我国防火材料的应用和发展

我国防火材料的应用和发展（共8篇）

我国防火材料的应用和发展 篇1

我国防火材料的应用和发展

姓名：张政1 吴啸鹏2 杨永杰3 马旭春4 刘堃5 柯浩6

摘要：随着现代建筑的日益高层化以及几年来火灾事故的接连发生，建筑防火材料的研究与应用已摆在了十分重要的地位，成为预防与遏制火灾事故发生的有效措施之一。本文根据建筑功能不同分析了防火板、防火门、防火卷帘等八种当前我国常用防火材料的性能、技术水平和产品的质量状况，总结了新技术在防火材料领域的应用和国外在同一领域的发展动态，提出了我国防火材料的发展方向。

随着我国经济不断发展，城市化进程不断推进，城市人口密集化趋势加重。住宅及公共建筑也都朝向 着高层化、楼层立体化、功能多样化趋势发展。大量建筑材料尤其是装饰材料被广泛使用，引起火灾的可能性不断增加，火灾作为城市建筑的主要土木工程灾害之一，严重威胁着人民的生命财产安全[1-3]。近年来，国内住宅及公共建筑尤其是高层、超高层、大跨结构建筑火灾事故频发，造成大量的人员伤亡和财产失。2009年2月，北京市京广桥附近的央视新大楼北配楼发生火灾，造成1人死亡6人受伤，直接经济损失十几亿。2010年11月，上海市静安区胶州路一栋28层住宅楼发生特别重大火灾事故，造成58人死亡。建筑火灾的成因除与建筑结构类型和物业管理等因素外，很大程度上与建筑材料尤其是防火材料的 防火耐火性能有关。因此，应用于建筑物防火关键部位的防火材料，其性能指标、技术含量、产品质量成为理论界和工程界密切关注的重要课题。防火材料涉及的内容庞杂，按照消防技术选择原则大体可以分为 防火板材、防火涂料、防火密封材料、阻燃装修材料等几大类型[4]。国内防火材料的应用现状

建筑防火材料类型众多，功能各异，本节主要讨论国内常用的建筑防火材料的性能特点及应用现状。根据防火材料在建筑的功能，主要分为以下8类：

1．1防火板

防火板是目前市场上最为常用的材质，在建筑物出口通道、楼梯井和走廊等处装设

防火吊顶天花板，能确保火灾时人们安全疏散，并保护人们免受蔓延火势的侵袭。其优点是防火、防耐磨、耐油、易清洗，品 种较多。近年来防火板朝着轻质、高强，高耐火性能方向发展，在新型环保建材行业具有很大的发展空间。1．2防火门

防火门用于防火墙的开口、楼梯间出入口、疏散走道、管道井开口等部位，对防火分隔、减少火灾损失 起着重要作用。防火门分为木质防火门、钢质防火门和玻璃防火门。防火门的技术及材料发展较为滞后，目前的防火门产品仍主要以木质和钢质为主，材料、工艺均无实质的变化，而这种滞后在装饰效果方面表 现得更为明显。1．3防火卷帘

在建筑物内不便设置防火墙的位置可设置防火卷帘。防火卷帘一般具有良好的防火、隔热、隔烟、抗压、抗疲劳、抗老化、耐腐蚀等各项性能。主要分为复合型防火卷帘和无机防火卷帘两大类。1．4防火玻璃

防火玻璃是金融保险、珠宝金行、图

书档案、文物贵重物品收藏等重要场所和商厦、宾馆、影剧院、医 院、机场、计算机房、车站码头等公共建筑以及其它设有防火分隔要求的工业及民用建筑的理想防火材料。防火玻璃具有良好的透光性能和耐火、隔热、隔音性能。常见的防火玻璃有夹层复合防火玻璃、夹丝防火玻璃和中空防火玻璃三种。

1．5防火涂料 防火涂料是一类特制的防火保护涂料，有氯化橡胶、石蜡和多种防火添加剂组成的溶剂型涂料，耐火 性好，施涂于普通电线表面，遇火时膨胀产生泡沫，炭化成保护层，隔绝火源。适用于发电厂、变电所之类 等级较高建筑物的室内外电缆线的防火保护及钢结构的防火保护[5]。

1．6防火封堵材料

防火封堵材料用于封堵各种贯穿，如电缆、风管、油管、天然气管等穿墙、楼板时形成的各种开口以及 电缆架桥的分段防火分隔，以免火势通过这些开口及缝隙蔓延。分为有机防火堵料和无机防火堵料两大 类。防火堵料耐火极限高，而且具备相当高的机械强度，无毒无味，施工方便，固化速度快，具有很好的防 火和水密、气密性能，主要应用于高层建筑、电力部门、工矿企业、地铁、供电隧道工程等的各类管道和电线 电缆贯穿孔洞，尤其应用于较大的孔洞、楼层间孔洞的封堵。

1．7防火木制窗框

防火木制窗框用松木制成，四周粘贴用石墨制成的密封材料，遇热膨胀，以堵住细微缝隙，防止火焰从 缝隙钻入，即使屋外火势猛烈，它也可以耐火较长时间，据实验，其防火效果能达到铝制窗框的数倍。

1．8防火防蛀木材

防火防蛀木材是先将普通木材放人含有钙、铝等阳离子的溶液中浸泡，然后再放人含有磷酸根和硅酸 根等阴离子的溶液中浸泡，使两种离子在木材中进行化学反应，形成类似陶瓷的物质，并紧密地充填木质 细胞组织中的空隙，从提高木材耐高温、耐热、阻燃特性及防蛀性能。

2我国防火材料的技术发展趋势

我国防火材料技术自主研究基础较国外薄弱，一直延续着“国外成熟技术引进为主，消化吸收后集成 创新为辅”发展思路。

近年来，尤其是2008年金融危机过后，我国防火材料市场发生的变化，新型防火材 料产品开发能力不断提升，产品安全与实用性、久耐用性能提高，节能、环保、低资源消耗与成本的产品不 断涌现，产品更新换代加快，正向着高效、节能、环保、节约资源的方向发展。

新型防火材料较传统防火材料更多的采用低能耗制造工艺和不污染环境的生产技术；在产品配制或 生产过程中，不使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物，产品中不含汞及其化合物，不使用铅、铬、镉及 其化合物的颜料和添加剂；产品设计以改善生活环境，提高生活质量为宗旨，不仅不能损害人体健康，还应对人体健康有益；产品应具备多方面的功能，如抗菌、防霉、防火、阻燃、除臭、消声、防射线、消磁等，产品可 循环或回收再利用，没有污染环境的废弃物，对环境的负荷尽量小【6】

。国际上的大型材料生产企业早就 对新型防火材料的生产给予了高度重视，并进行了积极的工作。他们在要求实用的防火功能及外表美观 之外，更强调对人体、环境无毒害、无污染，并开发出了许多新型防火材料新产品【7】。

可见，目前虽然我们防火材料产品技术已经有了长足发展，但是据国际先进水平还有较大差距，同时也有着巨大的发展潜力，我国的防火产品生产企业应不断提高防火材料的品种、性能、质量，加强创新能力，不断开发出适应市场需求的高科技含量的产品，尽快提高防火产品生产企业的国际竞争力，才能适应市场发展的需要。

3导热性环氧树脂应用技术的新进展、新成果

日本在研发及应用导热性环氧 树脂方面起步较早。在此技术上 目前列居世 界列。从互联网上的有关此 内容文献发表的数量统计资料可得到：此方面研究时间较长久、有建树突出的专家有两位：一 位是原 田美 由纪(来自日本关西大学工学部应用

化 学科高分子应用材料研究室)【8】，另一位是竹浑由高，他来自日立化成工业株式会社尖端材料开发研究所。同在日立集团旗下的日立化成工业株式会社、日立制作所日立研究所、新神户电机株式会社共同携手自2001年起就开始对含介晶基元的环氧树脂制造技术、结构控制技术，以及它在高导热性基 板材料应用技术等方面的研究。十年来这项研究一直持续、深入的开展 而竹浑 由高则是这项课题开发团队中始终是主要的研发者。近些年来他发表了许多的涉及这方面的研究论文]。这对于我们了解日本覆铜板业界在导热性环氧树脂应用技术的进展，提供了一个难得的窗口。高导热性基板材产品，是日本在 导热性 环 氧树脂的开发中，得到工业应用的最早成果之一。日立化成公司也是世界覆铜板业中在高导热性基板材料开发中运用这一类树脂材料的先行者。在此方面，日本覆铜板业经过约十年时间的潜心研究，在这项课题上目前已获得众多的 “开花 结果 ”。它远不仅只是出现在日立化成一个覆铜板厂家。在近期一篇有关 阐述高散热基板技术进展的文献中，对日本厂家近年问世的多种PCB用高导热性基板材料树脂配方进行了调查、剖析，得到了一项统计数据20种高导热性基板材料新品中，就约了8个品种在树脂组成物中应用了导热性环氧树脂。这足以说明,在推进散热基板用基板材料制造技术中，运用导热性环氧树脂己成为 日本CCL业界中得到共识的重要手段。日立化成工业株式会社研发者(包括竹泽由高专家)曾在2009年发表过一篇论文[9]，文中表述他们在金属基CCL开发中运用导热性环氧树脂的探索 过程及研究成果：“随着电子产品小型化、轻量化的发展，使功率器件更加走向高电压大 电流化。日立化成公司为了适应解决这种变化所带来需要解决的散热问题，以及对应未来电子产品的热管理问题，2001年起日立化成公司与日立制作所日立研究所共同开展了有关导热性树脂应用的基础性研究。在此项目研究的基础上，还设定了以有机树脂型基板替代 陶瓷基板的研发目标。通过努力，我们已开发出导热率达到1 0 W／ m· K(厚度方 向)及绝缘性实现40 Kv／ mm的高导热性金属基基板材料。这项课题实际上的研发过程，可分为两个阶段 ：首先是开发出高导热率填料的高填充量，以及其在树

脂中混炼的两方面技术，实现了此基板材料的导热率达 N5． 4 W／ m· K。第二阶段所要实现的目标，是使这类基板材料的导热率跃升到1 0 W／ m· K。我们在树脂自身实现高导热性的原理的指导下，发现且采用了具有有序性、高比例近晶相结构的环氧树脂。并还将它与氧化物类高导热性无机填料很好混合，实现了复合化。这样，开发出了导热率为7． 1 W／ m· K的金属基CCL。在此基础上，我们又进一步运用填料的高填充技术，以及高导热性树脂与氮化物类无机填料(BN)的混合技术，使我们试作样品的导热率最高达 1 1． 4 w／ m· K。”从上述原文直译的文字表述中看出，日立化成在导热率为1 0 w／ m· K以上的金属基cCL 开发中，主要运用 了三大关键的新技术：有序性、高比例液晶相树脂的应用技术、无机填料的高填充技术、高导热性氮化物类无机填料(BN)的应用技术。其中，日立化成是如何使用有序性、高比例近晶相树脂的?这是本文将在下面所要重点讨论的。近期，日立化成有两 种工业化高导热性基板材料新品问世。一种是高导热性金属基CCL。它于2011 年下半年问世，其牌号为 “j ,4七 HT51 00 M”。它的热导率达到了5 W／ m· k，实现 了 “目前业 界同

类基板材料产 品的最高性能指标值 ”【10】

(引自媒体宣传的原话)。另一种是高导热性树脂薄片(或

称：半固化树脂胶膜)。反映这种产品的最新、最高水平的品种，首次亮相于2012年1月在东京举办的 “第四届 下一代照明技术展览会 ”上。有关媒体报 道称“日立化成在这项产品的研发中，在原有导热性树脂应用技术基础上又有新的进步。这主要表 现在：对所采用的高导热性环氧树脂及其固化剂进一步的得以改进，掌握了对这种树脂自行排列的、高阶结构的自控技术；提高了导热性树脂对高填充的无机填料氮化硼(BN)的润湿性。并且还解决了在采用了BN纵向(基材厚度方向)分子取向控制技术后，即提高基板材料的高导热率，又不使其基材的 绝缘性下降的难题。该基板材料制品的导热率在基材 厚度方 向达N40 W／ m· K、在面方向达Nso W／ m· K、基材耐电压(BDV)超过绝缘可靠性。”

参考文献

[1]施养杭，吴泽进．建筑防火涂料的研究与发展[j]．四川建筑科学研究，2012：38(1)。[2]张友琳．新型防火材料在消防系统中的应用[J]．科技创新导报，2012(04)：21。[3]李鹏，张广群，秦晓荃．一种新型建筑外墙防火材料[J]．2011(10)：11—12。

[4]中国防火材料产品技术手册[R]．国家防火建筑材料质量监督检验中心．四川科学技术出版社．2002：56—69。

[5]赵宗治．中国涂料工业四十年[J]．防火涂料，1990(01)：11—13 [6]张景林，崔国璋．安全系统工程[M]．北京：煤炭工业出版社，2002 [7]汪元辉．安全系统工程[M]．天津：天津大学出版社，1999。

[7]越智光一，渡边担原田由纪(日)。液晶性求缶榭脂口接着性[二及寸相形悲影警 [C]。第41回日本接着学会年次大会耩演要旨集，p79—8 0(2003年1）。

[8]原田美由纪d越智光一等(日)。磁埸中配向制御，液晶性水专树脂熟的横械的性赏。高分子学会予稿集，5 2卷4号，p756(20 03年)。

[9] 原田美由纪(日)。鼋子部品用水树脂最新技衍[M]。第l编鼋子部品用水专树脂 副资材。第l章工水缶树脂。y、／骨格 求 寺 树脂 f ／一厶一出版。2006年1月。

[10]原田美由纪，演浦奈々，越智光一，上利泰幸日)。液晶木一夕配列啻制御 L ／ BN 7 f 一充填水缶树脂高熟尊化 [C]。第59回 木9— 1 J 一耩演会要旨集，P． 69 ． 7 2，2009。

我国防火材料的应用和发展 篇2

早在远古时期, 我国祖先就以麻、稻草及木料等材料制做兵器, 这些早期兵器的制作材料即为我国早期的复合材料。复合材料在新中国的发展历程以十一届三中全会为界可分为以下两个阶段:在十一届三中全会之前, 致力以国防军工;之后, 我国生产社会化。因复合材料比重小、比强度大、加工成型较方便, 比模量较大, 在我国各行业领域中得到广泛的应用, 主要应用于汽车、航空航天、电子电气、建筑等领域, 在近几年更是得到了迅猛发展。

随着我国科技的发展, 复合材料相关技术不断进步, 各生产厂家的制造能力也都有很大的提高, 使复合材料的价格大大降低, 但其强度仍无法和金属的强度相比。因此, 在此基础上又研发出碳纤维、硼纤维等增强复合材料, 使的高分子复合材料家族更加齐备, 已作为众多产业的必备材料。

1 复合材料的主要应用领域

1.1 航空航天领域

因复合材料热稳定性好, 比强度与比刚度较高等特点, 可用其制造飞机的机翼和前机身的卫星天线以及这些部件的支撑结构;另外, 很多其他的航空用零部件结构都用复合材料制造。

1.2 汽车工业

复合材料特殊的振动阻尼特性, 可以减振和降低噪音, 另外, 复合材料具有优良的抗疲劳特性, 且损伤后极易修复修理, 生产时便于整体成形, 因此常用其制造汽车车身及其受力构件与传动轴、汽车发动机架及其内部结构件。由于汽车制造满足力学要求的前提下越轻越好, 使得新型复合材料将被广泛应用到汽车制造业中。

1.3 医学领域

复合材料家族中的碳纤维, 具有不吸收X射线的特性以及优良的力学性能, 通常用碳纤维制造医用X光机及矫形支架等。同时, 碳纤维还具有血液与生物组织相容性, 因此, 碳纤维在生物环境下稳定性较好, 可用于生物医学材料及制造体育运动器件等。

1.4 化工、纺织和机械制造领域

因碳纤维具有良好的耐腐蚀性, 由碳纤维与树脂基体复合而成的复合材料可用于制造纺织机、复印机、造纸机、精密仪器及各类化工设备等。

2 复合材料的发展和应用

2.1 树脂基复合材料的增强材料

树脂基复合材料用增强材料通常包括以下几种。

2.1.1 玻璃纤维

高性能复合材料的玻璃纤维目前主要有高强度、高硅氧及石英玻璃纤维等。高强度玻璃纤维因具有较高的性价比, 近几年得到较快的增长速度。其不仅在军用方面得到较好的应用, 而且在民用产品如防弹服与头盔、高压压力容器及各类耐高温制品与体育用品等也有较广泛的应用。高硅氧和石英玻璃纤维具有耐高温特性, 是较理想的耐火材料, 主要应用为火箭与导弹的防热材料。

2.1.2 碳纤维

碳纤维具有上述一系列优点, 在航空航天领域及运动器具和体育用品领域得到广泛的应用。我国生产的碳纤维因其性能不太稳定, 性价比较低, 与世界先进水平还存在差距。

2.1.3 超高分子量聚乙烯纤维

超高分子量聚乙烯纤维的抗蚀性与抗老化性较高, 并具有良好的耐海水腐蚀性和高频声纳透过性。在军事领域及汽车、医疗器械、船舶、体育器材等领域具有较好的应用前景。

2.1.4 芳纶纤维

芳纶纤维发热比强度及比模量都很高, 已被广泛应用在汽车及航空航天领域的复合材料零部件、耐热运输带及体育器材等领域。

2.1.5 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与增强材料制成的复合材料。乙烯基酯树脂为一种新型热固性树脂, 其具有耐腐蚀与耐溶剂性的特点, 机械强度高且延伸率较大, 乙烯基酯树脂与塑料、金属及混凝土等材料的粘结性很好, 且耐老化, 耐疲劳, 且固化收缩率低。广泛应用于容器、贮罐及管道等制作中。

2.2 热塑性树脂基复合材料

热塑性树脂基复合材料常用的主要有以下三种:玻璃纤维毡增强型热塑性复合材料、长纤维增强粒料与连续纤维增强预浸带。该类复合材料因可回收利用具有较好的应用前景。我国生产的热塑性树脂基复合材料基体材料主要采用PP、PA, 而增强材料则以玻璃纤维为主, 也有少量采用碳纤维做增强材料。

高性能热塑性树脂基复合材料基体以PP、PA为主。以其生产的产品主要有管件、阀门、电器、轴承与汽车零件、模压制品、座椅及汽车踏板等。

云母复合材料因具有高刚性, 低收缩率、低密度、低挠曲性及较低的价格。广泛应用于制作各类仪表盘, 护栏护罩等零部件, 同时, 云母复合材料具备阻尼性与屏蔽性, 用其可制作音响零件与蓄电池箱等。

3 复合材料在我国发展的特点

复合材料在我国发展潜力很大, 有以下特点。

3.1 复合材料有待创新

随着我国对复合材料的重视, 近几年复合材料在我国各行业的应用有较大的发展, 但与发达国家相比仍然差距较大。在技术、工艺及产品发展与应用方面仍需大力创新, 具体应在以下几个方面做进一步的发展与创新, 如树脂基体、增强材料、生产工艺与产品应用方面。

3.2 玻璃纤维的结构需调整

玻璃纤维在我国主要是用做增强基材, 成本在全球市场上具有优势, 但品种规格和质量方面却与先进国家差距较大, 须不断改进与发展。

3.3 聚丙烯腈基纤维的发展

虽然我国碳纤维工业发展缓慢, 但聚丙烯腈基纤维仍有发展的必要和空间。

3.4 需要进一步开发能源与交通用复合材料市场

能源相关方面, 要大力开发清洁与可再生能源用复合材料;同时要着眼开发应用于汽车、城市轨道交通、民航客机及船艇等行业的复合材料。

3.5 加大纤维复合材料基础设施应用

复合材料因具有其它材料无法比拟的优点, 近年来其在房屋、道路与桥梁的基础应用发展迅速, 尤其在隧道工程、桥梁、房屋等基础设施的修补与加固中应用前景良好。

3.6 复合材料综合处理与再生技术需大力发展

我国应着重发展物理回收、化学回收和能量回收技术。在大飞机开发领域, 扩大飞机用复合材料的使用比例;加大复合材料在民用方面的应用;大力发展特殊环境用复合材料, 如需经受温度变化、海水腐蚀、压力和冲击的材料;同时要引入纳米材料与多功能材料及结构。

4 复合材料在我国的发展瓶颈

复合材料与金属材料、陶瓷材料及聚合物材料并称四大材料体系, 目前中国复合新材料发展主要有以下三大瓶颈。

(1) 因我国复合材料复合化成本太高, 使得复合材料的扩大应用受到严重的制约。

(2) 我国复合材料用原材料基础较差。

(3) 我国复合材料的设计理论落后。复合材料的基础原材料及复合材料的增强材料所用的碳纤维工业化进展都很慢。这大大制约了复合材料的发展。复合材料的工艺比较复杂, 发展高效的设计理论是提高复合材料应用前景的重要手段。

参考文献

[1]李成功.新材料研究发展与产业化趋势[M].机械工艺师, 2001.

[2]谭毅, 李敬峰.新材料概论[M].冶金工业出版社, 2004.

我国防火材料的应用和发展 篇3

我国经济和钢材消费量的快速增长,拉动了焊材产业的发展。目前,各国的焊接钢结构用钢量,均在其钢材消费量的40%～60%范围内波动。因此,钢材消费量的增长,将直接带动焊接产业的发展。我国尚未完成工业化的目标,21世纪前期在以信息化带动工业化的指导方针下,经济发展仍需主要依靠传统产业的改造与增长。美、日、欧洲等发达国家相继于20世纪70年代至80年代,完成工业化目标向信息时代发展后,其钢材消费量与焊接产业均呈下降趋势。

一、加入WTO与国际市场接轨后,我国的焊材产业面临的机遇与挑战

我国焊材产业的结构存在很大问题,一是生产规模膨胀而分散,经前几年的关停并转调整,目前仍有400多家焊条厂,150多家焊丝厂、30多家焊剂厂,其通用产品的生产能力超过市场需求量一倍以上,导致恶性竞争,压价销售,而无力进行技术改造;二是焊材企业整体生产和检验设备仍较落后,原创性技术开发能力薄弱,高性能焊材的品质仍与国外名牌产品有较大差距。因此,加入WTO后,将会面临较大的冲击。目前,世界各国的名牌焊材企业,都看好我国仍在不断增长的焊材市场。面对激烈的国内外市场竞争,我国有希望“作大作强”的焊材企业,务必要看到培育企业核心技能和名牌产品的重要性。在这方面下大功夫,才能提高企业和产品的竞争力。

我国生产量最大的结422焊条,由于售价低,国外同类产品难于进入国内市场。这类产品今后仍主要是国内竞争的问题。但过去外销量最多的结421(MT-12)和结422焊条,目前已成为国际市场的低挡产品,出口价每吨仅四百美元左右,在东南亚各国的零售价每吨仅六百美元左右,而东南亚各国本地制造的“相当于全位置立向下结421焊条”,零售价为每吨九百多到一千美元。

加入WTO,与国际市场接轨后,对我国焊材市场冲击较大的产品,将是技术含量较高、利润也较高的产品,包括药芯焊丝、烧结焊剂、低飞溅气保护焊实芯焊丝、高强钢用焊材、低温钢用焊材、耐热钢用焊材、不锈钢用焊材等。

21世纪前期钢材品质的提高,将对焊材产品的品质升级提出更高的要求。在2000～2005年冶金科技发展指南和轧钢科技发展指南中,明确要研制和推广使用高层建筑用高强度钢板(代替日本SM490C)、石油管线用X70钢材、造船用高强度钢板、工程机械用1250Mpa高强钢,发展轻钢结构建筑用热轧镀锌钢板,发展H型钢、耐火钢、耐侯钢、防震钢和高性能耐热钢及低温钢等。

二、焊条用原辅材料的改进

预测今后五年,我国焊条的年产量将在95万吨～110万吨之间波动。年产100万吨焊条,要消耗焊条用盘条钢约70万吨,消耗各种铁合金和矿石粉等粉料约30万吨,消耗各种水玻离约7万吨。而为了提高焊条约的性能,就必须相应提高各类原辅材料的品质。

1.对低合金钢焊条用焊芯盘条,需增加品种,提高质量

我国和美国、欧洲、日本的《碳钢焊条》与《低合金钢焊条》标准,均规定按熔敷金属性能检验焊条,而未规定用什么焊芯来制造焊条。钛钙型、高钛型、钛铁矿型等酸性渣系焊条,采用沸腾钢作焊芯,如H08A等。而低氢型焊条,我国过去也同样采用沸腾钢H08A作焊芯。

近年来,随着钢材品质的改进,各种高强钢和低温钢的硫、磷、氧、氮、氢杂质大幅度下降,钢材的低温冲击韧性大幅度提高。为了改进相应的焊条性能,国外已对高强钢焊条和低温钢焊条采用超低碳和低杂质的镇静钢作焊芯。例如,采用C<0.04%、Si≤0.10%、Mn≤0.30～0.6%、S≤0.010%、P≤0.015%的超低碳镇静钢H04E作焊芯。由于是镇静钢,因此钢中的氧、氮,氢杂质含量远低于沸腾钢。

我国今后要提升高强度钢、低温钢以及耐热钢焊条的品质,也必须采用超低碳镇静钢作焊芯,希望有关钢厂生产镇静钢H04E盘条钢。

2.对不锈钢焊条用焊芯钢丝,需提高品质

近年来,我国不锈钢的消费量快速增长,成为仅低于美国(不锈钢年消费量200万吨以上)的不锈钢消费大国。按现在的增长速度预计,我国不锈钢的消费量将达到215万吨,2010年将达到265万吨。目前,不锈钢薄板广泛用于轻工、食品、制酒、饮料、乳品、食油加工、医药、家用电器、环保和建筑装饰等行业,中厚板则主要用于石油、化工、机械等行业。

我国不锈钢焊条的产量,已知从过去的年产几千吨,增长到现在的11000吨以上。但与国外先进水平相比,焊芯所用的不锈钢焊丝,还有以下差距:

(1)含碳量偏高。我国H0Cr21Ni10、H0Cr19Ni12Mo2等焊丝含碳量的实物水平为0.05～0.08%,而国外名牌产品实物水平为0.03%～0.05%。我国超低碳H00Cr21Ni10、H00Cr19Ni12Mo2等焊丝含碳量实物水平为0.03%左右,而国外名牌产品实物水平为0.01%～0.02%。因此,国外超低碳不锈钢焊条熔敷金属含碳量可稳定小于0.02%,而国产超低碳不锈钢焊条熔敷金属含碳量波动在0.03%～0.04%之间,品质呈现明显差距。

(2)含硅量偏高。国内大多数厂家供货的不锈钢焊丝,只能控制Si≤0.40%,而国外名牌产品不锈钢焊丝的实物水平可保证Si≤0.20%,差距明显。焊丝硅含量偏高时,不利于提高焊条的抗气孔能力。因此,宜选用Si≤0.02%不锈钢焊丝作焊芯。

(3)含氮量偏高。国内大多数厂家供货的不锈钢焊丝含氮量为0.023%～0.035%之间,国外不锈钢焊丝名牌产品含氮量为0.01%～0.02%。氮含量增高,将增长熔敷金属强度,降低铁素体含量,增加其热裂纹倾向,并在多层焊时,由于氮的积累,而易产生气孔。

(4)采用废钢冶炼的小电炉,各种杂质元素易偏高。可喜的是,上述差距,我国已有企业在努力解决。上海有关冶金科研单位合作,成功开发了对电炉冶炼的“不锈钢水”进行炉外真空吹氧精炼的装备和工艺,大幅度降低了不锈钢焊丝的碳、硅、氮等杂质含量,可在供货时,按用户要求,在不锈钢焊条用焊丝的化学成分中,控制C≤0.02%,Si≤0.20%,N≤0.02%,达到国外名牌产品的实物水平,有利于提高我国不锈钢焊条的品质。

航天器热控材料的应用和发展 篇4

航天器热控材料的应用和发展

介绍了航天器热控系统对材料的`要求以及应用的情况,并根据航天器总体和热控技术的需求,对热控材料的发展提出初步的建议.

作 者：范含林 Fan Hanlin 作者单位：北京空间飞行器总体设计部,北京,100094刊 名：宇航材料工艺 ISTIC PKU英文刊名：AEROSPACE MATERIALS & TECHNOLOGY年，卷(期)：37(6)分类号：V4关键词：航天器 热控 材料

我国防火材料的应用和发展 篇5

【发布文号】哈尔滨市人大常委会公告第7号 【发布日期】2013-08-26 【生效日期】2013-08-26 【失效日期】 【所属类别】地方法规

【文件来源】哈尔滨市人民政府

哈尔滨市新型墙体材料发展应用和建筑节能管理条例（2013修正）

哈尔滨市人大常委会公告第7号

哈尔滨市人大常委会关于修改《哈尔滨市粉煤灰综合利用管理条例》等两部地方性法规的决定业经哈尔滨市第十四届人民代表大会常务委员会第八次会议于2013年6月27日通过，黑龙江省第十二届人民代表大会常务委员会第五次会议于2013年8月16日批准，现予公布，自公布之日起施行。

哈尔滨市人民代表大会常务委员会

二○一三年八月二十六日

哈尔滨市新型墙体材料发展应用和建筑节能管理条例

（2006年10月13日哈尔滨市第十二届人民代表大会常务委员会第二十六次会议通过，2006年12月8日黑龙江省第十届人民代表大会常务委员会第二十四次会议批准；根据2013年6月27日哈尔滨市第十四届人民代表大会常务委员会第八次会议通过、2013年8月16日黑龙江省第十二届人民代表大会常务委员会第五次会议批准的《关于修改〈哈尔滨市粉煤灰综合利用管理条例〉等两部地方性法规的决定》修正）

第一章 总 则

第一条 为加强新型墙体材料发展应用和建筑节能管理，节约能源，保护土地资源和生态环境，根据《中华人民共和国建筑法》、《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国土地管理法》等有关法律、法规的规定，结合本市实际，制定本条例。

第二条 本条例适用于本市行政区域内新型墙体材料发展应用和建筑节能管理。农民在宅基地自建住宅的，暂不适用本条例。

第三条 本条例所称新型墙体材料，是指符合国家、地方相关技术标准和产业政策，以非黏土材料为主要原料生产的具有节能、节土、环保等功能的建筑墙体材料。

本条例所称建筑节能，是指在规划、设计、建造和使用建筑物过程中执行建筑节能标准，应用建筑节能技术与产品，降低建筑能耗，合理、有效地利用能源的活动。第四条 生产、使用新型墙体材料和建筑节能产品，应当确保建筑工程质量和人身健康安全。第五条 市建设行政主管部门负责全市新型墙体材料发展应用和建筑节能的监督管理工作，并组织实施本条例。

县（市）建设行政主管部门负责辖区内新型墙体材料发展应用和建筑节能的监督管理工作。市、县（市）墙体材料改革和建筑节能管理机构（以下简称墙改节能管理机构）负责辖区内的新型墙体材料发展应用与建筑节能的日常管理工作。

市、县（市）发展改革、经济、国土资源、房产住宅、城市管理、环境保护、科学技术、质量技术监督、财政、审计、税务、工商、供热等相关部门应当按照各自职责，做好新型墙体材料发展应用与建筑节能相关管理工作。

第六条 新型墙体材料的发展应用以城市规划区为重点，逐步向农村推广。

建筑节能技术与产品的发展应用以新建民用建筑为重点，逐步推进既有建筑的节能改造。第七条 市、县(市)人民政府应当将新型墙体材料和建筑节能技术与产品的发展应用，纳入国民经济与社会发展计划。

市、县(市)人民政府以及有关行政主管部门应当鼓励、扶持新型墙体材料和建筑节能技术与产品的科研、开发、生产和推广应用；鼓励境内外投资者在本市行政区域内从事新型墙体材料技术开发、生产和建筑节能相关的活动；对在新型墙体材料发展应用和建筑节能工作中做出显著成绩的单位和个人予以表彰和奖励。

第八条 建设等有关行政主管部门应当加强新型墙体材料发展应用和建筑节能的宣传和教育，增强全民的建筑节能、保护资源和生态环境的意识。第二章 一般规定

第九条 推广生产、使用下列新型墙体材料和建筑节能技术与产品：

（一）非黏土砖、普通混凝土小型空心砌块、轻集料混凝土小型空心砌块、轻质墙板、轻质复合保温墙板以及国家和省鼓励发展的其他新型墙体材料；

（二）新型墙体节能技术；

（三）屋面保温、隔热技术与产品；

（四）节能门窗保温和密闭技术；

（五）集中供热和热、电、冷联产联供技术；

（六）采暖供热系统温度调控和分户热量计量技术与装置；

（七）利用太阳能、地热等可再生能源应用技术与设备；

（八）建筑照明、采暖、通风、空调节能技术与产品；

（九）其他节能效果显著的技术和产品。

第十条 新型墙体材料和建筑节能产品应当符合国家标准、行业标准或者地方标准。

企业生产新研发的尚无国家标准、行业标准或者地方标准的新型墙体材料和建筑节能产品，应当依法制定企业产品标准，并报市质量技术监督行政主管部门和市建设行政主管部门备案。第十一条 以新型墙体材料和建筑节能产品名义销售、使用墙体材料和建筑产品的，应当取得新型墙体材料和建筑节能产品确认。

需要进行新型墙体材料和建筑节能产品确认的组织或者个人，应当向市墙改节能管理机构提出申请，并提供质量检测报告、产品标准、新产品鉴定书等资料。市墙改节能管理机构应当自受理之日起15个工作日内完成确认工作，对符合国家有关技术规范、标准的，予以确认，并颁发确认证书。确认证书的有效期限为2年。对不符合条件的，书面通知当事人并说明理由。

第十二条 外埠生产的新型墙体材料和建筑节能产品进入本市建筑市场应用的，应当到市墙改节能管理机构备案。

第十三条 市墙改节能管理机构应当及时向社会公布经确认或者备案的新型墙体材料和建筑节能产品的目录。

第十四条 建设、施工单位在工程建设中应当严格执行建筑节能标准，使用市墙改节能管理机构确认或者备案的新型墙体材料和建筑节能产品。第三章 新型墙体材料发展应用管理

第十五条 禁止企业新建、扩建、改建实心黏土砖生产设施、扩大生产规模或者使用客土生产实心黏土砖。

对已建成的占用耕地的黏土砖瓦窑(场)，国土资源行政主管部门应当责令企业逐步复垦；占用非耕地的，建设、科技等有关行政主管部门应当指导、扶持企业进行技术改造，生产新型墙体材料。

第十六条 本市城市规划区内新建、扩建、改建建筑工程正负零零线以上墙体和临时建筑设施，禁止使用实心黏土砖。

县（市）建制镇规划区内新建、扩建、改建建筑工程，应当按照国家规定时限停止使用实心黏土砖。

为保持原建筑风貌，保护建筑、历史建筑和历史文化街区内的建设项目和其他维修项目，可以使用实心黏土砖。

第十七条 本市城市规划区内新建、扩建、改建建筑工程，不得有下列行为：

（一）建设单位要求设计单位设计使用或者变更设计使用实心黏土砖，要求施工单位使用实心黏土砖进行工程建设；

（二）设计单位在建筑工程正负零零线以上墙体设计使用实心黏土砖；

（三）施工图设计文件审查机构对违反规定使用实心黏土砖的设计，予以审查通过；

（四）施工单位未按照施工图设计文件要求施工，擅自变更设计使用实心黏土砖或者搭建临时建筑设施使用实心黏土砖；

（五）监理单位未履行监督职责，允许施工单位使用实心黏土砖施工；

（六）其他违反法律、法规规定使用实心黏土砖的行为。

第十八条 新建、扩建、改建建筑工程，建设单位应当在开工建设前按照国家和省有关规定预缴纳新型墙体材料专项基金。未按照规定缴纳新型墙体材料专项基金的，建设行政主管部门不予办理工程施工许可手续。

第十九条 市、县（市）墙改节能管理机构负责征收新型墙体材料专项基金，也可以委托其他单位代征。

新型墙体材料专项基金的征收、使用和管理，按照国家和省有关规定执行；财政、审计以及上级墙体材料和建筑节能主管部门应当加强对专项基金征收、使用和管理工作的监督检查。任何单位和个人不得违反国家规定擅自改变新型墙体材料专项基金的征收对象、范围、标准，或者减、免、缓征新型墙体材料专项基金。第二十条 使用新型墙体材料的建筑工程，建设单位应当在建筑墙体抹面前10个工作日内通知墙改节能管理机构进行现场核查。墙改节能管理机构接到核查通知后应当在3个工作日内完成现场核查，并出具使用新型墙体材料证明。

根据建设单位的申请，建设行政主管部门、财政部门按照国家、省的有关规定向建设单位返退新型墙体材料专项基金。

建设单位不得将返退的新型墙体材料专项基金计入建安工程成本。

第二十一条 新型墙体材料专项基金纳入同级财政预算，实行收支两条线管理，专项用于下列支出：

（一）引进、新建、扩建、改造新型墙体材料生产线工程项目的贷款贴息；

（二）新型墙体材料示范项目（含引进项目）和推广应用试点工程的补贴；

（三）新型墙体材料的科研、新技术与新产品开发及推广；

（四）发展新型墙体材料的宣传；

（五）扶持新型墙体材料生产基地建设；

（六）代征手续费；

（七）与发展新型墙体材料有关的其他开支。

本条前款

（一）、（二）、（三）、（四）、（五）项支出合计，不得少于当年新型墙体材料专项基金支出总额的90％。

第二十二条 新型墙体材料专项基金使用计划，由墙改节能管理机构负责编制，报同级财政部门核准后执行。

第四章 建筑节能管理

第二十三条 市建设行政主管部门应当根据国家和省有关建筑节能规划，制定全市建筑节能规划。

县（市）建设行政主管部门应当根据全市建筑节能规划制定本县（市）建筑节能规划。建筑节能规划经市、县（市）人民政府批准后，由建设行政主管部门组织实施。

第二十四条 建筑工程项目立项时，可行性研究报告应当有节能专篇，并作为行政主管部门批复可行性研究报告的条件之一。

第二十五条 建设单位在新建、改建、扩建建筑工程活动中，应当遵守下列规定：

（一）按照建筑节能要求和建筑节能强制性标准委托工程项目的设计、施工图审查、施工和监理；

（二）不得擅自修改节能设计文件、明示或者暗示施工单位使用不符合建筑节能要求的技术、产品、建筑构配件和器具，降低建筑节能标准。

第二十六条 设计单位应当按照建筑节能强制性标准和规范进行设计，保证建筑节能设计质量。第二十七条 施工图设计文件审查机构进行施工图设计文件审查时，应当一并审查建筑节能设计内容，在审查报告中单列节能审查章节。对不符合建筑节能强制性标准的施工图设计文件，不予审查通过。

经审查合格的工程项目，施工图设计文件审查机构应当填写《民用建筑节能设计审查备案登记表》，报墙改节能管理机构备案。

第二十八条 施工单位应当按照建筑节能设计文件和技术规范施工，不得擅自改变建筑节能设计。

第二十九条 监理单位应当按照建筑节能设计文件进行监理。凡不符合建筑节能要求或者不合格的节能技术、产品、建筑构配件、设备和器具，不得允许在建筑工程中使用。

第三十条 建设单位在实施建筑工程保温体系隐蔽工程前，应当按照建筑节能工程施工验收规范组织进行建筑工程节能专项验收，形成节能工程竣工验收报告，报墙改节能管理机构备案。第三十一条 使用新型墙体材料的建筑工程，根据国家规定范围应当对建筑能效进行测评、申请标识的，建设单位或者所有权人应当对建筑能效进行测评、申请标识，并予以公示。

第三十二条 对未达到建筑节能标准的既有建筑应当逐步进行围护结构和采暖供热、空调通风、供电照明等用能系统的节能改造。

大型公共建筑应当作为既有建筑节能改造的重点。对既有建筑实施大型修缮的，应当同步进行节能改造。

第三十三条 市、县（市）人民政府以及有关部门应当制定激励政策，鼓励多元化、多渠道投资既有建筑节能改造。

第三十四条 对既有建筑实施节能改造后，应当委托具有相应资质的建筑节能测评机构进行建筑物能耗情况测评。不符合建筑节能标准的，应当进行整改。

第三十五条 房地产开发企业应当将所售商品房的耗热量指标、节能措施以及保护要求、节能工程质量保修期等基本信息在销售现场显著位置予以公示，并在商品房买卖合同和住宅使用说明书中予以载明。公示或者载明的基本信息应当真实、可靠。

第三十六条 采暖供热、空调制冷制热、照明等运行管理单位应当做好建筑物用能系统的运行管理工作，保证用能系统的运行符合国家标准。对超过用能指标或者未达到室内环境标准的，应当进行整改。

第三十七条 房屋产权人或者使用人在日常使用和装修建筑物时，不得损坏建筑物围护结构保温层和室内采暖系统。造成损坏的，应当负责修复。第五章 法律责任

第三十八条 违反本条例规定，有下列情形之一的，由建设行政主管部门按照以下规定处罚：

（一）企业新建、扩建、改建实心黏土砖生产设施、扩大生产规模或者使用客土生产实心黏土砖的，责令改正；逾期不改正的，责令停产停业，并处以5万元以上10万元以下罚款；

（二）建设单位要求设计单位设计使用或者变更设计使用实心黏土砖，要求施工单位使用实心黏土砖进行工程建设的，责令改正；逾期不改正的，按照使用实心黏土砖量处以每立方米200元罚款；

（三）设计单位在建筑工程正负零零线以上墙体设计中使用实心黏土砖的，责令改正；逾期不改正的，处以5万元以上10万元以下罚款；

（四）施工单位未按照施工图设计文件要求施工，擅自变更设计使用实心黏土砖或者搭建临时建筑设施使用实心黏土砖的，责令改正；逾期不改正的，按照使用实心黏土砖量处以每立方米200元罚款；

（五）施工图设计文件审查机构对违反规定使用实心黏土砖的设计，予以审查通过的，责令改正；逾期不改正的，处以3万元以上5万元以下罚款；

（六）监理单位未履行监督职责，允许施工单位使用实心黏土砖施工的，责令改正；逾期不改正的，处以3万元以上5万元以下罚款；

（七）建设单位未按照规定缴纳新型墙体材料专项基金的，责令限期补交；逾期不补交的，责令停止施工，自逾期之日起，按日加收未缴新型墙体材料专项基金万分之五的滞纳金，并处以1万元以上4万元以下罚款。

第三十九条 违反本条例规定，有下列情形之一的，由建设行政主管部门责令改正，并按照下列规定处罚：

（一）建设单位擅自修改节能设计文件、明示或者暗示施工单位使用不符合建筑节能要求的技术、产品、建筑构配件和器具，降低建筑节能标准的，按照单位工程处以20万元以上50万元以下罚款；

（二）设计单位未按照建筑节能强制标准和规范进行设计的，处以10万元以上30万元以下罚款；

（三）施工图设计文件审查机构将未达到建筑节能设计标准的设计文件审查通过的，按照单位工程处以3万元以上5万元以下罚款；

（四）施工单位未按照建筑节能设计文件和技术规范施工，情节严重的，处以工程合同价款2%以上4%以下罚款；

（五）监理单位未按照有关规定进行监理,允许在建筑工程中使用不符合建筑节能要求或者不合格的节能技术、产品、建筑构配件、设备和器具的，按照单位工程处以3万元以上5万元以下罚款。

第四十条 违反本条例规定，有下列情形之一的，由建设行政主管部门按照以下规定处罚：

（一）建设单位未按照建筑节能施工验收规范组织竣工验收或者验收未达到建筑节能标准的，责令组织验收或者重新组织验收；逾期不整改的，处以工程合同价款2%以上4%以下罚款；

（二）房地产开发企业在销售商品房时，未公示所售商品房的耗热量指标等基本信息，或者未在商品房买卖合同和住宅使用说明书中予以载明的，责令整改，并处以1万元以上5万元以下罚款。

第四十一条 违反本条例其他规定的，由有关部门依据有关法律、法规予以处罚。

第四十二条 建设行政主管部门和墙改节能管理机构的工作人员玩忽职守、滥用职权、徇私舞弊的，由其所在单位或者上级行政主管部门给予行政处分；构成犯罪的，依法追究刑事责任。第六章 附则

第四十三条 本条例自2007年2月1日起施行。市人民政府2003年2月18日发布的《哈尔滨市墙体材料革新和建筑节能管理办法》同时废止。

我国防火材料的应用和发展 篇6

汽车制动器衬片，俗称刹车片，是汽车制动系统中重要的安全部件。它将汽车运动的动能转化为热能和其他形式的能量，从而使汽车减速或停止。制动材料是以摩擦为主，兼有结构性能要求的多组分复合材料。随着我国汽车制造业的不断壮大，制动材料也得到了突飞猛进的发展。根据2005年中国刹车片市场调查报告，04年国内摩擦材料产量为19.4万吨，其中盘式和鼓式刹车片占85%以上。国内方面，近年来我国汽车保有量已经达到2570.97万辆，全国每年需求刹车片4亿块左右，市场潜力巨大[1]。另外，据中国摩擦与密封协会的统计，我国摩擦材料产量保持快速增长的势头，2005年产量30万吨，产值56.27亿元，出口交货值13.3亿元；2006年产量达到37.34吨，产值67.34亿元，出口交货值20.51亿元。预计在“十一五”末期，我国摩擦材料总产量将达到60万吨，总产值超过100亿元，其中出口交易值40亿元。随着各国汽车工业的发展和现代社会环保意识的提高，制动材料的运行条件越来越苛刻，人们对它的性能要求也越来越高，可简单将其概括为“三化”。

（1）无石棉，无污染化

自从1972年国际肿瘤医学会确认石棉及其高温挥发物属于致癌物后，各国家相继禁止使用石棉摩擦材料。我国于1999年10月1日开始实施国家标准《汽车制动系统结构、性能和试验方法》（GB12676-1999），其中明确规定“制动衬片应不含石棉”，并在标准实施起48个月后强制施行。随着人们生活水平的提高，汽车所造成的污染也越来越受到人们的重视，其中刹车片产生的污染也引起了人们的关注。就制动材料而言，对环境的污染主要来自制动过程中产生的噪音及磨屑中的重金属污染。为了控制噪音污染，我国于1996年通过了《中华人民共和国环境噪声污染防治法》，欧洲各国也对机动车辆的噪声释放做出了严格规定（图1，图2）。最近的环境研究显示重金属对环境构成极大的危害，关于重金属污染，在国内还没有被完全了解和关注[2]，而国外已有报道。欧盟为此已采取措施禁止或严格限制在汽车构件中使用重金属，不久前在斯德哥尔摩发表的一项研究表明，摩擦材料是铜污染最大的祸首之一。尽管与其它汽车部件相比其所含的铜量较低，但制动片却产生了环境中30%的铜污染。在美国加州，由于刹车片重金属造成的河流和海湾污染已经引起了相关部门的重视，其中很多金属如锑、铅、锌等被怀疑有致癌性。因此，制动材料的低金属及无金属化成为研究重点之一。汽车厂商及摩擦材料供货商正在寻找替代品。TRW（美国天合汽车集团）在环境及安全上的技术创新使其在提供无重金属制动片领域领先一步。通过深入的研究，TRW开发了矿物与陶瓷纤维的混合材料，不使用非环保材料，如紫铜、黄铜、锑铅等[3]。中国也将从TRW的这一成果中获益，一些环保制动产品将会逐步进入国内市场。

（2）高速化

随着高速公路的普及及火车的再次提速，车辆的行驶速度越来越快。汽车在刹车过程中，制动材料吸收的能量基本和车速的平方成正比。以轿车为例，当车速为100km/h时，制动的热负荷达1130.436KJ。另外，目前小轿车和轻型货车大多从鼓式向盘式制动器转变。该制动器的散热性、热稳定性和水稳定性好，且易于维修和保养。但同时其摩擦面积也只有鼓式的1/4~1/6，单位面积吸收的能量增加4~6倍，高速制动时，摩擦副表面的闪点温度可达1000℃，这就对制动材料的耐热性能提出了更高的要求。

（3）轻量化

从上世纪70年代开始，能源危机及石油的短缺日趋严重，汽车轻量化的问题被提上日程。当今世界能源紧缺，节能必将是摩擦材料发展的一个重要方向。因此，汽车工业相应的将汽车从较重的后轮驱动改为更小、更轻、更省油的前轮驱动，出现了更小、更轻的刹车片。也就是说在具有优良摩擦性能的同时，较低密度的刹车片将会更具优势。对高档汽车的刹车片而言，一般都要求其密度低于2.5g/cm3。

因此，为满足上述性能要求，开发高性能环保型制动材料已成为摩擦材料行业的当务之急。泛泛而谈，制动材料应满足多方面的性能要求：a具有适中且稳定的摩擦系数。通常，不同厂商对摩擦系数要求各不相同。用在亚洲车型上的有机摩擦材料的摩擦系数值（μ）为0.30~0.35，在美国常用的半金属摩擦材料（μ）为0.35~0.40。而在欧洲，对速度及温度要求显著不同。所用的无石棉有机材料（NAO）摩擦摩擦系数的要求值达0.40~0.45；b高的耐磨性，即较长的使用寿命；c具有良好的导热性、较大的热容量和一定的高温机械强度；d对对偶无攻击性；e无噪声、低成本且对环境无污染等[4-5]。汽车制动材料的发展历程

1.1 鼓式制动器与石棉型刹车片占主导地位

20世纪70年代中期以前是摩擦材料发展的第一时期，汽车制动材料多采用石棉作为增强体。它是以石棉为骨架，其他添加剂和树脂复合而成，石棉在摩擦材料中的含量一般为30%～60%。由于石棉摩擦材料具有成本低、密度小、摩擦系数高、来源丰富等一系列优点，能满足摩擦材料的使用要求，因而获得了广泛的应用，长期占据统治地位[6-7]。

1.2汽车制动器向盘式制动器与非石棉摩擦材料过渡时期 70年代至80年代中期，随着汽车工业的飞速发展，石棉摩擦材料已不能适应现代汽车和社会发展的需要，同时由于石棉摩擦材料的致癌性，各国强烈要求禁止使用石棉摩擦材料。目前，国内外都在大力开展无石棉摩擦材料的研究，先后研制开发了十几种代替石棉制成的摩擦材料。归纳起来主要有以下几种：半金属摩擦材料，有机纤维摩擦材料，玻璃纤维摩擦材料，片状材料增强摩擦材料等[8]。

1.3盘式制动器与新型摩擦材料大发展并得到大规模应用阶段

20世纪80年代中期以来，汽车工业向高速、重载、舒适、环保、轻量化方向发展，制动系统得到不断的改进和完善。许多国家都致力于改进和开发新型无石棉摩擦材料，一大批新型制动材料相继涌现。最具代表性的有粉末冶金摩擦材料，新型混杂纤维摩擦材料，C/C复合材料及新型的陶瓷基摩擦材料。

（1）粉末冶金摩擦材料

粉末冶金摩擦材料又称烧结金属摩擦材料，是以金属及其合金为基体，添加摩擦组元和润滑组元，通过压制成型，然后在高温中烧结而成。采用粉末冶金技术生产摩擦材料时，不但在性能上有突出的优点，特别是在组分的设计上极具灵活性。法国、瑞典、加拿大等国的高速列车均使用这种闸瓦，且取得不错的效果。但其对对偶的磨损偏大，成本与有机摩擦材料相比偏高，尚有待进一步改进[9]。

（2）新型混杂纤维摩擦材料

目前世界上已极少采用单一纤维作为制动材料的增强纤维，混杂纤维增强是摩擦材料的发展方向。所谓新型混杂纤维摩擦材料是指采用两种或两种以上的纤维增强同一种树脂基体的摩擦复合材料。采用混杂技术时，一般都采用性能和价格互补的两种纤维。郭洪涛[10]研究认为炭纤维与芳纶浆粕的混杂表现出很好的摩擦学性能，芳纶纤维在材料摩擦过程中容易在对偶的界面上形成转移膜，摩擦曲线波动幅度比单一炭纤维增强的试样普遍要小，即加入了芳纶浆粕改善了摩擦系数的平稳性，证明了混杂的优异效应。中国专利[11]利用一种价格极为低廉的叶蜡作为填料，采用硅酸铝纤维、钢纤维混杂增强制得一种新型混杂纤维摩擦材料。通过实验测得该种材料在不同温度下摩擦系数稳定、磨损率小、制动效果好，具有很大的市场竞争优势。欧洲专利[12]涉及三种纤维混杂：10~15%的 aramid纤维，5~20%的棉花纤维，2~15%的炭纤维，所研制的摩擦材料比传统材料具有更佳的摩擦磨损性能。

（3）C/C复合材料

C/C复合材料，即炭纤维增强炭基体复合材料。自从1958年问世以来，由于其具有比重小（约为铁的1/5）、强度高（抗拉强度>2GP）、热膨胀系数小、耐高温等优点，在军工、航空、航天等方面取得了长足的发展。其在民用领域方面的应用也日益扩大，很多民用飞机（如波音系列：Boeing747、Boeing757等，空客系列：A330、A340等）和高档赛车（Ferrari F2005、Renault R25、Toyota TF105等）已开始装备C/C刹车副。目前国内中南大学、西北工业大学、中科院金属所、航天集团第四院43所、621所等几家单位的研究在国内居于领先水平。中南大学以博云新材料股份有限公司为依托，C/C刹车副已全面实现产业化、国产化[13-15]。由于C/C复合材料采用化学气相沉积（CVD），液相浸渍炭化的生产工艺，生产周期较长，因此成本较高，价格昂贵（一副C/C刹车盘价格高达上万元），这也制约了其在更广阔领域特别是汽车领域的应用。

（4）新型陶瓷基摩擦材料

由于无石棉有机制动材料存在耐热性问题，半金属摩擦材料又存在密度较大、攻击对偶、产生噪音等不足，而尽管C/C复合材料能解决上述问题，但其成本较高。陶瓷摩擦材料具有密度适中、耐高温、耐腐蚀、价格适宜等优点，已被广泛的应用于制动领域。一般来说，陶瓷基摩擦材料中陶瓷的体积分数至少占到45%以上，有的甚至达到80%~90%。常用的性能优良的陶瓷有：SiC、B4C、Si3N4、Al2O3、AlN等[16]。德国斯图加特大学和德国航天研究所等单位对C/C-SiC复合材料应用于摩擦领域进行了研究，并成功应用于保时捷高档轿车上[17]。Pinggen Rao[18]对低温烧结高纯Al2O3陶瓷的性能进行了探讨，L.E sposito等对低纯Al2O3陶瓷的摩擦磨损性能进行了研究[19]。目前在国外，添加陶瓷纤维作为增强材料，利用改性树脂和橡胶为粘合剂，以多种人工合成的有机和无机材料作为摩擦性能调节剂制成的一种非金属摩擦材料，也叫做陶瓷基摩擦材料。其特点是：1）无噪音。陶瓷配方不但很好的消除了行车制动噪音，而且通过对静摩擦系数和动摩擦系数的平衡，解决了半金属和少金属配方很难克服的低频噪音。2）无落灰，抗腐蚀能力强。陶瓷配方中没有金属成分的加入，很好的解决了金属纤维锈蚀的问题。对油酸不敏感，且其具有优异的摩擦粉尘性能，一般行车一千公里以内不会有明显的轮毂落灰现象。3）使用寿命长。陶瓷摩擦材料采用大量的有机和无机材料，材料之间有良好的亲和性能，并在制动过程中可以形成较好的摩擦膜和转移层，具有很好的润滑效果，大大提高了材料的使用寿命，与半金属相比，其使用寿命可提高1.5倍以上。4）绿色环保，制动舒适。陶瓷材料优异的理化性能以及不含重金属的配方，使制动材料具有噪音低、粉尘少的特点，且对环境无污染，完全符合日益提高的环保要求。汽车制动材料需要解决的关键技术

近年来，国内外对汽车制动材料进行了广泛的研究，并取得了巨大的研究成果。但目前，汽车制动材料还需解决以下两项关键技术：

1）提高摩擦材料粘结剂的性能。粘结剂是摩擦材料组成的核心，它性能的好坏直接影响刹车片的性能。一般来说，粘结剂应具有长寿命、良好的稳定性和较好的耐热性能，其中耐热性是关键。目前，人们普遍采用物理和化学的方法对酚醛树脂进行改性，其耐热性能大幅度提高。但随着车速的提高，对摩擦材料的热衰退性能提出了更高的要求。目前摩擦材料粘结剂的研究，已不再局限于树脂和橡胶，而且拓展到了利用金属粉末或金属硫化物在高温下具有的特殊性能，减少树脂在摩擦材料中的使用比例，以弥补树脂及橡胶在高温下的不足。因此，尽管采用高性能树脂能提高摩擦材料的耐热性能，但其改善毕竟有限，我们应更多的关注和利用金属粉末及金属硫化物的性能或开发一些新型的无机粘结剂。同时，材料的热传导性虽然是影响耐热性的间接因素，却非常重要。因此，为了降低制动温度，提高耐热性能，我们也可以从提高制动材料的导热系数入手，加快散热速度，防止材料因温度过高导致性能下降。

2）随着现代环保意识的增强，人们对汽车产生的噪音的问题越来越关注。因此，减少刹车片诱发的制动噪音成为一个重要的研究课题。汽车刹车片噪音，涉及到制动器的总成结构，而不单是制动材料本身的问题。目前，科学界对噪音的产生及形成机理还没有统一的定论。一般认为，其原因不外乎三种[20]：一是刹车片与对偶不匹配，产生共振或伤盘；二是刹车片的摩擦稳定性差；三是刹车片与制动对偶随制动比压、温度、速率的变化，双方材质互为粘附。为解决此问题，一般可以添加一些润滑剂和增韧剂，积极开发轻质和性能优越的多孔填料，以降低制动噪音。汽车制动材料的发展趋势

汽车工业的快速发展造成了汽车摩擦材料研究的白热化。为了开发能满足当代汽车工艺要求的全新制动材料，当前汽车制动材料发展趋势可以从以下几个方面来看。

3.1 摩擦磨损理论的完善

汽车在制动时，即是发生在制动材料和金属刹车盘之间的摩擦过程。现代摩擦学往往把摩擦材料/金属刹车盘这一对摩擦副的相对运动过程，视为是摩擦学系统[21-22]。其基本思想是，把相对运动和相互作用的诸表面及参加作用的介质，抽象成由摩擦学元素构成的系统，然后依据系统学理论，把摩擦学系统归属于开式、离散、动态系统，研究摩擦过程中能量和材料的损失。与此同时，摩擦学系统的结构和功能，也随摩擦过程变化。可由图4所示系统模型来描述这一摩擦学系统[23]。

关于制动材料摩擦磨损机理的研究主要包括以下两方面:一方面是试图从理论上解释磨损机理，导致了不少磨损模型和假设的建立；另一方面是努力通过实验找到磨损的规律，使磨损机理的理论研究和实际应用结合起来，建立磨损的计算方法。迄今为止，关于制动材料摩擦磨损机理的研究很多，但由于制动材料中成分和组织以及材料性能的复杂性，还没有一个公认的理论能解释所有的摩擦磨损现象。目前己有的算式大部分是基于某一种磨损机理而建立的，或是根据特定的实验条件而建立的经验公式[24]。因此，关于其磨损机制的研究和磨损模型的建立还有待深入和完善[25]。一般来说，摩擦材料与金属对偶体系可反映5种磨损类型，即:磨粒磨损，粘着磨损，疲劳磨损，热磨损和宏观剪切磨损[26]。

另外，目前关于汽车制动材料的报导绝大多数仅局限于宏观层次上的研究，而很少从微观上进行分析。为了能对制动材料摩擦磨损机理有更好的认识，更现代化检测手段的运用显得十分必要。譬如，由于扫描电镜对非导电体的观测并不充分，而原子力显微镜提供了在原子、分子尺度上观察非导体表面形貌的有效手段，所以可以从更加微观的角度上对摩擦材料表面、磨屑以及对偶件的形貌特征和化学成分特征进行分析研究。同时，随着新材料和微电子技术的迅速发展，人们将微电子技术和微传感器技术用于摩擦材料，形成能够自动检测制动过程中摩擦系数、摩擦力、摩擦量及表面温度的功能摩擦材料，进而通过控制技术自动调节制动过程中的制动力和表面温度，这将有助于更深入的了解制动过程中的摩擦磨损现象。这些都是未来制动材料发展的重要方向。

3.2 材料的改性及配方的优化设计

汽车制动材料是以高分子化合物为粘结剂，以无机或有机类纤维为增强成分，以矿物粉体和有机粉体为摩擦性能调节剂制备而成的功能材料。其组成成分少则十几种，有时甚至添加了几十种不同的材料。根据各个组分在摩擦材料中所起的作用，一般将其分为增强纤维、有机粘结剂和填料。

3.2.1 原材料的改性研究

在原材料方面，对于增强纤维，由于单一纤维各有优缺点，且在不同方向上具有不同的力学和物理性能。因此，对纤维增强的摩擦材料而言，使用混杂纤维进行合理复合，使其充分发挥各自的优点，制成性能优良、成本较低的摩擦材料，必将成为摩擦材料的研究方向之一。对于树脂粘结剂，目前主要还是选用酚醛树脂，其最突出的优点是耐热性好，但在高温下会分解，使摩擦材料发生热衰退，摩擦磨损性能变差，因此酚醛树脂的改性也是其研究方向之一。对填料而言，在现代汽车制动材料中，有机粘结剂和增强纤维的用量正逐渐减少，以矿物为主的填料用量越来越多。各国都在积极研究开发一些轻质、多孔的无机填料，特别是当一些纳米粒子的填料加入时，产生了一种新型的摩擦材料，即纳米摩擦材料。

3.2.2 纳米摩擦材料

纳米复合材料的概念于20世纪80年代中期由Roy提出[27]。纳米复合材料具有优异的性能和广泛的应用价值，利用纳米粒子取代普通无机填料与聚合物基体复合，能大幅度提高聚合物材料的整体性能[28]。贺鹏等[29]将其作用归纳为以下几点：提高热性能，如热膨胀系数降低、导热系数大幅提高、阻燃性增强；改善力学性能，如同时增加强度和增加韧性、增强耐磨性、改进光电性能等。葛世荣等[30]人，制备了纳米SiO2和纳米TiO2填充PA1010尼龙复合材料，测试结果表明：填充纳米颗粒可以提高尼龙复合材料的力学性能，纳米SiO2和纳米TiO2作为填料可以提高PA1010的耐磨性，降低摩擦系数。其中纳米颗粒的最佳质量分数为10％。马世宁[31]等对纳米固体润滑干膜的摩擦学性能进行了研究，试验表明：添加纳米Al2O3粉末在摩擦系数略有增加的同时，耐磨性也得到了很好的改善。美国马里兰大学[32]材料系在实验室研制成功纳米Al2O3与橡胶的复合材料。这种材料与常规橡胶相比，耐磨性大大提高，介电常数也提高了将近一倍。

3.2.3 材料配方的优化设计

汽车制动材料一般采用模压成形法，因此材料的成分配方至关重要。目前在代表世界摩擦材料先进水平的欧洲和北美国家中，其摩擦材料先进的配方技术主要体现在：1）无石棉、无金属、无Kevlar等化学纤维和天然纤维、树脂含量低至5%~6%，并采用第二粘结剂。2）多体系复合材料的配方优化。多年以来，摩擦材料研究及应用的主导体系一直是以1维唯象的纤维为增强体、0维唯象的颗粒为填料和3维唯象有机基体组合而成的0-1-3型聚合物基复合材料体系。目前，国内外开展了多种新结构体系摩擦材料的研究，有研究者选用多种纤维、以2维唯象的层片为增强体，并与多种有机无机微粒和树脂混合制得0-1-2-3型复合体系摩擦材料。发现以相同的填充分数，可获得比单纯纤维和单纯粒子增强材料高的力学性能，并能同时兼顾强度和韧性、高温摩擦和磨损性能、综合性能优越。

在汽车制动材料配方优化设计的过程中，大量的专利技术和应用研究用来完善和提高制动材料的摩擦磨损性能。曹献坤[33]等人对Kevlar增强纤维的摩擦材料配方进行了研究设计。应用正交试验设计方法，以摩擦制品的摩擦系数、磨损量和冲击强度为试验指标，由多因素方差分析进行配方优化，得材料配比（Wt％）为：Kevlar纤维1～5，膨胀蛭石片40～50，改性酚醛树脂16～19，石墨5～8，有机摩擦粉10～15，无机填料10～18。杨金生[34]等对半金属制动材料的成分配方进行了改性并获得较好的制动摩擦磨损效果。国外商用摩擦材料的配方设计，由于涉及到商业秘密很少公开，在摩擦磨损机理研究中，只会简单给出实验材料的配方。韩国的Ho Jang等[35]学者，对复合摩擦材料中的Sb2S3ZrSiO4在表面摩擦过程中的特性进行了研究，并给出了材料的配方。美国专利[36]利用10%的aramid纤维，5%的钛酸钾纤维，与10%酚醛树脂和其他调节剂，在一定工况下，形成5~100μm厚的有机薄层，极大的减少了制动噪音与震颤。M.H.Choa[37]对灰铸铁制动鼓在摩擦过程中，灰铸铁摩擦表面的微观形貌变化进行了研究，并比较了有钢纤维摩擦材料与无钢纤维摩擦材料对灰铸铁表面的影响特性。同时给出了两种试验用复合摩擦材料的配方，如表1所示。

表1：某复合摩擦材料的配方和物理特性表

3.3 制备工艺的改进及低成本化

目前汽车刹车片的市场主要以树脂基和半金属基复合摩擦材料为主，其制备技术已相对稳定和成熟，但由于树脂耐热性的问题，其摩擦性能还有待进一步提高。而对于一些金属和金属陶瓷基摩擦材料，虽 然各方面性能较佳，由于其价格高、制造工艺复杂、成本因素制约了其在中低档汽车上的推广应用。各个国家在制造工艺方面均做了大量的研究，采用了许多先进技术，如对金属纤维的软化处理，对非金属纤维的蓬松处理和浸渍处理，对硬质原料粉末的球化处理，喷涂、挤压、大气压力固结（CAP）技术，组合固结，Starmix混粉技术，快速多项移动成型（BOG）技术，以及后续加工和表面处理等，均是为了全面提高摩擦材料的综合性能[38]。4 结束语

当今世界，节能和环保是汽车工业的两大主题。因此，今后汽车制动材料的主要研究方向是更安全、更轻量化、更省燃油。这不仅需要新材料的开发，还需要采用新结构、新系统，从而大幅度提高制动材料的摩擦磨损性能，实现轻量化，达到节能的目的。

我国防火材料的应用和发展 篇7

关键词：无机,非金属材料,应用,发展

1 概述

由于我国现代建筑所面临的能源形势十分严峻, 我们应该广泛选用建筑节能材料, 而在这些材料中无机非金属材料又具有很强的节能优势。无机非金属材料包括除金属材料、高分子材料以外的几乎所有材料, 这些材料主要由一般陶瓷玻璃、耐火材料、水泥以及特种陶瓷等新型无机工程材料。一般无机非金属材料具有耐高温、高硬度和抗腐蚀等优良工程性能, 其主要缺点是抗拉强度低、韧性差。本文就我国无机非金属材料的应用及其发展趋势谈几点看法。

2 我国无机非金属材料的应用

在建筑工程中, 把用于控制室内热量外流的材料称为保温隔热材料, 把防止室内热量外流的材料称为隔热材料。绝热材料的优劣主要有材料的传导性能的高低决定。材料的传导性能越差, 其决热性能就好, 反之则越差。在现代社会中已形成了三大类绝热材料:有机绝热材料, 无机绝热材料, 金属。而有机绝热材料相对无机绝热材料来说受到很多限制, 与其它构件的结合性差, 耐腐蚀性弱, 合成浪费能源, 不稳定, 而且有机性材料的副产物太多, 大多对人体又有害, 使用中承载力不强, 防火性能差, 易老化, 耐候性也很差等原因受到许多限制。金属类绝热材料的使用相对来说也没有无机非金属材料广, 因为金属材料与无机材料相比来源也要窄得多, 与其它材料的结合也没有无机非金属材料好, 耐腐蚀性也不强, 在雷点多发区受到苛刻的技术要求和设计要求。因此, 与上述两种材料相比优势化较大的就是无机非金属材料, 这类材料基本都有上述两种材料的优点外还有:材料来源广, 生产工艺简单, 耐热性强, 防火性强, 承载力强, 而且耐候性也十分好。故无机非金属材料在现代建筑中的运用前景也就强于其他两种材料。在建筑保温隔热运用中, 因其多用于建筑维护结构及其外表面, 既能使建筑的保温性能和性能都得到保证。又能对建筑起到保护作用, 使建筑物避免直接暴露于大气环境中。使其免受大气环境中的各种腐蚀和破坏作用。现有的其他保温隔热材料中有岩棉, 人造轻质硅酸盐非连续的絮状纤维材料, 质地松软, 化学稳定性好, 耐酸碱, 弹性好。膨胀蛭石, 有金云母, 黑云母变质而成, 是一种复杂的铁, 镁含水硅酸盐类矿物。是性能良好的建筑绝热材料。硅藻土, 由硅藻的硅质的细胞壁组成的一种生物化学沉积岩。值得松软, 多孔而轻, 易研磨成粉末, 具有吸水性, 不溶于酸, 碱。是建筑工程中常用的轻质、绝热和隔声材料。木纤维, 也称为工程纤维, 是一种天然纤维, 成化学惰性, 无生理毒性, 在建筑保温隔热工程以及在内外墙腻子防水涂料和复层涂料中运用, 能起到防裂、触变、增稠等多种作用。因此对各种粘贴式保温隔热有着重要作用。泡沫玻璃是一石英砂矿粉或碎玻璃为基料, 加入发泡剂、促进剂等添加剂, 经超细粉碎和均匀混合形成配合料, 经融化、发泡、退火而形成的内部充满封闭式气泡的材料。属于无机玻璃之和封闭气孔构成的多孔泡沫类材料。它的密度低、导热系数小、不透湿、吸水率小、不燃烧、不霉变、机械性能高、加工方便、耐化学腐蚀、本身无毒、性能稳定。既是保温材料又是隔热材料, 能适应极冷到较高温度范围等特性, 同时耐久性好、质硬、表面强度高、可切割成型, 施工方便, 可成彩色材料。因此还具有独特的装饰功能。但是气泡的大小、匀称度等都会影响其特有的功能。出现凹格、开裂、表面不平等。介于其优点多, 在无机非金属材料中是很有发展潜能的。

3 无机非金属材料的分类

3.1 半导体材料

半导体是指室温电阻值处于导体 (电阻值约10-4Ωm) 和绝缘体 (≥1010Ωm) 之间的材料, 它已成为当前无线电电子技术、计算机技术和新能源利用技术等高新技术中不可缺少的重要材料。目前大多数半导体材料还是无机半导体材料, 它的大致分类为元素半导体、掺杂半导体、化合物半导体、缺陷半导体。

3.2 高技术晶体材料BGO

BGO是Bi2O3-Ge O2系化合物锗酸铋的总称, 目前往往特指其中的Bi4Ge3O12。这是一种闪铄晶体, 无色透明;当一定能量的电子、γ射线或重带电粒子进入时, 它能发出蓝绿色的荧光, 记录荧光的强度和位置, 就能计算出入射电子等粒子的能量和位置。

3.3 硅酸盐材料

天然硅酸盐和工业硅酸盐材料, 是无机材料中极庞大的一类, 其应用遍及国民经济的一切部门。天然硅酸盐是组成地壳的主要矿物, 其组成、结构都十分复杂。单个阴离子、链状和层状阴离子以及骨架状结构等, 一切天然硅酸盐的基本结构单元是硅氧四面体, 即Si原子在中心, 与位于四面体体顶点的4个氧原子结合;天然硅酸盐一般具有很好的机械强度, 熔点高, 耐热性好;化学稳定性好耐酸碱腐蚀, 除在某些部门直接使用外, 主要用作生产工业硅酸盐的原料。生活中常见的硅酸盐材料包括玻璃、水泥、陶瓷等等。

3.4 精细陶瓷材料

与传统的陶瓷相比, 新型无机非金属材料具有下述特点:材料的组成已远超出硅酸盐范围, 扩大到经高温烧结制成的所有无机材料。材料的制备突破了传统的工艺采用了许多新技术制取高纯、超细的原料, 保持精确的化学组成、严格控制成型和烧结工艺, 以获得精确尺寸、形状, 确定的微观结构和所需优良性能的新材料。制品的形态多样化, 除传统的材料和烧结体外, 还有单晶体、薄膜和纤维等品种。

4 无机非金属材料的优点

4.1 整体性

系统的整体性, 耐腐蚀性和有效性要求。无机非金属材料引起属于固体无机材料, 因此具有很强的整体性。又因为无机非金属材料的物理, 化学性质稳定, 一般不易老化, 风化。故在耐久性和有效性方面也符合要求。

4.2 防火性能

因其本身为无机物, 故属于非燃烧类材料对于一般无机非金属材料来说都能承受0.5H-1.0H高温, 及其本身属于一到三级耐火材料。

4.3 防水性能

因无机非金属材料结构紧密, 如混泥土结构, 具有防水渗透能力, 防雨水和地表渗透性能。

4.4 抗腐蚀

因无机非金属材料的物理性质, 化学性质决定, 具有一定的防腐性, 对生物侵害 (鼠害, 虫害等) 时, 也能保证正常的使用能力。

4.5 耐候性强

适用面广, 不仅适用于寒带, 温带, 而对于热地地区也适用, 还能在潮湿, 干旱等自然条件恶劣的气候中起作用。

5 无机非金属材料的发展

我国防火材料的应用和发展 篇8

关键词：税收；税收公平；税收效率；税制改革

中图分类号：F812.42 文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.1672-3309（x）.2012.09.16 文章编号：1672-3309（2012）09-41-03

税收是市场经济条件下政府组织财政收入的主要手段，一国税制设计应在满足财政收入的前提下，尽量满足税收的公平与效率原则，有效地运用税收的公平和效率原则，协调各项税收之间的关系，可以进一步完善我国税制的设计，从而优化我国的税收体系。

一、公平原则

如何征税对纳税人才是公平的，首先应该界定公平的涵义。一般而言，公平是与价值判断相联系的社会伦理道德范畴，是国家想要达到的社会目标之一。按要素分配是市场经济条件下的分配原则，要素的价格即是该要素获得的报酬，而要素的价格是要素市场供给和需求共同作用的结果。在这种分配原则下，要素所有者在初始禀赋上的差异必然导致分配结果上的差异，因而市场经济条件下不可避免地存在着公平与效率的矛盾。

税收作为国家再分配的基本工具，自然应该体现国家追求社会公平的意图。体现税制设计公平原则的最有说服力的理论是“纳税能力说”，其含义指的是就某一确定的财政总收入，根据纳税能力原则的要求，拥有相同能力的人必须交纳相同的税收，而具有较高能力的人则必须交纳更多一些，前者即称之为横向公平，后者则称之为纵向公平①。无论是横向公平还是纵向公平，这两种原则的运用都要求有一种能对纳税能力进行衡量的数量标准。从理想的角度看，这一标准应能反映每个人从所有可供他选择的机会中得到的全部福利，包括消费、财富的占有和对闲暇的享受等。但这种全面的衡量标准不太现实，征税者与纳税者在纳税能力高低方面存在着信息的不对称，征税者只能通过观察纳税人的行动来大致地确定其能力高低。

税收的公平原则不仅体现在“纳税能力说”中，同时还体现在“受益原则”中。即每个纳税人根据其从公共劳务中得到的受益而相应纳税，谁受益，谁纳税。在该原则下，公平的税制依支出结构的不同而不同。“受益说”仅适用于缴纳的税收直接对应着某项公共物品服务，其应用的范围领域很窄。在市场经济条件下，税收往往并不直接对应某项公共物品，人们缴纳税收的多少也并不必然与其享受到的公共物品成比例，这正是税收三性“无偿性”所隐含的意义。无偿性并非意味着人们纳税是无偿的，从广义上来讲，人们向政府缴纳了税收，同时享受了政府提供的公共产品如国防、司法、教育等服务，因而，税收是人们享受政府提供公共产品的代价。然而税收三性中“无偿性”主要是区别于其他财政收入形式如收费而言的，即政府提供的大部分公共产品具有纯公共品特征，为这种公共品筹资更多是量能纳税的。“受益说”不能处置这一类的公共物品所需要的那部分税收，也无法实现社会公平所要求的再分配目的。

二、效率原则

征税不仅应是公平的，而且应是有效率的。这里的效率包括两层意义：行政效率和经济效率。

税收行政效率是指征税过程本身的效率，它要求税收在征收和缴纳过程中的耗费（征税费用和纳税费用）最小化。税收行政效率是征税最基本、最直接的要求，简化税制、提高税收征管水平等是提高行政效率的有效手段。

税收经济效率是指政府通过征税把数量既定的资源转移给公共部门的过程，应尽量使不同税种对市场经济产生程度不同的扭曲（偏离帕累托最优）而对经济造成福利损失（税收超额负担）最小化和额外收益最大化，它是税收更高层次的效率要求。税收经济效率对税收提出三点要求：一是税收收入应该充分且有弹性，满足国家财政收入的需要；二是税收应该调节市场经济运行，促进资源配置的优化和经济的稳定增长；三是税收应该尽量减少对市场经济运行机制的干扰，使税收的“超额负担”最小，税收制度的设置应该是“中性”的，即税收应该尽量地不影响或不干扰生产者或消费者的行为。税收调节和税收中性是一对矛盾，但是它反映了现实市场经济条件下税收效率的客观要求。税收调节是基于“市场失灵”这一现实，而税收中性则假设市场自身可以使资源的使用处于效率状况。事实上，绝对的税收中性是不可能的，市场对资源的配置存在“失灵现象”，在这种情况下，税收调节是必要而且可行的。

三、税收公平和效率的关系

税收的公平与效率原则是既矛盾又统一的，矛盾性表现在：在具体的税收制度中往往很难兼顾公平与效率。公平原则强调量能负担，而效率原则强调税收应尽量避免对经济产生干扰，实现资源的有效配置和经济的稳定与增长，要实现这一目标，就可能拉开贫富差距，从而破坏公平原则。但从整个经济运行的方面来看，公平原则是实现税收效率原则的前提。只有以达到一定程度的公平原则为前提，才能谈及效率问题。如果不以一定的公平为前提，政府征税就不会为纳税人接受进而影响市场的公平竞争，扭曲经济活动主体的经济行为，当然也就无法提高效率。从另一方面看，效率原则为公平原则的实现提供了动力。效率的提高可以保障公平更好地实现，盲目的平均主义并不是真正意义上的公平，只有在整个经济都很活跃的时候，人们的生活才能提高一个层次，公平程度也就会向前迈进一步。

事实上，公平和效率都是社会主义持续、稳定和协调发展的基本保证，没有效率就没有高水平的公平，而社会的不公平也制约和阻碍着效率的提高。第一，收入差距过大，两极分化，会导致占比重相当大的低收入者有效购买力低，有效需求不足，使生产力发展受到制约；第二，实现高效率的一个重要条件是建立合理的激励机制。如果低收入者通过主观努力和勤奋劳动不能改善自己的处境，便会损害效率，甚至会造成社会的不稳定和动荡。现在，我们一方面应坚持不懈地发挥税收促进经济发展和效率提高的作用，坚持公平税负，鼓励竞争；另一方面，要强化税收在实现社会收入公平分配方面的功能，调整税制结构。

四、我国税制改革体现公平与效率原则

讨论税收的公平与效率必须基于现实的经济发展水平，税收的功能首先是组织财政收入，因而应在满足财政收入的基础上才谈得上公平与效率的问题。最优所得税制的设计其实就是针对以所得税为基础的发达国家如何更好地兼顾公平与效率的问题，而以商品税为主体税种的发展中国家则更应倾向于如何加强商品税的横向公平及税收“中性”，并逐渐过渡到以所得税为主体税种的税制体系。为此，增值税在横向公平及“中性”方面的优势成为世界银行向发展中国家推荐的优质税种。我国1994年税制改革到现在，可以看出在税制的设计方面有很多体现了公平原则与效率原则的有机协调。

（一）增值税转型改变了行业税负不平等的状况

我国自2009年1月1日起，由原来的生产型增值税转型为消费型增值税，意味着购买固定资产的那部分税金可以在税前抵扣，如此就可以大幅度降低上述行业的税负，有利于其进行设备更新改造、进行创新，与其它行业处于平等竞争地位。

（二）增值税扩围的试点

2012年开始，上海在现代服务业和交通运输业领域启动了营业税改征增值税试点， 营业税改征增值税，有利于消除重复征税，增强服务业竞争能力；有利于扶持小微企业发展，带动扩大就业；有利于推动结构调整，促进科技创新。将增值税征收范围覆盖所有的货物和劳务，不仅是与世界通行做法接轨，也是健全有利于科学发展的税收制度的必然选择。一年来的实践表明，“营改增”推动了以服务经济为主的产业结构加快形成，在当前经济下行压力加大的背景下，“营改增”不仅实现了结构性减税，更推动企业加大设备投入、加速拓展市场，有力地推动了“稳增长、调结构”。同时，对个体消费者也有间接利好，财政部财政科学研究所所长贾康指出，市场供应方在原所承受的重复征收的税负去除后，可以放手做专业化的细分，将产品与服务的性价比提升，在让百姓得实惠方面会做得更好。

（三）消费税税目和税率的调整增进消费中的公平性

财政部公布，自2006年4月1日起，我国将对现行消费税的税目、税率及相关政策进行调整。此次消费税政策调整后，将新增高尔夫球及球具、高档手表、游艇、木制一次性筷子、实木地板等税目。增列成品油税目，原汽油、柴油税目作为该税目的两个子目，同时新增石脑油、溶剂油、润滑油、燃料油、航空煤油五个子目②。此次政策调整是1994年税制改革以来消费税最大规模的一次调整，这几年来，停止了对一些生活必需品的征税，同时将奢侈品、高档娱乐性劳务等纳入课税范围并提高其税率，可以有助于在消费领域实现公平。今后对消费税的改革，一方面要调整其征税范围，对那些已成为人们生活必需品的税目，停止征收消费税，而将一些环境污染大的物品列入征税范围；另一方面将价内征税改为价外征税，从而增加税收的透明度，更好地调节消费结构，正确引导消费需求。

（四）统一内外两套企业所得税制，体现税收环境公平

通过统一内外两套企业所得税制，就可以在全国贯彻税收的国民待遇原则，平衡内资、外资企业之间的税收负担，扭转由税收导致的内资企业与外资竞争上的劣势，从而培育出符合市场竞争规则的公平税收环境。

（五）个人所得税中工薪扣除费用标准的提高

工薪扣除大幅度提高1500元，与当前我国经济快速发展、经济实力明显提高的发展趋势相一致，体现了国富民强的发展经济的宗旨。这次个税改革不仅减轻了工薪阶层的纳税负担，加大了个税对高收入者的征收力度，缩小了收入差距，降低了基尼系数，提高了人民的购买力，还促进了经济的发展。个税这次改革将会产生良好的效果，改革不仅体现了税收的公平原则，而且还会对国民经济的发展起到积极的作用。同时，加紧研究和制定综合与分类相结合的适合我国国情的个人所得税制度是税收制度优化的关键一环。要进一步提高工资薪金所得减除费用标准，培育和扩大中产收入阶层；减少税率级次，加强对高收入者的征管，尤其是对财产性、经营性、隐性收入多的高收入阶层的管理。

注释

① 理查德·A·马斯格雷夫、佩吉·B·马斯格雷夫.财政理论与实践[M].中国财政经济出版社，2003.

② 来源于中国税务局网站http：//www.ctax.org.cn/

参考文献：

[1] 安体富、王海勇.公平优先、兼顾效率：税收理念的转变及政策的调整[J].涉外税务，2005，（09）.

[2] 罗腾蛟.税收公平与效率原则在我国税收发展的应用研究[J].企业家天地（理论版），2010，（06）.

[3] 马发骥、王顺安.市场经济下的公平与效率原则[J].税务研究，2005，（08）.