无论是产品的智能化，还是行业和系统的智能化，其实现都离不开互联网、物联网、云计算、大数据等信息技术以及以新材料为支撑的智能器件和智能终端的发展进步。其中，作为新材料当中具有智能化特性的材料，虽然在智能时代具有广阔的发展前景，并与我们的日常生活息息相关，但由于智能材料是应用产品的基础材料，而且大多处于技术研发阶段，所以并不为外界所关注。
例如，某些太阳镜的镜片当中就含有智能材料，这种智能材料能感知周围的光，并能够对光的强弱进行判断。此外，智能材料还应用于手机、电视机、衣物服饰、自动点火煤气灶、眼镜架、牙齿矫正、人造骨骼、机器人、弹性电路板、艺术设计、工程建筑、航空航天、国防军事等各个领域。
请看这些神奇的智能材料应用：人造皮肤，通过“压电效应”把压力转换成电信号，从而让机器人可以利用这种材料产生触觉；记忆合金，可应用于各类医疗植入物，在特定的温度下变化出需要的形状；柔性显示屏，这种显示屏是通过有机发光二极管（OLED）技术制作出来的可变型可弯曲显示装置，其具有低功耗性，是一种直接可视的柔性面板。
弹性电路板，由于电路板本身具有弹性，可适应各种形状的外壳，甚至可以直接嵌入衣服内部，这种弹性材料能实现任意的形状而不影响开发板本身的性能，给可穿戴设备的开发提供了更多设计上的可能性；LED“刺绣”，利用延展性极强的金属导体配合LED灯泡，所制成的“布料”可塑性极强，可以把LED的灯光效果“披挂”在不同的形状的物体表面。无论是在场景装饰还是服饰设计上，这款“布料”都能为设计师们解决在设计时遇到的大部分问题。
在中国，智能材料已列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要》（2006～2020 年）中，成为国家科技发展重点研究内容之一。《新材料产业“十二五”发展规划》也将智能材料作为前沿新材料予以重视，提出“加强基础材料研究，开发智能材料与结构制备加工技术，发展形状记忆合金、应变电阻合金、磁致伸缩材料、智能高分子材料和磁流变液体材料等。
作为现代高技术新材料发展的重要方向之一，智能材料将支撑未来高技术的发展，科学家预言，智能材料的研制和大规模应用将是21世纪材料科学发展的重大革命。
不同寻常的结构与功能
智能材料（Intelligent material），是一种能感知外界环境或内部状态、并能够判断、适当处理且本身可执行的新型功能材料。其构想来源于仿生学，科学家们的目标就是想研制具有类似于生物各种功能的“活”材料，因此智能材料必须具备感知（传感）、驱动（执行）和控制这三个基本要素。
由于一种材料的功能较单一，难以满足要求，所以智能材料是一个由多种材料组元通过有机的紧密复合或严格的科学组装而构成的材料系统，使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化。
智能材料一般由基体材料、传感材料、驱动材料和信息处理器（控制系统）组成。基体材料是起承载作用的智能材料结构，应选用轻质的材料。高分子材料由于其质轻、耐腐蚀、粘弹性、非线性等特征而成为首选。另外也可选用金属材料，以强度较高的轻质有色金属合金为主。
传感材料是在智能材料中起着传感作用的结构，主要作用是感知压力、应力、温度、电磁场、PH值（酸碱度）等环境的变化。形状记忆材料、电致变色材料、磁致伸缩材料、光纤材料、压电材料、电流变体和液晶材料等都是常用的感知材料。
驱动材料是智能材料中起着响应作用的结构，前面提到的形状记忆材料、压电材料、磁致伸缩材料和电流变体等传感材料也都属于执行材料。信息处理器的主要作用是处理传感器输出的信号，是智能材料核心部分。另外还有一些配合特殊性能的其他功能材料，包括导电材料、磁性材料、光纤和半导体材料等。
敏感材料与驱动材料构成机敏材料，即同时具有感知与驱动功能的材料。（如图1所示）机敏材料自身不具备信息处理和反馈机制，不具备顺应环境的自适应性。而智能材料是机敏材料和控制系统相结合的产物，集传感、控制和驱动三种职能于一身，是传感材料、驱动材料和控制材料（系统）的有机合成。（如图2所示）智能材料可通过自身对信息进行感知、处理并将指令反馈给驱动器执行和完成相应的动作，对环境作出灵敏、恰当的反应。
智能材料的独特结构，决定了其拥有不同寻常的功能和能力。
智能材料的分类及其应用
智能材料可以从不同的角度进行分类，按照材料的组成可分为金属智能材料、无机非金属系智能材料和高分子系智能材料3种类型。
金属智能材料，主要包括由力和温度控制的形状记忆合金（SMA）、由磁场控制的磁致伸缩材料，它们都是重要的执行材料。无机非金属智能材料，主要在压电陶瓷、电致伸缩陶瓷、电（磁）流变体、光致变色和电致变色材料等方面发展较快。高分子智能材料，由于是人工合成，品种多、范围广，所形成的智能材料也极其广泛，其中主要有形状记忆高分子、智能凝胶、压电高分子、药物控制释放体系、智能膜等。
下面介绍几种常见的智能材料及其应用：
1、形状记忆合金
形状记忆合金是感知温度（ 以及力） 而产生形状改变的一类智能材料。1932年，瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到“记忆”效应，即合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。
20世纪60年代，美国海军军械研究所的Buehler在研究中发现了钛镍（Ti- Ni）合金具有“形状记忆效应”，并以此为基础研究了形状记忆合金。利用这一特性可以制成理想驱动器，因其被加热至奥氏体温度时，可自行恢复到原形状。其通常以细丝状态用于智能结构，主要适合于低能量要求的低频和高撞击应用。
目前形状记忆材料已经形成了相对较大的一个门类，主要分为：形状记忆合金、形状记忆陶瓷、形状记忆聚合物。其中，钛镍记忆合金具有输出应变与输出功率大、综合力学性能高、可加工性好等优点。
形状记忆合金主要应用于机械工程、医疗器械、航空航天、工程建筑、交通运输以及日常生活中。日常生活中，利用记忆合金推出了不少新颖别致的商品，如眼镜架、汽车的外壳等，在现代机器人领域也常常用来制作机器人的夹持器。
2、压电材料
压电材料是一种能够实现电能与机械能相互转化的机敏材料，压电材料主要包括无机压电材料（分为压电晶体和压电陶瓷）、有机压电材料和压电复合材料3类。居里（Curie）兄弟在对石英晶体的介电现象和晶体对称性的试验研究中发现了压电效应，压电效应分为正压电效应和逆压电效应两种情况。当机械力作用在其上时，内部正负电荷中心发生相对位移而产生电的极化，就是正压电效应。
压电材料能够实现电能与机械能相互转化，具有制作简单、成本低、换能效率高等优点，因而被广泛应用于热、光、声、电子学等领域。随着压电材料制备技术的发展， 压电材料在日常生活、生物工程、军事、光电信息、能源、高铁等领域有着广泛而重要的应用。在日常生活方面，压电材料的应用相当普遍，例如，手机、电视机、录像机、自动点火煤气灶、雾化加湿器、B超、彩超、超声美容、降脂器、理疗仪等。在军事方面，压电陶瓷制成的声呐系统能在水中发声、接受声波，也可用于水下、地球物理探测，以及声波测试、夜视装置、红外探测器等方面。此外，还可以利用压电陶瓷的智能功能控制飞机、潜艇的噪声。
在生物医学领域，生物压电陶瓷主要用于实现生物仿生。例如，聚偏氟乙烯（P V D F）薄膜可用在人体和动物器官的超声成像测量中，还可用来模拟人体皮肤。在光电信息方面，压电材料主要可用于声表面滤波器、光快门、光波导调制器、光显示和光存储等，还可以用在机器人和其它智能结构中，对外界产生的信号进行处理、传输、储存。压电材料也可以适用于高频和中等行程控制，包括各种光跟踪系统、自适应光学系统、机器人微定位器、磁头或喷墨打印器和扬声器等。
半个多世纪以来，这一巨大的产业一直由一种性能优异的压电材料――被称为压电材料之王的锆钛酸铅（PZT）所统治。但是，由于PZT 含有对人体和环境有害的铅，欧盟、日本、美国、中国等世界主要国家都在近年相继立法禁止或限制使用含铅等有害材料。因此，寻找能够替代PZT 的无铅高性能压电材料已成为世界性的紧迫课题，它关系到一个国家在极大范围内的经济和产业影响力。
3、电流变液
电流变液是与磁流变体性能极为相似的混合物。这种材料在常态下是流体，其中自由分布着许多细小可极化悬浮颗粒，当这种流体处于电场或磁场中，在电场或磁场的作用下，其中的悬浮颗粒很快形成链状，从而形成具有一定屈服强度的半固体，这样的电流变体或磁流变体具有响应快、阻尼大、功耗小的特点。
近年来，电流变液组分不断改进，电流变液的电流变效应更加明显，同时与电脑结合，可实现实时控制，使得电流变技术在机械工程、汽车工程、控制工程等领域得到广泛应用。
在汽车工程方面，根据电流变技术原理，构成液-机耦合的机制，可设计出全新的汽车结构、新颖的汽车转向系统、减震装置、制动装置等。与传统机械产品相比，具有设计简化、应用简便、灵敏度高、噪声小、寿命长、成本低、易于实现电脑控制的特点，从而在汽车传动系统实现重大创新，或将进一步引发一场汽车技术革命。
在机械工程方面，电流变流体材料主要用于制作各种力学零件（如无级变速器等）、振动隔离系统（如避振减振装置等）、研究胶体系统的传热和传质现象以及开发双管热交换器和再生热交换器。在智能控制领域，电流变液可作为便于控制、连续可调的阻尼介质，广泛用于民用航空、机械工程、控制工程和机器人等领域。基于电流变体的阻尼器，通过合理控制电流的大小，调节阻尼器的阻尼特性，扩大了阻尼器的适用范围，改善了阻尼器的减震效果。
4、磁致伸缩材料
磁致伸缩材料能够在外磁场作用下伸长和缩短，实现电磁能和机械能之间的快速和高效转化。因此，它是兼有大输出力和纳米级高控制精度的重要智能材料。在航空航天高精度对地观测、太空望远镜等扫描和定位系统的纳米级高精度微位移控制、航空航天装备的高精度主动减振、潜艇高分辨声纳技术以及民用高技术等领域均有重要的应用前景。
国内外智能材料产业规模
1、国内智能材料市场情况
从智能材料发展的政策支持层面来看，《新材料产业“十二五”重点产品目录》涉及到的重点产品包括铜基形状记忆合金、铁基形状记忆合金、钛镍基形状记忆合金、金属磁致伸缩材料、稀土磁致伸缩材料、压电材料、高性能电流变材料及弹性体、形状记忆高分子聚合物、智能高分子膜等19种基础材料。
从智能材料的应用需求来看，随着4G移动通信、移动互联网、三网融合、下一代互联网的快速发展，计算机网络、游戏机、消费电子、可穿戴设备等硬件产品的更新换代和推出，以及国内电子整机产品逐渐采用片式元件设计方案，压电晶体材料的市场需求将会不断增长。
从研发智能材料的企业来看，国内上市公司主要有紫光股份、乐普医疗、有研硅股、晨晶电子、无锡惠丰、先锋新材、安泰科技、时代新材、冠昊生物等，部分公司的智能材料产品已进入实质性产业化阶段，并已盈利。
从不同类型的智能材料的应用前景来看，压电材料几乎占总市场的50%，涉及压电材料的企业众多，现已形成市场规模为每年近百亿美元的巨大产业；磁致伸缩材料主要应用于电子行业；铬电镀材料主要用于汽车和建筑行业；而形状记忆合金主要应用在医疗市场；电致伸缩材料目前还处于成本较高、应用前景不明的阶段，市场前景不容乐观。
一、形状记忆合金的发展历史
“形状记忆”这一名称的提出是在20世纪60年代，但是人们早在30年代就发现了形状记忆这一奇特的现象，遗憾的是当时没有引起人们足够的重视。最初形状记忆只被人们当成某些材料的个例，根本无法在实际应用中运用。记忆材料之所以能在生产、生活中广泛应用，还是得益于TiNi合金的研究与发展。现在形状记忆合金已多达几十种。我国是在20世纪70年代后期才开始研究记忆合金的。形状记忆合金材料的发现，改变了一直以来形成的金属热胀冷缩等传统观念。
二、形状记忆合金的特点
形状记忆合金具有优良的延展性，一般只要不超过8％至10％的变形量，均可恢复原有形状。此外它还具有不次于不锈钢的耐腐蚀性能和抗疲劳性能。并且高温下记忆合金仍有较大的刚度。这些异于普通材料的特点决定了形状记忆合金的广阔发展前景。但是由于形状记忆效应需要电源加热，温度过高又会影响它的记忆性能，这就大大缩小了形状记忆合金材料的使用范围，并且在长期使用后它的工作稳定性较差，因此，在一定程度上制约了形状记忆合金的应用。
三、形状记忆合金的用途
形状记忆合金由于良好的力学性能以及优良的生物相容性，在生物医学领域正扮演着不可替代的角色，尤其NiTi 形状记忆合金应用最为广泛。例如心脏修补器、血栓过滤器、牙科正畸器、人造骨骼、伤骨固定加压器、各类腔内支架、栓塞器、介入导丝和手术缝合线等涉及心血管，牙科，整形外科，耳鼻喉科，放射科，介入医学等。
材料成本是构成工程成本的重要方面，其消耗量大、品类繁杂，占据房建工程总造价的60%～70%。而有些施工企业的成本控制意识较差，习惯于将成本控制的责任交给企业的财会人员，缺乏对成本控制全寿命周期的理解，难以有效地对房建工程进行成本控制。笔者结合自身的经验，以全寿命周期理论为支撑，结合房建工程的成本控制实际状况，提出了房建工程的材料成本控制对策，希望能够改善当前材料成本的控制状况，进一步提高房建工程中材料成本的控制水平。
1、提高成本控制意识
成本控制贯穿于房建工程的全生命周期，对项目经济效益的实现有十分重要的作用。材料成本控制对总体成本控制的关键部分，以及对整体的成本控制效果有很大影响。然而当前很多施工企业的管理者和工作人员缺乏材料成本控制意识，这使得材料的计划、采购、保管和使用等各个阶段都造成了材料成本的增加。针对这样的状况，我们应该对施工企业的物资人员进行成本控制教育和培训，提高其成本控制意识，使其对材料成本控制有更深入地了解。为了确保材料成本控制的效果，施工企业还需要制定具体的绩效考核、成本考核、定额消耗等方面的制度保证，以更好地规范管理者和工作人员的行为，确保房建工程材料成本控制的效果。
2、完善材料供应计划
实际应用到房建工程中的材料是经过科学的研究和调查分析的，有相应的材料供应计划作为保证。为了对房建工程的材料成本进行控制，就需要对计划阶段的材料成本进行加强控制。具体来说，主要可以从如下几个方面着手：其一，明确材料预算，材料成本预算是材料成本控制的关键，若是不对材料成本进行科学的调查和论证的话，则很难取得相应的效果。为此，施工企业需要认真分析施工预算材料，列出材料需求清单；认真考察建材市场价格，对材料的供求状况进行把握，并收集价格、供货商等方面的数据；在对数据分析的基础上，结合施工进度计划，确立材料供应计划。其二，落实材料供应责任制，供应人员负责材料供应计划的执行，企业应该建立和实施材料供应责任制，对各项材料供应的指标落实到具体人员以及所承担的责任上来，主要包括供应数量、质量和时间等指标。
3、完善材料采购机制
市场供应是当前建筑材料的主要来源，为此，采购是一个必不可少的环节，也是成本控制的关键点所在。为了取得更好地采购效果，加强对材料成本的控制，可以采取如下措施：其一，选择性价比高的建筑材料，价格是成本控制的一个关键所在，在保证建筑材料质量、环保的基础上，需要对其价格进行严格的控制，这样才能使采购环节的成本得以有效地控制。采购人员在采购的时候，应该货比三家，多走几家建材市场，对相关材料的价格做到心中有数。尽量选择厂家直销的建材供应方，若是难以找到则选择批发商，其次才是零售商。只有通过这样的筛选，才能有效地降低建筑材料的价格。其二，完善合同控制机制，当选择了合适的供货商之后，还需要签订供货合同，这样一方面是为了保证建筑材料的稳定供应，另一方面也是为了防止建筑材料价格的市场波动，对材料成本控制造成不良的影响。通过深刻理解价格、供货时间、和方式等方面的规定，能够更加有效地对材料成本进行控制，规避市场风险。
4、健全材料养护制度
建筑材料进入市场之后，不可能马上被消耗完，为此需要通过完善的养护制度对其进行管理，确保材料的稳定供应、保证材料的质量。为此，施工企业应该注意如下几个方面：其一，制定完善的储存备用计划，现场存放建筑材料的空间有限，材料维护预算不高，为了降低材料的养护以及储存消耗的成本，应该结合具体的施工进度来调整材料的储备计划，既要保证正常的生产，还不能增加额外的储备和养护费用。一般来说，当交通、气候、运输等状况良好的时候，可以减少储备量，相反，则应该增加储备量。其二，仓储要临近施工现场，房建施工期间材料的应用比较频繁，若是材料仓储地和施工现场的距离比较远的话，则会影响到施工计划，使材料的在途成本和搬运成本增加。其三，分类管理建筑材料，不同的建筑材料的养护应该遵循不同的原则，可以露天的露天，需要搭棚的搭棚，要充分利用现场的条件，科学合理地进行储存养护，尽可能避免养护储存中的损耗。
5、加强使用过程控制
材料使用过程中存在着浪费的现象，对材料成本控制产生了不良影响。为此，应该加强材料使用过程中的成本控制。具体来说，可以从如下几个方面着手：其一，施行定额管理，施工企业需要结合施工现场的状况，制定材料的定额管理标准。应该加强对分部分项工程的了解，坚持实事求是的原则，尊重管理人员和施工人员的意见，确保定额管理的可行性。其二，限额领料管理，为了避免浪费，应该施行限额领料制，这样能更好地提高材料的利用效率，加强对材料成本的控制效果。
6、总结
社会经济的发展，使得人们的物质生活需求不断提高，住房就是其中一个最为关键的需求所在。伴随着城镇化进程的推进，大量的房屋工程项目投入建设，然而房屋建设工程投资大、周期长、复杂程度高，为此，加强房屋建设项目的成本控制水平显得十分必要。材料成本占到了总成本的将近七成，是关键的成本控制点。从近年的情况来看，不可再生资源逐渐减少，房建工程中材料成本的比例也在逐渐增加，为此，就需要加强材料成本的控制水平。本文以全寿命周期理论为支撑，结合房建工程的成本控制实际状况，提出了房建工程中对材料成本控制的对策，希望能够改善当前的材料成本控制状况，进一步提高房建工程材料成本的控制水平。
参考文献
[1]滕健辉.建筑施工企业项目材料成本控制浅析[J].山西建筑，2011（13）.
一、化学反应和催化方面应用
化学工业及其相关工业，特别是一些化学反应起着关键性作用的产业盛行用纳米技术来改进催化剂性能。纳米多孔材料中的沸石在原油炼制中的应用已有很长历史，纳米多孔结构新型催化剂的发展，为许多化学合成工艺的创新提供了机会，或者使化学反应能在较温和条件下进行，大幅度地降低工艺成本。例如用此类催化剂可以将甲烷有效地转化为液体燃料，作为柴油代用品，而现用的方法比较昂贵。
纳米粒子催化剂的优异性能取决于它的容积比表面率很高，同时，负载催化剂的基质对催化效率也有很大的影响，如果也由具有纳米结构材料组成，就可以进一步提高催化剂的效率。如将si02纳米粒子作催化剂的基质，可以提高催化剂性能10倍。在某些情况下，用si02纳米粒子作催化剂载体会因sio2材料本身的脆性而受影响。为了解决此问题，可以将sio2纳米粒子通过聚合而形成交联，将交联的纳米粒子用作催化剂载体。
在能源工业中，shenhua集团公司、hydrocarbon技术公司和美国能源部在中国进行煤液化项目建设，采用了纳米催化剂，取得了20亿美元效益。此工艺可以生产非常清洁的柴油，在中国许多地方它可与进口原油或柴油(以全球平均价格计)竞争。燃料电池也是纳米催化剂起重要作用的领域，当前工业样品应用的是铂催化剂，约2nm宽。
二、过滤和分离方面应用
在过滤工业中，纳米过滤(简称纳滤，nanofiltration)广泛应用于水和空气纯化以及其它工业过程中，包括药物和酶的提纯，油水分离和废料清除等。还可以从氮分子中去掉氧(氧与氮分子大小差别仅0.02nm)。应用此方法生产纯氧可不需要采用深冷工艺，因而可以降低成本。法国于2000年在generale des eamx建成世界上第一座用纳滤技术生产饮用水的装置，所用聚合物膜其孔径略＜lnm。与传统净化工艺相ll，虽然电能消耗较高，但带来一些其它的好处，如不需要用氯。
由于可以精确地控制孔径，所以具有可观的近期应用前景。美国pacific northwest国家试验室已经创制一类称之为samms结构，为在介孔载体上自组装的单层结构，含有规整的1-50nm的圆柱形孔，孔上用自组装方法涂上活性基团单层，可用于不同领域。已经利用samms成功地从水溶液和非水溶液中萃取出各种金属和有机化合物。
纳米多孔材料的吸收和吸附性能也提供了在环境治理方面应用的可能性，如去除重金属(如砷和汞等)。使用其他纳米材料的过滤技术也取得了长足进步。例如入rgomide纳米材料公司开发的用直径为2nm纤维制成的高产率系统，可以过滤病毒、砷和其它污染物。
一些聚合物—无机化合物复合材料也可用作气体过滤系统，而且效率也很高。如有一种用排列成行的碳纳米管(nanotllle)制成的膜，由于纳米管与气体分子间互不作用，可以高产率地分离出气体。此种材料可满足高流速低压气体的分离需要。此种膜可以从气流中去除co2，或从co中分离h2。这种技术可应用于新一电厂、煤液化工厂或气体液化厂。
由精密控制尺寸的纳米管组成的膜在分离生物化学品方面也具有很大潜力。
三、复合材料方面应用
在复合材料中使用纳米粒子可以提高材料强度，降低材料的重量，提高耐化学品、耐热和耐磨耗能力，而且还可赋于材料一些新的性能，诸如导电性，在光照和其他幅照下改变其反应性能等。
以粘土为基础的纳米复合材料在不久将来会有很大的市场。以碳纳米管为基础的新型结构复合材料的开发也为期不远，它的主要问题是成本较贵，要用好的填料(单壁纳米管)。大规模应用较大而不太完善的碳纳米纤维可望在2004年实现，此发展可能会给纳米粘土复合材料的应用形成冲击。
一些公司计划扩产纳米粘土也反映出其发展潜力。如nanocor公司已转产纳米粘土，每年2万吨。许多主要聚合物公司也在开发纳米复合材料技术。rtp公司已将有机粘土／尼龙纳米复合材料制成薄膜和片材。triton
system公司应用纳米二氧化硅与一种聚合物材料制成纳米复合材料，开发成一种涂装材料。其它honeywell，ube工业和unitika等公司已工业规模生产尼龙纳米复合材料用作包装hbp材料，nanocor最近与三菱气体化学公司联合
制造并出售hbp包装材料。用于食品和饮料行业。bayer打算用尼龙6纳米复合材料制造多层包装膜，此膜的氧穿透率减少l/2，透明度和韧性有提高。近期，人们关注的另一种纳米复合材料的填料物质，是一种较为复杂的分子多面齐聚物(polyl、cdral 01ig(meric silsc5quioxanes，poss)。hybrid塑料公司称其可以大量生产poss，并与塑料生产厂商和用户进行合作。
四、涂料方面应用
在涂料行业ctj。纳米粒子已经起着很大的作用，但是，类似于能生成抗刮痕和不粘表面的涂层的溶胶—凝胶单层(solgcl monlolaycr)还在研究。用树状聚合物可以弥补不足，并且可与纳米粒子技术结合应用。
以纳米粒子为基础的涂料具有各种优异的性能，比如：强度、耐磨耗、透明和导电。拜耳公司与nanogntc公司合作开发导电和透明的涂层。纳米粉体是难以储运的，美国海洋部门采用微型凝聚(microscale ngglomerate)方法，即在应用时用等离子(一种热的离子化气体)技术或热喷涂技术，使粉体被融熔，形成涂层。拜耳公司与hansa metallwerke公司用纳米粒子进行抗水和抗灰尘涂料开发。据中国环氧树脂行业在线()记者了解，2002年basf公司推出一种用纳米粒子和聚合物制备的喷涂涂料，在干燥时自组装成一种纳米结构的表面，呈现出类似荷叶的效应，即当水落到表面上，由于与表面的互粘性甚小，可以形成水珠而流去，并把灰尘带走。
inframat公司用纳米涂料作为船壳防污涂料。以防止海藻、贝类附着生长。此种涂料很坚硬。但并不发脆。该公司的纳米氧化铅-氧化饮基陶瓷涂料已获得美海军部门400万美元订货，主要用于涂装潜水艇的潜望镜。应用纳米粒子技术可以制造氧化铝纳米粒子，用于地砖的抗划痕涂层。nanogate公司为西班牙地砖制造商提供纳米粒子涂料，使之容易清洗，并还为眼镜工业提供抗划痕涂料。
用纳米粒子强化的涂料还可能在生物医用方面应用。例如铜的纳米粒子可以降低细胞在表面上生长，从而解决移植上的一个主要问题。
五、添加剂和树状聚台物的作用
在复合材料领域中，纳米粘土和poss已经取得进展。在不远的将来，碳纳米管可能产生较大影响。但是，各种不同形状的树状分子结构以及它能易于功能化的性能，可以创制特殊结构的复合材料，使之具有各种性能。早在上世纪90年代中期，bertmeijer教授就阐明了树状聚合物的结构，它是一群小分子，或是小分子的容器。一个“树状聚合物箱”(i)endrimer box)，如同有一个硬壳建于软性树状聚合物周围。如果一个小分子，如染料分子进入树状聚合物中，即可被封装在空穴中。通过对其末端基因的化学改性，全部或部分烷基化，树状聚合物就可以形成与线型聚合物可化学兼容的物质，以改进混合性能。在此情况下，树状聚合物的作用在于创建了分子微观环境，或是在塑料原料中形成“纳米观口袋”(nanoscopic pocket)来聚集染料分子。作为一种形态的、结构的或是界面改性剂，树状聚合物还可提高材料韧性，而对其加工性没有影响。在材料共混和复合中，它们还起着材料组分间的兼容剂和粘接剂的作用，因此可用于工程塑料添加剂。树状多支链聚合物已经被用作环氧树脂的增韧剂，加入重量比5％的树状聚合物可显著提高材料的坚韧性。通过可控相分离工艺，可以使树状聚合物良好地分散在树脂中，树状聚合物和树脂作用可以使接枝在树状结构上的环氧基团的化学键得到加强。杜邦公司制造和应用多支链结构物质作为聚合物共混中的添加剂，可以改善聚合物的加工性能。dsm公司已经将多支链的聚丙烯亚胺(ppl)聚合物工业化，主要用于廉价塑料和橡胶制造中作为添加剂，降低粘度。在涂料、油墨和粘合剂生产中也可应用。美国宇航局向dow corning公司和matcrials electrochemical
research公司进行项目投资，开发等离子沉积树状聚合物涂料和树状聚合体富勒烯纳米复合材料，以用作微型和亚微型表面。
六、树状聚台物及去污作用
树状聚合物特别适用于去污，它起着清道夫的作用，可以去掉金属离子，清洁环境。改变一种介质的酸度可以使树状聚合物释放出金属离子。而且树状聚合物可以通过超过滤进行回收和冉用。树状包覆催化剂可用此同样方法从反应产物中进行分离。回收再用。密西很大学的生物纳米技术中心计划开发树状聚合物加强超滤方法，作为新的水处理上艺．从水中去掉金属离子。树状聚合物可以在其分子小间或是在它们的经改性的终端基团上捕捉小分子。
使其能适用于吸收或吸附生物和化学污染物。美国军事部门对它的应用前景作了好的评价。
七、纳米保护(nano- protection)方面应用
树状聚合物在护肤膏中作为一种反应型的组分是很有效的。此应用可以扩展到保护衣服。固定的树状聚合物层可以抗洗和耐环境气候条件变化。有一种称之为“类似树状聚合物”(amphilic dondrimcr)，它一半是树状聚合物，另一半具有末端结构，用以在保护膜中固定活性树状聚合物。
近年来，“一些部门在研究用纳米粒子来监测和防止化学武器袭击。nanospherc公司不久前推出一个系统，可以用来监测生物武器，如炭疽菌。该系统采用美国西北大学开发的金纳米粒子传感器。altair纳米技术公司和西密西根大学联合开发用二氧化钛钠米粒子为基础材料的传感器，可用来监测生物和化学武器。nanosphere材料公司开发氧化镁纳米粒子用于口罩的过滤层，因为它能杀大细菌(包括炭疽杆菌)。深圳新华元具纳米材料公司和nucrgst公司生产银纳米粒子用于抗菌服。nanobio公司推出一种抗菌液，可以破坏细菌孢子、病毒粒子和霉菌，它的作用是让表面张力发生爆炸性释放，而这种产品对人体组织不起伤害，现在主要用户是美国军事部门。
八、燃料电池方面应用
随着对便携式电子产品电能需求不断增加。要求降低供电元器件的重量和尺寸，由此而开辟广纳米粒子的新市场。
ap材料公司与millennium电池公司合作执行美国军方一份合问。开发纳米级二硼化钛用于高级电池组和其它储能系统。altar公司最近宣布该公司高级固体氧化物燃料电池系列示范试验获得成功，包括联结器、电解质、阴极和阳极等都是由微米和纳米级材料构成。而且，还开发了纳米锂基电池电极材料，其充电和发电率都比当前所用锂离子电池材料快l倍。
一、化学反应和催化方面应用
化学工业及其相关工业，特别是一些化学反应起着关键性作用的产业盛行用纳米技术来改进催化剂性能。纳米多孔材料中的沸石在原油炼制中的应用已有很长历史，纳米多孔结构新型催化剂的发展，为许多化学合成工艺的创新提供了机会，或者使化学反应能在较温和条件下进行，大幅度地降低工艺成本。例如用此类催化剂可以将甲烷有效地转化为液体燃料，作为柴油代用品，而现用的方法比较昂贵。
纳米粒子催化剂的优异性能取决于它的容积比表面率很高，同时，负载催化剂的基质对催化效率也有很大的影响，如果也由具有纳米结构材料组成，就可以进一步提高催化剂的效率。如将Si02纳米粒子作催化剂的基质，可以提高催化剂性能10倍。在某些情况下，用Si02纳米粒子作催化剂载体会因SiO2材料本身的脆性而受影响。为了解决此问题，可以将SiO2纳米粒子通过聚合而形成交联，将交联的纳米粒子用作催化剂载体。
在能源工业中，Shenhua集团公司、Hydrocarbon技术公司和美国能源部在中国进行煤液化项目建设，采用了纳米催化剂，取得了20亿美元效益。此工艺可以生产非常清洁的柴油，在中国许多地方它可与进口原油或柴油(以全球平均价格计)竞争。燃料电池也是纳米催化剂起重要作用的领域，当前工业样品应用的是铂催化剂，约2nm宽。
二、过滤和分离方面应用
在过滤工业中，纳米过滤(简称纳滤，nanofiltration)广泛应用于水和空气纯化以及其它工业过程中，包括药物和酶的提纯，油水分离和废料清除等。还可以从氮分子中去掉氧(氧与氮分子大小差别仅0.02nm)。应用此方法生产纯氧可不需要采用深冷工艺，因而可以降低成本。法国于2000年在GeneraledesEaMx建成世界上第一座用纳滤技术生产饮用水的装置，所用聚合物膜其孔径略＜lnm。与传统净化工艺相LL，虽然电能消耗较高，但带来一些其它的好处，如不需要用氯。
由于可以精确地控制孔径，所以具有可观的近期应用前景。美国PacificNorthwest国家试验室已经创制一类称之为SAMMS结构，为在介孔载体上自组装的单层结构，含有规整的1-50nm的圆柱形孔，孔上用自组装方法涂上活性基团单层，可用于不同领域。已经利用SAMMS成功地从水溶液和非水溶液中萃取出各种金属和有机化合物。
纳米多孔材料的吸收和吸附性能也提供了在环境治理方面应用的可能性，如去除重金属(如砷和汞等)。使用其他纳米材料的过滤技术也取得了长足进步。例如入rgomide纳米材料公司开发的用直径为2nm纤维制成的高产率系统，可以过滤病毒、砷和其它污染物。
一些聚合物—无机化合物复合材料也可用作气体过滤系统，而且效率也很高。如有一种用排列成行的碳纳米管(nanotLlLe)制成的膜，由于纳米管与气体分子间互不作用，可以高产率地分离出气体。此种材料可满足高流速低压气体的分离需要。此种膜可以从气流中去除CO2，或从CO中分离H2。这种技术可应用于新一电厂、煤液化工厂或气体液化厂。
由精密控制尺寸的纳米管组成的膜在分离生物化学品方面也具有很大潜力。
三、复合材料方面应用
在复合材料中使用纳米粒子可以提高材料强度，降低材料的重量，提高耐化学品、耐热和耐磨耗能力，而且还可赋于材料一些新的性能，诸如导电性，在光照和其他幅照下改变其反应性能等。
以粘土为基础的纳米复合材料在不久将来会有很大的市场。以碳纳米管为基础的新型结构复合材料的开发也为期不远，它的主要问题是成本较贵，要用好的填料(单壁纳米管)。大规模应用较大而不太完善的碳纳米纤维可望在2004年实现，此发展可能会给纳米粘土复合材料的应用形成冲击。
一些公司计划扩产纳米粘土也反映出其发展潜力。如Nanocor公司已转产纳米粘土，每年2万吨。许多主要聚合物公司也在开发纳米复合材料技术。RTP公司已将有机粘土／尼龙纳米复合材料制成薄膜和片材。Triton
System公司应用纳米二氧化硅与一种聚合物材料制成纳米复合材料，开发成一种涂装材料。其它HoneyWell，Ube工业和Unitika等公司已工业规模生产尼龙纳米复合材料用作包装HBP材料，Nanocor最近与三菱气体化学公司联合
制造并出售HBP包装材料。用于食品和饮料行业。Bayer打算用尼龙6纳米复合材料制造多层包装膜，此膜的氧穿透率减少l/2，透明度和韧性有提高。近期，人们关注的另一种纳米复合材料的填料物质，是一种较为复杂的分子多面齐聚物(polyl、cdral01ig(mericsilsc5quioXanes，POSS)。Hybrid塑料公司称其可以大量生产POSS，并与塑料生产厂商和用户进行合作。
四、涂料方面应用
在涂料行业CTJ。纳米粒子已经起着很大的作用，但是，类似于能生成抗刮痕和不粘表面的涂层的溶胶—凝胶单层(solgclmonlolaycr)还在研究。用树状聚合物可以弥补不足，并且可与纳米粒子技术结合应用。
以纳米粒子为基础的涂料具有各种优异的性能，比如：强度、耐磨耗、透明和导电。拜耳公司与Nanogntc公司合作开发导电和透明的涂层。纳米粉体是难以储运的，美国海洋部门采用微型凝聚(microscalengglomerate)方法，即在应用时用等离子(一种热的离子化气体)技术或热喷涂技术，使粉体被融熔，形成涂层。拜耳公司与HansaMetallWerke公司用纳米粒子进行抗水和抗灰尘涂料开发。据中国环氧树脂行业在线记者了解，2002年BASF公司推出一种用纳米粒子和聚合物制备的喷涂涂料，在干燥时自组装成一种纳米结构的表面，呈现出类似荷叶的效应，即当水落到表面上，由于与表面的互粘性甚小，可以形成水珠而流去，并把灰尘带走。
Inframat公司用纳米涂料作为船壳防污涂料。以防止海藻、贝类附着生长。此种涂料很坚硬。但并不发脆。该公司的纳米氧化铅-氧化饮基陶瓷涂料已获得美海军部门400万美元订货，主要用于涂装潜水艇的潜望镜。应用纳米粒子技术可以制造氧化铝纳米粒子，用于地砖的抗划痕涂层。Nanogate公司为西班牙地砖制造商提供纳米粒子涂料，使之容易清洗，并还为眼镜工业提供抗划痕涂料。
用纳米粒子强化的涂料还可能在生物医用方面应用。例如铜的纳米粒子可以降低细胞在表面上生长，从而解决移植上的一个主要问题。
五、添加剂和树状聚台物的作用
在复合材料领域中，纳米粘土和POSS已经取得进展。在不远的将来，碳纳米管可能产生较大影响。但是，各种不同形状的树状分子结构以及它能易于功能化的性能，可以创制特殊结构的复合材料，使之具有各种性能。早在上世纪90年代中期，BertMeijer教授就阐明了树状聚合物的结构，它是一群小分子，或是小分子的容器。一个“树状聚合物箱”(I)endrimerbox)，如同有一个硬壳建于软性树状聚合物周围。如果一个小分子，如染料分子进入树状聚合物中，即可被封装在空穴中。通过对其末端基因的化学改性，全部或部分烷基化，树状聚合物就可以形成与线型聚合物可化学兼容的物质，以改进混合性能。在此情况下，树状聚合物的作用在于创建了分子微观环境，或是在塑料原料中形成“纳米观口袋”(nanoscopicpocket)来聚集染料分子。作为一种形态的、结构的或是界面改性剂，树状聚合物还可提高材料韧性，而对其加工性没有影响。在材料共混和复合中，它们还起着材料组分间的兼容剂和粘接剂的作用，因此可用于工程塑料添加剂。树状多支链聚合物已经被用作环氧树脂的增韧剂，加入重量比5％的树状聚合物可显著提高材料的坚韧性。通过可控相分离工艺，可以使树状聚合物良好地分散在树脂中，树状聚合物和树脂作用可以使接枝在树状结构上的环氧基团的化学键得到加强。杜邦公司制造和应用多支链结构物质作为聚合物共混中的添加剂，可以改善聚合物的加工性能。DSM公司已经将多支链的聚丙烯亚胺(PPl)聚合物工业化，主要用于廉价塑料和橡胶制造中作为添加剂，降低粘度。在涂料、油墨和粘合剂生产中也可应用。美国宇航局向DowCorning公司和MatcrialsElectrochemicalResearch公司进行项目投资，开发等离子沉积树状聚合物涂料和树状聚合体富勒烯纳米复合材料，以用作微型和亚微型表面。
六、树状聚台物及去污作用
树状聚合物特别适用于去污，它起着清道夫的作用，可以去掉金属离子，清洁环境。改变一种介质的酸度可以使树状聚合物释放出金属离子。而且树状聚合物可以通过超过滤进行回收和冉用。树状包覆催化剂可用此同样方法从反应产物中进行分离。回收再用。密西很大学的生物纳米技术中心计划开发树状聚合物加强超滤方法，作为新的水处理上艺．从水中去掉金属离子。树状聚合物可以在其分子小间或是在它们的经改性的终端基团上捕捉小分子。
使其能适用于吸收或吸附生物和化学污染物。美国军事部门对它的应用前景作了好的评价。
七、纳米保护(nano-protection)方面应用
树状聚合物在护肤膏中作为一种反应型的组分是很有效的。此应用可以扩展到保护衣服。固定的树状聚合物层可以抗洗和耐环境气候条件变化。有一种称之为“类似树状聚合物”(Amphilicdondrimcr)，它一半是树状聚合物，另一半具有末端结构，用以在保护膜中固定活性树状聚合物。
近年来，“一些部门在研究用纳米粒子来监测和防止化学武器袭击。Nanospherc公司不久前推出一个系统，可以用来监测生物武器，如炭疽菌。该系统采用美国西北大学开发的金纳米粒子传感器。Altair纳米技术公司和西密西根大学联合开发用二氧化钛钠米粒子为基础材料的传感器，可用来监测生物和化学武器。NanosPhere材料公司开发氧化镁纳米粒子用于口罩的过滤层，因为它能杀大细菌(包括炭疽杆菌)。深圳新华元具纳米材料公司和Nucrgst公司生产银纳米粒子用于抗菌服。NanoBio公司推出一种抗菌液，可以破坏细菌孢子、病毒粒子和霉菌，它的作用是让表面张力发生爆炸性释放，而这种产品对人体组织不起伤害，现在主要用户是美国军事部门。
八、燃料电池方面应用
随着对便携式电子产品电能需求不断增加。要求降低供电元器件的重量和尺寸，由此而开辟广纳米粒子的新市场。
AP材料公司与Millennium电池公司合作执行美国军方一份合问。开发纳米级二硼化钛用于高级电池组和其它储能系统。Altar公司最近宣布该公司高级固体氧化物燃料电池系列示范试验获得成功，包括联结器、电解质、阴极和阳极等都是由微米和纳米级材料构成。而且，还开发了纳米锂基电池电极材料，其充电和发电率都比当前所用锂离子电池材料快l倍。
中图分类号：TP334.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0101-01
前言：3D打印，又称作增材制造，是快速成型技术的一种。3D打印技术将信息技术与工业制造相结合，以柔性化的生产方式来满足不断增强的个性化需求，实现了制造技术的革命性突破，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。其方便快捷、能够提高材料利用率等优势不断显现，与传统制造的结合也更加紧密，不断推动传统制造业的转型升级。材料是3D打印的物质基础，也是当前制约3D打印发展的瓶颈。目前，我国的3D打印技术在某些领域处于世界领先水平，但在产业化应用方面与国外的差距较大，除了产学研用相脱节等问题，上游原材料制约也是阻碍3D打印产业化发展的重要原因。文章综述了3D打印材料的发展现状，重点介绍了用于3D打印的几类主要材料，并指出了当前3D打印材料发展所面临的问题及其发展趋势。
1.3D技术的概述和3D打印材料的介绍
1.1 3D技术的概述
3D打印技术最早起源于19纪末的美国，于20世纪80年代得到实现与发展。随着智能制造的进一步发展成熟，3D打印技术在打印材料、精度、速度等方面都有了较大幅度的提高，新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用于制造领域。与传统的去除材料加工技术不同，3D打印技术是指通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术，又称为快速成型技术或增材制造技术。3D打印技术可以在很大程度上提高制作效率和精密程度，可使用的材料种类非常丰富，以生物细胞为材料可打印出器官、骨骼；以沙子为材料可打印建筑；以玻璃为材料可打印玻璃制品；以金属为材料可打印机械零件等。目前，3D打印技术主要应用于产品模型、模具制造、文化创意、航空航天、生物医疗、艺术创作以及个性化定制等领域，为创新开拓了广阔的空间。
1.2 3D打印材料的介绍
3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础，在某种程度上，材料的发展决定着3D打印能否有更广泛的应用。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料等。除此之外，彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖等食品材料也在3D打印领域得到了应用。3D打印所用的这些原材料都是专门针对3D打印设备和工艺而研发的，与普通的塑料、石膏、树脂等有所区别，其形态一般有粉末状、丝状、层片状、液体状等。通常，根据打印设备的类型及操作条件的不同，所使用的粉末状3D打印材料的粒径为1-100μm不等，而为了使粉末保持良好的流动性，一般要求粉末要具有高球形度。工程塑料工程塑料指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。工程塑料是当前应用最广泛的一类3D打印材料。
2.3D打印技术的发展现状及其发展趋势
2.1 3D打印技术的发展现状
相形之下，我国3D打印材料发展起步晚、底子薄，需要加大投入和研发力度，以适应国内市场发展的需要，提高其国际竞争力。追本溯源，我国自20世纪90年代开始3D打印技术的自主研发，清华大学、华中科技大学、西安交通大学、北京航空航天大学等在3D打印设备制造技术和材料技术等方面进行了积极的探索和大胆的尝试，取得了一定的成绩，部分技术甚至处于世界领先水平，
2.2 3D打印技术存在的问题
目前，我国具备生产3D打印材料能力的企业较少，大部分3D打印材料依赖进口，特别是金属粉末材料严重受制于他国。这是因为3D打印对金属材料的要求较高，而我国制造满足这些要求的金属材料技术还不过关。此外，与美国、德国等3D打印材料技术比较成熟的国家相比，我国3D打印材料质量不稳定、品种较为单一，部分研发的实验材料也依赖进口。除此之外，材料成本高昂。3D打印材料制造成本高是目前存在的普遍问题。由于3D打印材料种类有限、材料专用性较强、下游应用市场还没有完全培育起来，所以现阶段3D打印材料无法实现规模化生产，生产成本居高不下。
2.3 解决3D打印技术问题的相应措施
3D打印技术的核心在于材料。如果突破材料对3D打印技术的限制，那么3D打印产业成功实现快速发展将前景可期。目前，我国3D打印材料产业虽然处于刚刚起步的阶段，材料研发和应用水平与美欧等发达国家相比还有差距，但是，加大对3D打印用材料的投入和研发，走独立自主的发展之路，对我国抢占新一轮制造业发展制高点意义重大。加强我国3D打印材料的供给保障。多样化的材料来源和稳定的材料供给是3D打印产业发展的根本。加大材料的深度研发和产学研合作。3D打印产品的质量和特性取决于材料，不仅材料本身种类、成分、特性对3D打印产品的特性有影响，材料的制造工艺也对3D打印产品的强度、模量、弹性等功能特性起到决定性作用。推动3D打印产业上下游领域全方位的合作。3D打印材料的产业化应用必须与3D打印设备、下游3D打印产品同步进行，即加强上下游各个环节的研发生产合作，带动3D打印材料的产业化应用，方能取得突破性的进展。建立完善3D打印材料支持政策和标准。对于处于产业化发展初期的3D打印材料产业，加强政府支持和规范行业标准是必要的。加大政府对3D打印配套的材料企业的政策和资金扶持，对研发生产3D打印材料的企业给予税收减免或财政补贴，鼓励企业积极进行材料研发，最终形成3D打印产业领域标准全面覆盖的局面。
3.结语
近年来，3D打印技术得到了快速的发展，其实际应用领域逐渐增多。但3D打印材料的供给形势却并不乐观，成为制约3D打印产业发展的瓶颈。目前，我国3D打印原材料缺乏相关标准，国内有能力生产3D打印材料的企业很少，特别是金属材料主要依赖进口，价格高。这就造成了3D打印产品成本较高，影响了其产业化的进程。因此，当前的迫切任务之一是建立3D打印材料的相关标准，加大对3D打印材料研发和产业化的技术和资金支持，提高国内3D打印用材料的质量，从而促进我国3D打印产业的发展。可以预计，3D打印技术的进步一定会促进我国制造业的跨越发展，使我国从制造业大国成为制造业强国。
参考文献
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[2] 李晓燕，，余灯广.三维打印成形粉末配方的优化设计[J].机械科学与技术，2006，25（11）：1343-1346.
0 前言
纳米材料就是现代新型材料的一种，具备宏观材料没有的物理和化学性能，可以更好的应用在加工领域中，在产品加工的过程中，产品的设计过程，是体现产品新材料应用的机会，对于纳米材料来说，其具备的优良性能为其开拓了使用的市场。同时结合我国产品加工企业的实际状况，也可以更加全面的了解到用户的需求和产品的生产方向，进而为企业带来更多的经济利益。
1 新材料在加工产业的应用状况
1.1 在国内市场的应用状况
新材料的面世，迎来了很多国家的追捧和使用，同时新材料的性能和品质，也使我国产品加工企业加大了应用的力度，并通过新材料的使用，在很大程度上提高了产品的生产产量。随着我国市场的不断发展，人们对加工企业生产产品的需求持续加大，很多企业都在探索可以提高生产水平的措施，通过对新材料的研究和考察，明确了新材料的使用目标，并投入到了使用中。我国政府根据新材料的研发和使用，也对其进行了管理和监督，并明确指出了新材料使用的重要价值，科研人员也将新材料的研究列入到工作计划中，在我国提出可持续发展的前提下，这种新材料的出现，缓解了市场供应关系紧张的局面，也提高了材料的利用效率。因此，我国加工企业在生产的过程中，一定要根据自己的实际加工能力，选购合理数量的新材料，避免出现过于强调加工产量的现象，而忽略了企业的经济实力，造成经济负担[1]。
1.2 在国外市场的应用状况
经过新材料的研发和应用，在美国，政府就公布了纳米技术启动计划书，使纳米材料可以全面的应用在产品加工过程中，美国的科学家也通过不断的研究，强烈表明了新材料的重要性。通过研究结果的问世，使人们对新材料有了更细致的了解，加工企业纷纷加大了新材料的使用量，进而引发了一场巨大的工业革命。经过国外应用结果的总结可以发现，新材料已经应用在了化学、物理学、电子学等领域中。可见，纳米新材料的应用经济走入到了更专业、更广阔的路径，并且通过新材料的应用，实现了产业结构的壮大和发展，我国生产领域应该借鉴国外先进的生产水平，扩大新材料的使用范围，突破传统材料的加工产量[2]。
2 现代新材料的产品加工设计方法
2.1 新材料性能的分析
为了提高现代新材料的使用范围，在投入到加工过程中，技术人员要对新材料的性能进行分析，进而判断新材料的生产适用范围，探索新材料在产品设计中的应用方法。新材料性能分析研究方法如下：首先，技术人员要在新材料中提取出所选实例中的材料成分，对其具备的性能进行分析，判断新材料的使用标准和使用方法。然后，结合产品加工的需要，对照加工产品的生命周期，建立起对比关系，明确新材料的使用周期时间，掌握加工的进度。最后，对材料的每种性能进行判断，明确产品生命周期的不同阶段，进而制定出具体的生产计划，使材料的性能可以更好的提高产品的质量[3]。
2.2 设计师选材的分析
为了进一步提高产品的性能，使新材料可以更好的应用在产品加工过程中，需要设计师对材料进行认真的选择，确保材料的性质可以满足产品生产的需求，通过对设计师选择过程的分析，发现存在很多不合理的现象。包括：①有些设计公司在应用材料时，主要是考虑客户的要求和意见，没有坚持材料选择的理论，也没有结合公司的实际经济情况，总是盲目的对材料的性能进行选择；②设计师在选用材料的过程中，缺乏对环境保护的考虑，加大了对环境污染的程度，同时这种加工的标准，也不满足可持续发展的需要；③选择材料时，加工企业过于考虑成本问题，限制了设计师思路的开阔，很多设计师缺乏工作的经验，不能按照专业的水平，对选择的材料进行划分和判断。这些现象的出现，严重阻碍了新产品研发的过程，同时也降低了新材料的应用效果，所以在新材料实际应用的过程中，设计师要根据企业生产的实际需求，建立客观的选择模式，对新材料的性能进行全面的分析和判断，确保企业的经济利益不会受到损害[4]。
2.3 结合实际的需求选择新材料
在产品设计的过程中，当新材料的使用已经不能满足市场和用户的需求时，就需要设计师对产品进行重新设计，通过不断的改良，来获得更大的销售途径，同时也使新材料的性能可以全面的发挥出来，提高企业的加工水平。此外，新材料往往是各项异性的，所以在使用的过程中，还需要结合实际的生产需求，去判断新材料的取向。在探索实际需求中，需要结合产品具备的功能去分析，明确了产品的功能，才能对产品在市场中的销售进行定位，所以设计师必须保证所选材料具备的功能，然后才能投入到实际的加工过程中。主要考虑的功能包括：材料的常规力学性能、疲劳断裂性能等，设计师可以根据这些方面的检测，来对使用的材料进行选择，在新材料研发的过程中，逐渐出现了很多使用的样本，功能梯度材料和纳米材料都是科学技术发展研发出的新型材料[5]。
3 结语
对于我国产品加工企业来说，抓住生产的机遇和市场的需求，是企业经济发展的重要措施，也是提高企业生产实力的必要途径，新型材料的研发和出现，提高了产品加工的性能和质量，但是也对企业的加工选择和技术应用提出了更高的要求。所以在新产品设计和加工的过程中，设计师要根据产品材料的具体性能，去合理的选择加工材料，确保材料的使用会提高产品的性能，也可以为产品的销售开辟更加宽广的路径。设计师要根据企业的实际生产情况和市场的需求，去合理的选择新材料的类型，同时也要对材料的性能进行研究，全面的考察之后，才能根据研究的结果，去判断新材料的使用标准，进而可以发挥出新材料的优秀性质。
【参考文献】
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在我国市场经济产业中，制造业占据着重要地位，与我国综合国力提升有着密切联系。对材料加工过程计算机模拟的现状进行分析研究，可以充分了解现代制造技术的发展情况，有利于推动制造技术进步，促进我国材料加工技术未来发展与国际接轨。
一、材料加工过程计算机模拟的现状
现代化建设中，计算机模拟技术在材料加工的应用，成为了先进制造技术的额重要标志，使材料加工技术不断创新，对于提高制造技术水平发挥着重要作用。一般情况下，材料加工主要是指钢材、铸铁和铝合金等材料的加工，通过锻造、焊接和铸造加工等加工方法生产成所需产品，以保证企业的生产量。在进行材料加工产品的检测时，要对形状精度、结构情况、曲面和表面质量等严格检查，由于产品质量受到温度、加工技术、工序和生产环境等因素的影响，因此，材料加工产品质量的有效控制具有一定难度。
由于制造系统具有复杂、繁多的组成结构，因此，制造业具有多样性、复杂性和长期性，其中，包括产品设计、市场定位、产品生产、产品销售等，与企业经济效益不断增长有着密切联系。所以，材料加工过程的计算机模拟，是制造业不断发展的产物，根据材料加工的实际情况，设计合适的加工工序，提高企业生产力，使制造业生产加工技术得到不断优化。
在实际制造过程中，计算机技术的广泛运用，可以按照生产要求和客户需求，对产品进行设计、工艺规划、性能分析等，从而实现材料加工的虚拟化生产，使产品的研发时间减少、成本降低、生产周期变短，给材料加工产品生产质量不断提高提供可靠保障。在制造业的未来发展中，材料加工过程计算机模拟将成为重要研究对象和发展方向，对于推动材料加工技术不断创新具有重要影响。
二、材料加工过程计算机模拟的未来发展趋势
材料加工已经逐渐从宏观模拟向着微观模拟方向发展，进一步了解材料结构的微型结构，才可以确定更有效的加工工序，提高材料加工产品质量，促进产品数量不断增长，推动企业经济效益不断提升。因此，新世纪的制造业发展中，材料加工过程计算机模拟的未来发展趋势有如下几个方面：
（一）高精度和高效的三维有限元模拟
现代化建设中，制造业产品所需的生产加工技术要求越来越高，以有限元法作为素质模拟技术的核心，可以对产品的生产工艺、生产过程所受的应力、等，进行详细分析，还可以对产品进行快速的卸载和重装，计算出产品成型后的性能和使用效果，从而避免质量问题和使用安全问题出现，给企业长远发展提供了可靠保障。但是，实际制作加工过程中，运用二维进行材料生产过程的全面分析，已经不能满足计算量大、数据繁多、变化速度快等情况，使三维模拟分析成为了必然发展趋势。随着计算机运行速度和并行计算模式等方面的不断研发，高精度和高效的三维有限元模拟在材料加工过程中得到了应用，并推出相关软件，如A NSYS和LS-DYNA3D等，使计算机的运行速度和计算精度得到了很大提高，给材料加工技术水平不断提升提供了可靠保障。
（二）建立复杂、综合的模拟系统
在产品加工成形的过程中，需要按照生产要求和市场需求对产品进行相关参数设置，以满足产品成形后的各种形态和规格，反向模拟技术的运用，使材料加工设计变得更加方便和快捷，以及敏感性分析方法的应用，使产品设计得到不断优化。因此，建立复杂、综合的模拟系统，可以解决材料加工中存在很多问题，在材料的锻造、焊接、热处理等操作过程中，掌控全面的影响因素，对温度、晶粒变化、变形量、工具形状等进行及时调整，并建立相关数学模型，便于更好的进行材料加工过程的研究，提高计算机模拟的可靠性和准确性。
（三）材料微观模拟技术
在进行成分较多的材料加工时，需要根据加工工艺选择合适的加工工具和设置相对应的工艺参数，以保证加工产品的生产质量，提高产品的适用性。一般情况下，相关工艺参数的控制主要是指材料流动的顺序、热处理条件和产品保质方法等，因此，需要运用计算机技术进行材料加工的微观模拟，防止材料内部出现裂缝、变质等情况，从而保证加工产品的生产质量。在实际生产加工中，运用材料微观模拟技术，可以对材料的分子结构、晶体结构等进行分析，了解螺旋位错源结构、堆积-阻碍结构、界面结构等，并结合动力学知识进行研究，给材料加工过程计算机模拟的深入研究提供了有利依据。
（四）新模拟技术的研发
对于单一的材料加工来说，计算机模拟所包含的相关参数、物理量、数据、设计工序等比较简单，产品的质量可以得到有效保障。近年来，材料加工过程的计算机模拟已经朝着集成化、系统化发展，可以对材料加工的环境进行分析、对相关数据和大小进行高效化管理，同时，根据相关加工要求和设计需要，得出最优化的方案，使产品的生产质量和使用性能得到最大化提高。随着社会需求不断变化，制造业所需要生产的产品结构变得越来越复杂，新模拟技术的研发已成为了材料加工过程计算机技术应用的未来发展趋势，尤其是近来出现的一种新的无网格数值方法的发展，使函数变得更加连续、灵活，大大提高了计算机模拟处理相关问题的工作效率，保证了产品加工的精度，给制造业未来长远发展指明了发展方向。
随着计算机技术的不断推广，不断提高材料加工产品质量，促进产品数量不断增长，推动企业经济效益不断提升，才能保证企业生产力，促进企业可持续发展。
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作者简介：
房园（1993-），本科在读，大连理工大学，材料成型及控制工程专业
一、形状记忆合金
形状记忆合金是近几十年发展起来的一种新型功能材料，它是利用应力和温度诱发相变的机理来实现形状记忆功能的一类材料。其特点是:将已在高温下定型的形状记忆合金置于低温或常温下使其产生变形，当环境温度升高到临界温度(相变点)时，合金的变形消失并可恢复到定型时的原始状态。例如，TiNi合金从高温降低到临界温度时，晶体结构由菱形转变为立方体;当温度从低温上升到临界温度时，晶体结构从立方体恢复为菱形。在恢复过程中，合金能产生与温度呈函数关系的位移和力，其能量来自于相变驱动力。这种升温后合金的变形消失、形状复原的现象称为形状记忆效应。目前，形状记忆合金在电气、机械、运输、化学、医疗、能源、航空、生活用品等领域都得到了应用。最典型的应用例子是航天飞机的伞型天线，为方便发射把它压扁附在船体上，飞船升空后受阳光的辐射而升温，于是天线便记忆起原来的形状，重新支起。
二、钛合金
钛合金的正式开发和应用仅仅是最近50年来才开始的，并且在50年代几乎只有美国一国在进行研究，最早开发成功了Ti-6Al-4V，目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨，钛合金牌号近30种。其性能如下：（1）热强度高（2）低温性能好(3)抗蚀性好(4)化学活性大(5)导热系数小、弹性模量小。目前，钛合金的主要应用如下：
1.航空领域
由于飞机和导弹的速度已增加到远远超过音速，从前使用铝合金的地方，因其耐热性的要求，已不大适应，所以采用新材料，尤其是钛及其合金来代替。钛的密度小，又具有高的耐热性和持久强度，对在振动载荷及冲击载荷作用下裂纹扩展的敏感性低，并且有良好的耐蚀性。因此在飞机上广泛采用钛及其合金，小至螺钉、螺母等紧固件，大至机身骨架、隔框等结构件。目前，先进飞机上的钛材重量达到飞机结构总重的30%~40%，钛材已成为现代飞机不可缺少的结构材料。
2.生物医学领域
钛无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性，因此，是非常理想的医用金属材料，钛作为外科植入材料得到了广泛发展。最初应用于临床的钛合金主要以纯钛和Ti-6Al-4V为代表，后来对β型钛合金的研究最广。纯钛在生理环境中具有良好的抗腐蚀性能，但其强度较低，耐磨损性能较差，限制了它在承载较大部位的应用，目前主要用于口腔修复及承载较小部分的骨替换，但目前尚未出现强度问题。相比之下，Ti-6Al-4V具有较高的强度和较好的加工性能，这种合金最初是为航天应用设的，70年代后期被广泛用作外科修复材料，如髋关节，膝关节等。同时Ti-3Al-2.5V也在临床上被用作股骨和胫骨替换材料。
3.海军领域
钛在海军装备方面的应用，俄罗斯处于世界绝对领先的位置。世界上第一艘全钛核潜艇于1968年12月下水，已运行30多年。该潜艇应用了大量的板材、管材、锻件，潜艇的所有装置全部是由钛合金制造的，这包括巨大的焊接结构壳体、巨大的管路系统和不同的装置和机器设备。美国曾在航母上用钛合金进行装艇服役评价，每个航母可减重15t。
此外，钛合金在兵器、汽车、石油、化工等方面都有广泛的应用。
三、合成材料在科学技术中的运用
下面将对教材中出现的三种合成材料做——高分子材料制造的半透膜、复合材料碳纤维、导电塑料进行介绍。
1.高分子材料制造的半透膜
半透膜是一种只给某种分子或离子扩散进出的薄膜，对不同质点的通过具有选择性的薄膜。例如细胞膜、膀胱膜、羊皮纸以及人工制的胶棉薄膜等。现代半透膜还用与多孔性壁（如无釉陶瓷）并使适当的化合物（如铁氰化铜）沉淀于其孔隙中制成。半透膜用于渗透溶胶和测定渗透压强等。生物吸取养分也是通过半透膜进行的。而用高分子材料经过特殊工艺制成的半透膜，它只允许水分子透过，而不允许溶质通过。用高压泵使处于半透膜一侧的原水压力超过渗透压时，原水中的水分子就能够透过半透膜进入另一侧，从而获得纯净水。而原水中的溶解与非溶解的无机盐，重金属离子，有机物，菌体，胶体等物质无法通过半透膜，只能留在浓缩水中被放掉。反渗透设备广泛应用于医药行业、饮料行业、电子、电力行业等。
2.复合材料碳纤维
碳纤维是由有机母体纤维(粘胶丝、聚丙烯睛或沥青等采用高温分解法在1000~3000℃高温的惰性气体下碳化制成的，具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点，是一种力学性能优异的材料。特别是聚丙烯腈(PAN)基碳纤维，其性能优越，更适合规模化生产，是当今碳纤维的主流成为了军民两用的主导材料，广泛应用于国防、航空航天高档民用产品。其实，碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐磨擦、导电导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性，柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴向表现出很高的强度。碳纤维是由含碳量较高，在热处理过程中不熔融的人造化学纤维，经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。碳纤维作为高性能纤维的代表，属于高技术密集型产品，其生产技术复杂，产业发展涉及官、产、学、研各个环节。由于它是发展航天航空和军事工业等尖端技术必不可少的新材料，也是民用工业更新换代的基础材料，国外又对其出口进行封锁，所以近年来我国就一直比较重视对其研制和生产，虽然起步较早，投入不薄，但仍处于失利地位，很重要的一个方面是中国高技术产业创新系统存在的问题。
3.导电塑料
导电塑料是一种高分子材料，是目前国际上一个十分活跃的研究开发领域，已从初期的纯实验室研究发展到应用研究阶段，成为新一代电子材料。导电高分子材料按照其导电机理可分为结构型和复合型两大类。目前，结构型导电高分子材料的合成工艺较复杂，成本较高；而复合型导电高分子材料加工简单、成本低，因而被广泛应用于电子、汽车、民用等领域。
根据我国建筑行业的统计数据表明，我国现在已经有的几十亿平方米的房屋建筑中，有近三分之一的房屋建筑需要进行加固技术，由此可以看出我国房屋建筑的结构加固技术的研究是具有十分重要的意义的。在经济高速发展的社会中，对房屋建筑的结构进行加固，可以保障人们的生命和财产的安全，对人们的生活和生产有着重要的作用。
一、我国房屋建筑结构加固技术的研究现状分析
（一）我国房屋建筑中黏贴纤维复合材料进行加固方法的研究现状分析
在运用黏贴纤维复合材料进行房屋建筑结构的加固时，主要是运用黏贴纤维布对建筑的材料进行加固，这种技术在房屋建筑加固技术中的运用已经比较成熟了。在《碳纤维布进行房屋建筑加固新技术探究》这本书中，对黏贴纤维复合材料运用于房屋建筑的加固技术进行了详细的阐述，运用黏贴纤维对房屋建筑进行加固，可以在一定程度上增强房屋建筑的抗剪强度，提高建筑抵抗压力的能力，其研究主要运用建筑模型进行实验，对黏贴纤维复合材料运用于建筑加固的理论进行实验，对实验的数据进行科学地整合，从而推导出黏贴纤维复合材料对建筑面板进行加固的原理，并对加固材料的配筋率、剪跨比和建筑设计中使用的混凝土的强度进行分析。
（二）我国房屋建筑中铁丝网复合材料的加固方法研究现状分析
铁丝网复合材料的加固方法是将建筑的结构上进行铁丝网的铺设，运用复合材料或者抗剪性能比较好的铆钉对建筑的结构进行固定，从而增强房屋建筑的坚实度，房屋建筑的抗压能力得以提高。这种方法最初是使用在防止房屋建筑产生裂缝的，运用钢筋水泥铺设在房屋建筑结构上，使房屋建筑的抗压能力增强，在遇到较大的压力时不会发生裂缝的现象。运用铁丝网复合材料对房屋建筑进行加固，这种方法的操作流程不复杂，而且操作过程可以得到保障，能够产生比较可观的经济效益，铁丝网的价格比较便宜，在操作过程中节省了大量的成本费，铁丝网即使在大火中也不会遭到破坏，而且其坚实度比较高，在使用过程中不用专门进行维修，因此，房屋建筑中铁丝网复合材料的加固方法越来越受到人们的青睐。
（三）我国房屋建筑中运用应力复合材料进行加固的方法研究现状分析
这种方法是在房屋建筑的结构表面铺设一层纤维材料，尽管这种方法对房屋建筑的抗压能力进行改善，但是，却不能够防止房屋建筑的裂缝现象发生，在运用这种方法的时候，复合纤维材料的性能没有充分地发挥出来。为了能够提高复合纤维材料的性能，在房屋建筑中采用预应力加固的方法可以有效地增强建筑的抗压和承载能力，提高建筑的整体强度。
（四）我国房屋建筑中运用嵌入的方法将纤维复合材料铺设于建筑中的加固方法现状探究
对房屋建筑进行嵌入纤维复合材料的方法，其步骤是先将加固的材料放到建筑中预先设计好的槽中，然后使建筑与复合纤维材料形成一个有机的整体，从而对建筑的结构起到加固的作用。这种方法与其他的加固方法相比而言，其加固的效果比较好，原因在于嵌入式的方法可以将纤维复合材料牢牢地铺设在建筑的表面，不易脱落，其黏贴的效果非常好，即使发生火灾，也不会引起纤维复合材料的脱落，其可以对建筑进行弯曲的加固效果，有效地改善房屋建筑的承载效果。嵌入式的方法运用在房屋建筑的加固工作中，对房屋结构的性能有很好的效果，已经被广泛地应用到房屋建筑结构的设计中。
二、我国建筑结构加固技术的发展趋势
（一）水泥钢丝网砂浆加固发展趋势
用钢丝网的复合材料对钢筋水泥结构进行解雇，这种方法在我国投入使用的时间已经有几十年了，但是，其应用于房屋建筑行业的时间不长，现在还处于初级阶段，我国在此种方法的使用还处于刚刚起步的阶段。然而，运用水泥钢丝网砂浆对房屋建筑的基础结构进行加固比用有机胶材料进行加固的效果要好得多，原因在于砂浆与其他材料相比，其性质与房屋建筑基础结构的性质差不多，因此，可以更好地与建筑基础结构结合在一起，具有高度的协调性，在使用过程中，水泥钢丝网砂浆可以快速地渗透到建筑基础结构中去，而且，水泥钢丝网砂浆具有抗老化的效果，耐火耐高温，运用到房屋建筑基础结构中可以起到很好的加固作用。
（二）纤维复合材料的加固方法的发展趋势
运用纤维复合材料对房屋建筑的基础结构进行加固，这种方法目前也在起步阶段，但是，其突出的优势已经凸显出来，成为我国建筑行业进行研究的热点，在实际应用中具有很好的效果。特别是在黏贴纤维加固方法的使用过程中，已经形成了比较成熟的体系。按照这种方法的研究现状分析，纤维复合材料的加固方法在进行研究时还要重点研究其在长时间内的抗压能力，研究这种方法对房屋建筑对接点的加固性能，用这种方法加固，在高温条件下不是特别理想，因此，要加强材料的耐火耐高温领域的研究。
三、结语
对房屋建筑进行加固可以满足人们生活的需求，是保证房屋建筑质量的重要举措。现在，随着科学技术的更新与发展，很多房屋建筑加固的新技术已经投入到使用中，本文主要分析了我国房屋建筑中黏贴纤维复合材料进行加固方法的研究现状，我国房屋建筑中铁丝网复合材料的加固方法研究现状，我国房屋建筑中运用应力复合材料进行加固的方法研究现状，我国房屋建筑中运用嵌入的方法将纤维复合材料铺设于建筑中的加固方法现状，并研究了我国房屋建筑结构加固技术的发展趋势，在一定程度上对提高房屋建筑的安全性和可靠性提供了一定的借鉴，从而促进我国房屋建筑行业的发展。
参考文献
[1]文明才. 分析建筑结构加固的措施及发展前景[J]. 湖南城市学院学报（自然科学版），2009，23：17-19.
[2]秦晓芳，赵艳敏. 建筑结构的加固手段及发展态势[J]. 山西建筑，2009，01：100-101.
1无损检测技术在复合材料检测中的应用概述
为了保证复合材料结构的完整性，必须对其进行准确的缺陷以及损伤的检测，一旦发现问题，及时修复，进而对材料的性能进行准确的评价和判断。不同的复合材料，其结构和性质各不相同，所选取的无损检测方法也存在着差异，现阶段，被广泛应用的无损检测方法包括：X射线检测无损检测法、超声波无损检测法、计算机层析检测法、红外热成像检测法、声发射法等，各种不同那个的无损检测方法也都有自身的应用范围、优点和缺陷。
2不同种类无损检测技术的应用状况
2.1X射线无损检测技术
应用比较广泛的X设备无损检测方法是胶片照相法，这种方法能够检测出复合材料中的孔隙以及杂质等在外形方面表现出来的缺陷，同时，也能够检测出结构的疏散、孔洞、纤维断裂、材料分布不均匀等缺陷。这种检测方法具有较高的灵敏度，检测结果观察起来比较直接，但是如果在和射线垂直的方向上存在裂纹，不容易被发现，同时，设备体积大，结构复杂，在养护以及维修方面所需投入的资金量较大，对安全防护方面的要求比较高。随着技术的进步，X射线无损检测技术也在不断的优化和更新，新型的X成像检测技术以及X射线CT技术已经相对成熟，并投入到实际的应用当中。这两种方法的优势在于有着更高的精度以及效率，在资金方面投入量小，能够实现检测结果的远距离传输，使用性强，比传统照相底板的检测方式具有明显的优势。
2.2超声波无损检测技术
依据复合材料本身的性质以及声学性质对声波产生的作用来开展复合材料的超声波无损检测，实现对复合材料内部以及表面缺陷的检测。这种检测方法能够对复合材料的层间结构、孔隙、裂纹、裂缝以及夹杂物等缺陷进行检测，并对材料的密度纤维状取向、弹性模量数值、厚度数值以及几何尺寸进行检测，及时发现材料的变化情况。这种检测方法具有极高的灵敏性，能够准确的对缺陷处进行位置的确定，检测出缺陷的主要位置以及分布状况，设备的复杂程度低，操作容易。但是也存在着一定的弊端，比如：检测效率不高，无法实现同一设备对全部缺陷进行检测，对于不同种类的缺陷，需要更换不同形式的探头，才能实现准确的检测。对厚度尺寸较小，外形尺寸不大以及结构复杂程度较高的复合材料，也无法进行很好的检测，计算机技术的进步，超声波扫描技术应运而生，基于其显示比较直观、检测效率高、花费时间短等特点，已经应用行器等大型复合材料的检测工作。
2.3计算机层析照相检测技术
工业计算机层析照相技术，就是工业计算机断层扫描成像技术，主要应用于检测工业构件。具有操作简单、检查直观、不对试件造成损伤等优点。这种方法的工作原理是：以扫描的方式，获取试件的断层投影值，再依据图像进行断层图像的重新建立。这种方法扫描完成的图像清晰度好，普通的透视照相方法比较容易发生图像模糊和重叠的现象，这种层析照相技术极大的改进了之前的成像状况，图像清晰度极高，对比灵敏度高于透视照相技术两个数量级以上。基于这一显著的优势，国际上已经将工业计算机层析照相技术列为现阶段最佳的无检测方法。通过大量的产品检验实践，发现工业计算机层析照相技术能够检测出复合材料中的气孔、夹杂、空隙、分层等缺陷，灵敏度极高，可以十分准确的检定缺陷的外形尺寸。
2.4红外热成像无损检测技术
这一技术的原理为利用红外物理理论，将红外辐射特性的技术以及方法合理地应用于被检测元件，实现综合性的无损检测。这种检测技术鉴定物体缺陷的方法是利用物体的热量以及热流。当复合材料内部存在缺陷时，会导致材料的传热性能发生变化，使表面的温度分布状况产生不同，再通过检测设备来判断热辐射的差异，得到缺陷存在的准确位置。红外热成像技术的优势在于资金投入小、检查时间短、速度快、操作简单、准确度高。主要应用于对复合材料以及多层材料进行夹杂物、分层、开裂等缺陷的检查。
2.5声发射法检测技术
声发射法用于对复合材料以及构件进行检查和评价，是一类动态性较强的检查技术，通过对声发信号的妥善处理对缺陷进行评价，确定缺陷的实际位置，并进一步判断其发展的规律。这种检测方法的工作原理是：如果物体存在缺陷或者有某一部分出现异常，则其在外力的作用下，就会出现应力集中，进而发生形状的改变或者出现断裂，其内部由此而产生的应变能以弹性波的形式被释放出来，设备将这些信号以及信息进行捕捉，然后通过声发射的信号特点以及发生强度数值，来判断材料的微观形变以及裂纹、裂缝的状况，实现准确的检测和报告。这种无损检测方法有其特定的适用范围，必须具备以下两个条件才能应用这种方法：第一，必须有外部载荷作用于材料。第二，材料内部的缺陷或者结构必须发生改变。现阶段，这种技术已经用于检测复合材料内部碳纤维、玻璃纤维是否断裂，断裂载荷的分配状况等，进而对岩纤维或者玻璃纤维的质量进行有效评价。声发射技术还可以用于区分复合材料中层板内缺陷的断裂状况，对其特性进行有效判断，比如：基体开裂、纤维和树脂的开裂状况，裂纹是否存在拓展等。综上所述，不同种类的无损检测技术都有其自身的优势以及弊端，适用范围也有所不同，对于大型复合材料的分层、裂纹、内部缺陷都可以通过采用适当的无损检测技术进行检测、判定和评价。技术人员可需要不断的将检测技术进行更新与优化，实现检测数据准确性的稳步提高。
参考文献：
