应用材料范例6篇

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应用材料

应用材料范文1

关键词:工业设计 材料质感 材质美学

中图分类号:TB47

文献标识码:A

文章编号:1003-0069(2016)02-0060-02

视觉或触觉对不同物态如固态、液态、气态的特质的感觉。在造型艺术中则把对不同物象用不同技巧所表现把握的真实感称为质感。不同的物质其表面的自然特质称天然质感,如空气、水、岩石、竹木等;而经过人工处理的表现感觉则称人工质感,如砖、陶瓷、玻璃、布匹、塑胶等。不同的质感给人以软硬、虚实、滑涩、韧脆、透明与浑浊等多种感觉。

一 材料的质感设计

所谓质感是指物体表面的质地作用于人的视觉而产生的心理反映,即表面质地的粗细程度在视觉上的直观感受。质感的深刻体验往往来自于人的触觉,不过由于视觉和触觉的长期协调实践,使人们积攒了经验,常常是光凭视觉也可以认识到质地的感觉。

1.1 材料质感的分类

质感从宏观上分类可分为天然质感和人工质感两个大类,在造型设计中设计师可以用原始的天然材料质感进行设计,也可以用人力加工的材料质感来设计,还可以两种材料组合设计,究竟哪种材料好要从实际构成要求出发,单从材料类别来讲是没有意义的。如果从构成形式方面来讲,质感可分为三大类和六种典型形式。所谓典型质感,在形式设计实践中,质感的粗细程度是相对的,在辩证设计的实际应用中就更是如此。

1.2 材料质感的表情

所谓质感的表情,就是粗、中、细不同质地表面对人产生的视觉心理影响和情绪反映。一般情况下粗质感具有质朴、厚重、温暖和粗犷的视觉心理反应。从另―方面来说粗质感也具有负面的心理效果,如果使用不当也会产生粗俗、简陋、笨拙的不良后果。细质感则具有精致、高雅、寂静的视觉心理影响。当然它也有消极的一面,即使用不当时会产生平淡、单调的后果。至于中间质感则具有温和、软弱、平静的视觉心理影响,也是一种调和过渡的感觉形态。另外,光与麻的质感也会造成特定的心理影响。

1.3 材料质感构成的要点

所谓要点就是应当注意的问题。这里主要应引起注意的是设计中的面积的问题。简而言之,就是要把握“两头小中间大”的原则。所谓“两头小”就是粗质感表面的面积和细质感表面的面积要小;“中间大”是指中间状态的质感面积要占有主导地位,这样才能确保整体布局有个良好的比例关系,进而形成既有对比又有统一的良好构成形式。在现代形式设计中,由于总体发展趋势,趋于简捷,因此造型要素强调少而精,很少有多余的装饰出现,因此质感就得到了特殊的重视。设计中的质感要素是现代设计形式取得“少中见多”效果的重要手段之一。

1.4 材质与质感的关系

材质是什么7材质可以看成是材料和质感的结合。每一种材料都有质感。每一种质感都代表一种材料给予人们的感觉。所以有关于材质与质感的关系,可以说是一种映射的关系,材料的质感就是材质,每种质感都代表一种材质。有关于材料的质感设计即是材质的设i必须仔细分析产生不同材质的原因,才能让设计师更好地把握质感。而对于材质方面的研究,更能有助于从业者对材料的质感设计。

二 材质的美感

哑光塑料的和谐朴实美、拉丝金属的科技感、半透明材质的绚丽可爱、透明玻璃的晶莹剔透、白色陶瓷的洁净美、木头材料有温馨之美、柔软的材料有肌肤之感。

2.1 材质美的自然属性

(1)材质的情感联想性――材质会使人产生许多感觉的联想。

石头、木头、树皮等传统材质总会使人联想起一些古典的东西,产生一种朴实、自然、典雅的感觉将这样的材质运用到产品中,会使产品或多或少的带上情感倾向。玻璃、钢铁、塑料等叉强烈的体现出现代气息。运用材质进行产品设计与作画很相似,都是为了表达一定的创意,塑造一定的角色形象。材质的相互配合也会产生对比、和谐、运动、统一等意义。―种好的设计有时亦需要好的材质来渲染,诱使人去想象和体味,让人心领神会而怦然心动。

(2)材质的真实性――真实本质的展现就是―种美

材质设计中效果与投入的时间不一定成正比。经过刻意加工过的材料,表面效果丰富了,但设计的价值不一定提高。在很多情形下,强加的颜色和纹理反而显得矫揉造作,得到相反的效果。一只出窑的瓷碗,因手工的操作产生了一些变形和色变。在一些人看来,成为了次品,但若是很有代表性、很真实的话,有时亦是上等的佳作,耐人寻味。在社会鉴赏力不断提高的今天,产品的美学观不仅仅局限于大工业时代的整齐化一的工业美学,能够体现材质自然真实的本质就材质的本质美,这种材质的本质感美学不断地得到世人的认可。

(3)材质的自然生命性――许多材质来源于美丽的有生命的物体

一片布满粗细叶脉的树叶,一片叶生叶落春绿秋黄的森林,自然界的一切无不向人揭示,在自然力量支配下的生物世界充满神秘的多样性和复杂性。现代设计师常在工业产品中融入这种自然材质,使生命的神秘性和多样性能够在产品中得以延续。通过材料的调整和改变以增加自然神秘或温情脉脉的产品情调,使人产生强烈的情感共鸣。大自然是最伟大的设计师,它所创造的壮观、迤逦、神奇任何设计师都无法与之比拟。这种美在于它深厚的历史厚重感,它的多样性和复杂性是干百年来的生命活动而逐步形成的。

(4)材质的纯净性――纯净整洁的美

纯净,自然、原汁原味的美学享受。材质运用要保证材质的纯净性,将材质本质美真实地表达出来。纯净是―种美,清澈的山间小溪,万里飘雪的北国风光,出淤泥而不染的荷花,都映射出一种动人的纯净美,这种美来源于纯洁白,在产品中亦然,晶莹的水晶,光洁的表面,均匀的光影过渡都是纯净美在产品中的表现。

2.2 材质美的科技属性(人工质感)

(1)材质的光学效应美――材质的光泽源于材质对光的反射和折射

材质的视觉设计其实就是光的设计,每一种材质的光学效应是不同的,材料的不同,带给人视觉和触觉上的感受不同,人们对材料的认识大都依靠不同角度的光线。光是造就各种材质美的先决条件,光不仅使材质呈现出不同的光泽度,由于材料本身所具有的特性。

(2)材质的工艺美――材质美的来源是对材料工艺的遵循

用最简单的方法解决最复杂的问题。这就是说材质的使用力求吻合材质的加工工艺。如以前的金属钣金件是由锻打工人手工打造。而随着自动控制的运用,新材料工艺的形成,对材质其也产生了影响。从而使形态肌理多样化。这些进步都是,建立在对材料加工工艺的遵循的基础上的。它们是真实的、合理的,因而也是美的。这种材质的美感来源于材质细致精湛的工艺。

2.3 材质美的社会属性(质感美的设计)

(1)材质的绿色性――材质使用的道德和社会责任

绿色材质的美源于人们对于现代技术文化所引起的环境及生态破坏的反思,体现了设计师和使用者的道德和社会责任心的回归。在很长一段时间内,工业设计在为人类创造了现代生活方式和生活环境的同时,也加速了资源、能源的消耗,并对地球的生态平衡造成了巨大的破坏。特别是工业设计的过度商业化,使设计成了鼓励人们无节制消费的重要介质,“有计划的商品废止制”就是这种现象的极端表现,因而招致了许多的批评和责难,设计师们不得不重新思考工业设计的职责与作用。用新的观念来看待耐用品循环利用问题,真正做到材质的回收利用。绿色材质的美着眼于人与自然的生态平衡关系,在设计过程的每一个决策中都充分考虑到环境效益,尽量减少对环境的破坏。环保的绿色材质产品是设计者和使用者美丽灵魂的展现。因而绿色的环保材质产生了美。

(2)材质与人的亲和力――材质对人的心理和生理上的关怀

美来自了解,这是材质与人的亲切程度。材质的美是人对材质的熟悉和了解,一般说来,传统的自然材质材质朴实无华却富于细节,它们的亲和力要优于新兴人造材质。新兴的人造材质大多质地均匀,但缺少天然的细节和变化。(图1-图4)

石头――古朴、沉稳、庄重、神秘木材――自然、温馨、健康、典雅

金属――工业、力量、沉重、精确玻璃――整齐、光洁、锋利、艳丽

从建筑材质可以明显感觉到不同材质亲和力带来的心理体验是不同的。材质在经历的20世纪的科技崇拜后,材质的亲和美重新被人们所审视。在建筑产品上上海的新天地,南京的1912都重新起用传统砖石材质,设计没有选用玻璃和铝合金框架,而采用古典的砖石和木材制作,再涂上平和美丽的油漆,配上一些较有情趣味道的小物品,工艺古老而简单,却受到国际设计界的好评,其根本原因在于设计者通过对材料的用心选择、色彩的精心搭配和功能的合理配置表现了一种正直的思想和对人性的关怀:没有冰冷的钢管和铰链,让人不感到它是单调生硬的建筑,而是令人亲近和叫人喜爱的休息环境,从而打消压抑感,增加生活的乐趣,也有利于人健康人格的形成。

应用材料范文2

关键词:色彩;建筑设计,材料

1外饰材料

1.1石材

可以分为天然石材和人造石材两类,天然石材材质坚硬,颜色和纹理多样,易清洁,常用的有大理石和花岗石,花岗石材质坚硬,耐酸抗风化,一般用于较重要的部位如裙房、人口等处。人造石材主要指人造大理石和人造花岗石,属混凝土范畴,品种较多,主要有水泥和树脂型人造石材,还有水窘石饰面板、水泥化砖等,其中树脂型产品光泽好、颜色鲜艳亮丽,水磨石饰面板表面光滑,花色品种较多,根据选用水泥、碎石粒的特点而定,水泥化砖常用作铺地材料,耐久同时也有一定的装饰效果,如图1,将同一种材料粗加工和磨光,使粗加工的毛面呈现细小颗粒的漫反射,如同蒙上一层灰尘,而磨光面呈微晶状表面,深暗的底色得以充分显现,利用同一种材料的质感色差作表面装饰。既富有变化又十分和谐,图2,赖特在1938年和学生亲自动手建筑的别墅。由于建在亚利桑那州沙漠地带的红色火山岩上,赖特聪明的就地取材,采用当地的天然石块叠垒台基,这些石块部分地一直延伸为墙壁,保持天然的情趣,巨大的木质构架直插地面,表面粗加修饰,让木材的肌理从片片暗红色中透出,强调了一种原始的生命力,帆布顶盖也未加色彩油饰,种种粗砺的处理,体现了赖特有机建筑像从“地下长出于阳光之下”的自然追求,整个建筑静静地匍甸在地上,从材质到颜色完全与基地融成为一体。

1.2玻璃制品

玻璃制品具有透光、透明、隔热、保温等优良性能,所以在建筑上广泛应用。尤其新型玻璃的出现,如安全玻璃、保温绝热玻璃、镭射玻璃和玻璃砖等拓展了其应用空间,也提高了建筑的表现力。除了门窗外,也用于外墙作幕墙,屋顶、雨篷及栏杆等部位,上海大剧院使用一种新颖的印刷净白玻璃,将幕墙玻璃自上而下印满由小到大的细密的白色圆点,使建筑外观白天有一种轻纱笼罩的朦胧透明质感,而夜晚映出灯光,通体透明。由于玻璃砖强度高,隔热隔音又耐水以及良好的透光不透过视线等优点,很适合安静、隐秘场所使用。

1.3金属材料

由于合成高分子工业的发展,铝材、钢材等大量金属材料用于民用建筑中,金属罩面板材主要由不锈钢板、彩色钢板、铝合金板、镀锌钢板、镀塑板等,其共同点是安装简便,耐久性能优越,装饰效果良好,从视觉感受来讲,建筑一改土木石等传统材料的面貌,有机器工艺的光泽、精确和力度,如法国巴黎的阿拉伯世界文化中心,采用铝材装饰包裹内部的混凝土结构,整个就像一张皮一样伸展开来,组成极具韵律的图案,闪耀着金属特有的光亮。如鸟巢,主体由一系列辐射式门式钢桁架围绕碗状坐席区旋转而成,空间结构科学简洁,建筑和结构完整统一,设计新颖,结构独特,为国内外特有建筑。

1.4外墙涂料

外墙涂料作饰面是一种简便、经济的方法,特点是只改变色彩并不改变墙面的质感,多见于大量的住宅或厂房,也用于商业建筑、办公建筑等。

1.5其它材料

陶瓷制品,常见的有釉面砖、外墙贴面砖、地砖、陶瓷锦砖(俗称马赛克)以及仿古建筑中常用的琉璃瓦等,水泥材料,一般有两种情形,一种采用水泥,彩色水泥等作面层,另一种是表面处理,比如拉毛,压花灯达到装饰效果。2内饰材料

2.1内墙材料

常见的有各种品牌的内墙涂料,各种木质表面的型材和胶合板,天然石材(大理石,花岗石等),玻璃制品(镜面玻璃、彩色玻璃等),石膏板材,陶瓷制品(面砖、墙面砖、陶瓷质壁画等),织物类(挂毯、装饰布等),壁纸与墙布等。

2.2地面材料

主要有:木地板、地毯、塑料地板、天然石材、人造石材,陶瓷地砖、地面涂料等。

2.3顶棚材料

根据防火规范要求,在一、二级耐火等级的房间,现在常用的吊顶材料为轻钢龙骨纸面石膏板和铝合金吊顶,饰面板材还有矿棉水泥板、矿棉板、钙塑板、玻璃棉装饰吸音板等,在防火要求不高的场所,胶合板、PVC塑料板、壁纸装饰天花板等仍在继续使用。

从材料的特点看,木材导热性低,手感好,纹理漂亮,颜色温暖,质轻,易加工等优点,深受人们喜爱,是优良的装饰材料。木地板,木墙裙广为流行,历久不衰,而且采用木材装修的室内效果,温馨舒适并带有原始的质朴感,由于天然石材(花岗石、大理石)有自然的情趣,耐久性、耐磨性好,容易与室外环境相联系,有个过渡,增加统一性,所以。在一些公共场合用的机会也较多。较之其他材料,纺织品手感柔软,使用舒适,有很好的装饰效果。

那么,我们在建筑设计中,应如何来统一色彩和材料的关系呢?

应用材料范文3

关键词:材料;物质基础;使用体验;环保性

一引言

本文探讨材料应用与产品设计的关系,以工业设计的流程为主线,根据产品设计的生命周期的先后顺序进行逐步探讨。一个完整的产品设计的生命周期涵盖了产品从前期的方案设计到后期的使用完毕之后的回收利用,所以在本文中,根据与材料应用的关系,将产品设计的生命周期分为:从方案到产品、产品的实际使用、后期的回收环保三大阶段。本文就这三大阶段中材料应用与产品设计的关系进行了逐步探讨。

二从设计到产品

2.1材料是工业产品的物质基础

材料是一切工业产品的载体,工业设计与材料有着密不可分的关系。优秀的设计离不开适当的选材与合理的工艺。材料是产品的物质基础,如果不选用适当地材料和工艺制造产品,再优秀的设计也只是一纸空谈。设计活动是发现问题,解决问题的过程,而产品是这一活动的终端结果。任意一款工业产品都是设计的载体,也是一个综合的信息载体,反应了当时的社会生产方式,生产力水平等多方面因素。如果当时的生产力摘要:材料的应用对于工业产品设计非常重要。材料不仅是产品的物质基础,而且关乎到产品在使用时期的用户使用体验。更重要的是材料应用的选择在产品进入生命周期末尾时,对环境的影响,资源的消耗有着直接的关系。因此,材料的选择应当从产品设计的整个生命周期来宏观考虑。本文希望从材料应用的角度去探讨材料应用创新与产品设计创新的联系,以期发现一些对产品设计创新切实有用的途径与方法。水平达不到设计提出的生产要求,产品也不会客观地存在,更不会进入市场,服务社会,改变人们的生活方式。这是一个根源性的问题,却往往在设计活动中被忽视,没有得到应有的重视。在工业产品设计的创新活动中,往往更加看重所谓的形态和功能创新,而材料作为工业产品的物质基础,往往被忽视。甚至有不少设计人员根本不去关心产品后期的落地生产过程和材料的选择应用限制,认为生产制造是属于工程师的工作,导致过多地把时间和精力浪费在浮华不实的设计上面,到头来导致的结果要么就是设计图纸根本超出当时的生产制造能力,设计的构思只能落空,要么就是最后做出来的产品质量与最初的设计初衷有着很大的出入,实际的产品根本达不到设计的要求,造成高不成低不就的浪费局面。

2.2材料关系着设计的落地实现

设计人员对于材料之于设计的重要性认知不够,不仅仅会造成设计—生产之间的衔接断层阻碍,往往还会对设计人员的设计思路造成造成局限性。工业产品设计活动中,往往是先做好设计方案,到投入到生产制造之前再去选用材料,优先关注的就是产品的功能和外观。殊不知。如果事先对于材料已经生产工艺了解不够,到了后期进行选材生产的时候就会发现,很多构思不仅无法实现,还不得不去修改原有的设计方案,这种现象尤其是在近年来并不少见。究其原因,首先是设计与生产的过度分离,设计与生产的环节之间比较生疏,设计人员与工程技术人员之前的信息沟通不够充分;其次就是设计人员对于现有的生产技术过分自信,尤其是现在3D打印技术势头很猛,让人们仿佛意识到没有什么是不可能生产制造的。殊不知3D打印技术最核心的技术门槛就在于材料问题,材料问题没有得以彻底解决,现在的3D打印技术还是没有进入实质的应用阶段。

2.3设计人员要正视材料的地位

现在的工业产品设计中,对于产品的审美的要求非常高。这不仅要求设计人员能在方案构思阶段要把产品的外观设计得非常出色,更要保证生产出来的产品要和图纸高度吻合。在这个过程中,产品的造型、色彩、纹理,都是影响产品美观的重要因素。有些产品的造型要求非常高,非常的复杂,对于后期的成型工艺要求很高,选用不同的材料进行生产制造,就意味着产品有着不同的结构、重量,生产制造的难度、成本也不尽相同。造型、色彩、纹理,每一个因素都会影响到产品最后的效果。如果设计人员能充分了解到材料的特性,就会对前期的方案设计和后期的生产制造形成有效控制,不会出现与设计初衷太大的偏差。

三产品的实际使用

3.1合理地选用材料是保证

产品实际使用的过程中,产品的色彩,材质,造型,重量,触感以及产品外观抗损性,都是会对用户体验产生影响的重要因素。用户体验小到影响用户对产品的评价和定位,大到可以直接影响用户对产品所代表的品牌和商家的评价,影响到产品的口碑和后续的购买行为。这个阶段,产品已经是从图纸变成了实实在在的物品,如果用户不满意,不可能会再像设计草案阶段轻松地改来改去。从产品制造出来的那一刻起,它的品质绝对就不仅仅是之前所谓的完美设计,更多的是依靠实实在在的做工和选材。产品在实际的使用过程中,原设计的功能、外观等因素能否完美的呈现给用户,就要靠材料和工艺来说话了。这种例子在生活中非常多见,我们日常使用的手机就是一个很好很全面的例子。以苹果公司经典产品iPhone4s来为例(图一所示),这款手机之所以被称作是乔布斯的巅峰之作,不仅仅是手机自身的功能相当强大,它的可靠性、握持感、耐损性、手感在同一时期的产品对比中都是鹤立鸡群。这款手机外壳选用的不锈钢金属和透明钢化玻璃,不仅非常简洁美观,还保证了手机在长期使用中不会因为时间的推移和正常使用中摩擦对外观造成太多改变,保证了出色的外观长久性。反观其他品牌的手机,选用塑料外壳的手机,虽然成型工艺要比金属和玻璃难度低很多,但是外观,质感却要差很多。尤其是很多工程塑料外壳,使用一段时间之后,外观磨损得很厉害,短短几个月手机像是换了一个样子。尽管也有不少手机使用的时金属外壳,但是选材上的差距,在使用过程中经常出现掉漆,磕碰变形等情况。在市场竞争激烈的电子产品市场,只要经过对比,很容易就让用户在选择中建立产品印象次序。iPhone4s出色的材料应用和优良做工,不仅仅保证了用户在实际使用过程中得色彩,质感等多方面的体验始终如一,更是反映处苹果这家公司从战略高度上全面统筹设计活动,从更多的角度,更深的层次,更系统的眼光来做好产品设计,设计实力的深厚程度可见一斑。

3.2材料直接影响用户心理

材料对于产品的用户体验不仅体现在外观上,更多的还是感觉特性上,比如说材料带感用户的触感、材料本身的光泽感感觉等特性。材料的感觉特性包括两个属性:生理属性和物理属性。材料的生理属性一般是指材料表面作用于人的触觉和视觉系统的刺激性信息如粗犷与细腻、粗糙与光滑、温暖与寒冷、华丽与朴素、浑重与单薄沉重与轻巧、坚硬与柔软、干涩与滑润、粗俗与典雅、透明与不透明等基本感觉特征。而物理属性一般是指材料的表面传达给人得知觉系统的信息,包括材料的类别、性能等。主要体现为材料表面的几何肌理特征和理化类别机理特征,比如色彩,光泽、质地等。人的触觉,视觉感受到信息,都会对材料的认知产生不同于影响。比如,金属和玻璃往往带给人冰冷机械的感觉,塑料和木材往往带给人温馨自然的感觉。同一造型的产品,如果使用同的材质,就会有不同的外观感觉和不同的触感,进而造成用户使用过程中不同的使用体验,形成不同的认知。比如从早期的木制桌椅,到后来由金属、皮革等多种材料制作的家具,给用户的感觉是完全不同的。木制家具质地比较硬,坐卧感觉远不如皮革座椅柔软舒适,但是皮革家具外观感觉看起来不如木制家具笔挺利索。有时候相同功能的产品,即使简简单单地换一种材料,就完全改变了使用者对这类产品的认知。

四后期的回收环保

4.1废弃产品与环保

在产品进入生命周期的末尾阶段时候,环保问题就成了一个不得不关注的问题。每年全球都生产和淘汰不计其数的产品,当这些产品失去其原本的使用价值之后,如果不能被再利用,就成了环境的巨大负担。堆积如山的废旧产品(图二所示),不仅占据着宝贵的空间,分解回收也是一个大问题。传统的填埋,焚烧等方法,对环境的污染太严重。这就使得我们不得不从产品的生命周期一开始就重视这个问题,重新来审视产品、人、环境的整体性问题。随着环境问题的日益严重,绿色设计的设计思维也是应运而生。绿色设计要求设计师从设计的整体性和伦理性质出发,充分考虑整个过程中对于资源、环境的影响,不再一味以商业效益和满足人的需求为唯一目的。材料作为工业产品的实际物质承载者,选用何种材料对于产品的环保有着直接影响。产品的材质能否再利用,是否对自然环境产生直接或者间接影响,是左右设计师选择环保材料的重要标准。

4.2设计与绿色环保

根据绿色设计中的3R原则,即reduce、recycle,reuse(少用、回收、再用),这类产品应该具有以下三个特点:方便制造(节省资源)、方便使用(节省能源)、方便回收(产品报废后方便回收和利用)。基于以上要求,材料的选择应该优先选择具有以下特点的材料:重量轻且机械性能好、自然原材料(如石材,木材)、可循环使用的材料(比如酒水的玻璃包装)、丢弃后不污染环境(可自然降解的新材料)。随着科技的发展,材料的工艺水平也取得了长足进步,一大批新材料相继问世。质量轻便,机械强度高,意味着在满足同等要求的前提下,选用新材料的产品将会变得更加轻便而且坚固。这大大减少了后续环节中的资源性消耗。比如同等造型的餐具,使用新型塑料材质制造相比于传统的陶瓷,不仅轻便坚固耐用,而且在使用、运输过程中大大减少了能源的二次消耗。同时现阶段对于塑料的回收技术日益成熟,产品的后期回收问题也得到了很大解决。可降解材料一直是近年来科学研究的重点领域,也取得了重大突破。使用这类材料制造的产品,在使用废弃之后,会在自然环境中自动降解,不会存在环境污染问题。现有的可降解材料大都是在使用期限比较短的产品范围中,以一次性产品较为常见。这类产品的特点是使用期限短,基本上使用一次之后就再无使用价值,在回收性价比低,直接进入报废阶段。使用可降解材料,不但保障了人们对于一次性产品的需求,对环境的压力也是大大减小。

4.3设计思维变换

随着现代环境问题的日益突出,绿色环保问题将会越来越重要。要想从根本上缓解和解决环境压力,就要从问题的源头抓起。在设计的整个生命周期中,产品不再是简简单单设计生产出来供消费者使用这么简单,需要从全局性来审视产品的可利用价值。践行绿色设计理念,需要设计师们认真考虑材料的物质基础这一重要因素,物质基础是工业产品存在的前提,只有正视这一客观存在的前提,设计才能更加脚踏实地地服务于用户。千里之行始于足下,从设计的源头上就紧紧把住绿色设计的标准,构架设计上就定格为绿色产品,后期的工作自然也就顺着这轨道按部就班地执行。五结语正视材料应用与设计创新的关系,把材料的应用贯穿到设计的整个生命周期中,让设计真正地做到系统性、持续性、协调性。同时,正视物质基础对于设计活动的重要性,可以让设计思维从天马行空的幻想落地到实实在在的产品上。设计需要创意,但是设计只有落地生根才能真正服务生活、改变生活。过多的空想,不切实际创意只会成为空谈,切莫不要让当初的一腔热血到最后成了竹篮打水一场空,只有实实在在地做到才是有现实价值的。

参考文献

[1]夏新.利用家居材料制成环保地砖.港台环境之窗.2012.7

[2]刘舒瑶.新材料与产品造型设计研究.合肥工业大学.2009

应用材料范文4

复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料,它可以发挥各种材料的优点,克服单一材料的缺陷,扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点,已逐步取代木材及金属合金,广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域,在近几年更是得到了飞速发展。

随着科技的发展,树脂与玻璃纤维在技术上不断进步,生产厂家的制造能力普遍提高,使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受,但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。因此,碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世,使高分子复合材料家族更加完备,已经成为众多产业的必备材料。目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨,年产值达1300亿美元以上,若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入,其产值将更为惊人。从全球范围看,世界复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。近几年欧美复合材料产需均持续增长,而亚洲的日本则因经济不景气,发展较为缓慢,但中国尤其是中国内地的市场发展迅速。据世界主要复合材料生产商PPG公司统计,2000年欧洲的复合材料全球占有率约为32%,年产量约200万吨。与此同时,美国复合材料在20世纪90年代年均增长率约为美国GDP增长率的2倍,达到4%~6%。2000年,美国复合材料的年产量达170万吨左右。特别是汽车用复合材料的迅速增加使得美国汽车在全球市场上重新崛起。亚洲近几年复合材料的发展情况与政治经济的整体变化密切相关,各国的占有率变化很大。总体而言,亚洲的复合材料仍将继续增长,2000年的总产量约为145万吨,预计2005年总产量将达180万吨。

从应用上看,复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。2000年美国汽车零件的复合材料用量达14.8万吨,欧洲汽车复合材料用量到2003年估计可达10.5万吨。而在日本,复合材料主要用于住宅建设,如卫浴设备等,此类产品在2000年的用量达7.5万吨,汽车等领域的用量仅为2.4万吨。不过从全球范围看,汽车工业是复合材料最大的用户,今后发展潜力仍十分巨大,目前还有许多新技术正在开发中。例如,为降低发动机噪声,增加轿车的舒适性,正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振钢板;为满足发动机向高速、增压、高负荷方向发展的要求,发动机活塞、连杆、轴瓦已开始应用金属基复合材料。为满足汽车轻量化要求,必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。与此同时,随着近年来人们对环保问题的日益重视,高分子复合材料取代木材方面的应用也得到了进一步推广。例如,用植物纤维与废塑料加工而成的复合材料,在北美已被大量用作托盘和包装箱,用以替代木制产品;而可降解复合材料也成为国内外开发研究的重点。

另外,纳米技术逐渐引起人们的关注,纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。以纳米改性塑料,可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变,从而使之具有新的性能,在克服传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾的同时,大大提高了材料的综合性能。

树脂基复合材料的增强材料

树脂基复合材料采用的增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。

1、玻璃纤维

目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。由于高强度玻璃纤维性价比较高,因此增长率也比较快,年增长率达到10%以上。高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军用方面,近年来民用产品也有广泛应用,如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及近期报道的性能优异的轮胎帘子线等。石英玻璃纤维及高硅氧玻璃纤维属于耐高温的玻璃纤维,是比较理想的耐热防火材料,用其增强酚醛树脂可制成各种结构的耐高温、耐烧蚀的复合材料部件,大量应用于火箭、导弹的防热材料。迄今为止,我国已经实用化的高性能树脂基复合材料用的碳纤维、芳纶纤维、高强度玻璃纤维三大增强纤维中,只有高强度玻璃纤维已达到国际先进水平,且拥有自主知识产权,形成了小规模的产业,现阶段年产可达500吨。

2、碳纤维

碳纤维具有强度高、模量高、耐高温、导电等一系列性能,首先在航空航天领域得到广泛应用,近年来在运动器具和体育用品方面也广泛采用。据预测,土木建筑、交通运输、汽车、能源等领域将会大规模采用工业级碳纤维。1997~2000年间,宇航用碳纤维的年增长率估计为31%,而工业用碳纤维的年增长率估计会达到130%。我国的碳纤维总体水平还比较低,相当于国外七十年代中、末期水平,与国外差距达20年左右。国产碳纤维的主要问题是性能不太稳定且离散系数大、无高性能碳纤维、品种单

一、规格不全、连续长度不够、未经表面处理、价格偏高等。

3、芳纶纤维

20世纪80年代以来,荷兰、日本、前苏联也先后开展了芳纶纤维的研制开发工作。日本及俄罗斯的芳纶纤维已投入市场,年增长速度也达到20%左右。芳纶纤维比强度、比模量较高,因此被广泛应用于航空航天领域的高性能复合材料零部件(如火箭发动机壳体、飞机发动机舱、整流罩、方向舵等)、舰船(如航空母舰、核潜艇、游艇、救生艇等)、汽车(如轮胎帘子线、高压软管、摩擦材料、高压气瓶等)以及耐热运输带、体育运动器材等。

4、超高分子量聚乙烯纤维

超高分子量聚乙烯纤维的比强度在各种纤维中位居第一,尤其是它的抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能优良。它还具有优良的高频声纳透过性和耐海水腐蚀性,许多国家已用它来制造舰艇的高频声纳导流罩,大大提高了舰艇的探雷、扫雷能力。除在军事领域,在汽车制造、船舶制造、医疗器械、体育运动器材等领域超高分子量聚乙烯纤维也有广阔的应用前景。该纤维一经问世就引起了世界发达国家的极大兴趣和重视。

5、热固性树脂基复合材料

热固性树脂基复合材料是指以热固性树脂如不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂等为基体,以玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等为增强材料制成的复合材料。环氧树脂的特点是具有优良的化学稳定性、电绝缘性、耐腐蚀性、良好的粘接性能和较高的机械强度,广泛应用于化工、轻工、机械、电子、水利、交通、汽车、家电和宇航等各个领域。1993年世界环氧树脂生产能力为130万吨,1996年递增到143万吨,1997年为148万吨,1999年150万吨,2003年达到180万吨左右。我国从1975年开始研究环氧树脂,据不完全统计,目前我国环氧树脂生产企业约有170多家,总生产能力为50多万吨,设备利用率为80%左右。酚醛树脂具有耐热性、耐磨擦性、机械强度高、电绝缘性优异、低发烟性和耐酸性优异等特点,因而在复合材料产业的各个领域得到广泛的应用。1997年全球酚醛树脂的产量为300万吨,其中美国为164万吨。我国的产量为18万吨,进口4万吨。乙烯基酯树脂是20世纪60年展起来的一类新型热固性树脂,其特点是耐腐蚀性好,耐溶剂性好,机械强度高,延伸率大,与金属、塑料、混凝土等材料的粘结性能好,耐疲劳性能好,电性能佳,耐热老化,固化收缩率低,可常温固化也可加热固化。南京金陵帝斯曼树脂有限公司引进荷兰Atlac系列强耐腐蚀性乙烯基酯树脂,已广泛用于贮罐、容器、管道等,有的品种还能用于防水和热压成型。南京聚隆复合材料有限公司、上海新华树脂厂、南通明佳聚合物有限公司等厂家也生产乙烯基酯树脂。1971年以前我国的热固性树脂基复合材料工业主要是军工产品,70年代后开始转向民用。从1987年起,各地大量引进国外先进技术如池窑拉丝、短切毡、表面毡生产线及各种牌号的聚酯树脂(美、德、荷、英、意、日)和环氧树脂(日、德)生产技术;在成型工艺方面,引进了缠绕管、罐生产线、拉挤工艺生产线、SMC生产线、连续制板机组、树脂传递模塑(RTM)成型机、喷射成型技术、树脂注射成型技术及渔竿生产线等,形成了从研究、设计、生产及原材料配套的完整的工业体系,截止2000年底,我国热固性树脂基复合材料生产企业达3000多家,已有51家通过ISO9000质量体系认证,产品品种3000多种,总产量达73万吨/年,居世界第二位。产品主要用于建筑、防腐、轻工、交通运输、造船等工业领域。在建筑方面,有内外墙板、透明瓦、冷却塔、空调罩、风机、玻璃钢水箱、卫生洁具、净化槽等;在石油化工方面,主要用于管道及贮罐;在交通运输方面,汽车上主要有车身、引擎盖、保险杠等配件,火车上有车厢板、门窗、座椅等,船艇方面主要有气垫船、救生艇、侦察艇、渔船等;在机械及电器领域如屋顶风机、轴流风机、电缆桥架、绝缘棒、集成电路板等产品都具有相当的规模;在航空航天及军事领域,轻型飞机、尾翼、卫星天线、火箭喷管、防弹板、防弹衣、鱼雷等都取得了重大突破。

热塑性树脂基复合材料

热塑性树脂基复合材料是20世纪80年展起来的,主要有长纤维增强粒料(LFP)、连续纤维增强预浸带(MITT)和玻璃纤维毡增强型热塑性复合材料(GMT)。根据使用要求不同,树脂基体主要有PP、PE、PA、PBT、PEI、PC、PES、PEEK、PI、PAI等热塑性工程塑料,纤维种类包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和硼纤维等一切可能的纤维品种。随着热塑性树脂基复合材料技术的不断成熟以及可回收利用的优势,该品种的复合材料发展较快,欧美发达国家热塑性树脂基复合材料已经占到树脂基复合材料总量的30%以上。

高性能热塑性树脂基复合材料以注射件居多,基体以PP、PA为主。产品有管件(弯头、三通、法兰)、阀门、叶轮、轴承、电器及汽车零件、挤出成型管道、GMT模压制品(如吉普车座椅支架)、汽车踏板、座椅等。玻璃纤维增强聚丙烯在汽车中的应用包括通风和供暖系统、空气过滤器外壳、变速箱盖、座椅架、挡泥板垫片、传动皮带保护罩等。

滑石粉填充的PP具有高刚性、高强度、极好的耐热老化性能及耐寒性。滑石粉增强PP在车内装饰方面有着重要的应用,如用作通风系统零部件,仪表盘和自动刹车控制杠等,例如美国HPM公司用20%滑石粉填充PP制成的蜂窝状结构的吸音天花板和轿车的摇窗升降器卷绳筒外壳。

云母复合材料具有高刚性、高热变形温度、低收缩率、低挠曲性、尺寸稳定以及低密度、低价格等特点,利用云母/聚丙烯复合材料可制作汽车仪表盘、前灯保护圈、挡板罩、车门护栏、电机风扇、百叶窗等部件,利用该材料的阻尼性可制作音响零件,利用其屏蔽性可制作蓄电池箱等。

我国的热塑性树脂基复合材料的研究开始于20世纪80年代末期,近十年来取得了快速发展,2000年产量达到12万吨,约占树脂基复合材料总产量的17%,,所用的基体材料仍以PP、PA为主,增强材料以玻璃纤维为主,少量为碳纤维,在热塑性复合材料方面未能有重大突破,与发达国家尚有差距。

我国复合材料的发展潜力和热点

我国复合材料发展潜力很大,但须处理好以下热点问题。

1、复合材料创新

复合材料创新包括复合材料的技术发展、复合材料的工艺发展、复合材料的产品发展和复合材料的应用,具体要抓住树脂基体发展创新、增强材料发展创新、生产工艺发展创新和产品应用发展创新。到2007年,亚洲占世界复合材料总销售量的比例将从18%增加到25%,目前亚洲人均消费量仅为0.29kg,而美国为6.8kg,亚洲地区具有极大的增长潜力。

2、聚丙烯腈基纤维发展

我国碳纤维工业发展缓慢,从CF发展回顾、特点、国内碳纤维发展过程、中国PAN基CF市场概况、特点、“十五”科技攻关情况看,发展聚丙烯腈基纤维既有需要也有可能。

3、玻璃纤维结构调整

我国玻璃纤维70%以上用于增强基材,在国际市场上具有成本优势,但在品种规格和质量上与先进国家尚有差距,必须改进和发展纱类、机织物、无纺毡、编织物、缝编织物、复合毡,推进玻纤与玻钢两行业密切合作,促进玻璃纤维增强材料的新发展。

4、开发能源、交通用复合材料市场

一是清洁、可再生能源用复合材料,包括风力发电用复合材料、烟气脱硫装置用复合材料、输变电设备用复合材料和天然气、氢气高压容器;二是汽车、城市轨道交通用复合材料,包括汽车车身、构架和车体外覆盖件,轨道交通车体、车门、座椅、电缆槽、电缆架、格栅、电器箱等;三是民航客机用复合材料,主要为碳纤维复合材料。热塑性复合材料约占10%,主要产品为机翼部件、垂直尾翼、机头罩等。我国未来20年间需新增支线飞机661架,将形成民航客机的大产业,复合材料可建成新产业与之相配套;四是船艇用复合材料,主要为游艇和渔船,游艇作为高级娱乐耐用消费品在欧美有很大市场,由于我国鱼类资源的减少、渔船虽发展缓慢,但复合材料特有的优点仍有发展的空间。

5、纤维复合材料基础设施应用

国内外复合材料在桥梁、房屋、道路中的基础应用广泛,与传统材料相比有很多优点,特别是在桥梁上和在房屋补强、隧道工程以及大型储仓修补和加固中市场广阔。

6、复合材料综合处理与再生

应用材料范文5

关键词:聚氨酯硬泡材料;性能;建筑施工;要点

Abstract: the rigid polyurethane foam is the last century began to appear in the European construction market, and rapidly become construction insulation and waterproof important materials, along with the continuous development of construction industry, energy saving market expanded rapidly, the rigid polyurethane foams application of materials as a construction enterprise is one of the important marks modernization. Based on the rigid polyurethane foam insulation materials and waterproof construction based on the actual work, and explains the rigid polyurethane foam material properties, and put forward the construction application the rigid polyurethane foam material, the main points of hope for the rigid polyurethane foam material of promotion, the architecture industry energy conservation work first play the role of exploration.

Key words: the rigid polyurethane foam materials; Performance; Building construction; points

中图分类号:TU7文献标识码:A 文章编号:

前言

聚氨酯硬泡是指由硬泡聚醚多元醇与异氰酸酯发生聚合反应制备的一种高分子有机材料,其中硬泡聚醚多元醇俗称白料,异氰酸酯俗称称黑料,聚氨酯硬泡材料的出现打破了传统建材功能单一的问题,成为多功能的新材料。聚氨酯硬泡材料有防水和保温的性能,在工业中应用在制冷、保温、太阳能和防水等领域。随着时代的发展,聚氨酯硬泡材料是目前建筑业保温和防水应用材料的发展趋势,因此,有必要对聚氨酯硬泡材料在建筑施工上的应用采取高度重视的态度,力争通过聚氨酯硬泡材料的应用工作推进建筑企业的科技和管理水平。

1聚氨酯硬泡体的性能

1.1聚氨酯硬泡材料的物理性能。首先,聚氨酯硬泡材料由于中间存在众多细孔、细腔和小空洞,这使得聚氨酯硬泡材料具有保温、防水、隔音和吸震的功能。其次,聚氨酯硬泡材料的泡体由连续、致密和封闭的孔洞组成,因此具有防水的性能。

1.2聚氨酯硬泡材料的化学性能。首先,聚氨酯硬泡材料燃点较高,且燃烧后产生的有害气体较少。其次,聚氨酯硬泡材料稳定性强,使得聚氨酯硬泡材料不但具有长时间的寿命,而且还有对环境污染轻的特点。其三,聚氨酯硬泡材料是由聚合反应制得,所以耗时较少,适于野外和条件艰苦地区施工。其四,聚氨酯硬泡材料具有超强的自粘性能,容易与建筑物表面牢固粘贴。最后,硬质聚氨酯泡沫塑料和各种面材都有较强的粘接强,是一种不可多得的建筑材料。

2聚氨酯硬泡材料施工中的要点

2.1加强聚氨酯硬泡材料的基材准备工作。首先,检查基材的质量是否符合要求。其次,检查基材的平整度和清洁程度。其三,检查混凝土或SBS防水层的干燥程度。其四,对天气因素的控制,如:风雨、低温和高温对聚氨酯硬泡材料喷涂和施工有重大的影响,

2.2加强聚氨酯硬泡材料施工的安全工作。由于聚氨酯硬泡材料施工一般在建筑物顶层或者外墙,因此,要注意施工人员的安全问题,应该着重检查安全绳索的牢固,避免人员坠落事故的发生,此外,还要注意在恶劣天气条件下,施工设备的稳固以及防止交叉污染现象的产生。

2.3做好聚氨酯硬泡材料泡沫的控制工作。首先,控制聚氨酯硬泡材料泡沫的收缩,一般导致聚氨酯硬泡材料收缩的原因有:第一,原材料中含水量过大,造成原材料各种成分配比当量失调,引发泡沫密度国小,进而倒是聚氨酯硬泡材料收缩,俗称黑白料比例失调;第二,由于施工时气温过低,原材料聚合反应不充分,引起聚氨酯硬泡材料收缩;其三,搅拌和混合不充分、均匀,在聚氨酯硬泡材料局部造成收缩。其次,控制聚氨酯硬泡材料泡沫表面起泡,这一现象有时在完成喷涂后即可出现,也有的在数小时之后才出现,严重的会凸起一个个较大的“包”,这是由于发泡料中发泡剂种类与体系不相容,在发泡完成后又聚积第二次发泡,应该使发泡剂与聚醚及助剂相配套使用,在施工现场遇到这种现象的权宜之计是适当增加发泡层数,降低热量聚积。最后,控制聚氨酯硬泡材料泡沫的开裂,现场可明显看到裂开的缝隙,这种现象主要是由发泡体系中使用的聚醚支化度和官能度较低而引起的,可适当加入蔗糖、甘露醇及山梨糖醇为起始剂的聚醚。另外在施工时适当增加喷涂层数,避免一遍起发的现象。

2.4控制好聚氨酯硬泡材料泡沫的脆性。当聚氨酯硬泡材料表现出高脆性时泡孔一般比较粗大,引起聚氨酯硬泡材料脆性的原因是聚氨酯硬泡中水分含量过大,应该控制原料温度和施工环境温度,使之不要相差过大,此外,严格执行规定的原料配比,由于黑白料黏度差异过大黑料过量较多,就很容易出现聚氨酯硬泡材料泡沫的脆性。

2.5控制聚氨酯硬泡材料不同施工层之间的脱离现象。第一,在每一遍喷涂相连接的界面上出现的不粘接现象,这一现象的出现与发泡料的体系有关,另外发泡的时问太快或太慢都可能会引起这种现象。只是程度不至于这么严重而已。还有时是由于发泡体系中加入的硅油表面活性剂过量产生的。第二,泡沫与基材的剥离强度低。出现的原因有:基材表面不洁净,有浮灰或油污;基材未于透,这种剥离可见到界面的水分;另外还有基材温度过低,发泡速度太快;喷涂时没有“打底”(即首先快速喷上薄薄底层),而是一次就喷得较厚也会造成张力过大而剥离。

2.6做好其他方面的工作。例如:控制泡沫表面粗糙不整,引起这种现象的原因主要是雾化不良;泡沫软。检查一下黑白料比例,一般是白料过多引起的.

3聚氨酯硬泡材料工艺尚存在的问题

3.1成本与市场制约聚氨酯硬泡技术的普及和推广。尽管聚氨酯硬泡材料具有科技含量高、资源消耗低、使用寿命长、环境污染少的优势,然而由于成本过高,导致其很难成为市场的主体。

3.2聚氨酯硬泡材料生产企业低层次竞争。着眼点集中在中低端产品上,对技术含量较高的产品反而不予理睬,行业在节约能源、资源方面缺乏科技投入、技术创新不足,影响全行业整体水平的提升,这为行业的日后发展带来了负面影响。

结语

相信随着科技的进步和建筑业的发展,聚氨酯硬泡材料的成本会得到有效地降低,聚氨酯硬泡材料在建筑业的应用工作一定会普及和推广,作为建筑行业的工作者和管理者应该对此有一定的前瞻性,做好聚氨酯硬泡材料事前准备工作,更好地为建筑企业和建筑行业的发展努力。

参考文献:

[1] 何流. 谈聚氨酯泡沫保温材料的应用[J]. 山西建筑, 2010, 9 .

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应用材料范文6

关键词:文物保护材料

中图分类号:G263文献标识码: A

引言

历史文物是我们祖先劳动、智慧和革命精神的结晶,具有重要的历史、艺术和科学价值,是国家文化的内涵底蕴。文物保护是一门多学科、多领域相互交叉的边缘学科 ,涉及的范围广泛。材料科学作为基础应用学科在文物保护研究与处理过程中占有很重要的地位。

当我们对文物实施保护处理时首先考虑到的是它的材质和保存现状,以及物理载荷和化学环境等。从某种意义上讲,文物保护工作就是通过对文物材料及文物于涉材料的研究,以达到延长文物保存时间的目的[1]。

上个世纪后半叶,生物工程、新材料等领域不断革新,这些影响渗透到包括文物保护领域在内的各行各业各个领域,文物保护技术在新世纪必将发生重大变革。目前国内外常用的封护剂有甲基丙烯酸树脂、聚氨脂、聚醋酸乙烯脂等。这些材料的耐老化时间一般只有几年时间,可逆性不好,存在一定的局限性,在新的世纪里对封护材料的保护性能提出更高的要求。氟碳有机氟材料由于具有超耐候性、耐化学性、氧透过性低、阻燃性等卓越性能被广泛地应用到文物保护工作中,如:古建、石刻封护剂,金属文物的防锈涂料,有机文物加固剂。随着纳米材料在许多领域的应用,成为材料科学研究的热点,其也必将从文物保护新材料中脱颖而出应用于古建、石刻、金属文物、有机文物、博物馆环境的保护工作[2],目前在文物保护中应用比较广泛的材料做如下分析。

1. 高分子材料在文物保护中的应用

有机高分子材料是文物保护中使用的一类重要的材料,在文物保护中被用做文物的加固材料、粘接材料、表面封护材料等。在文物保护中使用的高分子材料包括:天然有机高分子材料(多糖、 蛋白质、 蜡等);水溶性合成树脂;溶剂型合成树脂;反应型高分子材料;高分子树脂乳液等[3]。其在保护及修复石质文物、壁画、古建筑、博物馆藏品等方面发挥重要作用[4]。以下为常用的高分子文物保护材料:环氧树脂粘结力特别强,可以粘合各种金属和非金属材料。例如,应用环氧树脂胶粘剂可以修补、粘接断裂的石雕艺术品,残破的陶器和瓷器,以及用来加固和粘接古建筑木构件等。聚乙烯醇缩丁醛乙醇溶液被用来保护古代壁画的画面和用于金属文物的表面保护,以及加固脆弱的古代纺织品等方面,效果均不错。聚乙烯醇溶液和聚醋酸乙烯醋乳液也经常被用来封护古代壁画的画面层或加固、粘贴壁画的地仗层。聚醋酸乙烯醋乳液还常常被用来渗透加固古代脆弱的陶器、瓷器、骨器、角器、石器、象牙制品等。丙始酸酣乳液用于古代壁画颜色的保护和金属文物的渗透加固,效果比较好。另外,丙烯酸醋乳液还可用来加固古文化遗址或古墓葬的地基。不饱和聚醋树脂配合无碱玻璃布作成玻璃钢代替糟朽木材应用在古建筑糟朽木构件的加固方面。聚乙二醇试用于古代饱水的木器和漆器的脱水定形处理。有机硅树脂可用于防止岩石的表面风化作用,以及用有机硅树脂来处理饱水的木器和漆器[5]。改性有机硅S- i 97材料具备良好防水、防酸碱盐、 防风化、防污染、抗冻融以及耐候性、加固性和透气性,使已风化的砖质文物得到了有效的保护[6]。

2. 纳米材料在文物保护中的应用

纳米材料具有表面效应、小尺寸效应和量子尺寸效应等基本特性。纳米材料在文物保护中具有的超双亲界面、抗紫外线和耐老化、透明和防遮盖及耐腐蚀抗氧化等其他材料所无法比拟的特性。针对目前文物保护中存在的问题,纳米材料可应用于石质文物保护中,纳米技术应用在石质文物裂隙注浆中[7-8]。MDI型聚氨酯广泛应用于秦俑彩绘陶器保护中,以物理共混方式采用超声波分散将纳米材料添加到MDI型聚氨酯中,可提高耐光老化性[9]。纳米材料在金属文物[10]、陶器、纺织品等[11]有机质文物等的保护中都有应用。虽然纳米材料应用于文物保护具有广阔的前景但是目前纳米材料在文物保护中的应用仍处于研究阶段还有许多问题亟待解决,如纳米粒子极易相互吸附而发生团聚降低了纳米材料的优异性能,降低纳米复合材料的耐紫外稳定性。随着制备方法的改进、理论的不断完善及对其机理的不断深入研究,纳米技术将在文物保护中得到更广泛的应用[11]。

3. 无机胶凝材料在文物保护中的应用

在人类早期的建筑活动中,粘土、石灰、石膏、火山灰是最早被使用的胶凝材料。因此许多土砖石结构的古遗址、古建筑中都使用过这类早期的胶凝材料。现在,这类材料已成为最重要的文物保护用材料。针对文物不同程度的损伤,如开裂、剥落甚至坍塌等状况要进行加固处理。常用的无机加固材料有生石灰、氢氧化钙、硅酸盐、氢氧化钡等。古建筑、石质文物或者陶质文物表面腐蚀或剥落以致残缺,使其表面的文化特征(如雕刻纹饰或文字等)逐渐消失。解决这类问题,要选用合适的修补材料,采用适当的修补技术(如粘结、压力灌浆、补缺)来修复文物。对于古城墙的修补,我国使用的技术主要有粉刷涂料勾缝、替砖修复、砖粉修复、外贴仿制面砖、压力灌浆等。用于文物修补的无机材料有石灰、水泥、石膏、粘土、石灰石粉等[12]。

4. 仿生无机材料在文物保护中的应用

仿生合成技术是模拟生物矿化过程,以有机物的组装体为模板控制无机物的结晶形成,制备出具有特殊结构和功能的新型材料。生物矿化最主要的特征就是从分子水平控制无机矿物相的结晶析出,从而使生成物具有优良的物理和化学性质。仿生无机材料具有耐候性优越、与基底石材相容性好、合成条件(常温常压)温和及对环境无污染等优点,为石质文物的保护工作开辟了一条新的途径。利用仿生技术模拟生长此类保护膜用于文物保护无疑具有诱人的前景[12]。仿生仿生无机材料具有优越的耐候性、与基底石材相容性好、合成条件(常温常压)的温和性以及对环境无污染等优点,是一种很有潜力的新型石质文物保护材料。人们已经在石质文物表面发现了一类能够长期保护表面石刻文字的生物矿化膜,其中已经得到确切证明的有以草酸钙为主要成分的无机膜,也可能还有以磷酸钙为主要成分的其他生物无机膜。利用仿生技术可以在文物表面形成一层很薄的无机保护物质,该保护层具有许多令人十分赞赏的优点,如:具有致密有序的结构,半透明的外观,耐候性极佳,耐磨性好,与基底结合牢固,甚至具有可适当调控的性能和结构。另外,其合成方法与环境的友好性,以及能在生理环境下实现施工的优越性,都显现出仿生技术在文物保护领域应用的潜力[13-15]。

5 涂料在文物保护中的应用

化工涂料行业的产品随着各行业的需求,发展非常迅速,并早已广泛应用于文物部门的古建筑维修保护。由于文物保护科技需求,文物保护处理使用的涂护材料,不能改变及损害文物原来的面貌,保护材料必须无色透明,常温常压下施工,干燥膜尽量簿,有较强的附着力和较好的长期耐侯、耐老化性能与外界环境隔绝尽可能长时间不受外界自然环境的侵蚀阻止其老化腐蚀及磨损等。田金英对用于室外金属文物表面保护涂料进行了研究,在三大类涂料:有机硅(硅酸盐)类、丙烯酸和聚氨醋中都选择出具有代表性的样品,再经实验室试验。结果表明,丙烯酸清漆均不带颜色它能涂护室外的各种金属饰件,对金属文物能起到保护 和装饰作用,防止大气腐蚀,文物本身的面貌改变不明显。王芳等对文物保护中几种有机聚合物涂料的光降解进行了研究。丙烯酸类涂料的耐老化性能优异,不易老化降解,即使降解生成的产物也是不引起颜色变化的物质,同时不易改变文物的外观,具有特殊的功能。这有益于指导人们选取适宜的文物保护材料。生漆、溶剂型树脂涂料、水基树脂涂料、耐候性氟涂料等涂料在物保护中都发挥重要作用。

结论

科技进步日新月异,随着材料科学和新技术的发展,会有更先进材料用于文物保护中。文物是传承历史的重要符号,是不可再生的文化资源,对于文物保护工作,要针对文物本身的特点,结合文物所处环境,选择最合适的文物保护和修复材料及技术。对于文物保护中使用的材料,其实就是使用材料的某种或几种性能 ,同时还要考虑材料的综合性能以及与文物基体材料的相容性。文物保护用材料要在满足使用性能的基础上兼顾工艺资源、经济等方面的因素,综合指导在文物保护过程中的材料选择、组合及应用。

参考文献

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