大纖維力學設計的自由度有著重要影響。
結束語：
綜上所述，在社會、經濟快速發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新。因此，復合材料構件生產自動化、快速固化技術等的推廣，給復合材料成型工藝不斷發展提供了重要支持，對于促進各行業更好發展有著極大作用。
參考文獻
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關鍵詞：土木工程；材料工程；復合型人才
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）09-0196-02
一、土木工程行業發展與材料的關系
土木工程屬于國民經濟發展支柱性產業，它包括建筑工程，橋架工程，水利工程及港口工程等[1]。資源短缺、土地縮減、植被減少等問題越來越嚴重，傳統的土木工程行業模式已逐漸顯現出自身的不足，急需要新技術，新材料的支撐[2]。目前，世界各國的城市規劃、建筑設計都強調以綠色建筑為宗旨的綠色環境[3]。人們在發展的同時，更要注重可持續發展。
土木工程材料構成整個工程的物質基礎，決定著土木工程的質量及使用壽命。土木工程材料的發展，亦是整個土木工程界發展和前進的基礎和動力[4]。為適應土木工程發展趨勢，綠色環保的建筑材料必將得到廣泛應用[3-4]。
二、全國主要高校土木工程專業有關材料類課程設置
目前，全國主要高校對土木工程本科生培養模式大體相同[5-6]。以清華大學、同濟大學、廈門大學的土木工程材料課程為例，材料類課程設置如表1。表1表明，土木工程專業的學生在本科階段基本要求學習一門有關土木工程材料的必修課程及開展相關建筑材料實驗。
三、土木工程專業增設材料類課程必要性
近二十年來，出現了多種新型土木工程材料，并在很多工程中得到了成功的應用。為此，絕大多數企業正在著力進行技術改造與引進土木工程與材料工程復合型人才[7]。學校土木工程專業的人才培養方案應該與社會需求實際相吻合[8]。市場對土木工程與材料工程復合型人才的需求增加，增設材料類課程很有必要。問卷調查表明（圖1），絕大部分同學認為現有的材料課程知識無法滿足將來就業的需要，希望開設更多的材料類課程。
四、“土木工程+材料工程”復合型人才培養模式
目前我校土木工程專業的學生只在本科階段學習《土木工程材料》這一門有關土木工程材料的必修課程。對于將來從事土木工程行業的學生來說，有必要深入地了解材料的性能、特點、施工等方面的基本知識。因此，本專業在依托學校現有的資源和在土木工程專業的人才培養大框架下，整合相關的材料課程，提出了“土木工程+材料工程”復合人才培養模式。
結合學院土木工程專業的特點，通過對原有計劃的調整，形成“土木工程+材料工程”復合型人才的培養計劃，主要措施如下。
（1）增加材料類課程：增設建筑材料科學與技術、建筑材料實驗與檢測技術、建筑功能材料、建筑結構材料、再生混凝土作為“土木工程+材料工程”復合型人才試驗班的必修課程。各課程學分及學時要求如表2所示。
（2）增加相關實驗：防水材料性能的測定；防火材料性能的測定；絕熱材料性能的測定；共振、敲擊法檢測混凝土動彈模量實驗；混凝土模擬缺陷超聲波探傷實驗。
五、結論
（1）未來土木工程行業更加重視綠色、健康、環保建筑材料應用。因此，開展“土木工程+材料工程”復合型人才培養非常有必要。（2）基于調研結果，提出了“土木工程+材料工程”復合型人才培養材料類課程及有關要求。
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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、高校材料類本科專業人才培養現狀
目前，我國本科教育，特別是地方高校教育普遍存在的問題是嚴重缺乏創新意識和創新能力，難以適應快速發展的人才市場需求。一方面，在實際教育過程中，學校注重理論教育，輕視實踐操作技能培訓，只滿足在現有知識的記憶和再現，不能使用知識大膽創新探索。另一方面，學生畢業后進入社會，在面對不斷變化的科學技術和先進的生產手段的實際工作中遇到的創新主題，從自己的知識儲備的質量和能力方面，似乎嚴重不足。近年來，材料科學與工程教育改革在中國發展迅速，許多高等院校材料從人才培養模式、課程體系、教學內容、實驗教學體系和教學方法等許多方面進行了大膽的改革和創新。材料科學與工程一級學科，在淡化專業個性教育模式的基礎上，構建“大學科”主題共用知識，培養面寬，在高質量研究型人才培養方面取得了一些好的經驗和成果。對于“985工程”和“211工程”院校可能很適合，但對于生源差和科研實力不高的地方高校而言，不能盲目地復制其他重點大學的改革模式。
二、地方性高校金屬材料工程專業培養模式
1.地方性高校金屬材料工程專業定位。金屬材料工程是工業經濟發展的重要支柱，在航空航天工業、能源化工領域、國防軍工方面、冶金機電行業均發揮著相當重要的推動作用。如何依托地方，為地方工業經濟發展培養具有金屬材料工程專業背景知識的應用型創新人才，是目前國內高校金屬材料工程專業建設面臨的重大課題。地方本科院校金屬材料工程專業人才培養應基于地域化目標定位，結合自身資源條件和區域工業經濟發展對人才的需求狀況，構建金屬材料工程本科專業人才的培養體系，并通過突出地方特色培養金屬材料工程專業人才的核心競爭力。根據江西省新材料產業和工程技術發展的實際需要，為江西省材料產業和工程技術發展儲備工程技術人才；同時增進學校與政府、與金屬材料表面技術行業、金屬材料熱處理行業以及相關企業之間的互動，聯合培養應用型人才。此外，通過理論與實踐教學相結合，以創新實驗項目為載體，突出創新能力的培養；以企業工程項目為載體，培養工程應用意識，提升工程方面的素質和能力，出于這種原因，我校金屬材料工程專業人才培養的主要目標定位是：具備金屬材料工程領域的基礎知識，了解材料科學與工程領域的相關專業知識，能在材料制備與質量檢測分析、金屬材料熱處理、鋼鐵冶金與機械加工企業和相關行業工作，適應社會主義經濟發展的高層次、高素質的應用型創新人才。
2.地方性高校金屬材料工程培養模式。金屬材料工程建設將學校的現實與當地區域經濟發展相結合，堅持技術應用研究人才培養目標定位，從而有效地開展錯位競爭、拓展生存和發展空間較大的專業。根據培養目標，積極探索切實可行的人才培養體系、機制和人才培養模式。人才培養模式改革是各種教學過程改革的重中之重，應該遵循高等教育的發展規律，仔細研究適應未來高等教育的科學發展趨勢，根據培養高素質人才的總體要求，建立起能夠充分激發在校大學生的學習主動積極性和創新創業精神，能使學生的個性得到充分發展，同時也能整體增長知識、能力和素質，具有新時代新特征的多樣化應用型高層次工程人才培養模式。結合地方經濟的工業發展，九江學院的金屬材料工程專業在整個教學體系中，理論主干課程包括物理化學、電工電子學、材料科學基礎、金屬工藝學、熱處理原理、熱處理工藝及設備、金屬材料學、材料研究方法、材料失效分析、材料力學性能、金屬材料工程專業綜合實驗。與此同時，開設了兩個專業方向，（1）金屬材料塑性成型與模具方向：金屬塑性成形原理、鍛造工藝及模具設計、沖壓工藝及模具設計、擠壓工藝及模具設計、模具CAD/CAM軟件應用、模具制造工藝學、Pro/E造型及模具設計、壓鑄工藝及模具設計。（2）金屬材料熱處理與測試方向：先進材料制備技術、粉末冶金原理、無損檢測、材料的腐蝕與防護、冶金質量分析、材料物理性能檢測、材料表面技術工程、先進復合材料。為了配合理論教學，大量安排實踐性課程與之配套，讓學生能夠利用理論知識解決實際工程技術問題，實踐性教學課程主要包括金工實習、金屬材料專業實驗、熱處理工藝及設備課程設計、粉末冶金原理課程設計、材料表面技術課程設計、生產實習、畢業實習、畢業論文（設計）等。
三、地方性高校金屬材料工程專業培養模式改革創新
1.培養模式進行改革探索。作為地方性高校的金屬材料工程本科專業，應該充分認識到地方性區域工業經濟未來發展對自己學校所設置的金屬材料工程本科專業人才的確實需求，根據該本科專業的定位和特色，確定專業人才培養模式。金屬材料工程專業的培養模式要從我校的實際出發，根據目前九江及周邊區域工業經濟與本專業相關單位的現狀及發展，在原有培養模式的基礎上，逐漸將原有的一味培養技術應用型人才過渡到應用技術研究創新型人才的培養目標和定位，這樣才能有效地開展多層次培養，避免將學生培養成一個模子技能的技術人才，根據學生的特色，因材施教，拓展專業培養的發展空間，形成專業的辦學特色，形成應用技術研究創新型多層次人才的培養新模式。
2.授課體系進行改革修訂。為了能更好的對金屬材料工程應用型本科人才培養計劃和課程進行改革，我們在現有基礎之上進行了以下準備性的工作：在相關大學進行調查研究，學習專業課程體系建設的成功經驗，探索課程建設的內涵和專業內容集成優化，訪問有關材料企業，了解社會對金屬材料工程本科專業所需要的新知識、新能力和高素質要求，對九江學院近幾年畢業的金屬材料工程專業的學生進行系列性的跟蹤調查，了解就業單位對我們學校該專業畢業生的滿意程度，以及該專業畢業生對現有的人才培養模式、課程體系、專業教學知識點的意見及建議，邀請校內外知名教學專家，召開系列專家指導會，制定該本科專業課程體系和專業教學知識點方面改革的確實可行的方案，撰寫新的人才培養方案，專業教學大綱內容將隨之進行整合優化。專業主干基礎課程建設得以加強，并根據區域經濟發展的社會需求，設置相應并可行的必修課程，同時形成金屬材料熱處理與測試方向、金屬材料塑性成型與模具方向兩個具有一定地域工業特色的專業方向，使該專業的在校大學生形成比較完整的基礎性知識及社會所需要的專業性知識。
3.配套平臺進行改革探索。為配合模式及課程改革，必須對教學及研究平臺進行更新建設，充分并有效地發揮本專業的專業實驗室設備優勢。近兩年，本專業在原有實驗設備的基礎上，通過多渠道項目經費購置了200多萬元的教學兼科研實驗設備，滿足了本專業各種專業理論課程的配套實踐性教學需要。目前，九江學院金屬材料工程的專業實驗室有：表面技術實驗室、粉末冶金材料及工藝實驗室、材料化學制備實驗室、材料物性檢測實驗室、材料熱處理實驗室、金相制樣及分析實驗室、鑄造技術實驗室、材料力學性能實驗室和材料微納結構分析實驗室。通過這一系列實驗平臺的建設，金屬材料工程專業的發展將得以支撐。根據本專業的特色，在九江和周邊地區與九江新聯傳動機械有限公司、九江森源科技有限公司、九江博德新材料研究公司、九江奧盛鋼纜科技有限公司等企業進行實質性地合作，建立產學研及學生實習見習基地，并聘請企業技術骨干和學校教師聯合指導畢業論文（設計）工作，學生的實踐操作能力和工程技術應用能力得以較好的培養。
四、結束語
關鍵詞：“工程材料學”；航空航天專業；教學改革
“工程材料學”是航空主機類專業（包括飛行器設計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程和機械工程等專業）的學科基礎課程。該課程雖然僅有48學時，但承擔著為未來的航空工程師構建材料知識體系的重任，對學生今后的發展起著重要作用。本文結合近年的工作實踐，對該課程在教學要求、教學內容和教學方法等方面的改革進行研討。
一、高度重視航空和材料領域發展對“工程材料學”課程教學的影響
材料學既是基礎科學，也是應用科學。材料科學與技術的發展，解決了很多工程領域的關鍵問題，有力地推進了相關科學和技術的進步，使得材料科學成為最活躍的科學領域，材料產業也成為國民經濟發展的重要支柱產業。“工程材料學”以物理學、化學等理論為知識基礎，系統介紹材料科學的基礎理論和實驗技能，著重培養學生把這些知識應用于解決工程實際中提出的對材料結構、性能等方面問題的能力。作為一門重要的學科基礎課程，“工程材料學”具有較長的開設歷史，在人才培養中發揮了重要的作用。航空航天領域的發展對工程技術人員的能力素質提出了更高的要求，特別是“卓越工程師”教育培養計劃的實施，對工程類課程建設的需求更加迫切，有必要以新的形勢為背景反思該課程的教學改革。航空以眾多學科知識、先進研究成果為基礎，已發展成為一個由多個分系統組成的大系統，需要工程技術人員采用系統工程的方法進行綜合設計。現代航空技術一百多年的發展，使得人們可以在更大的范圍內探索天空，也使得飛行器的工作條件更加惡劣，工作環境更加嚴苛。現代飛行器不僅要具有速度快、航程大、載重多等特點，還要滿足節能低碳等要求。材料科學技術的發展，為解決航空航天領域的諸多難題提供了可能，“一代材料，一代飛機”已成為飛行器發展公認的規律。這對航空航天工程技術人員的材料知識提出了更高的要求。在飛行器及其主要部件的設計、制造和維護工作中，要全面認識材料的性質和特點，才能挖掘材料的潛能，充分利用材料的特性，滿足工作需要。面對航空航天迅猛的發展形勢，僅了解和掌握已有材料的知識是不夠的。具有創新素質的工程技術人員，要了解材料科學與工程的發展方向和趨勢，分析材料領域的發展對航空航天領域的影響，同時要認真研究具體工作對新材料、新工藝的要求，明確材料發展的需求。在新型飛行器的研發過程中，要綜合考慮用戶對飛行器總體性能的多種要求，對各項技術參數進行統一的優化。在落實對飛行器性能的要求時可以發現，很多要求是相互矛盾的，比如飛機的航程和機動性就存在著較大的矛盾。為了獲得較好的綜合性能，需要對飛機進行一體化設計，要及時掌握各種設計方案對飛機主要材料和工藝的要求，對飛機整體結構進行綜合優化。在此過程中，各部門工程師都需要和材料系統密切配合，才能實現信息和資源共享，降低全系統的風險，提高系統的可靠性和綜合性能。材料科學技術的迅速發展也對課程教學提出了新的要求。材料科學與技術是研究材料成分、結構、加工工藝與其性能和應用的學科。在現代科學技術中，材料科學是發展最快速的學科之一，在金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、耐磨材料、表面強化、材料加工工程等主要方向上的發展日新月異，促使“工程材料學”課程內容的不斷充實。“工程材料學”課程要系統講授材料科學與技術的基礎理論和實驗技能，使得學生掌握工程材料的合成、制備、結構、性能、應用等方面的知識。早期的航空工程結構以自然材料為主，如在美國萊特兄弟制造出第一架飛機上，木材占47%，普通鋼占35%，布占18%。隨后，以德國科學家發明具有時效強化功能的硬鋁為代表，很多優質金屬材料被開發出來，使得大量采用金屬材料制造飛機結構成為可能，也使得研究者們投入了更多的精力于金屬材料的探索。相應地，這一時期“工程材料學”課程內容也以金屬材料為主。上世紀70年代以后，復合材料開始在航空領域應用。復合材料具有較高比強度和比剛度的優點使得工程技術人員對其抱有很大的希望。航空工程師首先采用復合材料制造艙門、整流罩、安定面等次承力結構，而現在復合材料已廣泛應用于機翼、機身等部位，向主承力結構過渡。復合材料因其良好的制造性能被大量應用在復雜曲面構件上。復合材料構件共固化、整體成型工藝能夠成型大型整體部件，減少零件、緊固件和模具的數量，降低成本，減少裝配，減輕重量。復合材料的用量已成為先進飛行器的重要標志。相應地，復合材料必然要在“工程材料學”課程中占重要地位。鈦合金的開發和應用使得飛行器具有更好的耐熱能力，提高了發動機、蒙皮等結構的性能，有效解決了防熱問題。“工程材料學”課程的教學內容應該及時反映材料科學在提高飛行器性能方面的新應用與新進展。與此同時，其他相關學科也取得了長足的發展，使得主機專業教學內容大幅度增加，“工程材料學”課程的教學內容和學時之間的矛盾愈加突出。
二、認真分析專業教學對“工程材料學”課程的不同要求
“工程材料學”課程是一門重要的學科基礎課，是基礎課與專業課間的橋梁和紐帶，在航空航天主機類專業培養學生實踐動手和創新創造能力，提高學生綜合素質等方面具有重要作用。在多年的教學實踐中，該課程對主機類各專業采用同一標準教學。雖然主機類各專業人才培養有其共性要求，但隨著航空航天事業的發展，專業分工越來越細，差異化特征也越來越明顯，因此“工程材料學”課程應該充分考慮不同專業的具體需求，結合各專業的課程體系安排教學。飛行器設計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程和機械工程等主機類專業根據航空領域中的分工培養學生，畢業學生的工作要求有所不同，對知識結構的要求也不一樣。就材料方面知識而言，不同專業學生也會有所區別，應按照專業特點縱向劃分對“工程材料學”課程的要求。不同專業主要服務對象的材料特點是確定課程要求的主要依據。飛行器設計與工程專業要全面統籌飛行器產品及各部件的設計和制造，主要從事飛行器總體設計、結構設計、飛機外形設計、飛機性能計算與分析、結構受力與分析、飛機故障診斷及維修等工作，要求了解材料科學與工程的發展對現代飛行器設計技術的影響，因此要較全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知識，了解輕質高強材料的發展動態和發展趨勢。飛行器動力工程專業要求學生學習飛行器動力裝置或飛行器動力裝置控制系統等方面的知識，主要培養能從事飛行器動力裝置及其他熱動力機械的設計、研究、生產、實驗、運行維護和技術管理等方面工作的高級工程技術人才。飛行器動力的重要部件對抗氧化性能和抗熱腐蝕性能要求較高，要求材料和結構具有在高溫下長期工作的組織結構穩定性。因此，材料在高溫下的行為、性能和分析、選擇方法應該是該專業“工程材料學”課程的重點。飛行器制造工程和機械工程等專業要針對現代飛行器工作條件嚴酷、構造復雜的特點，采用先進制造技術，實現設計要求，并為飛行器維護提供便利。該專業要求學生理解飛行器各部件的選材要求，掌握材料的制造工藝。飛行器零部件形狀復雜，所用材料品種繁多，加工方法多樣，工藝要求精細。很多新材料首先在航空航天領域得到應用，其制造技術具有新穎性的特征，設計、材料與制造工藝互相融合、相互促進的特點非常明顯，這就要求學生在“工程材料學”課程中把材料基礎打好，適應工藝和材料不斷發展的要求。雖然各專業對“工程材料學”課程的要求有所不同，但課程基礎一致。該課程名稱為“工程材料學”，即明確其重點在于將材料科學與技術的成果運用于航空航天工程，把材料基本知識轉化為生產力。“工程材料學”是相關專業材料學科的基本課程，學生要通過該課程了解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等微觀和宏觀基礎知識，學習材料研究、分析的基本方法，掌握材料結構與性能等基礎理論，研究主要材料的制備、加工成型等技術，為更好地學習專業課程創造條件，為將來從事技術開發、工藝和設備設計等打下基礎。由此可見，在明確了各專業對該課程的個性化要求的基礎上，更要明確共性要求。“工程材料學”課程要培養學生材料方面的科學概念，提升材料方面的科學素質，扎實的材料科學與技術知識基礎是學生學習專業課程、提高綜合素質、培養創新能力的必備條件，是進一步發展的基礎。因此，“工程材料學”課程采用“公共知識+方向知識”的模式比較合適，即把教學內容劃分為每個專業均要求了解的材料領域知識和根據各個專業特色需要重點介紹的知識兩部分，既滿足了寬口徑、厚基礎的教學需要，又注重了后續專業課程學習和能力培養的要求，促進了基礎理論和專業應用的融合滲透，較好地滿足了材料、設計、制造、維護一體化發展的需要，增強了跨學科、跨專業認識問題、思考問題和研討問題的能力。
三、多管齊下建設豐富的教學環境
作為一門學科基礎課程，“工程材料學”課程要根據學校人才培養創新目標和相關專業的人才培養標準、方案，結合卓越工程師教育培養的要求，注重與專業課程體系的融合，注重與工程實踐教育的結合，注重對學生創新意識、創業能力及綜合運用知識能力的培養。在充分調研與分析專業人才培養對課程教學要求的基礎上，要對課程的教學大綱和內容進行修訂，與相關教學環節有效整合，拓展教學活動的空間，營造良好的學習環境和氛圍，加強與后續課程及實踐活動的聯系，解決學科基礎課的教學與專業人才培養需求的脫節或不銜接等問題。“工程材料學”在第四學期開設，是一門承前啟后的課程。在前期開設的課程中，“大學物理”和“航空航天概論”是兩門直接相關的課程。“大學物理”提供了學習“工程材料學”的科學基礎，認真分析“大學物理”知識點在“工程材料學”中的應用，有助于學生更好地理解相關概念。“航空航天概論”以航空航天領域的發展為主線，介紹飛行器的組成及工作原理。如果在“工程材料學”課程講授之初讓學生重新回到機庫，從材料發展的角度再次審視航空航天的進步，結合材料學的概念研究飛行器的組成及工作原理，會使得學生對該課程有比較全面的認識。在相關專業的后續課程中，有好多課程與“工程材料學”密切相關，如“飛行器總體設計”、“發動機原理”、“先進制造技術”等，如果在“工程材料學”中對有關知識點作簡單介紹，可以使學生更好地綜合分析相關概念，加深理解。在主機類專業培養方案中，“工程訓練”是集中式的工程能力培養環節，其教學內容與“工程材料學”密切相關。“工程訓練”教學內容以機械制造工藝和方法為主，包括熱處理、鑄造、鍛造、焊接、車削加工、銑削加工、刨削加工、磨削加工、鉗工、數控加工、特種加工、塑性成型等，每一種制造工藝和方法都與工程材料密切相關。在以前的教學工作中，材料是加工對象，對材料的性能等的介紹很簡單，學生的認識較淺。如果在“工程訓練”教學過程中，針對不同的加工工藝和方法對材料作較深入的介紹，從應用的角度分析不同材料加工工藝和方法的適應性，可以促進學生把材料理論知識的學習和工程實際聯系起來。通過讓學生分析研究實際材料在加工過程中的表現來認識材料的性能，通過感性認識來體會材料變化的規律，把深奧的材料科學理論知識和生動形象的加工過程結合起來。這樣不僅強化了工程訓練效果，還能讓學生把材料的知識學活，留下更深刻的影響，更好地發揮學生的潛力。航空航天主機類專業的課程設計是重要的綜合學習環節。課程設計任務一般是完成一項涉及本專業一門或多門主要課程內容的綜合性、應用性的設計工作，通過一系列設計圖紙、技術方案等文件體現工作成果。很多主機類專業的課程設計涉及材料的選用、處理等方面的問題。按照教學計劃，“工程材料學”先行開設。因此，在相關課程設計中，有目的地提出材料問題，引導學生在更廣的范圍里選材，在更加深入的層面上分析材料性能，可以更好地調動學生自主探究材料科學的積極性，幫助學生把材料知識轉化為初步的工作能力，克服課程知識的碎片化傾向。
四、結語
航空航天是現代科學技術的集大成者，該領域發展很大程度上取決于材料科學技術的進步。材料學是航空航天工程技術人員知識結構的重要組成部分。“工程材料學”要按照現代大工程觀的要求組織教學，才能實現教學目標，提高培養質量。航空航天領域和材料科學技術發展，極大地豐富了“工程材料學”的教學內容。要根據學科領域的發展需要選擇教學內容，按照理論實踐結合、突出工程應用的要求構建知識體系。在教學工作中，應根據不同專業的培養要求，深入研究材料學的基本要求和各專業的發展方向，形成“公共知識+方向知識”的“工程材料學”課程結構，提高教學效率。統籌考慮專業教學與其他課程的聯系，以及課程設計、工程訓練、畢業設計等教學環節，以“工程材料學”課程為中心，注重課程的縱向推進和知識的橫向聯系，不斷加深對材料學的理解和掌握，培養多角度研究分析、跨專業交流合作、多學科解決問題的能力。
作者:汪濤 周克印 單位:南京航空航天大學材料科學與技術學院
參考文獻：
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[3]王少剛,鄭勇,汪濤.工程材料與成形技術基礎[M].國防科技出版社,2016.
關鍵詞：新型建筑材料；工程經濟；工程性能
1新型建筑材料的現狀
21世紀是中國新型建筑材料工業發展的重要機遇期。在“十五”規劃期間，我國將新型建筑材料確定為重點發展行業。在“十一五”規劃和“十二五”規劃期間，新型建筑材料工業不斷在競爭中進行調整、優化和升級，更是成為了國民經濟中重要的一部分。“新型建筑材料”，即新應用于建筑的有別于傳統的建筑材料，包括新出現的建筑原料和原料制品、基于原有建筑材料而出現的新制品。根據功能大致可分為以下四類[1]：新型墻體材料、型防水密閉材料、新型隔熱保溫材料、新型裝飾材料。新型建筑材料其材料性能在很大程度上超越了傳統建筑材料的局限，表現出節能、環保、輕質高強等優越實用性能的同時，大多數新型建筑材料都已實現了建筑材料功能的多樣化、質量的優越化和實用的人性化,也體現出如工業化生產、復合化、多功能以及極具鮮明的時代感等特點[2]。
2新型建筑材料對工程經濟的影響
2.1新型建筑材料的工程經濟影響分析
(1)新型建筑材料的不確定性難以作為工程所需數據的采集依據。建筑工程的相關預算過程中，必須依據設計圖紙對建筑工程量進行相關換算，但是由于定額要求進行工程量換算，或者依據有關數據進行定額子目選擇性采用，有些工程量無法進行預算定額[3]。在新型建筑材料的應用過程中，由于新型設備和新型建筑材料規格及型號難以同此類關鍵性數據進行對號，所以很容易產生了無法對定額準確套用的問題。(2)新型建筑材料的實用難以與現有相關定額進行配合。新型建筑材料的快速應用，很大程度上超越了我國現行的《全國統一市政工程預算定額》。在其相關施工工藝中，不僅很難對新型建筑材料進行歸類和對號，而且還難以進行定額。(3)新型建筑材料的發展突破了現有材料管理機制。我國的建筑材料管理機制在傳統建筑材料管理體系的影響下，發展相對滯后，其中很多指定的統計圖與登記表都難以與新型建筑材料的發展要求相適應，因此很難將這些新型建筑材料進行有效歸類，加之對部分新型建筑材料的規格和型號缺乏準確數據，因此，對建筑材料管理信息的準確性、全面性和及時性都造成了不同程度的影響，嚴重制約了新型建筑材料應用市場的發展，同時也妨礙了建筑工程經濟性設計工作的有效開展。(4)新型建筑材料對工程建設成本與使用成本的影響不同。在工程建設過程中，由于新型建筑材料凝聚了較高的科技價值，使其價格的變化較為敏感，因此往往對工程建設成本造成很大的不確定性影響。而且其高科技性的特點，使其應用操作費用（包括人力費用、器械費用等）也相對較高。
2.2新型建筑材料的工程經濟控制和管理
(1)優化建筑工程投資項目規劃。在制定項目投資規劃時，要對影響工程經濟的各方面因素進行全面分析，要從建筑工程投資項目的投資決策、資源配置及技術運用等多方面進行科學有效的監督與管理，從而建立一個相對健全的信息管理系統，以便對建筑工程項目的資金、人員、設備等進行全面準確的控制[4]。(2)加強對工程施工過程中的價格管理。施工環節的材料消耗量及材料價格對整個建筑工程的造價有直接的影響。新型建筑材料的出現，打破了傳統建材市場的價格格局，因此，工程經濟管理者應該時刻深入關注市場動態，掌控好新型建筑材料的價格信息，以加強對工程施工過程中的價格管理。
3新型建筑材料對工程性能的影響
新型建筑材料以傳統建筑材料為基礎，通過先進的科學技術進行改造，突破了傳統建筑材料的局限，使建筑工程的性能得到了極大地提升，更好的滿足了人們對建筑工程性能的多樣化需求。新型建筑材料所具有的輕質高強、節能和環保等優越性能，促成了建筑工程性能的多樣化[5]。
3.1輕質高強
隨著我國城市化進程的快速發展，建筑工程高層化逐漸成為解決城市建筑面積不足的主要方法。高層建筑的首要解決問題是抗水平力，新型建筑材料所具有的輕質高強的特點，在很大程度上減輕了建筑物的自重，同時加強了建筑物的工程質量，從而有效地減小了地震作用給高層建筑所帶來的危害，推動了建筑工程的高層化發展。
3.2節能
新型節能建筑材料的廣泛應用，使建筑工程的外墻、門窗、屋頂及地板的保溫隔熱性能和密閉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，減少了建筑工程對社會能源的消耗量。
3.3環保
新型建筑材料對原料和能源依賴的減少，以及對建筑垃圾、農作物秸稈等生產生活廢棄物的二次利用，極大地減輕了新型建筑材料工業對生態環境的破壞，同時，增強了建筑工程的環保性能，推動了建筑工程的生態化進程。除此之外，新型建筑材料的其他優越性能也推動著建筑工程的綜合性能的提升，如人們對新型建筑材料智能化需求就在漸漸推動著建筑工程的智能化，使建筑工程在未來社會發展中能夠更好地滿足人們的需求。
4新型建筑材料發展的意義
4.1經濟意義
隨著未來新型建筑材料發展，及其社會市場的不斷拓展，新型建筑材料工業將為我國國民經濟增添無盡的活力。
4.2社會意義
新型建筑材料的低能耗、低污染、多功能等諸多符合我國當前社會可持續發展的現實優勢，逐漸受到社會的認可和需要。
4.3生態意義
新型建筑材料生產方式的進步，在提高了資源利用率的同時，還極大地減少了其對生態環境的污染和破壞。新型建筑材料的發展，從根本上說，就是將研制低能耗、低污染和高價值的新型建筑材料的科學生產技術進一步先進化，其重要因素是科學技術的進步。我國對新型建筑材料，特別是擁有自主知識產權的新型建筑材料的需求市場相當廣闊。面對目前民用建筑行業需求飽和化趨勢，高端功能性新型建筑材料將帶動新型建筑材料工業的新發展。
作者:程國強 張楚鑫 單位:西北大學現代學院
參考文獻：
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[3]續強.新型建筑材料對于建筑工程造價管理的影響分析[J].神州,2013(20):41.
新材料新工藝在裝飾工程中的應用現狀和發展趨勢
隨著我國經濟的不斷繁榮發展，科技的不斷進步，城市化建設水平逐漸深入，建筑行業得到蓬勃發展，同時帶動了裝飾裝修行業的發展。經過幾十年的發展，建筑裝飾市場競爭越來越激烈，國家資源能源和環境問題越來越突出，人們對裝飾材料、裝修風格的要求越來越高，傳統的建筑材料、工藝、技術難以滿足行業發展要求。為了適應市場需求，裝飾行業在材料、工藝方面進行了系列技術創新，一些新材料、新工藝不斷涌現，并在實踐中得以應用。
目前，我國許多建筑裝飾應用了新材料、新工藝和技術，有些發展成為極具亮點和活力的標志性建筑。如我國國家大劇院在音樂廳的天花吊頂和墻面裝飾上采用了一種“GRC”的玻璃纖維板，用于加固水泥的新型建筑材料，公共區域也采用這種裝飾材料，讓整個劇院更加美觀，同時最大化的利用了空間；人造塊材加工和掛裝等技術的應用，塑造了紹興市國家檔案館的裝飾特色，它的大廳背景墻面是一副宋代紹興城區圖，這幅圖看似簡單，其實它是采用一種銅浮雕施工的新工藝，凸顯了整個大廳的古典、素雅；江蘇省的美術館在裝飾工程中按照大理石、花崗巖的設計寬度斷面斜向鏤空，采用了石材百葉的新材料。此外，一些建筑的會議室背景墻面采用木塑板等裝飾新材料以及新型干掛工藝的使用等。新型的材料、工藝技術在裝飾工程中具有顯著的特點和優勢，在建筑行業、社會經濟、科技等多方面的共同促進下，新材料、新工藝的應用將日益廣泛，并最大化地滿足人們的多元需求。而作為裝飾裝修工程的從業人員，必須不斷學習，努力掌握和熟練各種新材料、新工藝新技術的使用方法，否則很容易被競爭激烈的市場環境所淘汰。
裝飾工程中新材料、新工藝的具體應用
裝飾工程新材料、新工藝的應用范圍是非常廣泛的，隨著社會的快速發展，建筑及房屋裝飾裝修設計行業蓬勃發展起來，與此同時新材料新工藝的應用范圍也得到了擴展。在建筑行業的帶動下，新材料新工藝在“建筑及景觀工程、室內裝飾工程、給排水工程、強弱電工程計、空調系統工程、消防系統工程、監控系統工程”等各項專業領域里得到應用，其作用更加明顯。如此多的工程項目不可能完全詳述，因此文中只選取室內裝飾工程來探討新材料新工藝的使用。
1.住宅建筑裝飾工程中節能環保材料的應用
一個健康、舒適、美觀、實用、環保的住宅環境是現代居民的基本要求。通常情況下在住宅室內裝飾中存在耗能較大的設施有很多，因此在裝飾過程中節能環保的新型材料成為首選。如室內墻面和門窗設計中要采取隔溫性能較好的材質，減少室內熱量的流失和房間之間熱量的傳遞，墻面應該保持光滑平整，門窗宜選擇導熱性能較低的材料。室內屋頂面，頂層房間可以安置吊頂，同時在吊頂內加入保溫隔熱層，可以在夏季避免高溫熱量通過吊頂傳入室內。樓地面是保存室內溫度的，可以選用硬木地板或厚層塑料地板等導熱性能較小的材料，從而加強其保暖效果，同時給人以溫暖舒適的感覺；還可以在地面構造層中鋪保溫板或采用低溫輻射地板，更有利于提高室內舒適度以及改善樓板保溫性能。現在流行的有暖芯地板和軟木地板。室內的燈光照明設備，根據實用性和經濟性的原則，應該采用先進的節能設備，選擇具有高效性、節能性的照明設備；盡量選擇自動開關的照明燈具，例如運用聲控設備或者安裝翹板開關。采用節能型家電裝置如購買節水省電型洗衣機、節水環保型座便器以及太陽能熱水器，這些既為居民提高生活方便，又能大大節省家庭用電、用水，節約能源，降低家庭開支。相比室內裝飾節能措施的復雜多樣，室外裝飾就比較簡單。傳統的建筑理念中，人們認為外墻只起裝飾的作用，設計師沒有相關的節能技術，只能做到提升墻體防水效能的程度，但在保溫節能方面卻沒有作用。在環保節能理念的倡導下，建筑外墻體在漆料上應該進行保溫處理，或者可以用具有防紫外線且導熱值低的外墻貼面磚來代替。
2.建筑裝飾中新工藝的應用和實施
目前我國裝飾工程中比較廣泛的應用工藝和技術主要體現在墻面和地面上。給墻體和地面貼磚采用“墻地磚定位網格”工藝，它是一種特殊的網格，主要成分是廢舊塑料。這種工藝具有傳統工藝不可比擬的優勢：如它技術要求簡單，一般普通施工人員即可操作；工程施工速度是傳統工藝的5倍左右；節約水泥，外形效果整齊；工程工期短，節省大量成本；外墻墻面瓷磚粘貼牢靠沒有縫隙、防水性能較好，而且這種工藝技術在施工過程中發生意外事故的可能性較小。除了上述建筑裝飾工藝技術，在工程中還有“鋼筋工藝、高強混凝土配制工藝、海水拌制泥漿新工藝”等。
人們通常把材料、信息和能源 人們通常把材料、信息和能源并列為現代科學技術的三大支柱，并認為他們是現代社會賴以生存和發展的基本條件之一。在這三大支柱中，材料科學顯得尤為重要，可以說材料科學是現代科學技術發展的重要支撐，這主要體現在材料是人類社會進步的里程碑，而先進材料是高新技術發展和社會現代化的基礎和先導，也因為信息和能源技術的發展都與材料科學的進步和發展密切相關。材料一直是人類賴以生存和發展的物質基礎，但材料科學的提出卻是20世紀60年代初的事情，也是科學技術發展的必然結果。隨著人們對材料的制備、微觀結構與宏觀性能之間關系等研究的逐步深入，各種材料體系，如金屬材料、高分子材料、陶瓷材料等都已相繼建立起來。對不同材料的研究可以相互借鑒，也使得不同材料之間的相互替代和補充成為可能，由此也出現了復合材料的概念并得到了廣泛應用。隨著人們對材料研究的深入，逐漸形成了材料科學與工程這門學科。這門學科除了研究材料的組成、結構與性質的關系等基礎研究之外，還研究材料在制備過程中的工藝和工程技術問題。現在一般認為，材料科學與工程主要包括組成與結構、合成與制備、性質及使用效能等四個方面，它是關于材料成份、結構、工藝與它們的性能和用途之間的有關知識的開發和應用的科學。由此可以看出，材料科學與工程科學有多學科交叉、與實際應用密切相關等特點，并且也是一門正在發展中的科學。作為一級學科，材料科學與工程學科下設有材料物理與化學、材料學、材料加工工程三個二級學科。按照我國的專業規劃，材料科學與工程學科以材料學、化學、物理學為基礎，系統學習材料科學與工程專業的基礎理論和實驗技能，并將其應用于材料的合成、制備、結構、性能、應用等方面。更進一步講，材料科學與工程專業培養具備包括金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等材料領域的科學與工程方面較寬的基礎知識，能在各種材料的制備、加工成型、材料結構與性能等領域從事科學研究與教學、技術開發、工藝和設備設計、技術改造及經營管理等方面工作的科學研究與工程技術人才。金屬材料領域涉及的金屬磁性材料和無機非金屬材料領域涉及的陶瓷基鐵氧體材料都已經得到了非常廣泛的應用。高分子領域的有機磁體，目前正在成為國際上研究的熱點，也是軟物理研究的一個重要領域。由此可以看出，材料科學與工程領域涉及的各個方面，都可以看到磁性材料的影子。材料一般分成結構材料和功能材料兩大類，磁性材料作為具有特定物理功能的材料，在功能材料中占有很大的比重。當前功能材料的研究和開發的熱點集中在光電子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物醫用材料、超導材料、功能高分子材料、先進復合材料、智能材料以及生態環境材料等領域，這幾類材料幾乎都與磁性材料有直接或間接的關系，各類材料的磁學性質無疑也是當今研究的熱點問題。
隨著社會的發展，特別是信息功能材料的發展和應用的日益廣泛，作為功能材料基礎的磁性材料得到了日益廣泛的應用。與此相適應的，在材料科學與工程學科的教學體系中，特別是在一些主干課程中都出現了與磁性材料相關的內容也就成為歷史的必然。因為磁性材料從材料微觀結構上涉及到晶態材料、非晶態材料、納米晶材料，也涉及到金屬材料、陶瓷材料等無機材料，所以在《材料物理導論》中把“材料的傳導性和磁性”作為一個章節，《新材料概論》中與磁性有關的有“磁性材料”和“超導材料”兩個章節，《金屬功能材料》涉及到磁性的章節更多，有“磁性材料”、“金屬薄膜材料”、“非晶態金屬材料”、“信息材料”、“超導材料”及“智能金屬材料”等章節，在涉及到材料物理性能及測試的教材中，都會不可避免地涉及到磁學知識。在國外的教材中，情況也是如此，如《工程材料科學與設計》一書。在無機材料、陶瓷材料等課程中，也都會涉及到磁性材料，在材料物理性能的講授中，也必然會涉及到電性及磁性的內容。考慮到磁學知識的廣泛性及分散性，我校在教學實踐中發現，有必要充分利用學校在這方面的優勢，把磁學的相關知識單獨作為一門學科進行講授，這樣既有利于學生對磁學知識有一個系統的理解，也可以適應社會發展的需要。磁性材料作為一種非常重要的基礎功能材料，在社會中已經得到了廣泛的應用，作為材料科學與工程專業的學生，非常有必要對磁學及磁性材料的知識有一個專門的了解，這樣做會使學生受益終生。因為一方面有利于擴大他們的知識面和視野，也非常有利于他們就業；另一方面有的學生進入研究生階段后，如果具備一些磁學相關知識，也非常有利于他們的學習和研究工作，《金屬材料結構與性能》屬于材料科學與工程學科領域的基礎教材和國內外材料專業碩士的必修教材，也把“材料的磁性能”作為一個章節進行講授。
作為重要的現代信息功能材料的磁性材料，其發展具有悠久的歷史，在這方面已經有許多專門的文獻資料進行了介紹，在此不再贅述。人類很早就開始了磁學的研究，但直到量子力學創立后，才對磁性的起源有了一個較為清晰的認識，也就是說，磁性本質上起源于物質的量子性質。這就說明要研究與磁性相關的現象，就必須具有《量子力學》的學習背景；要研究大量微觀粒子聚集體的磁學性質，就必然要用到《熱力學統計物理》的知識；要研究固體的磁學性質，也必然要對《固體物理》有深入的了解。所以，在學習《磁學》課程之前，必須要以這三門課程的學習為先導，而在材料科學與工程專業中作為專業基礎課，都會專門開設這三門課程，這也就為磁學課程的開設創造了有利條件。我校的探索實踐表明，在講授中應以《磁性材料》課程為主線來進行講授，并且適當增加一些必要的磁學知識和磁測量知識，以利于學生的理解，也有利于學生對其他相關課程的學習。我校幾年來的實踐教學都收到了良好的效果。人們對納米結構體系與新的量子效應器件的研究已經取得了許多新的進展，有許多成果已經產業化，并由此帶動了傳統產業的技術升級和技術進步，從而掀起了納米科技熱潮。納米結構由于具有納米微粒的特性，如量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應等特點，又存在由納米結構組合引起的新的效應，如量子耦合效應和協同效應等，這些都屬于量子力學現象，現代納米科技研究也多是以這些效應為出發點來進行的，這些內容也是材料科學與工程學科各門主干課程的重點內容。磁學主要研究物質的磁性及其起源，也就是研究與電子的自旋相關的性質及理論。磁學從創立之初就一直在從事與量子效應有關的知識研究。從量子力學創立至今，磁學從理論上對這些問題的探索已經有將近一個世紀的時間，積累了豐富的知識，對磁學相關知識的學習，必然會大大促進學生對材料科學與工程學科的學習和理解。
并列為現代科學技術的三大支柱，并認為他們是現代社會賴以生存和發展的基本條件之一。在這三大支柱中，材料科學顯得尤為重要，可以說材料科學是現代科學技術發展的重要支撐，這主要體現在材料是人類社會進步的里程碑，而先進材料是高新技術發展和社會現代化的基礎和先導，也因為信息和能源技術的發展都與材料科學的進步和發展密切相關。材料一直是人類賴以生存和發展的物質基礎，但材料科學的提出卻是20世紀60年代初的事情，也是科學技術發展的必然結果。隨著人們對材料的制備、微觀結構與宏觀性能之間關系等研究的逐步深入，各種材料體系，如金屬材料、高分子材料、陶瓷材料等都已相繼建立起來。對不同材料的研究可以相互借鑒，也使得不同材料之間的相互替代和補充成為可能，由此也出現了復合材料的概念并得到了廣泛應用。隨著人們對材料研究的深入，逐漸形成了材料科學與工程這門學科。這門學科除了研究材料的組成、結構與性質的關系等基礎研究之外，還研究材料在制備過程中的工藝和工程技術問題。現在一般認為，材料科學與工程主要包括組成與結構、合成與制備、性質及使用效能等四個方面，它是關于材料成份、結構、工藝與它們的性能和用途之間的有關知識的開發和應用的科學。由此可以看出，材料科學與工程科學有多學科交叉、與實際應用密切相關等特點，并且也是一門正在發展中的科學。作為一級學科，材料科學與工程學科下設有材料物理與化學、材料學、材料加工工程三個二級學科。按照我國的專業規劃，材料科學與工程學科以材料學、化學、物理學為基礎，系統學習材料科學與工程專業的基礎理論和實驗技能，并將其應用于材料的合成、制備、結構、性能、應用等方面。更進一步講，材料科學與工程專業培養具備包括金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等材料領域的科學與工程方面較寬的基礎知識，能在各種材料的制備、加工成型、材料結構與性能等領域從事科學研究與教學、技術開發、工藝和設備設計、技術改造及經營管理等方面工作的科學研究與工程技術人才。金屬材料領域涉及的金屬磁性材料和無機非金屬材料領域涉及的陶瓷基鐵氧體材料都已經得到了非常廣泛的應用。高分子領域的有機磁體，目前正在成為國際上研究的熱點，也是軟物理研究的一個重要領域。由此可以看出，材料科學與工程領域涉及的各個方面，都可以看到磁性材料的影子。材料一般分成結構材料和功能材料兩大類，磁性材料作為具有特定物理功能的材料，在功能材料中占有很大的比重。當前功能材料的研究和開發的熱點集中在光電子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物醫用材料、超導材料、功能高分子材料、先進復合材料、智能材料以及生態環境材料等領域，這幾類材料幾乎都與磁性材料有直接或間接的關系，各類材料的磁學性質無疑也是當今研究的熱點問題。
隨著社會的發展，特別是信息功能材料的發展和應用的日益廣泛，作為功能材料基礎的磁性材料得到了日益廣泛的應用。與此相適應的，在材料科學與工程學科的教學體系中，特別是在一些主干課程中都出現了與磁性材料相關的內容也就成為歷史的必然。因為磁性材料從材料微觀結構上涉及到晶態材料、非晶態材料、納米晶材料，也涉及到金屬材料、陶瓷材料等無機材料，所以在《材料物理導論》中把“材料的傳導性和磁性”作為一個章節，《新材料概論》中與磁性有關的有“磁性材料”和“超導材料”兩個章節，《金屬功能材料》涉及到磁性的章節更多，有“磁性材料”、“金屬薄膜材料”、“非晶態金屬材料”、“信息材料”、“超導材料”及“智能金屬材料”等章節，在涉及到材料物理性能及測試的教材中，都會不可避免地涉及到磁學知識。在國外的教材中，情況也是如此，如《工程材料科學與設計》一書。在無機材料、陶瓷材料等課程中，也都會涉及到磁性材料，在材料物理性能的講授中，也必然會涉及到電性及磁性的內容。考慮到磁學知識的廣泛性及分散性，我校在教學實踐中發現，有必要充分利用學校在這方面的優勢，把磁學的相關知識單獨作為一門學科進行講授，這樣既有利于學生對磁學知識有一個系統的理解，也可以適應社會發展的需要。磁性材料作為一種非常重要的基礎功能材料，在社會中已經得到了廣泛的應用，作為材料科學與工程專業的學生，非常有必要對磁學及磁性材料的知識有一個專門的了解，這樣做會使學生受益終生。因為一方面有利于擴大他們的知識面和視野，也非常有利于他們就業；另一方面有的學生進入研究生階段后，如果具備一些磁學相關知識，也非常有利于他們的學習和研究工作，《金屬材料結構與性能》屬于材料科學與工程學科領域的基礎教材和國內外材料專業碩士的必修教材，也把“材料的磁性能”作為一個章節進行講授。