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1）引言：引言又称前言、序言和导言，用在论文的开头。 引言 一般要概括地写出作者意图，说明选题的目的和意义, 并指出论文写作 的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。 〈2）论文正文：正文是论文的主体，正文应包括论点、论据、 论 证过程和结论。主体部分包括以下内容： a.提出问题-论点； b.分析问题-论据和论证； c.解决问题-论证方法与步骤； d.结论。 6、参考文献 一篇论文的参考文献是将论文在研究和写作中可参考或引证的主要 文献资料，列于论文的末尾。 中文：标题--作者--出版物信息（版地、版者、版期） 书讲的1.纳米材料 （1）洗衣机桶表面经过纳米技术处理可放菌 （2）领带表面经纳米技术处理后防水防油 （3）用纳米陶瓷粉制陶瓷有韧性，制造发动机可提高性能 2.“绿色”能源 （1）干电池轻便但只能用一次且污染环境，铅电池太重，锂电池密度小，所以它体积小、质量轻、能多次充电、对环境污染小。 （2）硅光电池可把太阳能转化成电能，可用于人造卫星。 3.记忆合金 （1）记忆合金主要成分镍和钛，记忆合金独有物理特性：当温度达到某一数值时，材料内部的晶体结构会发生变化。 （2）记忆合金可用于外科手术，还可装在热水器的出水阀门内，防止烫人
你是要写论文？1，高速重载轨道结构及轨道动力学，2，铁路工务管理现代技术，3，铁路规划与线路勘测设计技术，4，铁路与管理建设项目工程经济与管理，5，铁路、公路、机场工程路基结构与地基处理，6，道路交通管理系统，7，路面结构理论与新材料应用。
浅谈高等级公路的养护与管理 池学丽 黑龙江科技信息
高速公路路面优化设计论文
1常安高速公路路面优化设计需要解决的难点分析
高温稳定性
常安高速公路工程项目所处地区为最高气温超过40℃的夏炎热区。在这种苛刻的环境下，必须要求路面混合料拥有极高的抗变形性能。同时，因为在这一个高速公路段，交通量较大且重载车比例高，这些都加重了公路路面负荷。此外，有部分路段为长大纵坡路段，高温条件下重载交通对长大纵坡段层间剪切滑动也产生不利影响。因此，在进行路面结构优化方案设计时，需要重点关注在高温条件下路面的抗车辙性能与抗剪性能。
水稳定性
工程项目沿线年降雨量约为1500mm左右，属于年降雨量＞1000mm的潮湿区。通过对湖南地区整体高速公路使用情况的分析，可看出部分路段的早期水损害问题仍然比较严重。因而，在进行路面结构优化设计时，必须充分考虑到混合料设计、原材料指标控制等对水稳定性方面问题。
低温抗裂性
常安高速公路工程项目所处地区的年极端最低气温低于－10．0℃，属于冬冷区。因此，进行优化设计时，既要保证路面拥有足够高温稳定性，又要确保其具备一定的低温抗裂性能。
抗疲劳性
高速公路的交通量大，且重载车较多，极易造成沥青路面结构层疲劳破坏现象的形成，因此，需在优化方案中采取相应的措施提高其抗疲劳性能。总之，在常安高速公路路面结构优化设计方案中，需要以解决重载交通下车辙病害问题和早期水损害的问题为主要方向。通过优化路面结构、合理设计混合料、严格控制施工质量，并对特殊路段特殊处理，达到减少早期病害、提高路面耐久性、降低全寿命周期成本的目的。
2沥青结构层的优化分析
在原设计中，沥青路面结构层为:上面层为4cm改性沥青SMA－13;中面层为6cm改性沥青AC－20C;下面层为8cm普通沥青AC－25C。进行优化设计时，结合路面结构层的厚度及路用性能，对沥青路面结构层进行如下优化。
沥青上面层优化
根据常安高速公路通车后的交通量预测，在初期没有太大交通量的情况下，路面荷载的影响深度主要在于中面层，因此从功能性和经济性这两方面考虑，在优化中，在上面层采用4cm厚AC－13C，沥青采用SBS改性沥青，在有效降低工程造价成本的同时，也能充分满足其功能要求。AC－13C采用石质较坚硬、耐磨耗的集料，如玄武岩和辉绿岩等，以确保抗滑磨耗表层的功能(如表1)。在此基础上，将地产的辉绿岩材料用于上面层，相比于SMA－13所需要的外购的玄武岩便宜，造价有所降低。并且，考虑到工程项目所在地为高温多雨潮湿区，在上面层采用AC－13C型沥青混凝土。
沥青中、下面层优化
原施工图设计方案的中、下面层结构为:中面层6cm的AC－20C、下面层8cm的AC－25C，沥青的中面层所在层处于整个路面结构的高剪应力受力区域，在高温地区重载交通条件下，中面层应具有较好的高温稳定性，因此，中面层需要采用高温稳定性较好的沥青混合料，沥青胶结料采用SBS改性沥青。沥青的下面层主要起承重层及粘结层的作用，同时还必须具有较好的抗疲劳性能和抗水损害性能，因此需要采用50#A级道路石油沥青。在优化设计中，将原方案中面层6cm的AC－20C调整为6．0cm的'Sup－20，胶结料采用改性沥青，并要求达到PG70－22级性能标准;下面层8cm的AC－25C调整为8cm的Sup－25，采用50#道路石油沥青，要求达到PG64－16级性能标准。
水稳基层优化
在原路面结构设计中，由于水泥剂量用量较高，水稳易产生裂缝，1cm的石油沥青表处不能起到抗反射裂缝的作用。因此，在优化设计中，水稳基层通过降低水泥剂量的方式来控制水稳裂缝的产生，同时采取有效的工程措施来延缓沥青路面的反射裂缝。在水稳基层和沥青面层之间设置防水粘接层，以便沥青面层的应力和应变因离开应力集中的接缝或者裂缝端部而得到降低。同时，加强加铺层结构的抗拉能力与抗剪能力。其中，在防水粘接层类型的选择方面，结合高性能聚酯玻纤布、稀浆封层、橡胶沥青应力吸收层(SA-MI)等三类防水粘接层的特点分析，优先选用1cm橡胶沥青应力吸收层来延缓沥青路面的反射裂缝。
3常安高速公路路面优化设计的对比分析
技术分析
传统的AC型沥青混合料采用悬浮密实型连续级配，高温稳定性较差，即使对其级配进行调整，也难以避免传统设计方法的缺陷。而传统的马歇尔设计方法采用击实成型试件，不能准确模拟路面压路机实际碾压的揉搓效果，因此导致试件油石比往往较实际路面大0．3%至0．5%。而在优化设计方案中，引入Superpave技术从施工检测及工程应用效果来看，Superpave设计的沥青混合料表面均匀、密实，高温性能有较大程度的提高，抗水损害性能良好，其各方面性能均优于传统的悬浮密实型AC混合料，能提高整体的路面性能，特别是高温抗车辙性能。
路面基本建设费用分析
优化方案较原设计方案将有效提高路面性能和延长路面使用寿命。并且，通过清单报价计算，优化后的主线路面结构比原设计路面结构可节约基本建设费用2219万元。
使用效果分析
目前，我国高速公路沥青路面的研究和发展方向是，延长沥青路面的使用寿命，减少早期损害，更好的体现全寿命周期成本设计理念。通过上述分析所得，常安高速公路路面结构优化将在解决原工程项目中的特点及难点问题，在保证路面优质服务功能的基础上，实现路面“耐久、节约、环保”的目标。
4结束语
优化设计的目的在于，在保证使用功能的前提下，能有效降低造价。而通过综合评估得出，原设计路面结构建筑安装工程费预算为83556．84万元;优化后路面结构建筑安装工程费预算为80450．27万元，优化后路面结构比原设计路面结构节省造价3106．57万元。二者对比可看出，常安高速的路面结构优化方案既节约了投资，也保证了路面结构的使用功能，在经济上和技术上均是可行的，且技术经济效益明显，能有效降低工程造价。
沥青在路面运用中常见问题的探讨论文
【摘 要】 近几年交通作为国家基础设施重点投资，全国各地一级路、二级路、三级路、高速公路和城市道路等不断筑建和整修。而沥青作为路面工程的一种结合料，在世界各国得到了广泛的应用，成为公路建设长久使用不衰的一种材料。但由于沥青材质本身的差异，以及受设计和施工水平的影响，沥青路面常常出现开裂、泛油、松散、坑槽等常见病害，这些病害的出现严重影响了行车速度、行车安全，加大了汽车磨损，缩短了沥青路面使用寿命，影响了道路投资效益。本文将对沥青运用在路面过程常见的问题进行探讨。
【关键词】 沥青 路面应用 问题
一、沥青碎石形成离析带问题
1.沥青碎石形成离析带的可能原因
（1）沥青混合料从贮料罐向运输车里输送时，由于高度原因，大骨料滚落在车厢附近，形成粗集料第一次集中。
（2）运输车里的混合料卸向摊铺机时，大骨料滚落在摊铺机半厢附近，形成粗集料的第二次集中。
（3）摊铺机送料器在送料过程中，先将中间集料送于布料器，剩余粗集料留存在料斗中，摊铺机收斗时，形成粗集料的第三次集中。
2.沥青碎石离析的危害
（1）沥青碎石粗集料一旦形成集中，在碾压过程中，集料非常容易被压碎，骨料表面积增大，改变了原设计的路面配合比，油料偏少，造成集料碾压成型后松散，破坏路面结构，影响路面强度、行车安全和行车效果以及道路使用寿命。
（2）粗集料集中，局部密实度差，孔隙率高，容易在路面形成积水，影响路面质量。
（3）粗集料集中，影响路面平整度及路面外观美感。
3.解决沥青碎石形成离析带方法
（1）从运输车辆方面来解决
从拌和机贮料罐向运料车上卸料时，分三层放料，即每卸一斗混合料，汽车挪动一个位置。等一层放完后，再逐次进行第二、三层放料，从而减少粗集料的集中。
施工过程中摊铺机前有运料车在等候卸料，即摊铺沥青混合料运输车的运量较摊辅速度有所富裕。
（2）从摊铺机本身操作方面来解决
在摊铺机螺旋二分之一处，边端装反向螺旋叶片；控制布料器处于中挡或高挡位置；控制适宜的送料仓口开度；均匀操作送料器和布料器；摊铺机摊铺一车料将完时，控制摊铺机速度，关闭送料器，等下车料倒入后再进行均匀送料和布料；在铺筑过程中保持摊铺机布料器不停转动，摊铺机两侧保持有不少于送料器高度三分之二混合料。
（3）从混合料本身来解决
减少混合料粒径大小悬差。控制沥青用量，使之偏高于设计用量。
（4）混合料摊铺过程控制其平整度
沥青混合料必须缓慢、均匀，连续不间断地摊铺，摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿。摊铺机摊铺时，操作人员注意前后、左右的变化，根据既定的摊铺速度进行摊铺。我们使用的两台帕克1000型沥青混凝土拌合楼，其产量为每台70t／h，根据拌和楼产量来确定摊铺速度，运输车数量，每车发车时间间隔及合适的作业段长度，来保证混合料摊铺的连续性，以确保沥青路面平整度。拌和机5个成品料仓贮料380t，5辆太脱拉扩容贮料100t，共480t，混合料总重量达到480t时，前场摊铺机开始摊铺。
二、沥青运用在路面病害的问题
1.路面病害的原因
（1）气候的影响
近年来，由于温室效应影响全球，在我国也不例外气温普遍提高气候反常，北方气候发生显著变化，冬季气候变暖夏天持续高温时间增长，由于气温的提高，而导致华北地区沥青软化点的不适宜是否应降低标号，值得考虑。
（2）沥青砼配合比设计存在的问题
沥青砼配合比设计按规范要求应经过四个阶段，即目标配合比设计阶段，生产配合比设计阶段，生产配合比验证阶段和试拌试铺阶段，各阶段要达到的目的都有明确的要求。在施工时，有的单位压缩两至三个阶段，有的干脆凭经验进行施工，因此，从理论和实践来讲存在较大的偏差，从而导致沥青砼内在质量存在先天不足，另一方面由于目前国家现状所致，高速公路工期较短加上标价偏低，碎石料场不规范，大多地材都由个体企业承担，料场分散，设备落后，材料的均质性，稳定性均有较大的差别，虽然大部分单位在开工前都取样做了筛分分析符合要求，在施工过程中也检测并予调整配合比，但由于变化大，差异性大不可能做到十分准确，油石比级配都在变化，这是导致路面出现一些常见病害的原因之一。
（3）沥青砼拌合温度的控制
沥青砼拌合温度的控制，从规范角度控制比较严格对石油沥青拌合出厂温度要求在120-165℃，而实际上有些施工单位和个别商品沥青砼厂家，在拌合温度控制方面不是那么严格，时高时低很不稳定，有的沥青砼拉到工地量测将近180℃，而有时不足110℃，温度过高可能导致沥青变质，没有粘性使沥青砼松散，温度过低，沥青混合料拌合不匀，影响级配，这些也是导致沥青路面有时局部松散或其他病害的一个原因。
（4）沥青砼的摊铺
目前，国内沥青砼的摊铺的`问题比较大，总的来说走两个极端，一方面高速公路摊铺要求全断面摊铺设备如ABG或费格勒2000型，另一方面个别地市交通部门用的还是过去60-70年代的摊铺设备，面过窄，没有自动找平系统，完全凭经验凭操作人员的感觉进行施工，事实上高速公路有些监理工程师对双向四车道的高速公路要求全断面摊铺，只考虑到了横坡容易掌握和消除了纵向接缝，所带来的弊端却是显而易见的，首先，由于摊铺断面宽，沥青混合料从中间通过铰轮输送到两侧由于距离大必然产生离析，这种离析改变了沥青砼生产配合比，其次由于烫平板从机心向两侧悬臂较长，随着摊铺次数的增加产生变形，对路面横坡的控制也有较大影响，此外，由于全断面摊铺需要较大拌合能力，当拌合站较小时，容易造成摊铺机时开时停使路面控制。因此，欧美一些国家和澳洲国家并不主张全断面摊铺，而是两台摊铺机平行作业。
2.沥青在路面运用中的病害根治
高等级公路在选材方面应有严格的标准要求，路面结构层承载能力应适应当前和在设计年限内交通发展的需要，不能片面追求路面的里程量，而降低路面标准，在这方面应进行科学的比较，有的高速公路通车不到一年，大面积返工，太旧、京石、昌九高速都出现了这种情况，原因何在，一方面是为了省钱用国产沥青替代进口沥青，另一方面结构层的设计偏薄，路面基层底基层满足不了行车荷载的作用，因此，在这方面应计算一下是一次到位好，还是为了节省点钱多修几公里路好，从综合效益来看，由于节省资金造成的路面破坏远比多修几公里路所产生的经济效益大得多。
此外，在设计方面也应作一些大胆的探讨，如减薄沥青面层，增厚基层或底基层，比如采用4-6cm沥青面层，20-25cm水泥砼或者是15-20cm沥青稳定碎石基层的结构形式，其造价比现在普通采用的15cm沥青砼面层，15-20cm水泥稳定碎石半刚性基础基本相当，这就解决了基层是主要承载层的问题，适应当前交通流量大超重车行驶的交通状况，同时4-6cm厚沥青面层可以做成开级配的中粒式沥青砼，这种设计形式有几个方面的好处：
一是优质沥青用量减少，仅仅是面层用4-6cm沥青砼，缓解了国内优质沥青供不应求的矛盾；
二是由于基层采用的水泥砼或沥青稳定碎石是水稳材料不怕雨水浸入，因此，即使在雨天不致于下雨路面过多积水影响行车（排水分成路面纵横坡排水，面层渗水）；
三是消除了沥青泛油，车辙等一系列病害；
四是由于开级配中沥青砼具有良好的抗滑性。
沥青的选用十分关键，要挑选符合规范各项要求的沥青，特别是沥青针入度，延度指标必须严格把关，在北方施工由于近些年的气候偏暖，因此，沥青标号宜选择在规定范围内低标号沥青，此外，透层油，粘层油沥青应采用与沥青砼用同一种沥青，特别是油石比的选择应考虑粘层油透层油返油时对其影响。在沥青混合料配合比设计上要特别重视。除了常规的几组马歇尔试验外，还应增加抗车辙的动稳定度试验，并衡量是否满足规范要求的一个条件，由于我国目前也引进这一指标值，虽然国内有关科研院校在搞这方面的研究，并出了一些成果，而作为施工企业现在采用并不普及，因此，作为交通行业标准，从立法角度来讲，应尽快推广执行。沥青混合料拌合时间、出厂温度、摊铺温度、碾压成型等温度控制必须严格按规范要求进行，合理安排工期，避开不利天气施工。
水泥混凝土路面断板原因及预防措施初探论文
摘要：本文结合工程实践，分析了水泥混凝土路面面板破坏的原因，并提出了防治水泥混凝土路面裂缝形成的工程措施。
关键词：水泥混疑土路面；破坏；成因；防治措施
随着水泥混凝土路面的使用到中后期容易逐步出现部分破坏，如开裂、断板、沉陷、错台等。为了进一步提高其质量，下面重点将水泥混凝土路面裂缝和胀、缩缝带来的病害做一研究。
1 水泥混凝土路面破坏的原因
第一，路面表面所出现的裂缝。主要原因是荷载应力、温度变化致使混凝土自身收缩产生的应力、以及混凝土面板与基层间强大的摩阻力超过了混凝土面板的抗拉强度而引起的。
第二，早期表面裂缝与早期断板。早期表面裂缝原因是由于混凝土表面早期过快失水干缩而引起的末完全断裂的表面性裂缝，大多发生在混凝土路面摊铺成型初期，裂缝规律不很明显。早期断板产生的原因较为复杂，主要发生混凝土路面成型初期，断裂规律比较明显，大多为横向裂缝，一般会贯通板底部。裂缝和胀、缩缝原因是预留胀缝不合理，填缝材料性能较差或收缩缝和切缝后，雨雪水通过缝隙灌入缝内，造成混凝土板底部冲刷发生病害。个别地段由于路基填料土质不均匀，湿度大，膨胀土、冻胀、排水设施不良等造成路基稳定性不足，产生沉陷，路面在受荷载时底部产生过大的弯拉应力，导致混凝土路面破坏。
第三，温度的应力变化是裂缝和胀、缩缝病害形成的另一种原因。4m*5m混凝土板块在夏天3 0℃～4 0℃的气温条件下，地表温度达到6 0℃左右时，由于板块内温度应力的作用，使其发生四角的翘曲，板块发生盆状变形，四周的板块填缝材料被扰动。这样的长期高温天气，昼夜温差的变化，板块也在不断发生变化。在盆状变形状态下重载车通过时发生翘板性跳动，将填缝材料压出，遇雨天进入雨水，会出现混凝土板底部冲刷发生卿浆病害。
第四，在水泥混凝土路面使用期内，嵌缝材料主要受到拉伸和翦切两种作用。嵌缝料的拉伸是指水泥混凝土路面板温度下降引起的板收缩而导致了按缝的张开。剪切是指汽车行驶经过接缝时，受荷载板与相邻的未受荷载板的竖向位移差也导致了接缝的张开。当路面和填缝材料发生重度损坏，板下垫层长时间受水的冻融侵害和高速重载的作用，形成一种活水冲刷，由于冲刷的反复作用，将混凝土板下灰土从板缝挪出，即出现卿浆，灰土卿浆后在重载车的反复作用下将粒料磨成泥浆逐渐唧出，板下出现掏空，掏空到一定面积后4mx5m的板块出现跳板现象或重载车通过时发生断裂，严重时会影响行车。
2 水泥混疑土路面裂缝和胀、缩缝的预防措施
为避免裂缝产生，应严格按设计、施工、验收规范组织精心施工。
位置缝
混凝土路面施工缝应尽可能设置于构造物处，当不能避免时，应保证施工缝接缝处两侧面板混凝土的振捣密实，并有足够的间隔时间，以形成强度。
当与原有混凝土路面相接时，应采用机械将原路面连接缝处切割整齐，并清除表面浮尘及松动石子，用水将连接缝处清洗干净。
水泥混凝土路面为刚性路面，纵横缝应及时填充材料，填料应与板的粘结力强，适应混凝土面板的`收缩。如氯丁橡胶、沥青玛蹄脂等。加强养护管理，防止渗水，避免杂物进入缝内。
施工缝
避免高温作业，温度宜控制在35度以下，注意昼夜温差，并掺减水剂等外加剂以保持应有水份。
避免大风天气施工，防止表面水份丧失过快。
水泥混凝土终凝后即覆盖稻草等并充分洒水养护或大面积喷洒养护剂，防止水份丧失过快，产生干缩裂缝。养护时间由水泥混凝土强度增长情况而定，一般应在半个月至20天左右，并不得少于七天。
控制水泥混凝土搅拌质量和速度，做试验段，求取施工参考值并借鉴其它已完成公路的施工控制。
加强施工自检，严格控制基层平整度，使其符合规范要求。
清除基层表面积水，严禁洒用生水。
做软弱基础处理专项设计，薄弱部位可用钢筋网补强并加强碾压质量。
计算水泥用量，控制水泥含量合理范围，参考其它路面，做试验段取得充分的科学数据。
为满足混凝土路面重载交通的强度要求，可根据规范采用钢纤维混凝土路面等特殊路面型式，以提高路面混凝土的强度，达到设计要求。
注意水泥质量，实现设计目的，完成设计意图。
注意混凝土配合比的实际选用值要结合施工现场求得。
材料缝
利用同一厂家同一标号的水泥。
使用同一性能的钢筋，纵、横向钢筋直径尽可能保持一致。
严格控制材料购进渠道，必须通过实验来严把质量关，不合格材料一定要清除出场。
使用合格水泥，使用免检产品，使用名优水泥。
注意水泥混凝土的初凝时间，搅拌站距摊铺现场距离不能过远，保证运输过程中的规范性。
选择合格的原材料。
选用强度高、收缩性小、耐磨性强、安垒性好的水泥，可减少混凝土成型早期的收缩变形，提高混凝土的抗弯拉强度。
粗集料选用反击破生产的连续级配碎石，最大粒径不大于(方孔筛)，针状片含量不大于15％。碎石宜采用强度高、抗温差能力强的非活性骨料，以防止碱性骨料产生混凝土裂缝及强度下降等不良现象。
选择合理的混凝土配合比。混凝土配合比是混合料的灵魂，必须满足强度，耐久性，经济性的要求。施工中混凝土配合比的强度以大干设计强度的10％－15％为宜，水灰比为宜，塌落度为宜，含砂率30％～35％为宜，混凝土24h弯拉强度应不低于。集料含水量应根据实测值及时准确调整。为确保水泥、集料、水的准确用量，混凝土配料应采用电子自动计量。
做好施工工艺的控制。
水泥混凝土路面施工时，由于浇筑混凝土水分的蒸发，体积在收工后改缩，会将路面板拉断。为防止路面裂缝、断板，控制切缝时间十分关键。根据我们的经验：在平均气温7摄氏度左右时，养护时间花10天切缝比较合理：在平均气温14摄氏度左右时，养护时间在7天切缝比较合理。在平均气温20摄氏度左右时，养护时间在3天切缝比较合理。水泥混凝士路面分格切缝时要尽量花4mx5m之间分格，以减轻温度应力对板块的破坏。
选择适宜的摊铺时间。为避免温差应力造成开裂断板，必须选择日照温度不高，风力不大，且温度变化不大的时间段进行摊铺。
为防止板边裂缝，混凝土面板纵、横向自由边缘部分应增加补强钢筋，正确安装传力杆。边缘钢筋一般选用2根12号－16号的钢筋，布置在板的下部，距面板底部一般为板厚的1／4，并不小于5cm，间距10cm，钢筋两端应向上弯起，钢筋保护层应不小于5c m。传力杆应与道路中心线平行、传力杆应按设计要求，使用高塑料套管和涂沥青隔层。
加强混凝土面板早期养护。宜采用麻袋或草帘覆盖，酒水进行湿润方法养护，确保养生时期混凝土板面始终湿润，养生时间不少于14天。养生期间加强交通管制，严禁车辆通行。
为阻止缝内灌水，填缝料应选用与混凝土板壁粘结力强、回弹性好、能适应混凝土板的胀缩，不溶于水和不渗水、高温不溢出、低温时不脆裂和耐久性好的材料填充。接缝板应选用能适应混凝土面板膨胀收缩，施工时不变形、耐久性良好的材料。
综上所述，水泥混凝土路面的裂缝和胀、缩缝原因是多方面的，但只要我们从原材料、混凝土配合比、施工工艺水平等各个方面上严格把关，采用综合的防治措施，水泥混凝土路面的裂缝与断板是可以有效控制及避免的。
对建筑节能的几点看法 论文 随着科学技术的日新月异,能源短缺已不容忽视，节约能源已受到世界性的普遍关注,在我国亦不例外。目前，全世界有近30%的能源消耗在建筑物上，长此以往，将严重影响世界经济的可持续发展。因此，能源问题将成为本世纪的热门话题，我们必须从可持续发展的战略出发，使建筑尽可能少地消耗不可再生资源，降低对外界环境的污染，并为使用者提供健康、舒适、与自然和谐的工作及生活空间。中国建筑能耗基本情况我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4，居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展，需要大量的建造和运行使用能源，尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计，1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为×108t标准煤，占当年全社会能源消耗总量×109t标准煤的。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能×108t标准煤，占全国能源消费总量的左右，占采暖区全社会能源消费的20%以上，在一些严寒地区，城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右[1]。与此同时，由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源，使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中，化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中，99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉尘和43%的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的，其中煤燃烧产生的占大多数。燃煤产生的大气污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%，CO2占71%，烟尘占60%[2]。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家，每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二，预计到2020年，中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此，中国对于全球气候变暖承担着重大的责任，而作为耗能大户的建筑，其节能也就成为关系国计民生的重大问题。我国节能工作与发达国家相比起步较晚，能源浪费又十分严重。如我国的建筑采暖耗热量:外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4～5倍，屋顶为～倍，外窗为～倍;门窗透气性为3～6倍;总耗能是3～4倍[4]。如果听任高耗能建筑大行其道，建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产可能增长的速度，国家的能源生产势必难以长期支撑这种浪费型需求，从而不得不组织大规模的旧房节能改造，将耗费更多的人力、物力。另外，每年新建和改建的几千万栋建筑要消耗掉几十亿吨林木、砖石和矿物材料，造成森林的过度砍伐，材料资源的大量开采，带来土地的破坏，植被的退化，物种的减少和自然环境的恶化。 几种节能途径1.墙体节能墙体是建筑外围护结构的主体,其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。我国以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准。以外墙为例,JGJ26-1995标准规定,在建筑物形体系数(建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值)小于时,北京地区传热系数不超过Ｗ/(m2·Ｋ),而目前常用的内抹灰砖墙,传热系数都大于上述节能标准数值。因而在节能的前提下，应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。2.门窗节能外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅总能耗的比例较大，其中传热损失为1/3，冷风渗透为1/3，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，提高外门窗的气密性，减少冷风渗透，提高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量。其节能措施有:（1）控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值，JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准（采暖居住部分）》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定，指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。（2）提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条，使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料（如毛毡）、弹性密闭型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。（3）改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求，在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板，以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗，这样可避免金属窗产生的冷桥，可设置双玻璃或三玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃，有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度，采用大窗扇，减少小窗扇，扩大单块玻璃的面积，减少窗芯，合理地减少可开启的窗扇面积，适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。（4）设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次，这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透，减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中，将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来，外门设防风门斗，防止冷风倒灌，楼梯间设计成封闭式的，对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。3.屋面节能在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后，还必须进一步加强屋面保温隔热的研究。屋面节能措施的要点，其一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料，以免屋面重量、厚度过大;其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果，如选用吸水率较高的保温材料，屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在，高效保温材料已经开始应用于屋面，一些建筑的屋面保温，采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法，就克服了常规作法的诸多缺点。这种保温芯板施工方便、价格低廉、不污染环境;芯板为柔性制品，不仅适用于具有平面的屋面，也可用于带有曲面的屋面，其保温工程更可显示出它的优越性。其主要技术指标，表观密度为110～150kg/m3;导热系数为～·K;蓄热系数为～·K。抗压强度大于;吸水率小于;蒸汽渗透系数为×10-7g/[5]。这些指标充分体现了膨胀珍珠岩密度较小，导热系数较低，而且吸水率和蒸汽渗透系数也都很低。这是保温性能好的材料所必须具备的。2001年已经在西宁污水处理厂的数百平方米屋面工程中使用，收到了好的技术经济效果。4.利用太阳能地球拦截的太阳辐射能相当于目前全球电力消费量的1500倍。而在现有技术、经济条件下可供开发利用的太阳能，只占理论资源量的很小一部分。据美国能源部评估，1990年美国太阳能经济可开发资源量约为22Mtce/年，仅为技术可开发量的。所以，太阳能的开发利用有巨大的潜力。太阳能作为一种可再生的洁净能源，是建筑上很具有利用潜力的新能源之一。太阳能在建筑上的利用方式主要有，被动式太阳能采暖、太阳能供热水、主动式太阳能采暖与空调、以及太阳能发电等等。我国太阳能资源丰富，陆地每年接受的太阳辐射能，相当于×1012tec，2/3国土面积的太阳能总辐射量超过[6]。如果将太阳能源充分加以利用，不仅有可能节省大量常规能源，而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。5.夜间通风夜间通风方法的原理是在夜间引入室外的冷空气，通过冷空气与作为蓄热材料的建筑维护结构接触换热，冷却建筑材料，达到蓄冷目的。在夏季，为了获得舒适的室内环境，则需要空调供冷系统。而此时，因为夜间的室外空气温度比白天低得多，所以夜间室外冷空气则可以作为一种很好的自然冷源加以利用。严格地说，只要室外空气温度低于室内空气温度，此时的室外冷空气就可视为可利用的自然冷源。
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我国新能源的发展历程及现状 自1973年发生的石油危机以来，西方国家为减少对世界不稳定地区石油供应的过分依赖和出于环境保护的要求，都把提高能源系统的效率、节约能源作为其能源战略的重要目标和措施。在这一过程中，信息通信技术始终作为一个重要的辅助手段被应用于节能的方方面面。为了避免污染，同时为了避免未来的能源危机，人们开始寻找更清洁、可再生的能源。国家在“十一五”期间将把新能源作为重点产业加以发展，中共中央在《十一五规划建议》中明确提出：“加快发展风能、太阳能、生物质能等可再生能源。”80年代起步阶段新能源的发展从国家的支持来讲，是从我国的“六五”计划期间，也就是上世纪80年代初期，新型可再生能源技术开始列入国家重点科技攻关计划，由中央政府拨给资金。这是在国家科委组织的能源战略研究中第一次把新能源、可再生能源作为未来国家发展的一个战略组成部分。虽然中国也把新能源作为我国的一个能源发展战略，但是由于中国当时的煤炭等整个的资源和能源相对来讲还比较丰富，再加上当时新能源的开发还处在研究开发的起步阶段，技术还不成熟，成本也比较高，无法实现大规模应用。在当时还很难对经济和社会产生重要影响，主要处在研究开发和应用示范的阶段。当时我们提出要“近有实效、远有前景”，所谓“近有实效”主要是指发展农村的小沼气、小水电，特别是生物质能。这对解决当时我国农村的好多地区，特别是缺少商品能源供应的地区起到了很大作用。当时新能源的发展规模，由于财力有限而没有发展大型项目。国家“六五”计划的第一个攻关项目，仅拨给新能源部300万人民币。由于经费有限，技术力量薄弱，所以风电主要是发展小型风力发电机，目标是解决内蒙流动的蒙古包的用电问题，围绕这个组织攻关。而当时国际上已经开发了相当大的风电设备。生物质能方面主要是开发沼气，进一步提高它的商品化程度，提高产气率。当时也开发了一些像沼气发电这样的技术，以及后来的沼气汽化技术。当时太阳能电池厂全国只有两家，分别位于开封和宁波，这两家的生产能力加在一起还不到一个兆。这是很低的生产水平，而且当时也没有什么应用，其原料就是用半导体厂的废旧单晶硅来做。热用当时与德国政府开展了国际合作，在北京大兴区建立了中国第一个新能源村，在这项中德科技合作计划里，第一个合作的项目就是建立新能源示范村，就是把德国的技术综合地拿到这个村，做了新能源的示范点，通过这个村让人们了解新能源具体能发挥什么样的作用、怎么来应用。可持续发展阶段随着我国科技的不断进步和经济实力的不断增强，进入九十年代，国家在这方面的投入力度也越来越大。这个阶段的显著标志是在1992年召开的联合国环境与发展大会上，第一次提出了可持续发展的问题，提出了环境与发展二者的关系问题是人类面临的一个重要挑战，而要解决可持续发展就要改变能源的结构，并再次提出发展清洁能源、发展可再生能源。由于第一次提出后国际上石油危机得到缓解，油价很低，所以人们就不可能再去搞高成本的可再生能源，而只停留在研究阶段。到了1992年第二次提出是从可持续发展的角度，不仅是解决当前的能源问题，还要实现人类的可持续发展，解决由能源和发展带来的环境问题。可再生能源是清洁的、没有污染的能源，因此各个国家都在加大发展力度。特别在1997年旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》通过后，欧美等发达国家由于承担了减排的义务，因此，他们必须把发展可再生能源作为常规能源的替代品，这样除了在减排上就起到了明显的效果，同时这样做也在客观上推动了西方国家的再生能源技术发展。在此期间，我国通过国内研发、组织国际合作等方式积极发展可再生能源，与美国、欧洲等很多国家合作，在中国建立了再生能源试验项目，如内蒙的风能、太阳能等做了很多研究，也引进了一些国外先进技术，包括我国在与欧盟委员在浙江大陈岛成功建成的风能、太阳能、潮汐能和生物质能的综合性可再生能源示范基地。21世纪发展现状到了二十一世纪，我们面临的能源问题更加凸显，也就是能源环境问题已成为制约未来经济发展的一个重大因素。在这种情况下，国家就更加把再生能源放在一个战略地位。2006年中国通过并实施了《可再生能源法》，通过立法形式确立了可再生能源在未来中国经济发展、可持续发展和能源发展的战略地位，也确定了它发展的重点和配套的相应的政策法规。在此之后，发改委和相关政府部门也陆续制定了一些配套政策，来完善和实施这项法律。另外，在2007年国家也制定了相应的《可再生能源中长期发展规划》，规定了我国可再生能源发展的目标，即力争到2010年使可再生能源消费量占到能源消费总量的10%，2020年提高到15%。具体目标包括到2020年建成水电3亿千瓦、风电3000万千瓦、生物质发电3000万千瓦、太阳能发电180万千瓦。在节能减排及应对全球环境变化方面，我国也把发展可再生能源作为一项重点任务，比如我们的节能工程，其实质就是通过节能来实现减少化石能源的消耗。特别是党的十七大报告中提出的2020年全面小康社会目标，其中一条就是要建设生态文明。建设生态文明的一个具体内容就是显著提高可再生能源的比重，进一步大力发展可再生能源。在节能减排方面也明确了要积极利用可再生能源，所以十七大报告也在事实上再次确立了可再生能源的地位。在这些政策前提下，从党中央国务院到发改委、财政部和地方各部门都相应制定了很多政策，包括财政部建立了可再生能源发展基金，确定一些基金的管理使用办法，来鼓励企业、地方政府和各方面更多地利用可再生能源。发改委也在大的产业项目上减免税收等。因此这几年我国的新能源产业发展很快，我们现在风能的发电装机到目前已超过600万千瓦，到今年年底有可能达到一千万千瓦，提前实现“十一五”计划的目标。在太阳能方面，中国目前是世界上生产真空管太阳能热水器最多的国家，我们一年大概生产能力超过一千八百万平方米。在太阳能发电方面，我国已成为世界上最大生产光伏电池的国家。生物质能方面，我国提出“不与人争粮，不与粮争地”的方针。在这个基础上，进一步开发生物燃料。通过发展非粮作物和植物发展生物燃料，做到不占用粮田，不影响粮食安全。以上大体是我国目前可再生能源的现状：我们确定了中长期发展计划和相应的正在完善中的政策，并形成了一些科技成果，但总体来讲，创新能力还不足，许多核心技术仍没有掌握，还走在发达国家后头。另外各项具体新能源的政策体系还不健全、很多大型设备还需要进口、人才缺乏，教育还没有为再生能源的发展提供强有力的支撑。综上，我们在政策、培养人才、国际合作和组织好示范这些方面应该加强。新能源产业化离不开信息技术在信息技术的应用方面，虽然信息化技术已经在规模较大的企业中应用，但目前整体上在可再生能源产业的应用还相对滞后于其他成熟的产业。从长远来讲，可再生能源的发展离不开信息技术，如风力发电。因为现在大部分的风力发电都是无人值守自动运行的，它怎么并网与电网更好地匹配，就需要采用控制技术和网络管理技术。在太阳能光电方面，特别是进入电缆的数据采集、整理、分析都需要采用IT手段。另外，太阳能电池制造过程中也需要设计开发的系统软件。新能源产业化，离不开IT技术，离不开信息化手段。“智能电网”是目前电力企业说得比较多的词。它的意义并不限于优化电力公司的管理那么简单。事实上，它还对“清洁科技”有着重要的作用。由于各国政府对于环境的日益重视，以及能源紧缺的压力，通过“清洁科技”生产的可再生的“清洁能源”有着广阔的发展前景，如风能、太阳能、燃料电池等等。而有了各种各样的清洁能源，原来的电网要和这些能源有机地结合，就需要电网网络更加智能化，使得能源从生产、传送到最后使用的过程受到集中监控和管理。如果能通过成本核算进行更好的定价，清洁能源就能从中获益，从而更快地发展。而要进行更好的定价，就得依赖于更多的数据收集和更好的数据分析处理，这里智能技术就有了用武之地。
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纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10～100个原子紧密排列在一起的尺度。下面是我整理的纳米材料科技论文，希望你能从中得到感悟!
纳米材料综述
【摘要】 本文综述了纳米材料的发展、种类、结构特性、目前应用状况和相关的应用前景，并对我国和国际目前的研究水平和投入做了对比分析。
【关键词】 纳米、纳米技术、纳米材料、纳米结构
1 引言
著名科学家费曼于1959年所作的《在底部还有很大空间》的演讲中，以“由下而上的方法”出发，提出从单个分子甚至原子开始进行组装，以达到设计要求。他说道，“至少依我看来，物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。”并预言，“当我们对细微尺寸的物体加以控制的话，将极大得扩充我们获得物性的范围。”[1]
1974年，科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。1982年，科学家发明研究纳米的重要工具――扫描隧道显微镜，使人类首次在大气和常温下看见原子，为我们揭示一个可见的原子、分子世界，对纳米科技发展产生了积极促进作用。1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着纳米科学技术的正式诞生。[2]
2 纳米技术
纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行精确的观测、识别和控制的技术，是在纳米尺度范围内研究物质的特性和相互作用，并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技术。其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子，制造出具有特定功能的产品。
3 纳米材料
纳米材料的概念
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10～100个原子紧密排列在一起的尺度。从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在微米以下，即100纳米以下。因此，颗粒尺寸在1～100纳米的微粒称为超微粒材料，也是一种纳米材料。
纳米材料具有一定的独特性，当物质尺度小到一定程度时，则必须改用量子力学取代传统力学的观点来描述它的行为，当粉末粒子尺寸由10微米降至10纳米时，其粒径虽改变为1000倍，但换算成体积时则将有10的9次方倍之巨，所以二者行为上将产生明显的差异。
纳米材料的分类
纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟，是生产其他三类产品的基础。
(1)纳米粉末
纳米粉末又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于：高密度磁记录材料;吸波隐身材料;磁流体材料;防辐射材料;单晶硅和精密光学器件抛光材料;微芯片导热基片与布线材料;微电子封装材料;光电子材料;先进的电池电极材料;太阳能电池材料;高效催化剂;高效助燃剂;敏感元件;高韧性陶瓷材料(摔不裂的陶瓷，用于陶瓷发动机等);人体修复材料;抗癌制剂等。
(2)纳米纤维
纳米纤维指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于：微导线、微光纤(未来量子计算机与光子计算机的重要元件)材料;新型激光或发光二极管材料等。静电纺丝法是目前制备无机物纳米纤维的一种简单易行的方法。
(3)纳米膜
纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于：气体催化(如汽车尾气处理)材料;过滤器材料;高密度磁记录材料;光敏材料;平面显示器材料;超导材料等。
(4)纳米块体
纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。主要用途为：超高强度材料;智能金属材料等。
4 纳米材料的应用
由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成，也正因为这样，纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如：其力学特性、电学特性、磁学特性[8]、热学特性等，这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。
5 纳米材料的前景
纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学，主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。纳米材料的应用涉及到各个领域，21世纪将是纳米技术的时代。纳米科学技术的诞生，将对人类社会产生深远的影响，并有可能从根本上解决人类面临的许多问题，特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。
21世纪初的主要任务是依据纳米材料各种新颖的物理和化学特性，设计出各种新型的材料和器件。通过纳米材料科学技术对传统产品的改性，增加其高科技含量以及发展纳米结构的新型产品，目前已出现可喜的苗头，具备了形成21世纪经济新增长点的基础。纳米材料将成为材料科学领域一个大放异彩的明星展现在新材料、能源、信息等各个领域，发挥举足轻重的作用。随着其制备和改性技术的不断发展，纳米材料在精细化工和医药生产等诸多领域会得到日益广泛的应用。
6 结束语
纳米材料在21世纪高科技发展中占有重要地位。纳米材料由于其无可挑剔的优越性，已成为世界各国研究的热点。其应用已渗透到人类生活和生产的各个领域，促使许多传统产业得到改进。世界发达国家的政府都在部署未来10～15年有关纳米科技研究规划。我国对纳米材料的研究也取得了令世界瞩目的、具有前沿性的科技成果。纳米技术的开发，纳米材料的应用，推动了整个人类社会的发展，也给市场带来了巨大的商业机遇。
参考文献
[1]孙红庆.科技天地―计划与市场探索[M]，2001/05
[2]肖建中.材料科学导论[M].北京：中国电力出版社，2001，43～50.
[3]吴润，谢长生.粉状纳米材料的表面研究进展与展望[J].材料导报.2000，14(10)：43～46.
纳米材料与应用
摘要 ：简要介绍了纳米材料的分类以及它的基本效应，讲解了纳米材料的特殊性能。分析了新型能源纳米材料中光电转换、热点转换、超级电容器及电池电极的纳米材料;环境净化纳米材料中的光催化、吸附、尾气处理等;较具体的讲述了纳米生物医药材料中纳米陶瓷材料、纳米碳材料、纳米高分子材料、纳米复合材料。
关键词 ：纳米材料 性能 应用
纳米是一个长度单位，1nm=10ˉ9m。纳米材料是指在结构上具有纳米尺度调制特征的材料，纳米尺度一般是指1～100nm。当一种材料的结构进入纳米尺度特征范围时，其某个或某些性能会发生明显的变化。纳米尺度和性能的特异变化是纳米材料必须同时具备的两个基本特征。
按材质，纳米材料可分为纳米金属材料、纳米非金属材料、纳米高分子材料和纳米复合材料。其中纳米非金属材料又可细分为纳米陶瓷材料、纳米氧化物材料和其他非金属纳米材料。
悬浮于流体的纳米颗粒可大幅度提高流体的热导率及传热效果，例如在水中添加5%的铜纳米颗粒，热导率可以增大约倍，这对提高冶金工业的热效率有重要意义。纳米颗粒可表现出同质大块物体不同的光学特性，例如宽频带、强吸收、蓝移现象及新的发光现象，从而可用于发光反射材料、光通讯、光储存、光开光、光过滤材料、光导体发光材料、光学非线性元件、吸波隐身材料和红外线传感器等领域。
纳米颗粒在电学性能方面也出现了许多独特性。例如纳米金属颗粒在低温下呈现绝缘性，纳米钛酸铅、钛酸钡等颗粒由典型得铁电体变成了顺电体。可以利用纳米颗粒制作导电浆料、绝缘浆料、电极、超导体、量子器件、静电屏蔽材料压敏和非线性电阻及热电和介电材料等。纳米粒子的粒径小，表面原子所占比例很大，表面原子拥有剩余的化学键合力，表现出很强的吸附能力和很高的表面化学反应活性。新制备的金属粒子接触空气，能进行剧烈氧化反应或发光燃烧(贵金属除外)。
纳米材料还广泛应用于环境保护中，它具有能耗低、操作简便、反应条件温和、可减少二次污染等突出特点。纳米材料在生物学性能也有广泛应用，用纳米颗粒很容易将血样中极少的胎儿细胞分离出来，方法简便，成本低廉，并能准确判断胎儿细胞是否有遗传缺陷。人工纳米材料由于其所具有的独特性质能满足人类发展中的多样化需求，近年来获得迅速的发展。目前，越来越多的人工纳米材料已被投放市场，给人们的生活带来巨大的变化和进步。
来自美国加州大学洛杉矶分校和中国天津大学的研究人员们合作，将导电性能良好的碳纳米管和高容量的氧化钒编织成多孔的纤维复合材料，并将该复合材料应用到超级电容器的电极上，获得了新型的具有高能量密度和高循环稳定性的超级电容器。这种超级电容器是非对称的，包含复合材料的阳极和传统的阴极，以及有机的电解质。其中电极薄膜的厚度要比之前的报道高很多，可以达到100微米上，从而使其可以获得更高的能量密度。由于其制备过程与传统的锂离子电池和电容器的生产过程近似，研究人员们认为这种新型电容器的可以比较容易地投入大规模生产。同时，他们也相信该项研究成果向同行们展示了纳米复合材料在高能量、高功率电子设备中的应用前景。
通过先进碳材料的应用，综合了人造石墨和天然石墨做为锂离子电池负极材料活性物质的优点，克服了它们各自存在的缺点，是满足先进锂离子电池性能要求的新一代碳贮锂材料。具有下列优点：微观结构稳定性好，适合大电流充放电;表观性状相容性好，适合形成稳定的SEI膜;粒子形貌、粒径分布适应性强，适合不同的加工工艺要求。适用于先进锂离子电池(液态、聚合物)对下列性能的要求：更高的比能量(体积比、重量比);更高的比功率;更长的循环寿命;更低的使用成本。
应用纳米TiO2泡沫镍金属滤网及甲醛、氨、TVOC吸附改性活性炭等新材料，以及采用惯流风扇取代传统的离心风扇结构，提高空气净化器的性能。光催化泡沫镍金属滤网的特性;镍金属网是用特殊的工艺方式将金属镍制作成具有三维网状结构的金属滤网。它具有：空隙加大，一般大于96%;通透性好，流体通过阻力小;其实际面积比表观面积大很多倍的特性。镍金属网是将纳米级的TiO2以特殊工艺镶嵌在泡沫状镍金属网上，从而将光催化材料的杀菌、除臭、分解有机物的功能和镍的超稳定性很好的结合在一起。它有效的解决了其他光催化材料在使用中存在的有效受光面积小、流体和光催化材料接触面积小、气阻大以及因光催化材料在光催化作用下的强氧化性致使其附着基材易老化和光催化易脱落而使其寿命短的缺陷。活性炭改性工艺及增强性能;活性炭是一种多孔性的含碳物质，它具有高度发达的空隙构造，是一种优良的空气中异味吸附剂。
纳米TiO2具有巨大的比表面积，与废水中有机物更充分地接触，可将有机物最大限度地吸附在它的表面具有更强的紫外光吸收能力，因而具有更强的光催化降解能力可快速降息夫在其表面的有机物分解。此外，在汽车尾气催化的性能方面以及在空气净化中广泛应用。
常规陶瓷由于气孔、缺陷的影响，存在着低温脆性的缺点，它的弹性模量远高于人骨，力学相容性欠佳，容易发生断裂破坏，强度和韧性都还不能满足临床上的高要求，使它的应用受到一定的限制。而纳米陶瓷由于晶粒很小，使材料中的内在气孔或缺陷尺寸大大减少，材料不易造成穿晶断裂，有利于提高材料的断裂韧性;而晶粒的细化又同时使晶界数量大大增加，有助于晶粒间的滑移，使纳米陶瓷表现出独特的超塑性。许多纳米陶瓷在室温下或较低温度下就可以发生塑性变形。纳米陶瓷的超塑性是其最引入注目的成果。传统的氧化物陶瓷是一类重要的生物医学材料，在临床上已有多方面应用，主要用于制造人工骨、人工足关节、肘关节、肩关节、骨螺钉、人工齿，以及牙种植体、耳听骨修复体等等。
由碳元素组成的碳纳米材料统称为纳米碳材料。在纳米碳材料中主要包括纳米碳纤维、碳纳米管、类金刚石碳等;纳米碳纤维除了具有微米级碳纤维的低密度、高比模量、比强度、高导电性之外，还具有缺陷数量极少、比表面积大、结构致密等特点，这些超常特性和良好的生物相容性，使它在医学领域中有广泛的应用前景，包括使人工器官、人工骨、人工齿、人工肌腱在强度、硬度、韧性等多方面的性能显著提高;此外，利用纳米碳材料的高效吸附特性，还可以将它用于血液的净化系统，清除某些特定的病毒或成份。
目前，纳米高分子材料的应用已涉及免疫分析、药物控制释放载体、及介入性诊疗等许多方面。免疫分析作为一种常规的分析方法，在蛋白质、抗原、抗体乃至整个细胞的定量分析上发挥着巨大的作用。在特定的载体上，以共价结合的方式固定对应于分析对象的免疫亲和分子标识物，将含有分析对象的溶液与载体温育，通过显微技术检测自由载体量，就可以精确地对分析对象进行定量分析。在免疫分析中，载体材料的选择十分关键。纳米聚合物粒子，尤其是某些具有亲水性表面的粒子，对非特异性蛋白的吸附量很小，因此已被广泛地作为新型的标记物载体来使用。
近年来，组织工程成为一个崭新的研究领域，吸引了众多学科研究者的关注。在工程化的方法培养组织、器官的过程中，用于细胞种植、生长的支架材料是一个关键的因素，能否使种植的细胞保持活性和增殖能力，是支架材料应用的重要条件。据报道，将甲壳素按一定的比例加入到胶原蛋白中可以制成一种纳米结构的复合材料，与以往的胶原蛋白支架相比，其力学强度得到增强，孔径尺寸增大，表明这种具有纳米结构的复合材料作为细胞生长的三维支架，在力学、生物学方面有很大的优越性和应用潜力。在硬组织修复与替换的研究中，纳米复合材料也开始逐步显示出其优异的性能。用肽分子和两亲化合物的自组装可以得到一种类似细胞外基质的纤维状支架，这种纳米纤维可以引导羟基磷灰石的矿化，形成纳米结构的复合材料，研究发现，这种纳米复合材料内部的微观结构与自然骨中胶原蛋白/羟基磷灰石晶粒的排列结构一致。
参考文献：
[1] 陈飞. 浅谈纳米材料的应用[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2009(03)
[2] 张桂芳. 纳米材料应用与发展前景概述[J]. 黑龙江科技信息. 2009(16)
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纳米材料技术作为一门高新科学技术，纳米技术具有极大的价值和作用。下面我给大家分享一些纳米材料与技术3000字论文， 希望能对大家有所帮助！纳米材料与技术3000字论文篇一：《试谈纳米复合材料技术发展及前景》 [摘要]纳米材料是指材料显微结构中至少有一相的一维尺度在100nm以内的材料。纳米材料由于平均粒径微小、表面原子多、比表面积大、表面能高，因而其性质显示出独特的小尺寸效应、表面效应等特性，具有许多常规材料不可能具有的性能。纳米材料由于其超凡的特性，引起了人们越来越广泛的关注,不少学者认为纳米材料将是21世纪最有前途的材料之一，纳米技术将成为21世纪的主导技术。 [关键词]高聚物纳米复合材料 一、 纳米材料的特性 当材料的尺寸进入纳米级，材料便会出现以下奇异的物理性能： 1、尺寸效应 当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或投射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体的边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面附近原子密度减小，导致声、光电、磁、热、力学等特性呈现出新的小尺寸效应。如当颗粒的粒径降到纳米级时，材料的磁性就会发生很大变化，如一般铁的矫顽力约为80A/m，而直径小于20nm的铁，其矫顽力却增加了1000倍。若将纳米粒子添加到聚合物中，不但可以改善聚合物的力学性能，甚至还可以赋予其新性能。 2、表面效应 一般随着微粒尺寸的减小，微粒中表面原子与原子总数之比将会增加，表面积也将会增大，从而引起材料性能的变化，这就是纳米粒子的表面效应。 纳米微粒尺寸d(nm) 包含总原子表面原子所占比例(%)103×1042044××1028013099从表1中可以看出，随着纳米粒子粒径的减小，表面原子所占比例急剧增加。由于表面原子数增多，原子配位不足及高的表面能，使这些表面原子具有高的活性，很容易与 其它 原子结合。若将纳米粒子添加到高聚物中，这些具有不饱和性质的表面原子就很容易同高聚物分子链段发生物理化学作用。 3、量子隧道效应 微观粒子贯穿势垒的能力称为隧道效应。纳米粒子的磁化强度等也具有隧道效应，它们可以穿越宏观系统的势垒而产生变化，这称为纳米粒子的宏观量子隧道效应。它的研究对基础研究及实际 应用，如导电、导磁高聚物、微波吸收高聚物等，都具有重要意义。 二、高聚物/纳米复合材料的技术进展 对于高聚物/纳米复合材料的研究十分广泛，按纳米粒子种类的不同可把高聚物/纳米复合材料分为以下几类： 1、高聚物/粘土纳米复合材料 由于层状无机物在一定驱动力作用下能碎裂成纳米尺寸的结构微区，其片层间距一般为纳米级，它不仅可让聚合物嵌入夹层，形成“嵌入纳米复合材料”，还可使片层均匀分散于聚合物中形成“层离纳米复合材料”。其中粘土易与有机阳离子发生交换反应，具有的亲油性甚至可引入与聚合物发生反应的官能团来提高其粘结。其制备的技术有插层法和剥离法，插层法是预先对粘土片层间进行插层处理后，制成“嵌入纳米复合材料”，而剥离法则是采用一些手段对粘土片层直接进行剥离，形成“层离纳米复合材料”。 2、高聚物/刚性纳米粒子复合材料 用刚性纳米粒子对力学性能有一定脆性的聚合物增韧是改善其力学性能的另一种可行性 方法 。随着无机粒子微细化技术和粒子表面处理技术的 发展 ，特别是近年来纳米级无机粒子的出现，塑料的增韧彻底冲破了以往在塑料中加入橡胶类弹性体的做法。采用纳米刚性粒子填充不仅会使韧性、强度得到提高，而且其性价比也将是不能比拟的。 3、高聚物/碳纳米管复合材料 碳纳米管于1991年由 发现，其直径比碳纤维小数千倍，其主要用途之一是作为聚合物复合材料的增强材料。 碳纳米管的力学性能相当突出。现已测出碳纳米管的强度实验值为30-50GPa。尽管碳纳米管的强度高，脆性却不象碳纤维那样高。碳纤维在约1%变形时就会断裂，而碳纳米管要到约18%变形时才断裂。碳纳米管的层间剪切强度高达500MPa，比传统碳纤维增强环氧树脂复合材料高一个数量级。 在电性能方面，碳纳米管作聚合物的填料具有独特的优势。加入少量碳纳米管即可大幅度提高材料的导电性。与以往为提高导电性而向树脂中加入的碳黑相比，碳纳米管有高的长径比，因此其体积含量可比球状碳黑减少很多。同时，由于纳米管的本身长度极短而且柔曲性好，填入聚合物基体时不会断裂，因而能保持其高长径比。爱尔兰都柏林Trinity学院进行的研究表明，在塑料中含2%-3%的多壁碳纳米管使电导率提高了14个数量级，从10-12s/m提高到了102s/m。 三、前景与展望 在高聚物/纳米复合材料的研究中存在的主要问题是：高聚物与纳米材料的分散缺乏专业设备，用传统的设备往往不能使纳米粒子很好的分散，同时高聚物表面处理还不够理想。我国纳米材料研究起步虽晚但 发展 很快，对于有些方面的研究 工作与国外相比还处于较先进水平。如：漆宗能等对聚合物基粘土纳米复合材料的研究;黄锐等利用刚性粒子对聚合物改性的研究都在学术界很有影响;另外，四川大学高分子 科学 与工程国家重点实验室发明的磨盘法、超声波法制备聚合物基纳米复合材料也是一种很有前景的手段。尽管如此，在总体水平上我国与先进国家相比尚有一定差距。但无可否认，纳米材料由于独特的性能，使其在增强聚合物 应用中有着广泛的前景，纳米材料的应用对开发研究高性能聚合物复合材料有重大意义。特别是随着廉价纳米材料不断开发应用，粒子表面处理技术的不断进步，纳米材料增强、增韧聚合物机理的研究不断完善，纳米材料改性的聚合物将逐步向 工业 化方向发展，其应用前景会更加诱人。 参考 文献 ： [1] 李见主编.新型材料导论.北京：冶金工业出版社，1987. [2]都有为.第三期工程科技 论坛 ——‘纳米材料与技术’ 报告 会. [3]rohlich J，Kautz H，Thomann R[J].Polymer，2004，45(7)：2155-2164. 纳米材料与技术3000字论文篇二：《试论纳米技术在新型包装材料中的应用》 【摘 要】作为一门高新科学技术，纳米技术具有极大的价值和作用。进入20世纪90年代，纳米科学得到迅速的发展，产生了纳米材料学、纳米化工学、纳米机械学及纳米生物学等，由此产生的纳米技术产品也层出不穷，并开始涉及汽车行业。 【关键词】纳米技术 包装材料 1 纳米技术促进了汽车材料技术的发展 纳米技术可应用在汽车的任何部位，包括发动机、底盘、车身、内饰、车胎、传动系统、排气系统等。例如，在汽车车身部分，利用纳米技术可强化钢板结构，提高车体的碰撞安全性。另外，利用纳米涂料烤漆，可使车身外观色泽更为鲜亮、更耐蚀、耐磨。内装部分，利用纳米材料良好的吸附能力、杀菌能力、除臭能力使室内空气更加清洁、安全。在排气系统方面，利用纳米金属做为触媒，具有较高的转换效果。 由于纳米技术具有奇特功效，它在汽车上得到了广泛的应用，提升汽车性能的同时延长使用寿命。 2 现代汽车上的纳米材料 (1)纳米面漆。汽车面漆是对汽车质量的直观评价，它不但决定着汽车的美观与否，而且直接影响着汽车的市场竞争力。所以汽车面漆除要求具有高装饰性外，还要求有优良的耐久性，包括抵抗紫外线、水分、化学物质及酸雨的侵蚀和抗划痕的性能。纳米涂料可以满足上述要求。纳米颗粒分散在有机聚合物骨架中，作承受负载的填料，与骨架材料相互作用，有助于提高材料的韧性和其它机械性能。研究表明，将10%的纳米级TiO2粒子完全分散于树脂中，可提高其机械性能，尤其可使抗划痕性能大大提高，而且外观好，利于制造汽车面漆涂料;将改性纳米CaCO3以质量分数15%加入聚氨酯清漆涂料中，可提高清漆涂料的光泽、流平性、柔韧性及涂层硬度等。 纳米TiO2是一种抗紫外线辐射材料，加之其极微小颗粒的比表面积大，能在涂料干燥时很快形成网络结构，可同时增强涂料的强度、光洁度和抗老化性;以纳米高岭土作填料，制得的聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料不仅透明，而且吸收紫外线，同时也可提高热稳定性，适合于制造汽车面漆涂料。 (2)纳米塑料。纳米塑料可以改变传统塑料的特性，呈现出优异的物理性能：强度高，耐热性强，比重更小。随着汽车应用塑料数量越来越多，纳米塑料会普遍应用在汽车上。主要有阻燃塑料、增强塑料、抗紫外线老化塑料、抗菌塑料等。阻燃塑料是燃烧时，超细的纳米材料颗粒能覆盖在被燃材料表面并生成一层均匀的碳化层，起到隔热、隔氧、抑烟和防熔滴的作用，从而起到阻燃作用。 目前汽车设计要求规定，凡通过乘客座舱的线路、管路和设备材料必须要符合阻燃标准，例如内饰和电气部分的面板、包裹导线的胶套，包裹线束的波纹管、胶管等，使用阻燃塑料比较容易达到要求。增强塑料是在塑料中填充经表面处理的纳米级无机材料蒙脱土、CaCO3、SiO2等，这些材料对聚丙烯的分子结晶有明显的聚敛作用，可以使聚丙烯等塑料的抗拉强度、抗冲击韧性和弹性模量上升，使塑料的物理性能得到明显改善。 抗紫外线老化塑料是将纳米级的TiO2、ZnO等无机抗紫外线粉体混炼填充到塑料基材中。这些填充粉体对紫外线具有极好的吸收能力和反射能力，因此这种塑料能够吸收和反射紫外线，比普通塑料的抗紫外线能力提高20倍以上。据报道这类材料经过连续700小时热光照射后，其扩张强度损失仅为10%，如果作为暴露在外的车身塑料构件材料，能有效延长其使用寿命。抗菌塑料是将无机的纳米级抗菌剂利用纳米技术充分地分散于塑料制品中，可将附着在塑料上的细菌杀死或抑制生长。这些纳米级抗菌剂是以银、锌、铜等金属离子包裹纳米TiO2、CaCO3等制成，可以破坏细菌生长环境。据介绍无机纳米抗菌塑料加工简单，广谱抗菌，24小时接触杀菌率达90%，无副作用。 (3)纳米润滑剂。纳米润滑剂是采用纳米技术改善润滑油分子结构的纯石油产品，它不会对润滑油添加剂、稳定剂、处理剂、发动机增润剂和减磨剂等产品产生不良作用，只是在零件金属表面自动形成纯烃类单个原子厚度的一层薄膜。由于这些微小烃类分子间的相互吸附作用，能够完全填充金属表面的微孔，最大可能地减小金属与金属间微孔的摩擦。与高级润滑油或固定添加剂相比，其极压可增加3倍-4倍，磨损面减小16倍。由于金属表面得到了保护，减小了磨损，使用寿命成倍增加。 另外，由于纳米粒子尺寸小，经过纳米技术处理的部分材料耐磨性是黄铜的27倍、钢铁的7倍。目前纳米陶瓷轴承已经应用在奔驰等高级轿车上，使机械转速加快、质量减小、稳定性增强，使用寿命延长。 (4)纳米汽油。纳米汽油最大优点是节约能源和减少污染，目前已经开始研制。该技术是一种利用现代最新纳米技术开发的汽油微乳化剂。它能对汽油品质进行改造，最大限度地促进汽油燃烧，使用时只要将微乳化剂以适当比例加入汽油便可。交通部汽车运输节能技术检测中心的专家经试验后认为，汽车在使用加入该微乳化剂的汽油后，可降低其油耗10%～20%，增加动力性能25%，并使尾气中的污染物(浮碳、碳氢化合物和氮氧化合物等)排放降低50%～80%。它还可以清除积碳，提高汽油的综合性能。更令人注意的是，纳米技术应用在燃料电池上，可以节省大量成本。因为纳米材料在室温条件下具有优异的储氢能力。根据实验结果，在室温常压下，约2/3的氢能可以从这些纳米材料中得以释放，故其能替代昂贵的超低温液氢储存装置。 (5)纳米橡胶。汽车中橡胶材料的应用以轮胎的用量最大。在轮胎橡胶的生产中，橡胶助剂大部分成粉体状，如炭黑、白炭黑等补强填充剂、促进剂、防老剂等。以粉体状物质而言，纳米化是现阶段橡胶的主要发展趋势。新一代纳米技术已成功运用其它纳米粒子作为助剂，而不再局限于使用炭黑或白炭黑，汽车中最大的改变即是，轮胎的颜色已不再仅限于黑色，而能有多样化的鲜艳色彩。另外无论在强度、耐磨性或抗老化等性能上，新的纳米轮胎均较传统轮胎都优异，例如轮胎侧面胶的抗裂痕性能将由10万次提高到50万次。 (6)纳米传感器。传感器是纳米技术应用的一个重要领域，随着纳米技术的进步，造价更低、功能更强的微型传感器将广泛应用在社会生活的各个方面。半导体纳米材料做成的各种传感器，可灵敏地检测温度、湿度和大气成分的变化，这在汽车尾气和大气环境保护上已得到应用。纳米材料来制作汽车尾气传感器，可以对汽车尾气中的污染气体进行吸附与过滤，并对超标的尾气排放情况进行监控与报警，从而更好地提高汽车尾气的净化程度，降低汽车尾气的排放。我国纳米压力传感器的研制已获得成功，产品整体性能超过国外的超微传感器，缩小了我国在这一技术领域与世界先进国家存在的差距。有专家认为，到2020年，纳米传感器将成为主流。 (7)纳米电池。早在1991年被人类发现的碳纳米管韧性很高，导电性极强，兼具金属性和半导体性，强度比钢高100倍， 密度只有钢的1/6。我国科学家最近已经合成高质量的碳纳米材料，使我国新型储氢材料研究一举跃入世界先进行列。此种新材料能储存和凝聚大量的氢气，并可做成燃料电池驱动汽车，储氢材料的发展还会给未来的交通工具带来新型的清洁能源。 结语 随着材料技术的发展，纳米技术已成为当今研究领域中最富有活力，对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象。纳米科技正在推动人类社会产生巨大的变革，未来汽车技术的发展，有极大部分与纳米技术密切相关，纳米材料和纳米技术将会给汽车新能源、新材料、新零部件带来深远的影响。对于汽车制造商而言，纳米技术的有效运用，有效地促进技术升级、提升附加价值。相信在不久的将来，纳米技术必将在汽车的制造领域得到更广泛的应用。 参考文献 [1]肖永清.纳米技术在汽车上的应用[J].轻型汽车技术，. [2]潘钰娴，樊琳.纳米材料的研究和应用[J].苏州大学学报(工科版)，2002. [3]周李承，蒋易，周宜开，任恕，聂棱.光纤纳米生物传感器的现状及发展[J].传感器技术，2002，(1)：18～21 纳米材料与技术3000字论文篇三：《试谈纳米技术及纳米材料的应用》 摘要：本文主要论述了纳米材料的兴起、纳米材料及其性质表现、纳米材料的应用示例、纳米材料的前景展望，以供与大家交流。 关键词：纳米材料;应用;前景展望 1.纳米技术引起纳米材料的兴起 1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品，这是关于纳米科技最早的梦想。80年代初，德国科学家成功地采用惰性气体凝聚原位加压法制得纯物质的块状纳米材料后，纳米材料的研究及其制备技术在近年来引起了世界各国的普遍重视。由于纳料材料具有独特的纳米晶粒及高浓度晶界特征以及由此而产生的小尺寸量子效应和晶界效应，使其表现出一系列与普通多晶体和非晶态固体有本质差别的力学、磁、光、电、声等性能，使得对纳米材料的制备、结构、性能及其应用研究成为90年代材料科学研究的 热点 。1991年，美国科学家成功地合成了碳纳米管，并发现其质量仅为同体积钢的1/6，强度却是钢的10倍，因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年，纳米产品的年营业额达到500亿美元。 2.纳米材料及其性质表现 纳米材料 纳米(nm)是长度单位，1纳米是10-9米(十亿分之一米)，对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，不如，人的头发丝的直径一般为7000-8000nm，人体红细胞的直径一般为3000-5000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级;对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。 纳米材料的特殊性质 纳米材料高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径，导致了高扩散率，它对蠕变，超塑性有显著影响，并使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强。因此纳米材料所表现的力、热、声、光、电磁等性质，往往不同于该物质在粗晶状态时表现出的性质。与传统晶体材料相比，纳米材料具有高强度——硬度、高扩散性、高塑性——韧性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、润滑剂等领域。 3.纳米材料的应用示例 目前纳米材料主要用于下列方面： 高硬度、耐磨WC-Co纳米复合材料 纳米结构的WC-Co已经用作保护涂层和切削工具。这是因为纳米结构的WC-Co在硬度、耐磨性和韧性等方面明显优于普通的粗晶材料。其中，力学性能提高约一个量级，还可能进一步提高。高能球磨或者化学合成WC-Co纳米合金已经工业化。化学合成包括三个主要步骤：起始溶液的制备与混和;喷雾干燥形成化学性均匀的原粉末;再经流床热化学转化成为纳米晶WC-Co粉末。喷雾干燥和流床转化已经用来批量生产金属碳化物粉末。WC-Co粉末可在真空或氢气氛下液相烧结成块体材料。VC或Cr3C2等碳化物相的掺杂，可以抑制烧结过程中的晶粒长大。 纳米结构软磁材料 Finemet族合金已经由日本的Hitachi Special Metals，德国的Vacuumschmelze GmbH和法国的 Imply等公司推向市场，已制造销售许多用途特殊的小型铁芯产品。日本的 Alps Electric Co.一直在开发Nanoperm族合金，该公司与用户合作，不断扩展纳米晶Fe-Zr-B合金的应用领域。 电沉积纳米晶Ni 电沉积薄膜具有典型的柱状晶结构，但可以用脉冲电流将其破碎。精心地控制温度、pH值和镀池的成份，电沉积的Ni晶粒尺寸可达10nm。但它在350K时就发生反常的晶粒长大，添加溶质并使其偏析在晶界上，以使之产生溶质拖拽和Zener粒子打轧效应，可实现结构的稳定。例如，添加千分之几的磷、流或金属元素足以使纳米结构稳定至600K。电沉积涂层脉良好的控制晶粒尺寸分布，表现为Hall-Petch强化行为、纯Ni的耐蚀性好。这些性能以及可直接涂履的工艺特点，使管材的内涂覆，尤其是修复核蒸汽发电机非常方便。这种技术已经作为 EectrosleeveTM工艺商业化。在这项应用中，微合金化的涂层晶粒尺寸约为100nm，材料的拉伸强度约为锻造Ni的两倍，延伸率为15%。晶间开裂抗力大为改善。 基纳米复合材料 Al基纳米复合材料以其超高强度(可达到)为人们所关注。其结构特点是在非晶基体上弥散分布着纳米尺度的a-Al粒子，合金元素包括稀土(如Y、Ce)和过渡族金属(如 Fe、Ni)。通常必须用快速凝固技术(直接淬火或由初始非晶态通火)获得纳米复合结构。但这只能得到条带或雾化粉末。纳米复合材料的力学行为与晶化后的非晶合金相类似，即室温下超常的高屈服应力和加工软化(导致拉神状态下的塑性不稳定性)。这类纳米材料(或非晶)可以固结成块材。例如，在略低于非晶合金的晶化温度下温挤。加工过程中也可以完全转变为晶体，晶粒尺寸明显大干部份非晶的纳米复合材料。典型的Al基体的晶粒尺寸为100～200nm，镶嵌在基体上的金属间化合物粒子直径约50nm。强度为～1GPa，拉伸韧性得到改善。另外，这种材料具有很好的强度与模量的结合以及疲劳强度。温挤Al基纳米复合材料已经商业化，注册为Gigas TM。雾化的粉末可以固结成棒材，并加工成小尺寸高强度部件。类似的固结材料在高温下表现出很好的超塑性行为：在1s-1的高应变速率下，延伸率大于500%。 4.纳米材料的前景趋向 经过我国材料技术人员多年对纳米技术的研究探索，现在科学家已经能够在实验室操纵单个原子，纳米技术有了飞跃式的发展。纳米技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪4大领域高速发展。可以预测：不久的将来纳米金属氧化物半导体场效应管、平面显示用发光纳米粒子与纳米复合物、纳米光子晶体将应运而生;用于集成电路的单电子晶体管、记忆及逻辑元件、分子化学组装计算机将投入应用;分子、原子簇的控制和自组装、量子逻辑器件、分子电子器件、纳米机器人、集成生物化学传感器等将被研究制造出来。 近年来还有一些引人注目的发展趋势新动向，如：(1)纳米组装体系蓝绿光的研究出现新的苗头;(2)巨电导的发现;(3)颗粒膜巨磁电阻尚有潜力;(4)纳米组装体系设计和制造有新进展。
在报刊和会议发表论文60余篇，2002年以来发表论文30余篇，主要论文有：（1）冯华、薛鹏：《中国高速铁路的综合效益和支持政策探析》，《广东社会科学》（CSSCI期刊）2011年第3期，P12—P19（2）冯华、孙蔚然：《服务业发展评价指标体系与中国各省区发展水平研究》，《东岳论丛》（CSSCI期刊）2010年第12期，P5—P9（3）冯华、黄凌鹤：《发挥铁路现代化作用 实现高速铁路综合效益最大化》，《中国铁路》（中文核心期刊）2010年第10期，P4—P7，国研网转载，（4）冯华、孙燕：《家族企业的人力资源配置与生命周期》，《改革》（CSSCI期刊）2009年第6期，P135—P141；被中国人民大学书报资料中心复印报刊资料F31《企业管理研究》2009年第9期全文转载（5）冯华、司光禄：《基于演化视角的中国服务业发展分析》，《国家行政学院学报》（CSSCI期刊）2009年第4期，P57—P61（6）冯华、司光禄：《商品属性视角下的现代服务业发展》，《中国工业经济》（CSSCI期刊）2007年第11期，P31—P38（7）冯华：《可持续发展理论在中国的思想渊源考察》，《复旦学报》（CSSCI期刊）2002年第4期，P50—P55，《光明日报》2002年10月12日，《中国社会科学文摘》2002年第6期，人大复印资料《理论经济学》2003年第2期转载（8）冯华、司光禄：《新经济条件下现代服务业的发展趋势与政策建议》，《宏观经济研究》（CSSCI期刊），2008年第5期，P37—P42（9）冯华：《新经济背景下现代服务业的兴起、演化和发展》，《天津社会科学》（CSSCI期刊）2008年第4期P84—P87（10）冯华、司光禄：《商品贸易集中度与竞争力的实证分析》，《国家行政学院学报》（CSSCI期刊）2007年第2期，P25—P28（11）冯华、宋振湖：《中国工业循环经济发展评价研究》，《国家行政学院学报》（CSSCI期刊）2008年第3期，P43—P46（12）冯华、宋振湖：《山东省农业循环经济发展评价》，《中国人口·资源与环境》（CSSCI期刊）2008年第4期，P94—P98（13）冯华：《中国传统文化为什么没有孕育出现代化》，《世界经济文汇》（CSSCI期刊）2003年第6期，P81—P88（14）冯华、雷娟：《从比较优势到竞争优势：中国外贸新视点》，《财经科学》（CSSCI期刊）2006年第5期，P120—P124（15）任少飞、冯华：《中国经济增长与煤炭消费结构的关系》，《财经科学》（CSSCI期刊）2006年第12期，P108—P114，人大复印资料《产业经济》 2007第02期 和人大复印资料《国民经济学》 2007年第3期转载（16）冯华、张贝旎：《人民币汇率自由化的实现条件和过程分析》，《中央财经大学学报》（CSSCI期刊）2006年第11期，P27—P31（17）冯华：《司马迁的市场经济思想及其现代意义》，《齐鲁学刊》（CSSCI期刊）2003年第1期，P102—P104（18）冯华、任少飞：《有效政府与有效市场：改革历程中的政企关系回顾与前瞻》，《山东社会科学》（CSSCI期刊）2007年第7期，P85—P89（19）张淑梅、冯华：《电子商务对企业组织结构的影响和管理方式创新》，《山东经济》2004年第4期，P71—P74（20）冯华、张淑梅：《中小企业发展电子商务的战略和策略》，《山东师范大学学报》（当年的CSSCI期刊）2004年第2期，P27—P30（21）叶世昌、冯华：《论荀子的以欲望论为基础的经济思想》，《河南师范大学学报》（CSSCI期刊）2004年第2期，P29—P32，《高等学校文科学报文摘》2004年第4期和人大复印资料《理论经济学》2004年第7期转载（22）冯华、张淑梅：《西方失业理论的回顾与我国就业政策反思》，《学术论坛》（CSSCI期刊）2002年第6期，P38—P41（23）冯华、王仪祥：《从企业理论分析企业家的激励和约束机制》，《山东财政学院学报》2005年第4期，P26—P31（24）张虎、冯华、王志勇：《智力资本与人力资本、无形资产的比较研究》，《现代管理科学》2006年第11期，P84—P85（25）冯华、叶世昌：《论齐文化中的可持续发展思想》，入选第五届齐文化国际学术讨论会论文集《齐国治国思想论集》，P1—P6，山东文艺出版社2002年8月版（26）冯华：《以制度创新推动农业产业化》，《大众日报》2002年10月27日第二版《论丛》栏目特约专家署名理论文章，半版（27）冯华、张淑梅等：《青岛经济技术开发区（青岛市黄岛区）服务业发展十一五规划》，《国民经济和社会发展第十一个五年规划汇编》，P128—P149，中国财政经济出版社，2007年5月出版著作和教材（1）冯华、张淑梅著：《鲁商文化与中国传统经济思想》，山东人民出版社，2010年6月（2）冯华主编：《西方经济学》（21世纪高等院校公共课精品教材），东北财经大学出版社，2009年8月（3）冯华著：《怎样实现可持续发展——中国可持续发展思想和实现机制研究》，中国文史出版社，2005年6月
周志祥：博士，教授，博士导师，新世纪“百千万人才工程”国家级人才，全国交通青年科技英才，重庆市首批学术技术带头人，享受国务院政府特殊津贴；主持国家、省部级和地方科技课题20余项，发表论文50余篇，申请专利8项；获得省部级科技进步奖三项；首创“横张预应力砼梁施工方法”和“预应力砼八字形刚架拱桥”，获得发明专利，主持完成国家科委攻关计划“横张预应力砼梁工艺及性能试验研究”，目前承担的国家级科技项目有“大型桥梁安全远程智能监测成套技术示范”和 “大跨径拱桥地震反应特性与减震控制研究”。易志坚：教授，博士导师，国家“百千万人才工程”第一、二层次人选，国家级有突出贡献的中青年专家，政府特殊津贴获得者，交通部“十百千人才工程”第一层次人选,重庆市首批学术技术带头人，重庆市劳动模范,重庆市力学学会副理事长。在裂纹弹塑性场研究方面取得突破性进展，提出了一种求解应力强度因子的裂纹线方法，被国内外学者广泛采用，成为国内外求解应力强度因子的一种独立方法；首次提出了加筋土稳定和破坏的断裂力学机理；第一次提出了“过渡层”的概念及过渡层的损伤将导致水泥混凝土路面在低应力水平下破坏的机理，提出了设置隔离层的路面结构。近年来，承担了国家自然科学基金、重庆市重大科技专项、交通部西部开发项目等在内的一批重要项目；发表论文50多篇，其中10多篇发表在国际权威刊物上，论文被SCI、EI等收录或引用数十篇次；获得国家发明专利2项。刘忠：博士，教授，政府特殊津贴获得者。国家“百千万人才工程”第一、二层次人选、交通部十百千人才工程第一层次人选、交通部跨世纪学术带头人。主要从事大跨径桥梁施工控制、桥梁非线性与空间分析研究。在大跨径拱桥几何非线性、材料非线性分析及施工控制等研究方面成果突出。完成和承担了多个科研项目先后获得国家级、省部级奖励5项、发表论文30余篇。顾安邦：教授，博士导师，全国优秀科技工作者，国务院政府特殊津贴获得者，重庆市学术技术带头人。主持和参加了十多项国家和省部级重大科技项目，在大跨径桥梁的非线性分析、稳定分析和施工控制等方面取得了丰硕成果，获国家科技进步一、二、三等奖各一项，省部级科技进步一、二等奖各三项，以及交通部“吴福——振华交通贡献奖”和“茅以升桥梁大奖提名奖”，出版科技著作和教材五部，发表论文50多篇，指导硕士研究生22人， 协助指导博士生3人，并担任虎门大桥、鹅公岩长江大桥、巫山长江大桥、奉节长江大桥的技术顾问，为桥梁建设做出了重大贡献。梁波：博士，教授，博士生导师。交通部新世纪十百千第一层次人选，甘肃省高校跨世纪学科带头人，省333科技人才工程第一、二层次人选，省555创新人才工程第一层次人选。中国土木工程学会土力学与岩土工学会理事、隧道及地下工程学会理事，国际土协会员。主持并参加国家和省部重大项目30余项。发表论文60余篇，其中，SCI检索1篇，EI检索9篇，一级学报20余篇。获得省部级科技进步奖五项。参编教材三部，副主编教材一部。在高速铁路中，率先提出了车—路垂向耦合系统的动力分析模型；在加筋土强度机理方面，率先提出了等效侧向约束力模型；在可靠度理论方面，主要探讨了非线性相关可靠指标改进、简化计算方法及其应用。近年研究了区域性或特殊条件下部分土工结构关键工程技术问题。向中富：男，教授、硕士导师. 1960年1月生，1983年毕业于重庆交通大学道桥系桥梁与隧道专业，工学硕士，现任重庆交通大学土木建筑学院院长。重庆市土木建筑学会理事、重庆市科技咨询协会咨询专家。向中富教授长期从事桥梁工程教学（主讲“桥梁工程”、“高等桥梁结构理论” 等）、科学研究及技术咨询工作。主要研究方向为桥梁设计理论（特别是桥梁结构体系、结构分析、桥梁稳定性等）、桥梁施工及控制技术、桥梁诊断及加固改造等。近年来主持、参加完成10余项桥梁工程研究课题，出版《桥梁施工控制技术》等专著、施工手册2部，主、参编出版《桥梁工程》等教材、计算示例5部，发表论文20余篇，获省部级科技奖、教师奖3项。徐林生：男，教授、博士后、博士生导师。1964年1月生，浙江桐乡市人，同济大学土木工程流动站出站博士后（师从中科院孙钧院士），现为重庆交通大学土木建筑学院岩土与地下工程系隧道与地下工程研究所所长、中国公路学会隧道工程学会理事。作为项目主持和主研人员完成的国家、省部级等各类科研项目达20多项，获各级奖励10项，发表论文50余篇、出版专著一部。目前主要从事岩土工程、隧道工程与地下结构工程、桥梁基础工程、防灾减灾等领域的研究工作。王成：男，工学博士、教授。1962年9月出生，岩土与地下工程系主任，重庆市首届学术技术带头人后备人选，国家自然科学基金委同行评议专家。主要研究方向为桥梁结构、桩基础结构、隧道围岩结构、边坡锚固结构等的损伤断裂分析、缺陷及承载力研究，主持及主研纵横向科研项目十多项，在《应用数学和力学》、《岩土工程学报》、《岩石力学与工程学报》、《工程力学》等多种学术刊物、国际及国内学术会议论文集发表学术论文50多篇，其中被国际三大检索SCI、EI、ISTP收录十余篇次。目前指导各类硕士研究生10名，并协助后勤工程学院和重庆大学土木学院指导博士研究生各一名。韩西：男，汉族，工学博士、博士后，教授。1964年12月生，重庆人，1985年7月参加工作，重庆交通大学土木建筑学院教授，现任实验教学部副主任（主持工作）。现为美国土木工程学会会员，全国高校制造自动化学会会员、重庆市公路学会会员、桥梁及隧道工程学科学术骨干。主要研究领域为结构动力学、振动工程、结构分析、结构试验检测。先后负责或主研了17个科研项目的研究，其中有国家自然科学基金项目1项，交通部重点科技项目，西部交通科技建设项目，重庆市科委项目，中国工程物理院科学技术基金项目，横向科研项目及重庆交通大学基金项目共10余项。在国内外著名刊物上发表学术论文近三十篇，其中被EI收录的论文6篇，被ISTP收录的论文1篇，主研的国家自然科学基金项目“齿轮传动耦合非线性振动冲击噪声的识别与控制”2002年获教育部全国高校自然科学二等奖。徐君兰：女，教授。1936年2月21日生，1959年毕业于成都工学院桥梁与隧道工程本科专业。国务院政府特殊津贴获得者，教授级咨询专家（重庆市科技咨询协会）。长期工作在教学科研第一线，承担过多项大跨度桥梁的科研工作， 编写出版了多部桥梁工程方面的专著，在大跨悬索桥的设计理论和桥梁施工控制工程方面取得了丰硕成果，应用于多座特大桥的设计施工中，目前的研究方向是大跨桥梁的结构分析和工程控制。曾获得省部级科学进步奖及优秀教学成果奖多项。已指导桥梁与隧道工程专业硕士研究生十四人。 大跨径桥梁设计理论与工程控制本研究方向在国内很早就从事拱桥结构体系、设计理论及工程控制研究，具有坚实的基础和雄厚的实力，并在钢管混凝土拱桥、悬索桥和吊拉组合桥方面作了深入系统的研究，先后完成国家自然科学基金“大跨径悬索桥结构体系研究”、交通部重点科研项目“大跨径钢管混凝土拱桥劲性骨架拱桥混凝土收缩徐变等非线形因素影响研究”、“邕宁大桥设计施工技术研究”、“虎门大桥施工控制研究”、“大直径钢管混凝土拱桥收缩、徐变特性研究”、“乌江PEC吊拉组合桥设计与施工研究”等。获得国家一、二、三等奖各一项，省部级奖共10余项，确保了世界最大跨径的混凝土拱桥--万县长江大桥、亚洲最大跨度的中承式混凝土拱桥--广西邕江大桥、第一座吊拉组合桥--贵州乌江大桥、最大跨径的石拱桥--丹河大桥和广东虎门大桥等顺利建设。目前正承担国家科技攻关引导项目“大型桥梁安全远程实时监测成套技术开发示范”，西部交通建设科技顶目“钢管混凝土拱桥设计、施工及养护关键技术研究”和“大跨径桥梁监测、加固、养护成套技术研究”。本方向的主要研究内容有：（1）大跨径桥梁结构体系研究；（2）大跨径桥梁几何、物理及温度非线性分析；（3）大跨径桥梁静、动力稳定性研究；（4）大跨径桥梁施工及工程控制研究；（5）大型桥梁建设和管养技术研究混凝土桥梁结构行为与新技术研究本研究方向结合我国桥梁建设的实际情况，就部分预应力混凝土梁、无粘结部分预应力混凝土梁、预弯预应力混凝土梁、横张预应力混凝土梁的受载行为、设计理论及施工工艺进行了深入系统的研究，先后完成了国家科委攻关计划“横张预应力梁性能及工艺试验研究”， “无粘结部分预应力混凝土梁斜截面设计原理”、“无粘结部分预应力混凝土梁斜截面疲劳设计原理”，国家科委和交通部的重点科研项目、重庆市科委与重庆市交委等的科研项目，取得一批有特色、有档次的科研成果。其中“横张预应力混凝土”技术被国内知名专家鉴定为国际首创，并且已在渝长高速公路多座桥梁上成功应用，取得了显著经济和社会效益；先后获省部级科技进步一等奖1项，二等奖2项，三等奖3项；已获得或公开的国家专利8项。本研究方向的成果整体处于国内先进水平，部分成果达到国际先进水平。目前该方向在桥梁结构抗震以及钢混组合式桥梁结构设计取得了突出的进展，正承担国家重大基础研究前期专项“大跨径拱桥地震反应特性与减震控制研究”，国家自然科学基金项目“大跨径拱桥地震反应半主动智能控制”，国家春晖计划项目“钢—砼结合梁桥设计与应用技术研究”等项目。本方向的主要研究内容有：（1）预应力混凝土桥梁新技术的开发与应用；（2）钢-混凝土复合结构性能及应用研究；（3）桥梁抗风与抗震；（4）旧危桥增强机理与加固维护新技术研究现代桥式及桥梁结构设计理论。桥梁结构损伤机理与耐久性研究本研究方向在“裂纹线场参量的应力强度因子求解方法和裂纹线场弹塑性分析方法”方面取得重要进展，在国际权威刊物发表了十多篇论文，并数十次被国内外文献所引用，提出了一种基于断裂力学原理提出了具有超常承载力的复合钢筋混凝土新结构，发表论文50多篇，被SCI、EI大量收录，获得国家发明专利2项。近年来，先后承担了国家自然科学基金项目、交通部重点项目、重庆市重大科技攻关项目等十多个项目的研究。同时，在主要研究既有桥梁结构的损伤状态、承载能力、使用性能等，该方向还针对桥梁结构中采用新结构、新材料、新技术的工程实践日益增多，以及随着大批桥梁进入老化期，开展桥梁结构的检测、评估、加固、维修及健康诊断。本方向的主要研究内容有：（1）桥梁结构状态诊断和静、动力性能评价模式研究；（2）结构损伤机理与桥梁衰变性态试验研究；（3）混凝土桥梁的FRP、预应力FRP加固、增强技术研究；（4）桥梁防撞保护结构的灾害防治技术研究。桥梁深基础及地下工程设计理论与关键技术研究本研究方向立足于西部地区的工程地质条件，从80年代就开始结合实际工程，解决桥梁基础工程及地下工程建设中的设计及施工关键技术问题。本方向在桩基计算理论和计算方法研究方面已形成了自已的优势和特色,提出了计算推力桩的综合刚度原理和双参数法及钻（挖）孔灌注推力桩桩土参数的取值范围，获得交通部科技进步三等奖，为交通部标准桥梁地基基础规范修订提供了重要依据；在岩体力学性能的基础研究中，将断裂力学和损伤力学原理应用于地下工程岩体力学行为研究，将弹塑性断裂力学的裂纹线场分析方法首次用于研究岩体断续节理的损伤与断裂行为，取得若干创新成果，在《应用数学和力学》、《岩石力学与工程学报》、《岩土工程学报》等核心期刊上发表学术论文50多篇，三大检索收录20多篇次。本方向的主要研究内容有：（1）桥梁桩基设计理论研究；（2）桩－土共同作用机理研究及超长桩承载性能研究；（3）地下工程的施工技术评价以及环境灾害风险分析；（4）特殊条件下岩土体的工程特性和本构关系试验；（5）考虑基质吸力、应力路径的土的力学性状试验；（6）特殊地质条件下（高原冻土、岩溶地区）道路、地下工程修建技术。长大公路隧道设计理论与施工关键技术本研究方向主要以岩石动、静力学特性的理论研究为基础，重点开展在特殊地质条件下的“公路隧道建设关键技术”、“长大公路隧道施工控制技术”、“长大公路隧道通风照明关键技术”以及“山岭隧道爆破掘进的动态信息化施工技术”等四个方面的研究。目前已经取得了较为系统的研究成果，并在国内形成了自己的特色。先后承担了国家自然科学基金项目、教育部重点项目、重庆市科技攻关项目等20余项，发表学术论文50多篇，三大检索收录25篇次，获得省级科技进步奖7项。首次发现了岩溶区大断面公路隧道围岩变形超前释放的基本规律以及隧道侧面岩溶引起隧道偏压现象；首次提出了隧道围岩非确定性反演分析新技术，在岩溶区公路隧道围岩稳定性研究方面处于国内领先水平；建立了岩石加、卸荷过程中声-应力相关性理论模型以及岩体卸荷本构模型；提出了高地应力区岩爆形成机制和判据，建立了隧道工程岩爆特征与防治措施的对应关系；提出了隧道围岩稳定性分析中岩体断裂力学和损伤力学模型；在冻土隧道回冻预测分析研究方面作了大量的创新性研究工作；开发了公路隧道送排式纵向通风、照明控制系统，编制了《公路隧道通风照明技术规范》。本方向的主要研究内容有：（1）隧道工程地质超前预报、动态信息化施工技术研究；（2）隧道与地下工程施工系统力学问题研究和力学行为模拟；（3）隧道工程安全的智能控制及仿真数值模拟研究；（4）公路隧道结构缺陷测试及安全性分析；（5）长大公路隧道通风照明关键技术研究。 近五年代表性成果（获奖、专利、文章、著作） 序号 成果（获奖、论文、专著、专利）名称 获奖名称、等级，发表刊物，出版单位，授权国家，时间 1 万县长江特大跨（420m）钢筋混凝土拱桥设计施工技术 国家科技进步一等奖2001年 2 低预应力度三钢混凝土连续梁研究 重庆市科学技术二等奖2001年 3 用扩张卡尔曼滤波器有限元方法反分析隧道围岩非确定性动态研究 重庆市科学技术一等奖2001年 4 万县长江公路大桥 第二届詹天佑土木工程大奖2002年 5 特大石拱桥设计与施工关键技术研究 山西省科技进步一等奖2002年 6 钢筋混凝土套箍封闭主拱圈加固拱桥成套关键技术研究 重庆市科技进步二等奖2003年 7 洛阳至三门峡高速公路许沟特大桥设计、施工及其监控技术研究 河南省科技进步二等奖2003年 8 横张预应力混凝土连续梁桥研究 重庆市技术发明三等奖2003年 9 大跨径斜拉桥稳定性研究 重庆市科技进步三等奖2003年 10 大跨径钢管拱桥无支架吊装技术研究 浙江省科技进步二等奖2004年 11 混凝土桥梁工程控制抗震能力和承载力测评方法研究 重庆市科技进步二等2005年 12 由立柱竖转形成的八字拱桥的施工方法 发明专利证（ZL 00 1 ） 13 设置隔离层和结合层的水泥混凝土路面结构及施工方法 发明专利证书（ZL 00 1 ） 14 设置透水滤浆隔离层和结合层的水泥混凝土路面结构及施工方法 发明专利证书（ZL 01 1 ） 15 一种高等级公路的修建方法 发明专利公报（ CN 1205378A） 16 混张工艺制作的先张预应力混凝土构件 实用新型专利证书 （ ZL 03 2 ） 17 The Method and Analysis of the Vertically Tensioned Pre－stressed Concrete Beams(EI) Structural Engineering International，2004 Feb 18 Analytic Model of A Long-Span Self-Shored Arch Bridge（EI） Journal of Bridge Engineering, ASCE. 19 Elastic-plastic analytical solutions for an eccentric crack loaded by two pairs of anti-plane point（SCI&EI） Applied Mathematics and Mechanics 20 A new reinforced concrete (RC) composite structure based on principles of fracture mechanics（EI） Damage and Fracture Mechanics VII 2003 21 General form of matching equation of elastic-plastic field near crack line for mode I crack under plane stress condition（SCI&EI） Applied Mathematics and Mechanics 22 Dynamic Analysis of the Vehicle-Sub grade Model of Vertical Coupled System（SCI&EI） Journal of Sound and Vibration 2001(1) 23 青藏铁路的重要意义、技术难点及力学问题（EI） 第十三届全国结构工程学术会议特邀报告 24 Forecast Analysis for the Re-frozen of Feng Huoshan Permafrost Tunnel on Zing-Tibet Railway(SCI&EI) Tunneling and Underground Space Technology,2004,19(1) 25 《公路与桥梁抗洪分析》 人民交通出版社 26 《模糊数学在土木与水利工程中的应用》 人民交通出版社 27 《土力学》 同济大学出版社 28 《预应力砼桥梁新技术探索与实践》 人民交通出版社，2005 29 《桥梁施工控制技术》 人民交通出版社 30 《川藏公路隧道高地应力与岩爆》 西南交通大学出版社
高速铁路之所以受到各国政府的普遍重视，是由于高速铁路克服了普通铁路速度较低的不足，高速公路的汽车运输和中长途空运相比，在下列各项技术经济指标中具有明显优势所决定的。 1．旅客送达时间。中长途旅客选乘交通运输工具首要考虑的是消耗的旅行总时间，即旅客从甲地到乙地的“门到门”时间。设由居民点到火车站和长途汽车站平均需小时，到飞机场需要1小时; 检票、托运或提取行李、以及等候所需时间，铁路为小时，长途汽车为小时，飞机为小时；乘小轿车出发或到达的市内走行时间为小时；每小时的平均运行速度，高速公路为100公里，高速铁路为240公里，飞机为750公里。 上述上述情况表明，如果乘坐高速列车，行程在85公里以上 时比乘长途汽车快，在205公里以上 时比乘小轿车快，在1058公里以内时比乘飞机快，也即行程在 85～1058公里范围内，乘坐高速列车一般比乘坐其他交通工具节省时间。 2．安全性和舒适度。安全和舒适也是旅客最关心的因素。高速公路车祸频繁，美国每年因车祸死亡的人数约55万人，死伤人数共达200多万人；德、法、日每年的死亡人数也在万人以上，并有10万人因伤致残。民航失事也有时发生，而铁路因行车事故造成的旅客死亡人数则大大低于公路和民航运输。1985年联邦德国铁路、公路、民航运输的事故率（每百万人公里的死亡人数）之比大致为1：24：，公路大轿车的事故率为铁路的倍。日本对70年代以来所发生的旅客生命财产事故分析表明，汽车事故是铁路事故的 1570倍，飞机是铁路的63倍。我国1987年至1988年统计，完成的换算周转量铁路为公路的3倍，而发生的事故件数行为公路1／4次，死亡人数为公路的1／282，受伤人数为公路的1／1500。至于高速铁路，从开始运营起，日本近30年、法国10多年从未发生过列车颠覆和旅客死亡事故。高速铁路的安全性和可靠性最高已被世人所公认。由于每一旅客所占有的活动空间，高速铁路比汽车和飞机都大得多，高速列车运行平稳，震动和摆动幅度很小，夜间行车可以使用卧铺，因而和乘坐汽车或飞机相比，长途旅客可以享受到较高的舒适度。 3．准确性。随着生活节奏的加快，人们除了时间价值观念日益增强外，还对交通运输的准确性提出了更高的要求。航空运输受气候影响，航班很难做到准点，有时还会停航。国外高速公路经常发生堵塞，行车延误在所难免。高速铁路则是全天候行车，线路为全封闭式，设有先进的列车运行与调度指挥自动化控制系统，能确保列车运行安全正点，较其它运输方式准确可靠。 4．能源消耗。根据日本近年来的统计，各种交通运输工具平均每一人公里的能耗，高速铁路136千卡，普通铁路96千卡，高速公路公共汽车139千卡，小轿车788千卡，飞机714千卡。如以普通铁路每一人公里的能耗为，则高速铁路为，公共汽车为 ，小汽车为，飞机为次。这也是在当今石油能源紧张的情况下，选择发展高速铁路的原因之一。另外，在一般情况下，运价率是与能耗成正比的。 5．运输价格。根据国外经验，高速铁路的票价相当于普通铁路相同座席票价的150％左右，长途汽车票价比高速铁路稍低，飞机票价则比高速铁路高级包房软卧票价稍高。据此推算，1000公里以内每人公里的平均运价率我国约为：高速铁路硬座7分，软座11分，软卧24分，高速公路豪华大客车10分，小型公共汽车为50分，小轿车为100分；大型客机国内航线为25分，国际航线为10美分。 6．占用土地。四车道高速公路的占地宽度为26米，复线铁路占地宽度为20米；如以单位运能占地相比较，高速铁路仅为高速公路的1/3左右。飞机航道虽不占用土地，但一个大型机场需用地20平方公里，相当于1000公里复线铁路的占地面积，而1000公里航线内至少要有2～3个大型机场，总用地约为铁路的2～3倍。 7．综合造价。普通复线电气化铁路每公里造价约为1000万元，高速铁路标准高些，估计为1300～2500万元。每个座席摊到的机车车辆购置费，普通铁路约为万元，高速铁路约为5万元左右。高速公路每公里造价约为1100～2600万元。豪华大客车每个座席摊到的购置费约为1万元，小轿车则高达10万元左右。大型机场至少有一条宽60米长四公里左右的跑道，路面标准高于高速公路，其他通道和停机坪也一定面积，而配置的各种现代化导航设备，造价都是相当昂贵的。现代化大型客机每个座席的购置费约为150万元。这样，高速铁路的综合造价与高速公路相当而显著低于空运；如以单位运能的综合投资进行比较时，则高速铁路是其中最低的。 8．运输能力。根据国外资料，高速铁路客运专线的列车追踪间隔时间为4～5分钟，扣除维修时间4小时，则每天可开行的旅客列车为：（1440-240）×／4～5 = 192～240对，如每列车平均乘坐800人，年均单向输送能力将达5600～7000万人。如果采用双联列车或改用双层客车，则可高达～亿人。四车道高速公路客运专线，单向每小时可通过小轿车1250辆，全天工作20小时，可通过25000辆。如大轿车占20％，每车平均乘坐40人，小轿车占80％，每车乘坐2人，年均单向输送能力为：（×2+×40）×2500×365=8760万人。航空运输主要受机场容量限制，如一条专用跑道的年起降能力为12万架次，采用大型客机的单向输送能力只能达到1500～1800万人。可见，高速铁路的运能远大于航空运输，而且一般也大于高速公路，这是显而易见。 9．环境保护。在旅客运输中，各种交通工具有害物质的换算排放量，公路每一人公里为一氧化碳千克，铁路为千克，公路为铁路的8倍。铁路的噪声污染也是最低的，日本以航空运输每千人公里产生的噪声为 1，则小轿车为1，大轿车为，高速铁路仅为。高速电气化铁路基本上消除了粉尘、油烟和其他废气污染，噪声比高速公路低5～10分贝。一架喷气式客机平均每小时排放 公斤二氧化碳、635公斤一氧化碳、15公斤三氧化硫，这些物质在大气中要停留约两年以上，是造成大面积酸雨，使植被生态遭到破坏和建筑物遭受侵蚀的主要原因。现今发达的资本主义国家普遍认为，发展交通运输应注意环境生态问题。现在的交通运输，特别是汽车运输造成环境污染日益严重，汽车排出的废气及噪声对生态环境和人民健康的影响越来越大。如噪声达60分贝，会使人心神不安；达80分贝会使人烦躁痛苦；达100分贝以上会使人发生头晕耳鸣、食欲不振、心律不齐等音响综合症；长期生活在噪声环境中，会使人听觉器官受损，听力下降，甚至耳聋。因此，法、日等国都在高速铁路两侧修建隔音墙，以防影响人们的安宁。有识之士建议，为防止地球上臭氧层被破坏而造成的气候异常现象，除应力争使汽车排放的废气减少25％和控制高速公路的发展之外，还应力争以高速铁路网逐步替代国内和国际大城市间的航空运输。 10．效率和效益。高速公路的交通堵塞和事故给国民经济带来了巨大损失，欧共体国家用于解决高速公路堵塞的费用约占国民生产总值的～％，总金额在900～1100亿美元之间，相当于整个欧洲高速铁路网的全部投资；用于处理公路事故的费用也占国民生产总值的％。 修建高速铁路的直接经济效益也是很显著的。日本和法国实践证明，其直接投资收益率都在12％以上，一般10年之内即可还清全部贷款，其社会收益率也在20％以上。据日本资料，旅客由于从既有线改乘新干线高速列车，每年可节省旅行时间3亿小时，如按每个就业人员每小时创造的价值折算，总共达3800亿日元，即每年节省的时间效益相当于当时修建东海道新干线所需的全部费用。法国一条高速铁路的效益是一条6车道高速公路的3倍多。同时，高速铁路对促进国民经济发展、提高国家综合科技水平也起着巨大的推动作用。 11．劳动生产率。据我国1986年统计，运输部门劳动生产率（万换算吨公里／人年）铁路为，公路为（直属）和（地方），铁路为公路的7倍多。。 综上可知，在现代旅客运输系统中，高速铁路在运输安全、送达速度、运价水平、舒适程度、准确性、占地、造价、运能、环境保护、劳动生产率以及效率与效益等方面，都占有明显优势，在当今世界石油资源日益匮乏，生态环境日益恶化，道路严重堵塞，交通事故迭起的情况下，发展高速铁路是解决大城市间交通运输问题的必然选择。由于这种经济快速的公共交通运输工具能适应人类生存和社会发展的需要，因而获得了世界各国的普遍关注
中国民航大学机场工程科研基地是经国家民航总局批准部级科研基地，该科研基地2004年7月开始启动建设，民航界有关部门给予了极大地支持，科研基地的各项建设取得了较大进展。截止2012年，完成和在研国家基金项目、省部级科研项目以及横向科研项目50余项，在核心期刊发表学术论文200余篇，其中被EI检索40余篇；科研经费累计3000多万元；获得省部级一等奖1项、二等奖3项、三等奖5项、国家发明专利3项。道路与铁道工程硕士点、机场规划与管理硕士点依托该基地，并与南航大联合招收博士研究生，先后培养博士研究生8名、硕士研究生120余名 。根据中国民航机场发展中存在的具体科研与技术问题，本基地有针对性地设置了4个研究室和2个研究中心。 1、机场场道工程研究室研究保证机场跑道安全、高效运营及延长场道使用寿命的新技术理论体系。主要包括：场道动力响应分析、场道安全隐患检测评价、机场跑道设计理论、机场特殊地基处理与评价等方向 。2、机场工程材料与技术研究室研究机场工程建设、建筑设施维护与加固的技术与应用理论，包括改进场道工程综合性能的新材料、新技术与新结构，场道开裂处理技术，快速修补处理材料与技术，增粗道面和低噪音道面材料与实现技术，旧道面覆被处理技术，机场环境材料研究与应用技术，现代机场设施体系改善技术，机场工程建设施工与管理技术等。 3、机场规划与运行管理研究室研究机场规划、运行、管理、效益与可持续发展等方面的应用基础理论体系。主要包括：机场系统及战略发展规划与区域布局、机场陆侧交通系统的规划、系统仿真与优化、机场运营管理信息系统、行业规范和技术标准、软件编制与开发、机场安全运行与服务质量评价、机场周围临空区发展研究等 。4、机场环境工程研究室研究我国机场建设及运营中的环境问题及解决方案，为我国民航机场“生态化、绿色化”的建设发展目标提供理论和技术支撑。主要研究内容：机场环境规划、环境影响评价及监测、机场安全环境评价、机场电磁及水文地质环境保护、机场环境适航性、噪声控制技术、生态驱鸟技术、机场代谢物无害化处理技术等。 5、天航－兰德龙机场研发中心与美国Landrum & Brown环球服务公司合作，研究我国机场规划及运行中的新理论及仿真技术。6、航大-凯斯机场设施安全防护研究中心与新加坡凯斯防护科技集团（K&C Protective Technologies Pte Ltd）合作，研究我国机场工程结构的安全防护理论、技术与相关标准，为民航机场设施的安全防护提供理论与技术支持。 7、航大－莱茵机场工程研究中心与德国莱茵集团TV Rheinland (Guangdong) Ltd.）联合成立“航大－莱茵机场工程检测中心”，在中国首先开展机场道面相关的检测、评估和咨询服务；将来视中心发展情况，将合作领域拓展到公路工程、铁路工程、桥梁工程等一系列领域 。 1、绿色机场随着机场规模的扩大，对于资源及能源的消耗越来越多，高能耗的机场运行不仅降低了企业的经济效益，还直接加剧了社会的能源紧张。特别是近5年来，随着我国机场数量和规模的不断增加，机场运行对能源的消耗及环境质量的影响已经成为机场建设中所面的临重要问题，特别是机场区域能源和资源的浪费、环境的污染，已经严重影响着机场建设的可持续发展。 建设绿色机场体系是在新的历史阶段贯彻科学发展观、走可持续发展道路的必然选择。面对国民经济发展迅速、物质文明空前繁荣和民用航空运输业快速增长的形势，作为区域经济中一个重要节点——机场，在机场的规划、设计、建设和运营等工作过程中，按照节约型、环保型、科技型和人性化服务的总体要求，全面树立和落实科学发展观，突出以人为本、资源节约，对发展我国的民航事业和造福人民具有重要的意义 。2、场道安全工程适应中国民航快速发展的需要，在机场场道工程建设质量监控技术、机场工程特殊地基处理技术、场道安全隐患无损诊断、及场道病害工程处理技术等研究领域赶上国际先进国家。使场道的安全运营与耐久性得以大幅度的提高。 跟踪国际相关领域先进技术，解决机场场道工程建设与维护中的各种关键技术问题，针对飞机场道建设与运营，形成从监控、检测、仿真模拟技术到工程处理技术的完整体系。使场道的安全与耐久性得以大幅度的提高，为机场场道安全高效运营提供技术支持。 3、多机场、多跑道及多航站楼机场运行管理体系随着我国国民经济的高速发展，一市两场或一市多场（机场）的城市将日益增多。解决一市多场城市的空域规划、机场选址、地面交通、机场管理模式等问题已迫在眉睫，急需进行专项研究 。随着民航事业的高速发展，国内许多机场正在由单跑道单航站楼向多跑道、多航站楼转变。围绕航空运输的安全、高效、有序，在充分掌握航空运行规律及运输基本要求上，依据多机场、多跑道、多航站楼机场运行的特点，构建我国多跑道多航站楼机的场运行管理体系显得尤为重要，需结合具体机场进行深入研究。 4、综合交通运输体系以机场为基础，涵盖机场轨道、公路等进场交通方式的研究，重点是借助于相对成熟的铁路技术，寻求在空铁联运领域上的突破。目前高速铁路和机场的衔接和联运已经在上海虹桥机场、深圳宝安机场、重庆江北机场等大型机场予以规划或应用，但理论方面尚没有形成理论体系。空铁联运是非常具有前瞻性和应用前景广泛的领域。综合交通研究所正全力跟踪和参与首都第二机场的规划建设，建议该项目可列入“民航应用科技研究项目计划”，以重点解决“空铁联运”方面的重大科技问题 。5、机场供油系统运行安全与航油质量保障为飞机安全可靠地提供符合质量要求的航油是机场供油重要任务。供油系统完整性管理和航油质量保障是圆满完成这个任务的两个支撑点。 建立我国第一个符合民航机场特点的供油系统完整性管理程序，该程序指导完整性管理工作的开展。研究机场供油系统必需的完整性检测技术和测量数据的定量识别，为完整性评价技术乃至整个完整性管理的开展提供基础数据支持。按照民航机场供油系统完整性管理程序，以油罐和管道为主要对象研究机场供油系统的完整性评价技术、风险分级标准和风险减缓技术。 航油的质量是影响飞行安全的重大问题。分析从来油、中转油库、场外管道、使用油库、场内管道、航空加油站、加油管道到加油车等各个环节中对航油质量可能产生威胁的环节，研究不同危险因素的产生、发展，以及对航油质量的影响，有针对性地研究减缓最大危险因素的对策，低成本地解决航油质量保障的隐患，为飞机的飞行安全提供应有的支持。