绿色材料设计
绿色建筑材料在建筑设计中的应用
绿色建筑材料在建筑设计中的应用一、绿色建筑材料的概念及意义随着人们对环境保护意识的不断提高,绿色建筑材料作为一种新型的建材,逐渐受到人们的关注。
绿色建筑材料是指在其生命周期内,对环境和人类健康没有负面影响的建筑材料。
它具有可再生性、可降解性、无毒性、无害性等特点,不仅可以减少建筑过程中的环境污染,还可以提高建筑的能源利用效率,降低建筑运营成本,提高居住者的生活质量。
二、绿色建筑材料的分类1.可再生材料:如竹材、麻杆、木材等。
2.再生材料:如再生木材、再生玻璃、再生石膏板等。
3.环保材料:如环保涂料、环保地板、环保石材等。
4.低VOC材料:如低VOC涂料、低VOC地板、低VOC胶水等。
5.节能材料:如节能玻璃、节能墙体材料、节能屋顶材料等。
6.智能材料:如智能玻璃、智能墙体材料、智能屋顶材料等。
三、绿色建筑材料在建筑设计中的应用1.建筑外墙材料建筑外墙材料是建筑设计中最重要的一部分,它不仅可以起到美化建筑外观的作用,还可以起到保温隔热的作用。
绿色建筑材料在建筑外墙材料中的应用可以有效地降低建筑的能耗,提高建筑的能源利用效率。
例如,采用节能玻璃和节能墙体材料可以有效地减少外墙的传热量,从而降低建筑的能耗。
2.建筑屋顶材料建筑屋顶材料是建筑设计中另一个重要的部分,它不仅可以起到防水防潮的作用,还可以起到保温隔热的作用。
绿色建筑材料在建筑屋顶材料中的应用可以有效地提高建筑的能源利用效率,降低建筑的运营成本。
例如,采用节能屋顶材料可以有效地降低建筑的冷热负荷,从而降低建筑的能耗。
3.室内装饰材料室内装饰材料是建筑设计中一个非常重要的部分,它不仅可以起到美化室内环境的作用,还可以起到保护室内环境的作用。
绿色建筑材料在室内装饰材料中的应用可以有效地降低室内环境污染,提高居住者的生活质量。
例如,采用环保地板和环保涂料可以有效地降低室内环境中的有害物质含量,从而提高居住者的生活质量。
4.建筑结构材料建筑结构材料是建筑设计中最基础的部分,它不仅可以起到支撑建筑的作用,还可以起到保温隔热的作用。
建筑设计绿色建筑材料的选择与应用
建筑设计绿色建筑材料的选择与应用绿色建筑作为可持续发展的重要组成部分,已经得到了广泛的关注与应用。
而其中一个重要的方面就是绿色建筑材料的选择与应用。
本文将探讨建筑设计中绿色建筑材料的选择原则以及如何将其成功应用于实际设计中。
一、绿色建筑材料的选择原则在选择绿色建筑材料时,应遵循以下原则:1. 环保原则:绿色建筑材料应当符合环境保护的要求,并且在生命周期内对环境的影响要尽可能地减少,包括资源消耗、能源消耗以及废弃物处理等。
2. 健康与舒适性原则:绿色建筑材料应当对人体健康无害,并且能够创造一个舒适、无污染的室内环境,保证人们的生活质量。
3. 节约能源原则:绿色建筑材料应当具有良好的保温、隔音、透光等性能,以减少能源的消耗,降低建筑的能耗。
4. 循环利用原则:绿色建筑材料应当具备可再生利用的特点,通过回收和再利用,最大限度地减少资源消耗和废弃物产生。
二、常见的绿色建筑材料在实际的建筑设计中,有一些常见的绿色建筑材料被广泛采用,并取得了良好的效果。
1. 木材:木材作为一种可再生的材料,具有良好的保温性能,同时还能够调节室内湿度,使人们感到舒适。
在选择木材时,应当优先考虑来自可持续林业管理的木材。
2. 石材:石材具有耐久性强、易于维护等特点,并且可以回收再利用。
一些石材如大理石等还具有良好的装饰效果,被广泛应用于建筑设计中。
3. 高性能保温材料:在减少能耗的同时,高性能保温材料如岩棉、聚苯板等还能够提高建筑的隔音性能,创造一个更为宜居的室内环境。
4. 太阳能材料:太阳能在绿色建筑中的应用越来越广泛。
太阳能光伏电池板能够将太阳能转化为电能,为建筑供电;太阳能热水器能够利用太阳能热量提供热水。
这些太阳能材料实现了对可再生能源的利用,减少了对传统能源的依赖。
三、绿色建筑材料的应用案例以下是一些成功应用绿色建筑材料的案例,以此来展示这些材料在实际设计中的效果。
1. 绿色屋顶:通过在建筑的屋顶种植植被,可以有效地降低建筑的室内温度,减少能耗。
绿色设计的原理和应用
绿色设计的原理和应用原理绿色设计是一种注重环保和可持续发展的设计理念,它的原理包括以下几个方面:1.循环利用:绿色设计的原理之一是循环利用,即尽可能减少资源的消耗,延长产品的寿命周期。
这可以通过设计产品时考虑其可拆卸、可维修和可再利用性来实现。
2.环境友好材料:绿色设计鼓励使用环境友好材料,例如可降解的材料、可再生材料和无毒材料。
这些材料的使用有助于减少对环境的负面影响。
3.节能:绿色设计追求节能,通过设计产品时考虑能源效率、使用低功率设备和采用节能技术来减少能源的消耗。
4.减少废弃物产生:绿色设计的原理之一是减少废弃物的产生,通过设计产品时考虑材料的循环利用和再利用,以减少对环境的污染。
应用绿色设计可以应用于各个领域和行业,下面是一些应用示例:建筑设计1.使用环保材料:在建筑设计中使用环保材料如竹子、可降解材料和再生材料,减少对环境的污染。
2.节能设计:建筑设计中的节能设计可以包括改善建筑的保温性能、利用自然光和通风等措施来减少能源的消耗。
3.水资源管理:绿色建筑设计还可以包括水资源的管理,包括采用雨水收集系统、废水回收利用等措施。
产品设计1.可持续材料选择:产品设计中可以选择可持续材料,如再生塑料、木材和金属材料等,以减少对自然资源的消耗。
2.可拆卸和可维修性:设计产品时考虑可拆卸和可维修性,可以延长产品的使用寿命,减少废弃物的产生。
3.能源效率:产品设计时考虑能源效率,采用低功率的电子元件和节能技术,减少能源的消耗。
城市规划1.绿色交通系统:城市规划中可以引入绿色交通系统,如自行车道、公共交通网络以及步行街等,减少对汽车的依赖,减少尾气排放。
2.城市绿地:城市规划中的绿地设计可以增加城市的绿化面积,提供更多的空气净化和调节城市气候的功能。
3.垃圾回收和处理:城市规划中的垃圾回收和处理设施的设计可以促进废弃物的循环利用,减少对环境的污染。
总结绿色设计的原理和应用是促进可持续发展和环保的重要手段。
绿色设计理念在产品设计中的应用
绿色设计理念在产品设计中的应用绿色设计理念是一种注重环保和可持续发展的设计原则,旨在减少产品对环境的负面影响,并提高其生命周期内的资源利用效率。
在当前全球环保意识不断提高的背景下,绿色设计理念在产品设计中的应用愈发重要。
一、绿色材料的选择选择绿色材料是绿色设计的重要基础。
绿色材料是指那些对环境和人类健康影响较小的材料。
在产品设计中,可以选择可再生材料,例如竹子、生物塑料等,减少对有限资源的消耗。
应该避免使用对环境有害的材料,如有毒材料、致癌物等,以降低产品的环境风险。
二、节能减排绿色设计还包括节能减排的原则。
在产品设计中,可以通过优化产品结构和材料,减少能源的消耗。
采用轻量化设计,降低产品的重量,减少运输过程中对能源的需求。
还可以应用节能技术,如低能耗LED灯、高效电机等,降低产品使用能源。
绿色设计还强调减少温室气体排放和污染物排放,以减少对大气和水体的污染。
产品设计需要考虑产品的整个生命周期,包括原材料的获取、生产、使用和废弃处理等各个阶段。
尽量选择低碳材料和低污染物材料,减少产品在生命周期内的碳排放和污染物排放。
三、延长产品的寿命绿色设计还强调延长产品的使用寿命。
过去,很多产品在设计上存在寿命过短的问题,例如耐用家电的设计寿命过于短暂,让消费者频繁更换。
绿色设计强调设计出寿命更长的产品,以减少资源的消耗和废弃物的产生。
在产品设计中,可以采用模块化设计和可拆卸设计,使得产品更容易维修和升级。
还可以提供技术支持和售后服务,延长产品的使用寿命。
四、循环经济的应用绿色设计强调循环经济的应用,以减少资源的消耗和废物的产生。
产品设计需要考虑产品的回收和再利用。
可以设计出易于分解和回收的产品,以提高废物的回收率。
还可以设计出可再生的产品,如可拆卸的太阳能电池板、可降解的包装材料等。
绿色设计还鼓励产品设计中的“减少、重复、循环”原则。
尽量减少材料的使用,提高资源的利用效率。
重复利用材料和产品,以延长其使用寿命。
对绿色设计的理解
对绿色设计的理解
绿色设计是指在产品设计和制造过程中,通过采用环保材料、节能设计、可持续发展等方式,减少对环境的影响,从而实现可持续发展的设计理念。
绿色设计不仅是为了满足社会环境的需要,更是一种企业社会责任的体现。
绿色设计的理念源于环保意识的普及和对自然资源的日益紧张。
在传统的设计理念中,产品的性能和外观是主要考虑因素,而在绿色设计的理念下,产品的环保性和可持续性成为了同等重要的考虑因素。
绿色设计旨在通过改变产品设计和制造的方式,减少对环境的破坏,提高产品的使用寿命和降低产品的能耗。
在绿色设计的实施过程中,一个重要的考虑因素是材料的选择。
绿色设计要求使用环保材料来替代传统的材料,如使用可降解的材料来替代塑料制品,使用可回收的材料来替代一次性使用的材料等。
此外,绿色设计还要求在选择材料时考虑材料的来源、制造过程和废弃物处理方式等环保因素。
除了材料的选择外,绿色设计还要求在产品设计和制造过程中采用节能设计。
这包括减少产品的能耗、提高能源利用效率等方面。
节能设计不仅可以降低产品的使用成本,还可以减少对环境的负面影响。
绿色设计还要求考虑产品的可维修性和可回收性。
这意味着产品的
设计应该便于维修和维护,并且在产品的寿命结束后,能够方便地进行回收和再利用。
这种设计理念可以减少对自然资源的浪费,提高资源的利用效率。
总的来说,绿色设计是一种可持续发展的设计理念,旨在通过改变产品的设计和制造方式,减少对环境的影响,提高产品的使用寿命和降低产品的能耗。
绿色设计不仅是企业社会责任的体现,更是满足消费者环保需求的重要手段。
什么是绿色设计有何应用
什么是绿色设计有何应用在当今社会,环保理念日益深入人心,绿色设计作为一种创新的设计理念和方法,正逐渐成为各个领域关注的焦点。
那么,究竟什么是绿色设计呢?它又有着怎样广泛的应用呢?绿色设计,简单来说,就是在产品的整个生命周期内,充分考虑对环境和资源的影响,以最小的环境代价和资源消耗,创造出具有良好性能和品质的产品。
这一概念涵盖了从产品的构思、设计、制造、使用、回收再利用等各个环节。
绿色设计的核心原则包括:减少资源消耗、降低环境污染、延长产品使用寿命、易于回收和再利用等。
其目标是实现经济、社会和环境的可持续发展,即在满足人们需求的同时,最大限度地减少对自然环境的负面影响。
在产品的构思阶段,设计师需要充分考虑产品的功能和用户需求,同时避免过度设计和不必要的功能。
例如,一款简单实用的节能灯具,在满足照明需求的基础上,减少了复杂的装饰和多余的功能,从而降低了材料和能源的消耗。
在设计过程中,材料的选择至关重要。
优先选择可再生、可回收、低污染的材料,如竹材、麻纤维、再生塑料等。
这些材料不仅对环境友好,而且在性能上也能满足产品的需求。
比如,用竹纤维制成的家具,既美观又环保。
制造环节也是绿色设计的关键一环。
优化生产工艺,减少能源消耗和废弃物排放,提高生产效率。
例如,采用先进的制造技术,如 3D 打印,可以减少材料的浪费,并且能够实现个性化定制,降低库存压力。
产品的使用阶段同样需要绿色设计的考量。
设计出节能、低噪、低辐射的产品,减少对使用者和周围环境的影响。
比如,节能冰箱通过优化制冷系统,降低了能耗,为用户节省了电费,同时也减少了温室气体的排放。
而当产品达到使用寿命后,绿色设计要求产品易于拆解和回收。
通过合理的结构设计和材料标识,方便对零部件进行分类和回收处理,使资源能够得到有效循环利用。
绿色设计在众多领域都有着广泛的应用。
在家居领域,绿色设计体现在环保家具的兴起。
从使用天然木材到采用可回收的板材,从无甲醛的胶粘剂到环保的水性漆,处处都体现了绿色设计的理念。
绿色设计理念在室内设计中的应用分析
绿色设计理念在室内设计中的应用分析随着社会的发展和人们对环保意识的提高,绿色设计理念在室内设计中的应用也越来越受到重视。
绿色设计理念不仅关注室内环境的美观和舒适性,更注重节能减排、资源循环利用和减少对环境的破坏。
本文将对绿色设计理念在室内设计中的应用进行分析,以期为室内设计师和相关行业人士提供一些参考和启发。
一、绿色材料的应用在室内设计中,绿色材料是绿色设计理念的关键之一。
绿色材料是指对环境友好、资源可再生、不含有害物质或含有害物质极少的材料。
在室内装修中,我们可以选择使用含有机挥发性物质低的环保漆、辅料,皮革、木材、竹材等天然材料,以及通过回收再利用的材料来实现绿色设计理念。
利用回收再利用的木材来制作家具,或者选择使用废旧塑料瓶制成的地板和墙面材料等。
这些绿色材料的应用不仅可以减少对自然资源的消耗,还能为室内环境的改善和健康起到积极的作用。
二、节能减排的设计节能减排是绿色设计理念的核心之一。
在室内设计中,我们可以通过一些设计手段来实现节能减排的目标。
在采光设计上,我们可以合理利用自然光,降低室内照明的使用频率;在采暖与通风设计上,我们可以采用高效节能的暖通设备,并结合建筑自然通风的设计来降低室内的能耗。
我们还可以选择安装太阳能热水器、太阳能发电装置等设备来减少对传统能源的依赖。
通过这些设计手段的应用,不仅可以降低室内能耗,还可以减少对环境的污染,实现绿色设计理念的落地实施。
三、空间布局的合理利用绿色设计理念还强调对资源的合理利用和循环利用。
在室内设计中,我们可以通过合理的空间布局来实现这一目标。
在小型公寓的设计中,我们可以采用可移动隔断来实现空间的多功能利用,节约使用面积;在家具设计上,我们可以选择多功能、可折叠、可叠放的家具,以最大限度地利用空间资源。
还可以通过植物墙、垂直绿化等设计手段来改善室内环境,增加空间的舒适性和美观性,同时实现资源的循环利用。
这些设计手段的应用不仅可以节约资源,还可以为室内环境的改善和美化添彩增光。
绿色设计理念及设计原则
绿色设计理念及设计原则绿色设计是一种以环境保护为目的的设计理念,在设计过程中注重减少对环境的负面影响,提倡可持续发展。
绿色设计原则包括资源节约、能源效率、生态友好等方面,以下是详细解析。
首先,资源节约是绿色设计的核心原则之一、在设计过程中,应充分利用可再生资源,减少对有限资源的消耗。
例如,在建筑设计中,可以选择使用可再生材料如竹木地板、木材结构等,而不是大量使用非可再生材料如混凝土和钢铁。
此外,还应充分利用废弃物和再生材料,通过再生利用减少资源的浪费。
比如,废弃物可以用于生态建筑的填充材料,再生材料可以用于制造再生纸和再生塑料等。
其次,能源效率也是绿色设计的重要原则。
在设计过程中,应考虑如何最大限度地减少能源的消耗,提高能源利用效率。
例如,在建筑设计中,可以通过改善建筑的隔热性能,减少能源的消耗,如使用优质的保温材料、安装双层或三层玻璃窗等。
此外,还可以利用太阳能、风能等可再生能源来供应建筑的能源需求,减少对传统能源的依赖。
此外,生态友好也是绿色设计的关键原则之一、生态友好的设计要尊重自然环境,保护自然生态系统的完整性和稳定性。
在设计过程中,应避免破坏生态系统,减少土地开发和砍伐森林等活动的影响。
例如,在城市规划中,应保留自然绿地和湿地等生态保护区,确保城市与自然环境的和谐共生。
另外,在产品设计中,应避免使用有毒物质和环境污染物,通过生态设计提高产品的可持续性。
除了以上主要原则,绿色设计还包括其他一些次要原则,如健康与舒适、社会公正和经济效益等。
健康与舒适是指设计应关注用户的健康与舒适感,创造人居环境的高品质。
社会公正是指设计应关注社区的公共利益,创造包容、平等、可持续的社会环境。
经济效益是指设计应考虑成本效益,提供可持续的经济发展途径。
总之,绿色设计是在设计过程中注重环境保护的设计理念,包括资源节约、能源效率和生态友好等原则。
绿色设计旨在减少对环境的负面影响,推动可持续发展。
通过采用绿色设计,可以减少资源的消耗,提高能源利用效率,保护生态系统的完整性和稳定性,创造健康舒适的人居环境,促进社会公正和经济效益。
建筑设计绿色建筑材料在环保工程中的应用案例
建筑设计绿色建筑材料在环保工程中的应用案例人类对环境保护意识的提高,促使建筑设计领域开始倡导绿色建筑。
绿色建筑追求环境友好、资源节约和可持续发展。
在建筑设计过程中,选择适用的绿色建筑材料是至关重要的。
本文将通过几个实际的应用案例,探讨绿色建筑材料在环保工程中的应用及其可行性。
案例一:再生建筑材料再生建筑材料是指通过回收利用废弃物品而生产的建筑材料。
以在建筑设计中广泛应用的再生混凝土为例,该材料采用废弃的水泥、矿渣和废旧混凝土再制成,具有可持续利用资源的优势。
再生混凝土在环保工程中的应用案例包括建筑物的地基、地板和墙体等结构,以及城市中的人行道和马路。
通过使用再生建筑材料,可以大大减少对自然资源的依赖,同时降低碳排放量,减缓环境破坏。
案例二:植物园屋顶植物园屋顶是一种利用屋顶空间种植植物的绿色建筑技术。
通过种植草坪、绿色植物,甚至是种植蔬菜等,可以提供额外的保护层,有效减少室内外温度差异。
此外,植物园屋顶还可以吸收雨水,减少排水管网的压力,改善城市的排水系统。
该技术已经在一些大城市的商业和住宅建筑中得到应用。
植物园屋顶的存在不仅美化了城市环境,还为居民提供了更好的生活质量。
案例三:太阳能材料太阳能材料是指能够利用太阳能源来产生电能或热能的建筑材料。
例如,太阳能电池板可以将太阳能转换为电能,用于供应建筑内部的电力需求。
太阳能热水器则可以利用太阳能加热水源,减少对传统能源的依赖。
这些太阳能材料在环保工程中的应用案例包括住宅、商业建筑和公共设施。
通过使用太阳能材料,不仅可以减少对传统能源的需求和消耗,还能降低温室气体排放量,达到环保的目标。
案例四:生物降解材料生物降解材料是指在合适条件下可被微生物分解的建筑材料。
一些生物降解材料可以应用于建筑构件、墙体和包装材料等。
这些材料可以减少对化石能源的依赖,有助于减少温室气体的排放量。
例如,生物降解泡沫板能够代替传统的聚苯板,具有相似的绝缘性能,但在处理时不会对环境造成污染。
《环境材料概论》第9章 环境材料的绿色设计
在设计过程中对产品寿命终结后的拆卸、 分离、回收、处理处置等各个环节进行综 合考虑, 形成一个闭环。
并行绿色设计流程图
9.2 环境材料的绿色设计方法
2、生命周期评价(LCA)方法
3、再循环利用技术
环境材料强调材料产品寿命全过程,即从摇篮 到坟墓角度全程考虑其环境效应,因而材料再 循环利用技术是降低环境负荷的重要组成部 分。
废轮胎再循 环利用技术
再循环利用技术
➢ 资源再生化技术 ➢ 废物回收再利用技术 ➢ 能源回收再利用技术
再循环利用技术示意图
9.3 降低材料环境负荷的技术
➢ LCA 在环境影响评价领域已被广泛采用,在材料工程领域也成为了度量材料环境影响
大小的基本手段,可以实现材料在生产、制造、加工、使用、再生的全过程中的环境影
响的综合评估。 ➢ 生命周期评价包括三个层次以及六个维度。
市场需求 产品设计
三个层次
综合层 评价层
六个维度
制造加工 销售
设计层
使用
回收处理
产品生命周期设计示意图
➢ 满足环境评估准则所需的各种判断标准、 设计经验
➢ 设计思想应具有整体性、综合性、最优 性。
03
降低材料环境 负荷的技术
9.3 降低材料环境负荷的技术
1、避害技术
无害材料代 替有害材料
➢ 无氰电镀技术 ➢ 无铅表面涂层 ➢ 无铬表面处理钢
环境友好工艺 代替污染较严 重的生产工艺
➢ 苯胺工艺改进 ➢ 化学清洗改进 ➢ 其他改进方法
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绿色设计理念例子
绿色设计理念例子绿色设计是一种以环保为出发点,注重可持续发展和资源利用的设计理念。
以下是一些绿色设计的例子。
1. 建筑设计方面:采用绿色建筑材料,如可再生材料、低VOC(挥发性有机化合物)的涂料和胶水,降低室内空气污染。
同时,利用自然采光和通风,减少能源消耗。
在建筑外围种植绿化植物,净化空气,缓解城市热岛效应。
2. 产品设计方面:设计出节能、高效的家电产品,比如能耗低的LED灯具、智能恒温器等。
减少过度包装,采用可再生材料制作产品包装。
设计出可拆卸、易于维修的产品,延长产品使用寿命。
3. 交通设计方面:设计出低碳交通工具,如电动汽车、自行车共享系统等,减少对化石燃料的依赖,减少交通污染。
建设便捷的公共交通系统,鼓励人们使用公共交通出行,减少私家车使用。
4. 城市规划方面:设计出便于步行和骑行的城市道路和人行道,减少人们对汽车的依赖。
保护和增加城市绿地,建设城市花园和城市公园,提供休闲和健身场所。
改善城市排水系统,减少水资源浪费和污染。
5. 室内设计方面:设计出室内空气质量良好的室内环境,如低VOC的家具、地板和墙面材料,增加植物绿化,提高空气质量。
引入自然光线,减少使用人工照明的需求。
6. 农业设计方面:采用有机农业技术,减少化学农药和化肥的使用,增加作物产量和品质。
使用节水灌溉系统,减少水资源浪费。
推广农田生态工程,保护土壤和水资源,减少水土流失。
这些是一些绿色设计的例子,通过这些设计,可以减少环境污染、节约资源、保护生态环境,实现可持续发展。
绿色设计不仅有利于环境保护,也可为人们提供更好的生活品质。
绿色设计理念在产品设计中的应用
绿色设计理念在产品设计中的应用绿色设计是指在产品设计和制造过程中,注重减少资源消耗、优化能源利用、减少环境污染和减少废弃物产生的一种理念。
绿色设计不仅考虑产品的功能需求和用户体验,还积极关注生态环境和可持续发展。
绿色设计的主要目标是减少对自然资源的依赖和减少对环境的负面影响。
在产品设计中应用绿色设计理念,可以从以下几个方面进行实施:1. 绿色材料选择:选择低污染、低排放、可再生的原材料来制造产品,并且鼓励可回收利用的材料的使用。
使用可降解的塑料替代传统的塑料材料,使用再生纸替代传统的木浆纸。
2. 能源效率:在产品设计和制造过程中注重能源的高效利用,通过采用低功耗的电子元件、优化电路设计、降低产品功耗等手段来减少能源消耗,并提高产品的使用寿命。
3. 延长产品寿命:设计产品时应该考虑到产品的可维修性和可更换性,使产品更容易维修和更新部件。
还需要鼓励用户对产品进行合理使用和维护,延长产品的使用寿命。
4. 器件模块化设计:将产品设计成由可拆卸和可替换的组件组成,方便用户进行维修和更新。
这样不仅有利于延长产品的使用寿命,还可以减少废弃物的产生。
5. 循环经济思维:通过设计可循环利用的产品,将废弃物重新利用起来,降低资源消耗和环境污染。
设计可拆卸的产品部件,便于回收利用;设计产品包装时,使用可回收的材料,并考虑到其二次利用和再生利用的可能性。
6. 生态环境保护:在产品设计中注重环境的保护,避免采用对环境有害的材料和技术。
避免使用重金属、有机污染物等对环境有害的材料,使用清洁能源替代传统能源等。
绿色设计是一种注重环境可持续发展和资源节约的设计理念,通过设计和制造绿色产品,能够减少资源消耗、降低环境污染,促进循环经济的发展。
随着人们对环境保护要求的提高,绿色设计在产品设计中的应用将越来越受到重视。
建筑工程的绿色材料与生态设计
建筑工程的绿色材料与生态设计随着全球环境问题日益突出,绿色建筑的概念逐渐引起了人们的关注。
建筑工程中的绿色材料与生态设计是实现可持续发展和环境保护的重要手段。
本文将探讨建筑工程中绿色材料的种类与特点,以及生态设计的原则和实践。
一、绿色材料的种类与特点绿色材料是指在其整个生命周期中,对环境影响较小的建筑材料。
它们可以通过降低能源消耗、减少废弃物产生、提高室内空气质量等方面实现环境友好。
以下是几种常见的绿色材料及其特点。
1. 再生材料再生材料是利用可再生能源制造的材料,如木材、竹材、再生钢铁等。
与传统的非再生材料相比,再生材料具有节能减排、低碳环保的特点。
2. 可持续材料可持续材料是使用环境友好的原料制造的材料,如天然石材、石膏板等。
这些材料在提供结构强度和功能的同时,能够最大程度地降低环境影响。
3. 高性能绝缘材料高性能绝缘材料可以提高建筑物的热性能和隔音性能,减少能源的消耗和环境噪音的污染。
4. 低VOC材料VOC即挥发性有机化合物,其释放会对室内空气质量产生不良影响。
低VOC材料是指其挥发性有机物含量低于一定标准的建筑材料。
使用低VOC材料可以有效减少室内空气污染的风险。
二、生态设计的原则和实践生态设计是建筑工程中追求可持续发展的设计方法。
通过合理运用绿色材料和科技手段,实现建筑与自然环境之间的和谐共生。
以下是几个常见的生态设计原则和实践。
1. 最大限度地回收利用资源生态设计强调资源的循环利用,尽量减少资源的消耗。
在建筑工程中,可以通过回收废弃材料、利用再生能源等方式实现资源的最大化利用。
2. 改善室内环境质量生态设计关注室内空气质量、采光和舒适性等方面。
采用绿色材料、通风系统、自然采光等措施可以有效提升室内环境质量,提供一个健康、舒适的工作和居住环境。
3. 节能减排生态设计通过运用节能技术和设备来减少建筑物的能源消耗。
例如,采用太阳能供电系统、绿色屋顶和高效绝缘材料等,可以降低建筑物的能源消耗并减少对环境的污染。
什么是绿色设计如何运用绿色设计理念
什么是绿色设计如何运用绿色设计理念在当今社会,随着环境问题的日益严峻,绿色设计理念逐渐成为设计领域的重要趋势。
绿色设计不仅关注产品的外观和功能,更注重减少对环境的负面影响,实现可持续发展。
那么,究竟什么是绿色设计?又该如何运用这一理念呢?绿色设计,简单来说,就是在产品的整个生命周期中,充分考虑对环境的影响,以减少资源消耗、降低环境污染、实现可回收和可重复利用为目标的设计方法。
它涵盖了从产品的概念构思、原材料选择、生产制造、包装运输、使用维护,到最终的废弃处理等各个环节。
绿色设计的核心思想是“从摇篮到摇篮”,而不是传统的“从摇篮到坟墓”。
这意味着产品在其生命周期结束后,不是成为废弃物,而是能够以某种形式重新回到生产循环中,为资源的再利用做出贡献。
例如,一件由可降解材料制成的衣物,在其使用年限过后,可以自然分解,不会对环境造成长期的污染;一款采用模块化设计的电子产品,当某个部件损坏时,只需更换该部件,而无需丢弃整个产品,从而延长了产品的使用寿命。
那么,如何在实际设计中运用绿色设计理念呢?首先,在产品的规划阶段,设计师需要充分了解市场需求和用户需求,同时考虑环境因素。
通过市场调研和用户反馈,确定产品的功能和性能要求,避免过度设计和不必要的功能堆砌。
例如,对于一款智能手机,用户真正需要的可能是清晰的屏幕显示、流畅的运行速度和良好的拍照效果,而不是过多复杂且很少使用的附加功能。
这样不仅可以降低产品的成本,还能减少资源的浪费。
其次,原材料的选择是绿色设计的关键环节。
优先选择可再生、可回收、低污染、低能耗的材料。
比如,使用竹子、麻等天然植物纤维代替塑料和合成纤维制作家具和纺织品;采用再生铝、再生钢等再生金属替代原生金属制造零部件。
同时,要避免使用含有有害物质的材料,如铅、汞、镉等,以减少对环境和人体健康的危害。
在生产制造过程中,应采用清洁生产技术和工艺,提高能源利用效率,减少废水、废气、废渣的排放。
例如,通过优化生产流程、改进设备性能、加强能源管理等措施,降低生产过程中的能耗和污染物排放。
绿色材料设计案例
绿色材料设计案例一、竹制自行车。
1. 创意来源。
你想啊,传统自行车大多是金属制造的,虽然结实,但生产过程可能会消耗大量能源,还可能造成污染。
有设计师就突发奇想,竹子这东西,在大自然里到处都是,而且长得特快。
竹子本身又有一定的强度,用来做自行车框架不是挺好嘛。
2. 材料优势。
首先呢,竹子是一种可再生资源,砍了还能再长,不像金属矿石,挖一点少一点。
而且,竹子在生长过程中还能吸收二氧化碳,对环境超级友好。
在加工方面,它不需要像金属那样经过高温熔炼等超级耗能的工序。
把竹子加工成自行车框架,只需要一些简单的切割、打磨和拼接技术,既节省能源,又减少了污染物的排放。
3. 设计细节。
设计师会挑选粗细合适、质地坚韧的竹子。
然后把竹子按照自行车框架的形状进行切割,在关键的连接部位,会用一些天然的、可降解的胶水或者特殊的绑扎方式来固定。
车把和脚踏等部分还是可以用金属或者其他耐用材料,但主体框架是竹子,这样一辆竹制自行车就诞生了。
骑在这样的自行车上,感觉就像和大自然亲密接触,而且还特别环保时尚呢。
二、纸质家具。
1. 创意闪现。
有人可能觉得纸很脆弱,怎么能做家具呢?但是设计师们就是脑洞大开啊。
他们看到那些废弃的纸张堆积如山,就琢磨着能不能把这些纸变废为宝。
毕竟纸是由木材制成的,要是能把纸张重新利用起来做家具,就相当于减少了木材的砍伐。
2. 材料魅力。
这种纸质家具的材料,很多是回收的旧报纸、杂志或者包装纸。
把这些纸压缩、成型后,它的强度超乎想象。
和传统的木质家具相比,纸质家具的生产过程能耗低很多。
而且纸质家具非常轻便,运输起来也方便,这就减少了运输过程中的能源消耗。
另外,当纸质家具不再使用时,它可以很容易地被回收再利用或者自然降解,不会像一些塑料家具那样成为难以处理的垃圾。
3. 设计亮点。
比如设计纸质椅子的时候,设计师会把纸张一层一层地叠加,然后用特殊的模具压制成椅子的形状。
表面可以涂上一层天然的、无毒的防水层,这样即使不小心洒上点水也不怕。
绿色产品设计案例
绿色产品设计案例1. 智能家居系统智能家居系统是一种绿色产品,它通过集成多种智能设备和传感器,实现对家庭各种设备和用电的智能管理。
通过智能家居系统,用户可以实时监测家庭用电情况,优化用电方案,节约能源。
例如,系统可以自动调节室内温度,根据用户的习惯和环境情况,合理控制空调的使用,达到节能的效果。
2. 太阳能充电器太阳能充电器是一种绿色产品,它利用太阳能将阳光转化为电能,用于给手机、平板电脑等电子设备充电。
太阳能充电器减少了对传统电网的依赖,使用过程中减少了二氧化碳的排放,具有环保节能的特点。
此外,太阳能充电器还具有便携性强的特点,适合户外活动和旅行使用。
3. 环保纸笔传统的纸笔在使用过程中会消耗大量的木材资源,而环保纸笔则采用可再生材料制作,例如竹子等。
此外,环保纸笔还采用环保墨水,减少了对环境的污染。
环保纸笔在使用完后可以进行回收再利用,减少了废弃物的产生,符合绿色产品的设计理念。
4. 水资源管理系统水资源管理系统是一种绿色产品,它通过传感器和智能控制技术,实现对水资源的智能管理和优化利用。
系统可以监测水的流量、水质等情况,并根据用户的需求和环境情况,智能控制水的供应和使用。
水资源管理系统可以帮助用户合理使用水资源,减少浪费,达到节水的效果。
5. 微型风力发电机微型风力发电机是一种绿色产品,它利用风能将风转化为电能,用于家庭用电。
微型风力发电机具有体积小、噪音低等特点,适合安装在家庭屋顶或庭院等地方。
通过微型风力发电机,用户可以减少对传统电网的依赖,降低用电成本,同时减少二氧化碳的排放。
6. 垃圾分类智能垃圾桶垃圾分类智能垃圾桶是一种绿色产品,它通过传感器和智能控制技术,实现对垃圾的智能分类和管理。
智能垃圾桶可以识别垃圾的种类,并自动将垃圾分别存放在不同的容器中。
这样可以方便用户进行垃圾分类,减少废弃物的产生,提高资源的回收利用率。
7. 可降解塑料制品传统塑料制品在环境中难以降解,对环境造成了严重的污染。
100个绿色设计案例
100个绿色设计案例
1、生态薯条包装设计薯条作为现代生活中的快消食品,会相应产生大量的包装垃圾。
而这款设计方案选择将马铃薯的皮重新加工,制作成为一种新的生态包装。
2.丝瓜瓤环保包装袋设计这是一款以干枯的丝瓜为材料的杯子
包装。
它不同于一般的包装材料,风干后的丝瓜具有丰富的纤维丝状结构,不仅为玻璃杯等易碎产品提供保护,而且具有清洗能力强,材料成本低的优点。
利用丝瓜络的特性,我们使之产品化,让它成为一个多功能的包装。
丝瓜络包装具有超长的使用寿命。
它帮助人们承载易碎品之后,人们可以利用丝瓜络包装来清洗餐具,也可以利用它作为隔热垫。
通过再利用,让包装不再是被丢弃在垃圾桶的废弃物。
而原生态的材料即使被丢弃,也能被土壤中的微生物快速地分解,成为新的作物营养。
通过对特殊材料的探索与发现,我们利用材料的特殊性及对使用场景的分析,希望将原生态环保材料应用到包装设计等领域,创造新的生活方式,让生态循环更有价值。
3.可持续的牙膏包装设在不影响牙膏完整性的情况下,纸盒被淘汰。
使得产品更轻,减少浪费。
它的包装不仅可以回收,而且可以生物降解。
4.可持续大米包装设计可持续大米包装,还可以成为你的艺术纸巾盒。
完全环保,可循环利用,产生的生产废物最少。
随着人们对健康生活和高品质生活的追求,环保已经成为重点话题。
绿色环保设计的一方面是设计师利用可再生且不影响人们健康的资源来创造
一个新的产品,使得整个社会变得更加地环保和美丽,使广大居民充
分认识到环境保护的必要性,认识到美好生活、绿色家园需要全体居民共同维护。
绿色建材设计专范文
绿色建材设计专范文绿色建材设计专家是专门从事绿色建材设计工作的专业人士。
绿色建材是指在建筑和装修过程中,采用环保材料、能源节约材料、循环利用材料等,以实现建筑物的可持续发展。
绿色建材设计专家需要具备较高的专业知识和技能,能够根据不同的项目要求,提供绿色建材设计解决方案,并且能够辅助客户选择最适合的绿色建材。
绿色建材设计专家需要了解各类绿色建材的性能、优点和适用范围。
他们需要了解可回收材料、再生材料、低污染材料等不同绿色建材的特点,能够根据项目需求选择合适的材料。
此外,他们还需要关注每种绿色建材的施工方式,以确保施工过程中材料的质量和环保性。
绿色建材设计专家还需要了解建筑和装修过程中的环保要求和标准。
他们需要了解国家和地方相关法规、规范以及环保认证标准,能够根据这些要求提供符合规范的绿色建材设计方案。
此外,他们还需要了解建筑和装修过程中的环保技术和措施,以确保绿色建材在使用过程中不会对环境和人体健康造成不良影响。
绿色建材设计专家还需要具备一定的项目管理能力。
他们需要能够协调各个环节的工作,确保绿色建材的选材、采购、施工等工作按时顺利进行。
此外,他们还需要能够与客户进行有效的沟通,了解客户的需求和要求,并提供相应的设计解决方案。
绿色建材设计专家还需要关注最新的绿色建筑技术和发展趋势。
他们需要了解最新的绿色建材技术和创新,能够根据市场需求提供具有竞争力的设计方案。
此外,他们还需要关注绿色建材在建筑行业中的推广和应用情况,能够为客户提供行业领先的设计解决方案。
总之,绿色建材设计专家是建筑和装修领域中非常重要的一环。
他们通过了解绿色建材的特点和环保要求,能够为客户提供符合规范的绿色建材设计方案,并且能够协调各个环节的工作,实现绿色建材在建筑和装修过程中的应用。
随着绿色建筑理念的普及和推广,绿色建材设计专家在建筑行业中的地位将会越来越重要。
建筑设计中的绿色环保材料选择与应用
建筑设计中的绿色环保材料选择与应用在当今社会,人们对环保意识的增强使得建筑业对于绿色环保材料的需求越来越大。
绿色环保材料的选择与应用对于建筑设计至关重要。
本文将探讨建筑设计中绿色环保材料的选择和应用的重要性,并提供一些有关如何选择和应用绿色环保材料的指导。
1. 绿色环保材料的选择在建筑设计中选择绿色环保材料的过程中,需要考虑以下几个因素:1.1 材料的可持续性可持续性是绿色环保材料选择的首要因素。
可持续性意味着材料的来源能够满足未来的需求,并且不会对环境造成过大的影响。
例如,选择来自可再生资源的材料,如竹木、麻绳等,可以减少对自然资源的依赖。
1.2 材料的生命周期影响材料的生命周期影响包括材料的生产、使用和废弃的过程。
选择具有低能耗和低碳排放的材料可以有效减少对环境的影响。
例如,使用可再生能源生产的材料以及可循环再利用的材料可以降低碳排放和垃圾产生。
1.3 材料的健康性能选择对人体健康无害的材料也是非常重要的。
一些材料可能释放有害气体或者含有有毒物质,对居住者的健康构成潜在威胁。
因此,在选择材料时,要确保其符合相关的健康标准,并且具有较低的挥发性有机化合物排放。
2. 绿色环保材料的应用选择了绿色环保材料后,合适的应用能够最大程度地发挥其绿色环保的优势。
以下是一些建筑设计中常见的绿色环保材料应用:2.1 太阳能技术的应用太阳能技术可以说是目前最常见的绿色环保技术之一。
在建筑设计中,可以利用太阳能光伏板发电,或者利用太阳能热水器提供热水。
这些技术不仅可以减少对传统能源的依赖,还可以降低温室气体的排放。
2.2 高效隔热材料的应用隔热材料在建筑设计中起着至关重要的作用。
通过选择高效的隔热材料,可以减少建筑物内外热量的传递,提高能源利用效率。
例如,使用高效隔热材料可以减少冬季供暖和夏季制冷的能耗,从而降低能源消耗和环境负荷。
2.3 雨水收集与利用系统的应用雨水收集与利用系统可以有效减少对自来水的依赖,同时减缓城市排水系统的压力。
建筑设计中的绿色材料应用技巧
建筑设计中的绿色材料应用技巧随着环保意识的提升和可持续发展的迫切需求,绿色建筑设计成为了当今建筑行业的重要方向。
而绿色材料的应用则是绿色建筑设计中的关键一环。
本文将从选材、运用和维护三个方面探讨建筑设计中的绿色材料应用技巧。
一、选材在建筑设计中,选材是决定建筑物质性能的基础。
绿色材料的选取应以环保、健康和可持续性为原则。
首先,材料应符合环保标准,尽量减少对环境的污染。
例如,选择含有较少有害物质的材料,如低VOC(挥发性有机化合物)涂料、无甲醛板材等。
其次,材料应对人体健康无害。
建筑内部的空气质量对居住者的健康至关重要,因此应选择无毒有害物质的材料,如环保地板、无铅玻璃等。
最后,材料应具备可持续性,能够延长使用寿命,降低资源消耗。
例如,利用再生材料或可回收材料,减少对自然资源的依赖。
二、运用绿色材料的运用不仅仅是简单地使用环保材料,还需要考虑其合理的运用方式。
首先,材料的运用应与建筑设计风格相匹配。
不同的建筑风格适合不同的绿色材料。
例如,现代风格的建筑适合使用玻璃幕墙,而传统风格的建筑则适合使用木材。
其次,材料的运用应符合建筑功能和需求。
例如,对于需要保温隔热的建筑,可以选择具有良好保温性能的材料,如岩棉板、聚苯板等。
另外,材料的运用还应考虑到施工工艺和成本。
选择易于施工的绿色材料,可以减少建筑施工过程中的能耗和资源浪费。
三、维护绿色材料的维护是保证其性能和功能的关键环节。
首先,定期检查和维护绿色材料的状态。
例如,对于使用了环保涂料的墙面,应定期检查其是否有脱落或变色等问题,及时进行修复。
其次,正确使用和清洁绿色材料。
不同的绿色材料需采取不同的清洁方法,以免对材料造成损害。
例如,对于环保地板,应使用专用的环保清洁剂进行清洁,避免使用含有化学成分的清洁剂。
最后,合理利用绿色材料的寿命。
绿色材料通常具有较长的使用寿命,因此在设计中应考虑到其后期的更新和维护。
合理规划建筑材料的寿命,减少材料的过早报废,有助于降低资源消耗和环境污染。
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《绿色材料设计》课程报告论文题目:《用于船舶尾气处理的多孔碳化硅蜂窝陶瓷设计》姓名:专业班级:学号:用于船舶尾气处理的多孔碳化硅蜂窝陶瓷设计关键词:船舶尾气、多孔陶瓷、碳化硅、酵母造孔、增韧、导电一、目的与意义目前汽车尾气都已经采用了尾气净化器来进行处理。
但数量巨大燃料为柴油的的船舶产生的尾气却是直接排放到环境中。
船舶尾气中的柴油机微粒主要由三种成分组成:固态的未燃碳颗粒的聚合物、可溶性有机物(SOF)和无机盐类,另外还有其它一些聚合物,直接排放会引起严重的大气污染,船舶尾气的处理成为了一个亟待解决的问题。
结合汽车尾气处理经验,目前处理尾气污染问题有燃油内加入消烟剂等添加剂,以降低燃油中的有害成分;改变发动机结构,使燃料充分燃烧或部分废气再燃烧,如采用电控燃油喷射;使用汽车尾气净化器,降低有害物质排放等三种措施。
而尾气净化器中催化剂的载体的性能尤为重要,而且一些出海的船舶所处的海上空气盐分高,对载体的耐盐碱要求更高。
目前都以多孔陶瓷作为催化剂的载体。
目前市场上尾气净化器常见材质是堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO 2),堇青石具有低膨胀、烧成温度比较低的特点,但是烧成范围窄、热导率低、表面平滑难以固化催化剂,对含钠化合物的灰分抗侵蚀性有限。
SiC较其它材料具有强度高、耐高温、耐腐蚀、热导率高等优点,是作为蜂窝陶瓷载体的良好材料。
因此研究多孔碳化硅蜂窝陶瓷对解决船舶尾气污染具有重要意义。
本文采用一种新型的造孔剂酵母粉来制备碳化硅多孔陶瓷。
二、国内外研究现状蜂窝多孔陶瓷最先用于汽车尾气处理中。
国外发达国家的汽车工业起步早、发展快、对蜂窝陶瓷的研究也比我国早10-20年。
在这一领域,美国康宁(Corning)公司代表着世界范围的最高水平.目前蜂窝陶瓷载体的主要材质是堇青石(2MgO.2Al2O3.5SiO2).采用塑性连续挤出成型,连续化微波干燥,高温烧成(1420ºC)工艺。
这种载体孔密度高(400 孔/in²),壁薄(0.15mm),表面积的70%左右为贯通孔状结构.相比之下,这种载体具有排气阻力小,反应区域大,热膨胀系数低的特点,又加之世界堇青石资源十分丰富,目前已广泛用于汽车尾气净化催化剂载体,在国外95%的新车均采用这类载体。
堇青石具有低膨胀、烧成温度比较低的特点,但是烧成范围窄、热导率低、表面平滑难以固化催化剂,对含钠化合物的灰分抗侵蚀性有限。
SiC 较其它材料具有强度高、耐高温、耐腐蚀、热导率高等优点,因此成为研发热点,目前已有多个跨国公司申请了 SiC 材质蜂窝陶瓷体专利,如日本碍子株式会社、日本揖斐电株式会社、美国康宁股份有限公司等。
国内碳化硅多孔蜂窝陶瓷的发展水平仍然有限,很大程度上受到国外的专利封锁。
三、设计原理对于船舶的尾气处理的基本思路也是要在排气管处安放带有陶瓷催化剂载体的尾气处理器。
对于催化剂载体,目前广泛使用的是多孔蜂窝陶瓷体,呈圆柱形,如图 1 所示,具有平行的通道,这些通道交替在圆柱体上表面或下表面塞住,尾气通过其中,PM 被通道的壁挡住,留在蜂窝陶瓷体中,过滤后的尾气穿过壁进入相邻通道,通过排气管排出。
要考虑到其抗盐碱腐蚀能力。
此外,柴油燃烧煤油汽油充分,其尾气中含有大量的碳灰且温度不能使其充分燃烧,所以催化剂载体要可以导电加热以借助高温除去碳灰并提高温度使催化剂更好地发挥催化活性。
而碳化硅多孔蜂窝陶瓷正是理想的材料。
碳化硅蜂窝陶瓷不仅具有优良的常温力学性能,如高的抗弯强度、优良的抗氧化性、良好的耐腐蚀性、高的抗磨损以及低的摩擦系数,而且高温力学性能(强度、抗蠕变性等)是已知陶瓷材料中最佳的。
热压烧结、无压烧结、热等静压烧结的材料,其高温强度可一直维持到1600℃,是陶瓷材料中高温强度最好的材料。
抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中最好的。
碳化硅蜂窝陶瓷的缺点是断裂韧性较低,即脆性较大,为此要对碳化硅蜂窝陶瓷进行纤维增韧,改善单体材料的韧性和强度。
故采用在碳化硅中加入Al 2O 3作为烧结助剂进行固相烧结添加剂增韧。
四、工艺流程制备碳化硅多孔陶瓷有多种工艺方法,包括添加造孔剂工艺,发泡工艺,有机泡沫浸渍工艺 ,溶胶-凝胶工艺等。
其中添加造孔剂法是在烧结过程中,造孔剂挥发或分解离开基体留下气孔来制备多孔陶瓷的工艺方法。
造孔剂的种类有无机和有机两大类。
无机造孔剂主要有碳酸氢氨、碳粉等 ,有机造孔剂有淀粉、 聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛等。
不过 ,这些有机造孔剂主要是简单的有机化合物或聚合物 ,而对于采用微生物来制备多孔陶瓷却很少见报道。
酵母粉就是一种微生物,它的主要化学成分是C ,H ,O ,N ,P , S 等元素。
这里采用酵母粉作为造孔剂来制备碳化硅多孔陶瓷。
五、原材料选择基料:SiC 粉,ρ= 3.18 g/cm3,d 50 = 21.4μm ,纯度97%;Al 2O 3粉,ρ = 3. 97 g/cm 3,d 50 =15.0μm ,纯度 99 % ; 粘土,d 50 = 5 μm 。
添加剂:Al 2O 3粉(助烧剂),乙醇(分散剂)、甘油(增塑稳定剂)、硅溶胶、聚乙烯醇、甲基纤维素(MC )造孔剂:酵母粉六、材料的预处理、合成、制备、后处理及回收再利用1.材料预处理(1)球磨混料:采用湿法球磨混料,将所有原料放入塑料瓶中,分散介质选用乙醇,甘油为稳定剂。
研磨球是 Al2O3球,料粉∶Al2O3球 =1∶2(质量比),混合12 h. 然后, 将粒径 350~ 450 μm 的酵母粉加入到浆料中混合30 min.(2)干燥:本试验中采用自然干燥和烘箱干燥相结合的干燥工艺。
自然干燥是为了让挤制出的生坯保持一定的形状;烘箱干燥是让生坯具有一定强度,以致水分从内向外蒸发时不出现裂纹;自然干燥 3~5 小时之后,将样品放入烘箱干燥,干燥曲线如图-2所示。
干燥制度为50℃1小时,70℃1小时,100℃1.5小时。
缓慢升温,升温速率为0.8℃/min,加热至 100℃,保温 1.5h 之后,取出样品。
此时样品已经具有较高的强度,由于干燥后产生收缩,比较容易脱模。
2.材料的合成与制备与后处理(1)成型:按照配方称取物料后,外加总重量 1% ~ 10%的水,用混料均匀并干燥后过筛,过筛的主要目的是除去团聚的粉料团块和大的成型粘合剂团块,使坯料更加均匀。
将模具组装好,装入粉料,清洁表面后将模具放入等静压机内加压成型,成型压力为180MPa。
(2)烧成:将制好的原料试条在箱式电阻烧结炉中(常压氧化气氛)从0~900℃以1℃/min的速率升温,排除酵母粉,然后再以5℃/min 的速率升温至烧成温度1100~1300℃,保温1~5 h 。
(3)后处理:将烧制成型的蜂窝陶瓷进行抛光打磨,制成可以用于船舶发动机排气管的载体形状。
3.回收再利用当蜂窝陶瓷达到使用年限或者出现破损后,可以将碳化硅蜂窝陶瓷进行回收。
对其进行粉碎,球磨,洗涤,萃取有机物成分,过滤得到碳化硅粉末,从而可以实现原材料碳化硅的循环利用。
七、材料表征与测试1.烧结过程中成分变化实验中采用的主要原料是 SiC,Al2O3和粘土,这些原料在空气当中进行烧制,成分随着温度的升高而变化。
对于这些主要原料混合后烘干得到的干粉进行热重-差热分析(TG-DSC),结果见图-3.从图中可以看到,温度在217.8℃附近时 ,DSC曲线上有一个吸热峰 ,在TG曲线上也相应有很大的失重,这是因为甘油的挥发造成的。
从217.8~1176.1℃,由于干粉中一些杂质被烧掉(例如游离C,S等) ,重量仍有少量减少。
在1176.1℃时 ,DSC曲线上有一个放热峰 ,TG曲线上干粉重量停止减少,开始增加,这是因为在这个温度SiC开始氧化。
反应如下:SiC(s) + (3/2)O2(g) SiO 2(s) + CO(g) (1)SiC(s) + 2O2(g) SiO2(s) + CO2(g) (2)从1176.1~1300℃,由于SiC 继续氧化,干粉重量继续增加。
1298.1 ℃,DSC曲线上有一个放热峰,该温度下莫来石形成,反应为: 3Al2O3 + 2SiO 2 3Al2O3·2SiO 2(3)在1341.6℃, DSC 曲线上也有一个放热峰 ,这是因为 SiC 进一步氧化 ,产生更多的SiO2。
由上述结果可知,烧结体的主要成分是 SiC, Al2O3,莫来石和 SiO 2。
这也可以从图-4得到进一步验证,图-4是1300 ℃烧成,保温3h的碳化硅多孔陶瓷孔筋断面形貌,由能谱分析知,区域1为Al2O3,区域2为 SiC ,区域3为莫来石,区域4为SiO2。
图-3 升温速率为10 ℃/ min 的素坯干粉的 TG-DSC 曲线图-4 碳化硅多孔陶瓷孔筋断面SEM 形貌2.助烧剂Al2O3对烧结的影响氧化铝作为一种烧结助剂,它的添加量对烧结自然有显著的影响。
氧化铝添加量分别选用5%,10%,15%,20%,30%进行研究。
图-5是相应的烧成的碳化硅多孔陶瓷的XRD图谱。
图-5(a ~ e)的XRD图谱中,主要含有四种晶相SiC,Al2O3,莫来石和SiO2。
从图-5还可以看到,随着氧化铝含量的增加,氧化铝峰的强度呈现升高的趋势。
这表明XRD 图谱中,峰的强度在某种程度上能够反映晶相的变化。
从图-5(a~ e)看, 随着Al2O3含量的增加,SiO2衍射峰的强度呈现减小的趋势,这是由于Al2O3浓度增加,更容易与SiO2反应生成莫来石。
表-2 是氧化铝不同添加量制备的多孔陶瓷气孔率、体密度、抗折强度。
由表-2的数据可以看出,随着氧化铝添加量增多,气孔率、体密度变化不大,抗折强度却显著下降。
这是因为氧化铝含量增加,助熔效果增强,产生更多的液相,碳化硅氧化反应更剧烈,更多的气体迅速地释放出来,产生更多的缺陷。
结果表明,氧化铝的最佳添加量是5%~10%。
图-5 不同氧化铝含量的碳化硅多孔陶瓷的XRD图谱表-1不同氧化铝含量的碳化硅多孔陶瓷性能的比较3.酵母粉添加量的影响酵母粉作为造孔剂,烧结过程中热解留下孔洞,其添加量与气孔率有密切的关系。
酵母粉添加量增加,气孔率也会增大。
表 -5为酵母粉添加量为10 %,20%,30%,40%,50%60%的气孔率、体密度、抗折强度(Al2O3含量5%)。
当气孔率小于50%时,抗折强度与SiC多孔陶瓷的气孔率服从Ryshkewitch和Duckworth提出的指数方程;当气孔率大于50%时 ,抗折强度与SiC多孔陶瓷的气孔率服从Rice提出的指数方程:σf = σ0e- bP(P < 50 %) (1)σf= σ0(1 -e- b′(1 - P)) (P > 50 %) (2)σf是多孔体的抗折强度 ,σ0是无气孔的致密体的抗折强度,P 是气孔率,b,b′是与孔的结构有关的两个独立的指数常数,表-1中的抗折强度和气孔率的数据符合方程(1),(2)。