第一篇：基因工程的現(xiàn)狀發(fā)展及展望

基因工程的現(xiàn)狀發(fā)展及展望

課程：食品生物技術(shù) 專業(yè)： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名：

完成時(shí)間：2011 年5月25日

基因工程的現(xiàn)狀發(fā)展及展望

【摘要】從20世紀(jì)70年代初發(fā)展起來的基因工程技術(shù)，經(jīng)過30多年來的進(jìn)步與發(fā)展，已成為生物技術(shù)的核心內(nèi)容。許多科學(xué)家預(yù)言，生物學(xué)將成為21世紀(jì)最重要的學(xué)科，基因工程及相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)將成為21世紀(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一?；蚬こ萄芯亢蛻?yīng)用范圍涉及農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥、能源、環(huán)保等許多領(lǐng)域。

【關(guān)鍵詞】基因工程技術(shù)；生物反應(yīng)器；基因治療

基因工程的發(fā)展史

1860至1870年 奧地利學(xué)者孟德爾根據(jù)豌豆雜交實(shí)驗(yàn)提出遺傳因子概念，并總結(jié)出孟德爾遺傳定律。

1909年 丹麥植物學(xué)家和遺傳學(xué)家約翰遜首次提出“基因”這一名詞，用以表達(dá)孟德爾的遺傳因子概念。

1944年 3位美國科學(xué)家分離出細(xì)菌的DNA（脫氧核糖核酸），并發(fā)現(xiàn)DNA是攜帶生命遺傳物質(zhì)的分子。

1953年 美國人沃森和英國人克里克通過實(shí)驗(yàn)提出了DNA分子的雙螺旋模型。

1969年 科學(xué)家成功分離出第一個(gè)基因。

1990年10月 被譽(yù)為生命科學(xué)“阿波羅登月計(jì)劃”的國際人類基因組計(jì)劃啟動(dòng)。

1998年 一批科學(xué)家在美國羅克威爾組建塞萊拉遺傳公司，與國際人類基因組計(jì)劃展開競爭。

1998年12月 一種小線蟲完整基因組序列的測定工作宣告完成，這是科學(xué)家第一次繪出多細(xì)胞動(dòng)物的基因組圖譜。

1999年9月 中國獲準(zhǔn)加入人類基因組計(jì)劃，負(fù)責(zé)測定人類基因組全部序列的1%。中國是繼美、英、日、德、法之后第6個(gè)國際人類基因組計(jì)劃參與國，也是參與這一計(jì)劃的惟一發(fā)展中國家。

1999年12月1日 國際人類基因組計(jì)劃聯(lián)合研究小組宣布，完整破譯出人體第22對染色體的遺傳密碼，這是人類首次成功地完成人體染色體完整基因序列的測定。

2000年4月6日 美國塞萊拉公司宣布破譯出一名實(shí)驗(yàn)者的完整遺傳密碼，但遭到不少科學(xué)家的質(zhì)疑。

2000年4月底 中國科學(xué)家按照國際人類基因組計(jì)劃的部署，完成了1%人類基因組的工作框架圖。

2000年5月8日 德、日等國科學(xué)家宣布，已基本完成了人體第21對染色體的測序工作。

2000年6月26日 科學(xué)家公布人類基因組工作草圖，標(biāo)志著人類在解讀自身“生命之書”的路上邁出了重要一步。

2000年12月14日 美英等國科學(xué)家宣布繪出擬南芥基因組的完整圖譜，這是人類首次全部破譯出一種植物的基因序列。

2001年2月12日 中、美、日、德、法、英6國科學(xué)家和美國塞萊拉公司聯(lián)合公布人類基因組圖譜及初步分析結(jié)果。

科學(xué)家首次公布人類基因組草圖“基因信息”。

一、基因工程應(yīng)用于植物方面

農(nóng)業(yè)領(lǐng)域是目前轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域之一。農(nóng)作物生物技術(shù)的目的是提高作物產(chǎn)量，改善品質(zhì)，增強(qiáng)作物抗逆性、抗病蟲害的能力?；蚬こ淘谶@些領(lǐng)域已取得了令人矚目的成就。

由于植物病毒分子生物學(xué)的發(fā)展，植物抗病基因工程也也已全面展開。自從發(fā)現(xiàn)煙草花葉病毒(TMV)的外殼蛋白基因?qū)霟煵葜?，在轉(zhuǎn)基因植株上明顯延遲發(fā)病時(shí)間或減輕病害的癥狀，通過導(dǎo)入植物病毒外殼蛋白來提高植物抗病毒的能力，已用多種植物病毒進(jìn)行了試驗(yàn)。在利用基因工程手段增強(qiáng)植物對細(xì)菌和真菌病的抗性方面，也已取得很大進(jìn)展。植物對逆境的抗性一直是植物生物學(xué)家關(guān)心的問題。由于植物生理學(xué)家、遺傳學(xué)家和分子生物學(xué)家協(xié)同作戰(zhàn)，耐澇、耐鹽堿、耐旱和耐冷的轉(zhuǎn)基因作物新品種(系)也已獲得成功。植物的抗寒性對其生長發(fā)育尤為重要?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)極地的魚體內(nèi)有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增長，從而免受低溫的凍害并正常地生活在寒冷的極地中。將這種抗凍蛋白基因從魚基因組中分離出來，導(dǎo)入植物體可獲得轉(zhuǎn)基因植物，目前這種基因已被轉(zhuǎn)入番茄和黃瓜中。隨著生活水平的提高，人們越來越關(guān)注口味、口感、營養(yǎng)成分、欣賞價(jià)值等品質(zhì)性狀。實(shí)踐證明，利用基因工程可以有效地改善植物的品質(zhì)，而且越來越多的基因工程植物進(jìn)入了商品化生產(chǎn)領(lǐng)域，近幾年利用基因工程改良作物品質(zhì)也取得了

不少進(jìn)展，如美國國際植物研究所的科學(xué)家們從大豆中獲取蛋白質(zhì)合成基因，成功地導(dǎo)入到馬鈴薯中，培育出高蛋白馬鈴薯品種，其蛋白質(zhì)含量接近大豆，大大提高了營養(yǎng)價(jià)值，得到了農(nóng)場主及消費(fèi)者的普遍歡迎。在花色、花香、花姿等性狀的改良上也作了大量的研究。1

二、基因工程應(yīng)用于醫(yī)藥方面

目前，以基因工程藥物為主導(dǎo)的基因工程應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已成為全球發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)之一，發(fā)展前景非常廣闊?；蚬こ趟幬镏饕?xì)胞因子、抗體、疫苗、激素和寡核甘酸藥物等。它們對預(yù)防人類的腫瘤、心血管疾病、遺傳病、糖尿病、包括艾滋病在內(nèi)的各種傳染病、類風(fēng)濕疾病等有重要作用。在很多領(lǐng)域特別是疑難病癥上，基因工程工程藥物起到了傳統(tǒng)化學(xué)藥物難以達(dá)到的作用。我們最為熟悉的干擾素(IFN)就是一類利用基因工程技術(shù)研制成的多功能細(xì)胞因子，在臨床上已用于治療白血病、乙肝、丙肝、多發(fā)性硬化癥和類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等多種疾病。

目前，應(yīng)用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中試，并進(jìn)入臨床驗(yàn)證階段；專門用于治療腫瘤的“腫瘤基因?qū)棥币矊⒃诓痪猛瓿裳兄?，它可有目的地尋找并殺死腫瘤，將使癌癥的治愈成為可能。由中國、美國、德國三國科學(xué)家及中外六家研究機(jī)構(gòu)參與研制的專門用于治療乙肝、慢遷肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的體細(xì)胞基因生物注射劑，最終解決了從剪切、分離到吞食肝細(xì)胞內(nèi)肝炎病毒，修復(fù)、促進(jìn)肝細(xì)胞再生的全過程。經(jīng)4年臨床試驗(yàn)已在全國面向肝炎患者。此項(xiàng)基因?qū)W研究成果在國際治肝領(lǐng)域中，是繼干擾素等藥物之后的一項(xiàng)具有革命性轉(zhuǎn)變的重大醫(yī)學(xué)成果。

三、基因工程應(yīng)用于環(huán)保方面

工業(yè)發(fā)展以及其它人為因素造成的環(huán)境污染已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了自然界微生物的凈化能力，已成為人們十分關(guān)注的問題?；蚬こ碳夹g(shù)可提高微生物凈化環(huán)境的能力。美國利用DNA重組技術(shù)把降解芳烴、萜烴、多環(huán)芳烴、脂肪烴的4種菌體基因鏈接，轉(zhuǎn)移到某一菌體中構(gòu)建出可同時(shí)降解4種有機(jī)物的“超級(jí)細(xì)菌”，用之清除石油污染，在數(shù)小時(shí)內(nèi)可將水上浮油中的2/3烴類降解完，而天然菌株需1年之久。也有人把Bt蛋白基因、球形芽孢桿菌、且表達(dá)成功。它能釘死蚊蟲與害蟲，而對人畜無害，不污染環(huán)境?，F(xiàn)已開發(fā)出的基因工程菌有凈化農(nóng)藥的DDT的細(xì)菌、降解水中的染料、環(huán)境中有機(jī)氯苯類和氯酚類、多氯聯(lián)苯的工程菌、降解土壤中的TNT炸藥的工程菌及用于吸附無機(jī)有毒化合物(鉛、汞、鎘等)的基因 1

工程菌及植物等。90年代后期問世的DNA改組技術(shù)可以創(chuàng)新基因，并賦予表達(dá)產(chǎn)物以新的功能，創(chuàng)造出全新的微生物，如可將降解某一污染物的不同細(xì)菌的基因通過PCR技術(shù)全部克隆出來，再利用基因重組技術(shù)在體外加工重組，最后導(dǎo)入合適的載體，就有可能產(chǎn)生一種或幾種具有非凡降解能力的超級(jí)菌株，從而大大地提高降解效率。2

四、分子進(jìn)化工程的研究

分子進(jìn)化工程是繼蛋白質(zhì)工程之后的第三代基因工程。它通過在試管里對以核酸為主的多分子體系施以選擇的壓力，模擬自然中生物進(jìn)化歷程，以達(dá)到創(chuàng)造新基因、新蛋白質(zhì)的目的。

這需要三個(gè)步驟，即擴(kuò)增、突變、和選擇。擴(kuò)增是使所提取的遺傳信息DNA片段分子獲得大量的拷貝；突變是在基因水平上施加壓力，使DNA片段上的堿基發(fā)生變異，這種變異為選擇和進(jìn)化提供原料；選擇是在表型水平上通過適者生存，不適者淘汰的方式固定變異。這三個(gè)過程緊密相連缺一不可。

現(xiàn)在，科學(xué)家已應(yīng)用此方法，通過試管里的定向進(jìn)化，獲得了能抑制凝血酶活性的DNA分子，這類DNA具有抗凝血作用，它有可能代替溶解血栓的蛋白質(zhì)藥物，來治療心肌梗塞、腦血栓等疾病。

3五、前景展望

由于基因工程運(yùn)用DNA分子重組技術(shù)，能夠按照人們預(yù)先的設(shè)計(jì)創(chuàng)造出許多新的遺傳結(jié)合體，具有新奇遺傳性狀的新型產(chǎn)物，增強(qiáng)了人們改造動(dòng)植物的主觀能動(dòng)性、預(yù)見性。而且在人類疾病的診斷、治療等方面具有革命性的推動(dòng)作用，對人口素質(zhì)、環(huán)境保護(hù)等作出具大貢獻(xiàn)。所以，各國政府及一些大公司都十分重視基因工程技術(shù)的研究與開發(fā)應(yīng)用，搶奪這一高科技制高點(diǎn)。其應(yīng)用前景十分廣闊。我國基因工程技術(shù)尚落后于發(fā)達(dá)國家，更應(yīng)當(dāng)加速發(fā)展，切不可坐失良機(jī)。但是，任何科學(xué)技術(shù)都是一把“雙刃劍”，在給人類帶來利益的同時(shí)，也會(huì)給人類帶來一定的災(zāi)難。比如基因藥物，它不僅能根治遺傳性疾病、惡性腫瘤、心腦血管疾病等，甚至人的智力、體魄、性格、外表等亦可隨意加以改造；還有，克隆技術(shù)如果不加限制，任其自由發(fā)展，最終有可能導(dǎo)致人類的毀滅。還有，盡管目前的轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物還未發(fā)現(xiàn)對人類有什么危害，但不等于說轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物就是十分安全的，畢竟這些東西還是新生事物，需要實(shí)踐慢慢地檢驗(yàn)。轉(zhuǎn)基因生物和常規(guī)繁殖生長的品種一樣，是在原有品種的基礎(chǔ)上對其部分性狀進(jìn)行修飾或增加新 2

3性狀，或消除原來的不利性狀，但常規(guī)育種是通過自然選擇，而且是近緣雜交，適者生存下來，不適者被淘汰掉。而轉(zhuǎn)基因生物遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了近緣的范圍，人們對可能出現(xiàn)的新組合、新性狀會(huì)不會(huì)影響人類健康和環(huán)境，還缺乏知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，按目前的科學(xué)水平還不能完全精確地預(yù)測。所以，我們要在抓住機(jī)遇，大力發(fā)展基因工程技術(shù)的同時(shí)，需要嚴(yán)格管理，充分重視轉(zhuǎn)基因生物的安全性。

六、基因工程技術(shù)的發(fā)展方向

1、開發(fā)針對神經(jīng)系統(tǒng)、腫瘤、心血管系統(tǒng)、艾滋病及免疫缺陷等重大疾病的多肽、蛋白質(zhì)和核酸等新生物技術(shù)產(chǎn)品；

2、選擇一批市場前景好的生物技術(shù)產(chǎn)品及疫苗、診斷用單克隆抗體，開發(fā)重點(diǎn)是乙肝基因疫苗與單克隆抗體診斷試劑等；

3、開發(fā)靶向藥物主要是開發(fā)抗腫瘤藥物。目前治療腫瘤藥物確實(shí)存在一個(gè)所謂“敵我不分”的問題。在殺死癌細(xì)胞的同時(shí)，也殺死正常細(xì)胞。導(dǎo)向治療就是針對這個(gè)問題提出來。所謂導(dǎo)向治療就是利用抗體尋找靶標(biāo)，如導(dǎo)彈的導(dǎo)航器，把藥物準(zhǔn)確引入病灶，而不傷及其他組織和細(xì)胞；

4、人源化的單克隆抗體的研究開發(fā)?？贵w可以對抗各種病原體，亦可作為導(dǎo)向器，但目前的單克隆抗體，多為鼠源抗體，其本身也被異種生物體視為抗原，當(dāng)被注入人體后會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生抗體（抗抗體）或激發(fā)免疫反應(yīng)。目前國外已研究噬菌體抗體技術(shù)，嵌合抗體技術(shù)，基因工程抗體技術(shù)以解決人源化抗體問題；

5、血液替代品的研究與開發(fā)仍然占重要地位。血液制品是采用大批混合的人體血漿制成的，由于人血難免被各種病原體所污染，如艾滋病病毒及乙肝病毒等，通過輸血而使接受輸血的人感染艾滋病或乙型肝炎的案例時(shí)有發(fā)生，因此利用基因工程開發(fā)血液替代品引人注目。4

六、我國的生物技術(shù)前景

今天，人們借助于所謂的DNA切片已能同時(shí)研究上百個(gè)遺傳基質(zhì)?；虻难芯窟_(dá)到了這樣一個(gè)發(fā)展高度，幾年后，隨著對人類遺傳物質(zhì)分析的結(jié)束，人們開始集中所有的手段對人的其他部分遺傳物質(zhì)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行有系統(tǒng)地研究。但是，生物學(xué)的發(fā)展也有其消極的一面：它容易為種族主義提供新的遺傳學(xué)方面的依據(jù)對新的遺傳學(xué)持批評(píng)態(tài)度的人總喜歡描繪出一幅可怕的景象：沒完沒了的測試、操縱和克隆、毫無感情的士兵、基因很完美的工廠工人……遺傳密碼使基因 4

研究人員能深入到人們的內(nèi)心深處，并給他們提供了操縱生命的工具。然而他們是否能使遺傳學(xué)朝好的研究方向發(fā)展還完全不能預(yù)料。

改革開放以來，我國相繼開展了分子遺傳學(xué)、基因工程、細(xì)胞融合、酶工程等新學(xué)科新技術(shù)的研究，現(xiàn)代生物技術(shù)得到快速發(fā)展，并在農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模。進(jìn)入新世紀(jì)以來，隨著人類和其它物種基因研究的不斷深入，信息技術(shù)、新材料技術(shù)等其它新興學(xué)科和技術(shù)的交叉和滲透，生物芯片、生物信息、組織工程、干細(xì)胞研究等一系列新興領(lǐng)域和技術(shù)不斷涌現(xiàn)，生物技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新階段。生物技術(shù)為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。

醫(yī)藥生物技術(shù)為提高人民平均壽命和健康水平發(fā)揮了重要作用。中國人均壽命從1949年的35歲增長到1996年的70．8歲左右，生物技術(shù)功不可沒。近年來，中國醫(yī)藥生物技術(shù)發(fā)展明顯加快。進(jìn)入臨床研究的生物醫(yī)藥已達(dá)150多個(gè)，有基因工程干擾素等21種生物技術(shù)藥物投入生產(chǎn)，生物醫(yī)藥制品2000年銷售額已達(dá)200多億元，14年增長了近百倍。

農(nóng)業(yè)生物技術(shù)成就顯著，為提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，增加農(nóng)民收入作出了重要貢獻(xiàn)。我國首創(chuàng)的雜交水稻已推廣到20多個(gè)國家，累計(jì)增產(chǎn)糧食3500多億公斤，國際權(quán)威雜志《SCIENCE》撰文認(rèn)為，中國的雜交水稻填滿了亞洲人的飯碗。在此基礎(chǔ)上，中國超級(jí)雜交水稻研究又取得新的突破，每公頃產(chǎn)量突破了12噸，國際上提出的超級(jí)稻指標(biāo)首先在中國實(shí)現(xiàn)。我國是世界上第二個(gè)在轉(zhuǎn)基因抗蟲棉有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國家，2002年種植面積占棉花面積的40％，5年來累計(jì)為農(nóng)民增收50多億元。

在能源、環(huán)境、工業(yè)生物技術(shù)方面取得明顯進(jìn)展，在利用生物技術(shù)開發(fā)可再生清潔能源方面更是成就顯著。利用玉米等糧食生產(chǎn)燃料酒精的技術(shù)在河南、黑龍江已分別具備數(shù)十噸的年生產(chǎn)能力，乙醇汽油已在部分地區(qū)推廣試用；日產(chǎn)量20余噸的生物柴油生產(chǎn)企業(yè)2002年已在四川問世，填補(bǔ)了我國生物柴油工業(yè)化生產(chǎn)的空白。我國在世界上首次完成了生物制氫中試研究。

生物技術(shù)基礎(chǔ)研究方面不斷取得突破，為生物技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化奠定了良好基礎(chǔ)。中國作為惟一的發(fā)展中國家成員參與國際人類基因組計(jì)劃，完成了1％的測序工作；中國科學(xué)家獨(dú)立完成了雜交水稻父本9311（秈稻）的基因組測序草圖；在國際上首次定位和克隆了神經(jīng)性高頻耳聾基因、乳光牙本質(zhì)Ⅱ型、汗孔角化癥等遺傳病的致病基因。

生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，初具規(guī)模。經(jīng)過近20年的發(fā)展，中國的生物技術(shù)與產(chǎn)業(yè)已開始從跟蹤仿制到自主創(chuàng)新的轉(zhuǎn)變。中國涉及現(xiàn)代生物技術(shù)的企業(yè)約500家，從業(yè)人員超過5萬人，其中涉及醫(yī)藥生物技術(shù)的企業(yè)300多家。北京、上海、廣州、深圳等地已建立了20多個(gè)生物技術(shù)園區(qū)，目前已培育了一大批新企業(yè)，在中國生物技術(shù)發(fā)展中起著龍頭的帶動(dòng)作用。

【參考文獻(xiàn)】[1]樓士林，楊盛昌，龍敏南，等.基因工程[M].北京：科學(xué)出版社，2002.[2]李慶軍，董艷桐，施冰.植物抗蟲基因的研究進(jìn)展[J].林業(yè)科技，2002，27(2)：22 26.[3]中國生物工程雜志, Progress In Biotechnology, 編輯部郵箱 1982年

02期

[4] Bernhard J.Ralph, 朱金貴.生物工藝學(xué)當(dāng)前發(fā)展水平[J].世界科學(xué), 1980,(03)

第二篇：北京市建筑節(jié)能發(fā)展現(xiàn)狀和展望

北京市建筑節(jié)能發(fā)展現(xiàn)狀和展望

北京市建筑節(jié)能發(fā)展現(xiàn)狀和展望 北京市建筑節(jié)能發(fā)展現(xiàn)狀和展望 □ 北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)科學(xué)技術(shù)研究所/北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì) 田昕 徐俊芳 李楠 邱樣娥 摘要：從北京市建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)指標(biāo)，綠色建筑發(fā)展和節(jié)能率，既有建筑改造效果，供熱方式轉(zhuǎn)變和能耗，住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和節(jié)能量、可再生能源建筑應(yīng)用，公共建筑節(jié)能效果等方面對建筑節(jié)能現(xiàn)狀進(jìn)行分析總結(jié)，建筑節(jié)能取得了重大進(jìn)展和突破，但是還存在一些問題。面對機(jī)遇和挑戰(zhàn)，提出北京市繼續(xù)推進(jìn)建筑節(jié)能的主要建議和“十三五”時(shí)期的發(fā)展目標(biāo)。關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展目標(biāo)

一、前 言 隨著北京城市化步伐加快和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，城市建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，建筑能耗占全市能源消耗的比重也在逐年上升，2014年底，全市城鎮(zhèn)民用建筑總面積達(dá)到77059萬平方米，民用建筑總能耗達(dá)到3114萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤[1]，占全市能源消費(fèi)總量的45.6%，建筑節(jié)能工作的重要性日益凸顯。建筑節(jié)能已經(jīng)成為建設(shè)綠色低碳生態(tài)家園，改善城市環(huán)境和人民生活品質(zhì)的重要抓手。

二、發(fā)展現(xiàn)狀 “十二五”時(shí)期，北京市建筑節(jié)能工作取得了重大進(jìn)展和突破，為完成全市節(jié)能減排目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)“四個(gè)中心”首都戰(zhàn)略定位，建設(shè)和諧宜居之都，推進(jìn)京津冀協(xié)同發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。具體工作體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）新建民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提升 圖1 北京市民用建筑發(fā)展?fàn)顩r 北京市2013年1月1日起在全國率先實(shí)施節(jié)能75%的居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，新版的居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，整理明確了冷熱源設(shè)備的效率或能效限值要求，并對居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的各項(xiàng)指標(biāo)提出了具體的要求。執(zhí)行新的標(biāo)準(zhǔn)后，居住建筑采暖耗熱量指標(biāo)由原來的14.65 W/m2降至10.5 W/m2[2]。2015年11月1日起實(shí)施了新版的公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，提高了對圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能、采暖空調(diào)設(shè)備和照明設(shè)備能效的要求，全年采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)和照明的總能耗減少約20～23%[3]。新建成節(jié)能居住建筑面積9500萬平方米，新建成節(jié)能公共建筑7500萬平方米。節(jié)能建筑占比由2009年的55.18%提高至2015年的74.4%。

（二）綠色建筑持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展 2013年6月1日起新建民用建筑在國內(nèi)率先全面執(zhí)行綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)。累計(jì)通過綠色建筑施工審查項(xiàng)目1884項(xiàng)，總建筑面積達(dá)9065萬平方米；累計(jì)通過綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)認(rèn)證項(xiàng)目146項(xiàng)，其中設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)128項(xiàng)，運(yùn)行標(biāo)識(shí)18項(xiàng)，建筑面積共計(jì)1663.25萬平方米，項(xiàng)目數(shù)量和質(zhì)量均居全國前列?！笆濉睍r(shí)期末，北京市綠色建筑面積總和達(dá)9987萬平方米，相當(dāng)于現(xiàn)有民用建筑總量的12.5%。其中，獲得綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)的項(xiàng)目中一星級(jí)項(xiàng)目19項(xiàng)，二星級(jí)項(xiàng)目52項(xiàng)、三星級(jí)項(xiàng)目75項(xiàng)，二星級(jí)及以上項(xiàng)目數(shù)占比87%，面積占比90.8%；公共建筑項(xiàng)目93項(xiàng)（建筑面積863.38萬平方米），住宅項(xiàng)目52項(xiàng)（建筑面積798.48萬平方米），工業(yè)建筑1項(xiàng)（建筑面積1.40萬平方米）；既有建筑改造項(xiàng)目共8項(xiàng)，均為公共建筑，總建筑面積73.25萬平方米，占全部標(biāo)識(shí)項(xiàng)目總數(shù)的5.5%，面積比例4.4%，與既有建筑的存量相比，既有建筑綠色化改造工作才剛開始。根據(jù)北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)科技促進(jìn)中心的研究課題《北京市“十三五”期間綠色建筑行動(dòng)路線圖》調(diào)研結(jié)果如表1所示： 表1 北京市綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)項(xiàng)目節(jié)能率類型公共建筑居住建筑星級(jí)★★★★★★★★★★★★單位面積能耗kWh/(m2·a)113.67 95.72 79 68.35 59.17 32.59節(jié)能率% 54.06 58.68 63.79 66.43 66.06 70.07

（三）既有建筑節(jié)能改造成效顯著 “十二五”期間，共完成6257萬平方米既有民用建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造；其中既有居住建筑改造5657萬平方米，惠及200多萬居民，小區(qū)環(huán)境和室內(nèi)舒適度明顯提高；既有公共建筑改造600萬平方米；在北京地區(qū)，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失約占全部熱損失的77%（其中外墻25%，窗戶24%，樓梯間隔墻11%，屋面9%，陽臺(tái)門下部3%，地面2%），通過計(jì)算，既有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造的節(jié)能量為10.1 kgce/m2，共形成63.2萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤的年節(jié)能量。完成大型公共建筑低成本節(jié)能改造1950萬平方米，每年完成情況見圖2。在農(nóng)村建筑節(jié)能改造的實(shí)施中，提出標(biāo)準(zhǔn)化要求“進(jìn)行農(nóng)宅新建翻建、綜合改造的農(nóng)民住宅必須達(dá)到北京市農(nóng)民住宅抗震節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)；綜合改造的外墻傳熱系數(shù)K值不大于0.45W/(m2·K)；外窗傳熱系數(shù)K值不大于2.7W/(m2·K)?！蓖瓿赊r(nóng)民住宅新建翻建、抗震節(jié)能綜合改造和節(jié)能單項(xiàng)改造共計(jì)53.57萬戶，每年完成情況見圖3，改造后的農(nóng)宅冬季室內(nèi)溫度提高了4～6℃，節(jié)約燃煤30%以上；夏季室內(nèi)明顯感覺涼爽，室內(nèi)溫度也比室外溫度低5～6℃。圖2 “十二五”期間城鎮(zhèn)既有民用建筑節(jié)能改造情況 圖3 “十二五”期間農(nóng)村住宅節(jié)能改造狀況

（四）供熱系統(tǒng)節(jié)能改造穩(wěn)步推進(jìn) “十二五”期間，北京市供熱能源結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，其中城市熱力網(wǎng)供熱占全市供熱面積的比例達(dá)到25.1%，燃?xì)夤幔ê趻觳膳癄t）占54.9%，燃煤供熱占18.7%，新能源和可再生能源供熱占1.5%，燃油供熱占0.4%；城市熱力網(wǎng)、清潔能源、新能源和可再生能源供熱面積的比例已達(dá)81.0%；燃煤供熱面積從2009年的31%下降到2014年的18.7%；基本形成了以城市熱力網(wǎng)、燃?xì)夤?、燃煤供熱為主?dǎo)，多種能源、多種供熱方式相結(jié)合的供熱局面，見表2。表2 2014年和2009年全市供熱方式和能耗統(tǒng)計(jì)表2014年2009年供熱方式面積比例單位面積能耗(kgce/m2)供熱方式面積比例單位面積能耗(kgce/m2)城市熱力網(wǎng)25.1% 12.97 23% 15.62燃?xì)夤?含壁掛采暖爐)54.9% 12.50 43.5% 13.24燃煤供熱18.7% 18.9 31% 21燃油供熱0.4% 14.57 / /新能源和可再生能源供熱1.5% / / /合計(jì)100% / /平均單位面積采暖能耗（kgce/m2）/ 13.9 / 16.49

（五）住宅產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用工作全面展開 北京市率先出臺(tái)了支持推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化的相關(guān)政策，開展試點(diǎn)示范工程建設(shè)，發(fā)布實(shí)施了相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，形成了裝配式住宅發(fā)展技術(shù)路徑，培育了一批從事住宅產(chǎn)業(yè)化研發(fā)、設(shè)計(jì)、部品生產(chǎn)和施工的企業(yè)，2014年北京市被列入“國家住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化綜合試點(diǎn)城市”，在政府主導(dǎo)的保障性安居工程中大力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化，實(shí)現(xiàn)保障性住房產(chǎn)業(yè)化100%全覆蓋。截至2015年底，實(shí)施和納入實(shí)施產(chǎn)業(yè)化計(jì)劃的居住建筑累計(jì)達(dá)到1800萬平方米。根據(jù)“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化住宅技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量檢測與控制研究-裝配整體式剪力墻住宅結(jié)構(gòu)體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究”課題研究成果，傳統(tǒng)住宅和產(chǎn)業(yè)化住宅能源消耗對比見表3。表3 傳統(tǒng)住宅與產(chǎn)業(yè)化住宅施工能耗消耗對比項(xiàng)目傳統(tǒng)住宅產(chǎn)業(yè)化住宅節(jié)省量節(jié)能率耗電量（kWh/m2）7.294.302.9941.02%耗油量（MJ/m2）15.787.608.1851.84%耗煤量（kg/m2）01.19-1.19-100.00%折合標(biāo)準(zhǔn)煤（kgce/m2）3.482.850.6318.10%

（六）可再生能源建筑一體化應(yīng)用大幅推進(jìn) 自2006年至2016年，全市共有29個(gè)項(xiàng)目獲批國家級(jí)可再生能源建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目，累計(jì)示范面積227萬平方米。2009-2012年，獲批國家級(jí)太陽能光電建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目30項(xiàng)，獲批裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)29092 kWp，項(xiàng)目類型包括建材型、構(gòu)件型、支架型，應(yīng)用范圍涉及商城、教學(xué)樓、辦公樓、體育館、住宅、廠房等多方面?！笆濉逼谀?，可再生能源建筑應(yīng)用面積比例達(dá)到13.8%。根據(jù)住建部科技發(fā)展促進(jìn)中心對國家既有可再生能源建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目檢測數(shù)據(jù)（400多個(gè)樣本量）分析結(jié)果，各技術(shù)類型的年平均節(jié)能量如表4所示。至2014年底，全市可再生能源建筑應(yīng)用常規(guī)能源總替代量約為70萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占2014年建筑能耗總量的2.2%。表4 可再生能源建筑應(yīng)用技術(shù)類型年節(jié)能水平技術(shù)類型太陽能光熱系統(tǒng)(每平米建筑面積)太陽能光伏發(fā)電地源熱泵(每平米建筑面積)累計(jì)建筑應(yīng)用面積6500萬m220萬kW 4600萬m2平均常規(guī)能源替代量3.9(kgce/m2●年)0.316(kgce/W●年)8.7(kgce/m2●年)

（七）公共建筑能耗限額管理初見成效 2013年開始，北京市開展了全市3000平方米以上公共建筑的電耗限額管理工作。工作開展至今，公共建筑用電下降4.7億度，相當(dāng)于20萬余戶家庭一年的用電量，公共建筑能耗限額管理工作初見成效。對北京市電耗限額管理平臺(tái)中各類公共建筑單位面積電耗進(jìn)行分析，結(jié)果如表5所示?！笆濉逼陂g，大多類公共建筑單位面積電耗經(jīng)歷了先增后降的趨勢，單位面積公共建筑電耗強(qiáng)度得到了有效控制。圖4 大型公共建筑不同分類單位面積電耗 圖5 普通公共建筑不同分類單位面積電耗

二、存在的問題 隨著節(jié)能法律法規(guī)、資金激勵(lì)政策的完善和節(jié)能工作的開展，節(jié)能民用建筑比例和建筑能效水平大幅提升，各項(xiàng)工作邁上新臺(tái)階，但是還存在很多問題，主要體現(xiàn)為以下三點(diǎn)：

（一）民用建筑節(jié)能管理的法律效力待提升 法律法規(guī)是保障建筑節(jié)能工作高效推進(jìn)的基礎(chǔ)。北京市當(dāng)前在民用建筑節(jié)能領(lǐng)域最具有執(zhí)行效力的文件是以政府令頒布的《北京市民用建筑節(jié)能管理辦法》，在民用建筑節(jié)能工作中發(fā)揮了積極的指導(dǎo)和約束作用。但是，就法律效力方面，還不能滿足新形勢下民用建筑節(jié)能發(fā)展的需求，亟待立法將其意志上升為地方性法規(guī)，強(qiáng)化法律執(zhí)行效力，保障民用建筑節(jié)能蓬勃有序發(fā)展，使之成為社會(huì)普遍遵循的行為準(zhǔn)則。

（二）民用建筑實(shí)際采暖能耗和設(shè)計(jì)值相差很大 由于建筑運(yùn)行實(shí)際能耗和建筑的施工質(zhì)量、建筑運(yùn)行方式密切相關(guān)，導(dǎo)致按照高標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)的建筑并不能在運(yùn)行過程中體現(xiàn)出節(jié)能優(yōu)勢，提高建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)不一定就能降低實(shí)際的采暖運(yùn)行能耗。本文對179棟建筑在2014/2015年采暖季建筑的采暖耗熱量進(jìn)行了分析，包括非節(jié)能居住建筑、節(jié)能改造后既有非節(jié)能居住建筑、節(jié)能50%的二步節(jié)能居住建筑、節(jié)能65%的三步節(jié)能居住建筑和公共建筑，每平米建筑面積采暖的實(shí)際耗熱量見圖6，這幾類民用建筑的實(shí)際采暖耗熱量沒有明顯差別。圖6 不同類型建筑單位面積耗熱量

（三）建筑信息化管理水平有待進(jìn)一步提高 建筑能耗與能源消費(fèi)的統(tǒng)計(jì)口徑不完全一致，且民用建筑能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表由用能單位自行填報(bào)，缺少數(shù)據(jù)核實(shí)，難以保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。多個(gè)部門分別建立的多個(gè)建筑能耗數(shù)據(jù)平臺(tái)仍是一個(gè)個(gè)信息孤島，數(shù)據(jù)平臺(tái)之間的監(jiān)測覆蓋范圍重復(fù)和遺漏同時(shí)存在，未能有效銜接；監(jiān)測的能耗種類不全面，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)支持。針對各平臺(tái)數(shù)據(jù)的研究工作不夠深入和細(xì)致，未能充分發(fā)揮數(shù)據(jù)對建筑節(jié)能相關(guān)政策措施的支撐作用。

三、面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn) “十三五”時(shí)期，北京市落實(shí)“四個(gè)中心”的城市戰(zhàn)略定位，建設(shè)國際一流的和諧宜居之都，有序疏解非首都功能，大力推進(jìn)京津冀協(xié)同發(fā)展和產(chǎn)業(yè)對接協(xié)作，將有效遏制北京市人口和建筑總量的快速增長，促進(jìn)區(qū)域能源綜合利用，共享建筑節(jié)能先進(jìn)技術(shù)和優(yōu)勢資源，拓展建筑節(jié)能發(fā)展空間。北京市建筑節(jié)能工作力度不斷加大，民用建筑單位面積采暖能耗逐步下降；供熱能源結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，天然氣占比持續(xù)增加；新能源和可再生能源得到廣泛應(yīng)用。隨著建筑面積的增加和人民生活消費(fèi)水平的提高，民用建筑能耗總量依然保持增長，電耗在民用建筑總能耗中所占的比例逐步上升。預(yù)計(jì)“十三五”期間，居住建筑單位面積電耗強(qiáng)度增速將由“十二五”時(shí)期的17.9%降低至8.4%，公共建筑單位面積電耗強(qiáng)度得到有效控制。表5 城鎮(zhèn)民用建筑總面積和能耗狀況建筑類型年代總面積(萬m2)電耗強(qiáng)度（kWh/m2）（電+采暖）能耗強(qiáng)度（kgce/m2）2004年15870 61.75 38.52 2009年23266 84.7 40.79 2014年31623 103.8 43.69 2020年40028 102.18 42.53公共建筑居住建筑2004年26899 25.3 46.1 2009年37325 26.3 42.79 2014年48946 31.0 44.9 2020年60042 33.62 46.83

四、展望 北京市承諾2020年碳排放總量達(dá)峰，實(shí)施能源消費(fèi)總量和強(qiáng)度雙控勢在必行。針對目前建筑節(jié)能工作存在的主要問題，提出以下幾方面建議：

（一）健全政策法規(guī)體系 在認(rèn)真貫徹《北京市民用建筑節(jié)能管理辦法》（北京市人民政府第256號(hào)令）的同時(shí)，總結(jié)其實(shí)施過程中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，積極推進(jìn)制定北京市建筑節(jié)能和綠色建筑發(fā)展的地方性法規(guī)，切實(shí)將建筑節(jié)能工作全面納入法治化軌道，強(qiáng)化法律的剛性約束力，更好地發(fā)揮立法的引領(lǐng)和推動(dòng)作用。

（二）加強(qiáng)建筑運(yùn)行精細(xì)化管理水平通過整合建筑及能耗數(shù)據(jù)資源，構(gòu)建全市民用建筑用能信息管理服務(wù)平臺(tái)，強(qiáng)化公共建筑節(jié)能運(yùn)行管理，健全配套政策法規(guī)體系和節(jié)能考核體系，建立以民用建筑運(yùn)行能耗為控制目標(biāo)的建筑節(jié)能管理體系。加強(qiáng)國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測和節(jié)能運(yùn)行管理，強(qiáng)化公共建筑能耗限額管理。

（三）建筑運(yùn)行能耗總量控制 在建筑精細(xì)化管理的基礎(chǔ)上，對建筑運(yùn)行能耗實(shí)行總量控制，明確建筑節(jié)能目標(biāo)，定量了解和分析建筑運(yùn)行能耗對全社會(huì)能源消費(fèi)總量的影響，用實(shí)際能源消費(fèi)量來引導(dǎo)和評(píng)價(jià)建筑節(jié)能工作，使建筑節(jié)能工作從“過程控制”向“目標(biāo)效果導(dǎo)向”轉(zhuǎn)變。2016年10月，市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委會(huì)同有關(guān)部門發(fā)布了《北京市民用建筑節(jié)能“十三五”時(shí)期發(fā)展規(guī)劃》，總體目標(biāo)是，實(shí)施北京市民用建筑能源消費(fèi)總量和強(qiáng)度雙控，狠抓能源需求側(cè)調(diào)控和能源供給側(cè)改革，降低民用建筑碳排放總量，在嚴(yán)格控制建筑規(guī)?？偭康那疤嵯?，到2020年民用建筑能源消費(fèi)總量控制在4100萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤以下，新建城鎮(zhèn)居住建筑單位面積能耗比2014年城鎮(zhèn)居住建筑單位面積能耗下降25%，建筑能效達(dá)到國際同緯度地區(qū)的先進(jìn)水平。參考文獻(xiàn)：

1、北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì).《北京市“十三五”時(shí)期建筑節(jié)能發(fā)展規(guī)劃》.http://.2016年11月7日

2、《北京市居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（DB 11/891-2012）

3、《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（DB 11/687-2015）DOI：10.16116/j.cnki.jskj.2017.08.003

第三篇：灌漿材料的發(fā)展現(xiàn)狀與展望

灌漿材料的發(fā)展現(xiàn)狀與展望

摘要：灌漿工法作為防滲補(bǔ)強(qiáng)加固的一種重要手段，其灌漿材料起著至關(guān)重要的作用。本文對灌漿材料的種類及其使用性能作了詳細(xì)的描述，同時(shí)對今后漿材的發(fā)展方向提出了展望。關(guān)鍵詞：灌漿 灌漿材料

注漿法出現(xiàn)于19世紀(jì)初，注漿工法在水利水電工程中多稱灌漿法。采用灌漿技術(shù)以解決土建工程的有關(guān)技術(shù)難題，至今已有一個(gè)世紀(jì)的歷史。漿液注入到地層中去的方式是該工法的關(guān)鍵。隨著注漿技術(shù)的廣泛應(yīng)用，注漿材料得到了較大的發(fā)展。注漿材料從最早的石灰和黏土、水泥，發(fā)展到今天的水泥－－水玻璃漿液、各種化學(xué)漿液。而注漿材料的開發(fā)與應(yīng)用，又反過來推動(dòng)了注漿工法在更廣泛的領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。通常說的注漿材料是指漿液中的主劑。注漿材料必須是能固化的材料。習(xí)慣上把注漿原材料分為粒狀材料和化學(xué)材料兩個(gè)系統(tǒng)。而漿液是同主劑、固化劑，以及溶劑、助劑經(jīng)混合后所配成的液體，分為溶液型和懸濁液型兩大類。灌漿材料的種類及其特點(diǎn)

1.1 溶液型漿材

溶液型漿材又叫化學(xué)漿材，可分為水玻璃類、木質(zhì)素類灌漿材料、丙烯酰胺類灌漿材料、丙烯酸鹽類灌漿材料、聚氨酯類灌漿材料、環(huán)氧樹脂灌漿材料、甲基丙烯酸酯類灌漿材料、脲醛樹脂類、其它類化學(xué)灌漿材料。1.1.1 水玻璃類灌漿材料

水玻璃（硅酸鈉）是化學(xué)灌漿中最早使用的一種材料，水玻璃類漿液是由水玻璃溶液和相應(yīng)的膠凝劑組成。其無機(jī)膠凝劑有氯化鈣、鋁酸鈉、氟硅酸、磷酸、草酸、硫酸鋁、混合鈉劑等，有機(jī)膠凝劑有醋酸、酸性有機(jī)鹽、有機(jī)酸酯、醛類（乙二醛類）、聚乙烯醇等。二氧化碳亦可與水玻璃溶液在被灌體內(nèi)生成硅酸凝膠。

灌漿用水玻璃模數(shù)在2.4~3.4之間為宜，水玻璃溶液的濃度在35~45°Be'為宜。

水玻璃類漿材主要特點(diǎn)及性能：

(1)膠凝時(shí)間從瞬間~24小時(shí)不等；

(2)固砂體強(qiáng)度可達(dá)6MPa；

(3)粘度從1.2~200×10-3Pa·s；

(4)可灌性好，滲透系數(shù)可達(dá)10-5～10-6cm/s，可灌入 0.1mm以上的土層。

(5)毒副作用小，造價(jià)低。1.1.2 木質(zhì)素類漿液

木質(zhì)素類漿液由紙漿廢液、膠凝劑和促凝劑等組成。木質(zhì)素類漿液包括鉻木素和硫木素漿液兩種。鉻木素漿液的固化劑是重鉻酸鈉。但重鉻酸鈉毒性大，難以大規(guī)模使用。硫木素漿液是在鉻木素漿液的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是采用過硫酸銨完全代替重鉻酸鈉，使之成為低毒、無毒木質(zhì)素漿液，是一種很有發(fā)展前途的注漿材料。

漿液及膠凝體主要性能特點(diǎn)：

（1）漿液的粘度較小（2~5×10-3Pa·s），可灌性好，滲透系數(shù)為10-3~10-4cm/s的基礎(chǔ)，均可適用于灌注。

（2）防滲性能好，用鉻木質(zhì)素漿液處理后的基礎(chǔ)，其滲透系數(shù)可達(dá)10-7~10-8cm/s。

（3）漿液的膠凝時(shí)間可在幾十秒至幾十分鐘之間調(diào)節(jié)。

（4）固沙體強(qiáng)度在0.4MPa以上。

（5）原料來源廣，價(jià)格低廉。1.1.3 丙烯酰胺類漿液（丙凝漿液）

丙烯酰胺類漿液，國內(nèi)又稱丙凝漿液，是以丙烯酰胺為主劑，和其他交聯(lián)劑，促凝劑和引發(fā)劑等材料所組成。常用的交聯(lián)劑為N-N'-亞甲基雙丙烯酰胺（簡稱M），引發(fā)劑為過硫酸銨[(NH4)2S2O8]，常用的促凝劑有β-二甲基丙腈[(CH3)2NCH2NCH2CN]和三乙醇胺[N(C2H4OH)3]，緩凝劑一般用鐵氰化鉀（稱簡KF）。

漿液及凝膠體的主要特點(diǎn)：

（1）漿液粘度小。與水接近，常溫標(biāo)準(zhǔn)濃度下黏度為1.2×10-3Pa·s。

（2）可灌性良好，漿液能滲入粒徑小于0.01毫米的土層或滲透系數(shù)大于10-4cm/s的被灌體。

（3）膠凝時(shí)間可準(zhǔn)確地控制在幾秒至數(shù)十分鐘之間。因此既可用于堵住大流量的集中涌水，也可用于細(xì)微裂隙的防滲處理。

（4）凝膠體的滲透系數(shù)為10-9~10-10cm/s，固砂體的滲透系數(shù)可達(dá)10-8cm/s，可以認(rèn)為是不透水的。

（5）凝膠體的抗壓強(qiáng)度較低，約為0.2~0.8MPa，在較大裂隙內(nèi)的凝膠體易被擠出，因此僅用于防滲注漿。

（6）漿液及凝膠體耐久性較差，且有一定毒性。

（7）丙烯酰胺漿液價(jià)格較貴，材料來源也較小。

（8）丙凝漿液與鐵質(zhì)易起化學(xué)作用，具有腐蝕性。1.1.4 丙烯酸鹽類漿液

丙烯酸鹽是由丙烯酸和金屬組成的有機(jī)電解質(zhì)。加入交聯(lián)劑后就生成不溶于水的聚合物。丙烯酸鹽漿液是由一定濃度的單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、緩凝劑等組成的水溶液。常用的交聯(lián)劑多為N-N'-亞甲基雙丙烯酰胺和六氫-1,3,5三丙烯?；痪?，丙烯酸鹽常采用氧化還原引發(fā)體系，通過游離基聚合反應(yīng)生成不溶于水的含水凝膠。

漿液和凝膠體主要性能：

（1）聚合反應(yīng)開始前，粘度基本保持不變。聚合反應(yīng)一旦開始，粘度急劇變化，具有很快達(dá)到最終凝膠的性能。

（2）漿液可灌性好，丙烯酸鹽漿液更浸潤土粒，對地基內(nèi)的微細(xì)孔隙有較好的可灌性。

（3）漿液膠凝時(shí)間可在數(shù)秒到數(shù)小時(shí)內(nèi)控制。

（4）凝膠體的滲透系數(shù)在10-7~10-10cm/s之間，固砂體的滲透系數(shù)在10-5~10-8cm/s之間。

（5）固砂體抗壓強(qiáng)度在0.3~1MPa之間。1.1.5 聚氨酯類漿液

聚氨酯類漿液分非不溶性聚氨酯漿液（簡稱PM）和水溶性聚氨酯類漿液（簡稱SPM）。

(1)非水溶性聚氨酯類漿液非水溶性聚氨酯是由多異氰酸酯和多羥基化合物聚合而成。不溶于水，只溶于有機(jī)溶劑中。其漿液和凝膠體主要性能如下：

① 漿液相對密度1.036~1.125，是非水溶性的，遇水開始反應(yīng)，因此不易被地下水沖稀，可用于動(dòng)水條件下堵漏，封堵各種形式的地下、地面及管道漏水，止水效果好。

② 漿液遇水反應(yīng)時(shí)，放出CO2氣體，使?jié){液產(chǎn)生膨脹，向四周滲透擴(kuò)散，直到反應(yīng)結(jié)束時(shí)止。由于膨脹而產(chǎn)生了二次擴(kuò)散現(xiàn)象，因而有較大的擴(kuò)散半徑和凝固體積比。

③ 漿液黏度低，可注性能好，可與水泥注漿相結(jié)合；采用單液系統(tǒng)注漿，工藝設(shè)備簡單。

④ 固砂體抗壓強(qiáng)度高，一般在0.6~1MPa，其凝膠體抗壓強(qiáng)度可達(dá)3MPa，有時(shí)可作為補(bǔ)強(qiáng)材料。

⑤ 抗?jié)B性能好，滲透系數(shù)可達(dá)10-6~10-8cm/s。

⑥ 漿液遇水開始反應(yīng)，所以受外部水或水蒸氣影響較大，在存放或施工時(shí)應(yīng)防止外部水進(jìn)入漿液中。

⑦ 不污染環(huán)境。

⑧ 注漿后，管道、設(shè)備需用丙酮、二甲苯等溶劑清洗。

(2)水溶性聚氨酯類漿液水溶性聚氨酯漿液是由預(yù)聚體和其他外加劑所組成。其與PM的主要區(qū)別在于SPM所用的聚醚是環(huán)氧乙烷聚合物，而PM所用的聚醚是環(huán)氧丙烷聚合物，前者具有親水性。

漿液與凝膠體主要性能和特點(diǎn)：

① 漿液能均勻地分散或溶解在大量水中，凝膠后形成包有大量水的彈性體。

② 漿液相對密度1.10，黏度0.1Pa·s左右。

③ 凝膠時(shí)間在數(shù)秒到數(shù)十分鐘內(nèi)可調(diào)。

④ 固砂體抗壓強(qiáng)度為0.1~5MPa，凝膠體強(qiáng)度可達(dá)2MPa。

⑤ 可用于水工建筑物及地下工程的防滲堵漏。1.1.6 環(huán)氧樹脂類漿液

環(huán)氧樹脂具有強(qiáng)度高，粘結(jié)力強(qiáng)，收縮小，化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。其粘結(jié)力和內(nèi)聚力均大于混凝土，因此對于恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性，能起很好的作用。但其漿液黏度大、可注性小、憎水性強(qiáng)、與潮濕裂縫黏結(jié)力差。1.1.7 甲基丙烯酸酯類漿液（甲凝）

甲基丙烯酸酯類漿液是一種化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)灌漿材料。其漿液和凝膠體主要性能特點(diǎn)如下：

（1）黏度低，在25℃時(shí)僅為5.7×10-4Pa·s。

（2）可灌性好，可注入0.05毫米的細(xì)微裂縫。在0.2~ 0.3MPa壓力下，漿液可滲入混凝土內(nèi)4~6厘米。

（3）聚合后的強(qiáng)度和黏結(jié)力較高。

（4）甲凝為憎水材料，液態(tài)時(shí)怕水，在注漿前，必須用風(fēng)吹干裂縫和在漿液內(nèi)加入一定的阻聚劑等。1.1.8 脲醛樹脂漿液

脲醛樹脂類漿液是以脲醛樹脂或脲-甲醛為主劑，加入一定量的酸性固化劑所組成的漿液。脲醛樹脂漿液有脲醛樹脂漿液、脲-甲醛漿液、改性脲醛樹脂漿液。

脲醛樹脂漿液主要特點(diǎn)：

（1）粘度低，在10-3Pa·s范圍內(nèi)?？蓪?shí)現(xiàn)單液或雙液注漿。

（2）凝膠時(shí)間在十幾秒到幾十分鐘內(nèi)可調(diào)。

（3）抗壓強(qiáng)度在4~8MPa之間。

（4）固砂體抗?jié)B系數(shù)為10-4~10-5cm/s 1.1.9 丙強(qiáng)漿液

丙強(qiáng)漿液是在丙凝漿液基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它主要是以丙凝與脲醛樹脂作為注漿材料的一種化學(xué)注漿漿液。

丙凝漿液主要性能特點(diǎn)：

（1）漿液相對密度為1.19~1.20。

（2）漿液粘度為(5~6)×10-3Pa·s。

（3）膠凝時(shí)間在數(shù)分鐘到數(shù)小時(shí)內(nèi)可調(diào)。

（4）固砂體滲透系數(shù)可達(dá)10-8cm/s?？箟簭?qiáng)度可達(dá) 0.17Mpa。懸濁液型漿材

懸濁液型漿材是指固體顆粒懸浮在水中的注漿材料。主要包括純水泥漿、水泥黏土漿、水泥水玻璃漿等。2.1水泥漿液

注漿工程中最常用的是普通硅酸鹽水泥。水泥細(xì)度是決定水泥性能的重要因素之一。純水泥漿的主要性能如下：

（1）材料來源廣泛，成本較低，無毒性，施工工藝簡單方便。

（2）黏度隨水灰比而變，可小至16s，大至139s。

（3）凝結(jié)時(shí)間隨水灰比的增加而延長，從數(shù)小時(shí)到數(shù)十小時(shí)。

（4）抗壓強(qiáng)度可達(dá)22.0MPa。

（5）結(jié)石率可達(dá)99%·

（6）穩(wěn)定性差，易沉淀析水，在地下水流速較大的條件下注漿時(shí)，漿液易受水的沖刷和稀釋。

（7）為改善水泥漿性能，可摻入摻合料如黏性土、水玻璃、粉煤灰等。2.2 水泥黏土類漿液

水泥黏土漿液是由水泥黏土按一定比例混合而成。作為加固注漿時(shí)，黏土摻量一般為5%~15%。由于黏土的分散性高，親水性好，因而沉淀析水性較小。水泥黏土漿液的穩(wěn)定性大大提高。

漿液凝膠體主要性能如下：

（1）黏度隨水灰比及黏土用量而變，從0~65s之間可調(diào)。

（2）凝結(jié)時(shí)間較長。

（3）結(jié)石率比純水泥漿液高，可達(dá)100%。

（4）抗壓強(qiáng)度可達(dá)13.6MPa。2.3 黏土類漿液

黏土來源廣泛，成本低廉。多用于病險(xiǎn)土工堤壩的防滲注漿工程。為改善黏土類漿液性能而研制了黏土水玻璃漿液。黏土40%~60%，水玻璃為黏土的10%~15%，熟石灰為黏土重量的1%~3%。其余為水。漿液的主要性能為：凝結(jié)時(shí)間為幾十秒至幾十分鐘，黏度為20~30s，滲透系數(shù)為10-5~ 10-6cm/s。

2.4 水泥水玻璃類漿液

水泥水玻璃漿液亦稱CS漿液，是以水泥和水玻璃為主劑，兩者按一定的比例采用雙液方式流入，必要時(shí)加入速凝劑或緩凝劑所組成的注漿材料。它克服了單液水泥漿的凝結(jié)時(shí)間長且不能控制、結(jié)石率低等缺點(diǎn)，提高了水泥注漿的效果，擴(kuò)大了水泥注漿的適用范圍?？捎糜诜罎B回固。

水泥水玻璃漿液的特點(diǎn)：

（1）漿液凝膠時(shí)間可控制在幾秒到幾十分鐘范圍內(nèi)；

（2）波美度越小，膠凝越快；水玻璃摻量越少，膠凝越快；

（3）結(jié)石體抗壓強(qiáng)度較高，可達(dá)10～20MPa；結(jié)石率可達(dá)100%。

（4）結(jié)石體滲透系數(shù)為10-3cm/s；

（5）可用于裂隙為0.2mm以上的巖體或粒徑為1mm以上的砂層；

（6）材料來源豐富，價(jià)格較低廉；

（7）對環(huán)境及地下水無毒性污染，但有NaOH堿溶出，對皮膚有腐蝕性；

（8）結(jié)石體易粉化，有堿溶出，化學(xué)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。2.5 微細(xì)水泥漿液

微細(xì)水泥漿液又叫MC漿液，其平均粒徑為4μm。最大粒徑為10μm。這個(gè)特性使MC漿液能夠滲入滲透系數(shù)為10-3~10-4cm/s的細(xì)砂層和巖石的細(xì)裂隙中。

微細(xì)水泥漿液及結(jié)石體的主要性能特點(diǎn)：

（1）漿液的凝結(jié)時(shí)間可以用水玻璃在20s至幾分鐘的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。

（2）結(jié)石體抗壓強(qiáng)度高，可達(dá)25MPa；固砂強(qiáng)度可高達(dá)62MPa。

（3）可灌性強(qiáng)，能注入0.1~0.2mm的細(xì)砂中。

（4）對于1：1的漿液，漿液析水率＜5%，析水歷時(shí)2h以上，穩(wěn)定性大大提高。

（5）具有良好的工作環(huán)境，無毒，結(jié)石具有較高的耐久性。對裂縫中的鋼筋無腐蝕。對裂隙的濕度不敏感。

（6）固砂體滲透系數(shù)可達(dá)1.0×10-6cm/s。灌漿材料的發(fā)展方向

傳統(tǒng)的水泥和黏土類顆粒材料由于粒度大，可灌性低，難以滿足各種地層類型的不同要求。傳統(tǒng)的水玻璃類灌漿材料固結(jié)強(qiáng)底低，且生成的凝膠產(chǎn)物對環(huán)境有一定的污染。目前使用的高分子化學(xué)漿材施工成本較高，在經(jīng)濟(jì)性及耐久性方面使用其難以大量使用。且都有一定程度的毒性，易污染環(huán)境并危及人的身體健康。鄭守仁院士指出：灌漿材料的環(huán)保問題、耐久性問題以及不適應(yīng)不同環(huán)境開發(fā)新品種材料是今后灌漿材料研究的方向。因此尋求滲透性強(qiáng)、可注性好、無污染、固結(jié)體強(qiáng)度較高、凝膠時(shí)間易于控制、價(jià)格便宜和施工方便等綜合性能指標(biāo)高及成本較低的綠色新型灌漿材料是今后材料學(xué)界和工程界研究開發(fā)的共同課題。據(jù)此，筆者認(rèn)為新型無機(jī)膠凝材料的研究開發(fā)及現(xiàn)有粒狀材料的細(xì)化是今后注漿材料的發(fā)展方向。

第四篇：中國磁性材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及其發(fā)展展望

中國磁性材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及其發(fā)展展望

http://magnetsky.com/ 2006-12-26 中國磁性材料網(wǎng)

摘 要：磁性材料是各種電子產(chǎn)品主要的配套產(chǎn)品，無論是消費(fèi)家電產(chǎn)品和工業(yè)類如計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、汽車，以及國防工業(yè)均離不開磁性材料。當(dāng)前，中國各種磁性材料的產(chǎn)量基本上世界第一，成為磁性材料生產(chǎn)大國和磁性材料產(chǎn)業(yè)中心。中國磁性材料的中長期市場前景十分光明，中國的磁性材料產(chǎn)品在全球的地位必將進(jìn)一步提高。必須加強(qiáng)科技創(chuàng)新力度、加強(qiáng)技術(shù)改造加強(qiáng)企業(yè)管理水平，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和提高產(chǎn)品檔次，使中國磁性材料從大國走向強(qiáng)國。本文著重從宏觀角度分析了中國磁體產(chǎn)業(yè)整體情況，介紹了稀土永磁材料特別是中國釹鐵硼燒結(jié)和粘結(jié)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，以及中國新型的稀土永磁材料的研究開發(fā)情況，同時(shí)對我國磁體產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景進(jìn)行了預(yù)測和分析。中國磁體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程

目前，全球的經(jīng)濟(jì)已進(jìn)入了一個(gè)信息時(shí)代，作為一種功能材料，磁性材料所占的地位越來越重要。當(dāng)前主要的商品磁體共有4類：20世紀(jì)30年代開發(fā)的鋁-鎳-鈷永磁（AlNiCo）；50年代初期開發(fā)的鐵氧體磁體；60年代末開發(fā)的釤-鈷磁體（Sm-Co），包括第一代稀土永磁－SmCo5和第二代稀土永磁－Sm2Co17；80年代初開發(fā)的稀土永磁釹鐵硼（Nd-Fe-B）。而稀土永磁，特別是釹鐵硼是磁性材料里最重要的一部分，在永磁材料中發(fā)展最快，平均以每年10％的速度增長。中國磁體產(chǎn)業(yè)在中國的出現(xiàn)遠(yuǎn)較西方發(fā)達(dá)國家晚，起始期是1969年到1987年之間。因?yàn)楫?dāng)時(shí)的稀土永磁釤鈷磁體的高成本、國內(nèi)市場的需求量少，所以到八十年代初還沒有形成自己的磁體工業(yè)。1987～1996的十年是中國磁體產(chǎn)業(yè)開始發(fā)展的第一階段，其特點(diǎn)是起點(diǎn)低：由于投資小，設(shè)備簡陋，生產(chǎn)設(shè)備基本完全是國產(chǎn)的，經(jīng)營理念落后，仍局限于小生產(chǎn)的模式。

1997～2002的五年是中國磁體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第二階段，其特點(diǎn)是起點(diǎn)遠(yuǎn)高于前一階段：投資強(qiáng)度大，引進(jìn)一部分國外的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，能夠按先進(jìn)的工藝路線組織生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量一般屬中低檔。2003年起，中國磁體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將進(jìn)入第三階段。企業(yè)建立的特點(diǎn)將是“三高”，即高起點(diǎn)、高投入、高回報(bào)：1）產(chǎn)品瞄準(zhǔn)特定用途所需的高檔磁體；投資規(guī)模巨大，引進(jìn)整條先進(jìn)生產(chǎn)線；2）按現(xiàn)代化管理的理念，組織集約式分段聯(lián)營的大生產(chǎn)：磁體生產(chǎn)分為兩段—母合金/粉料的生產(chǎn)和磁體制備，投資顯著降低，效益則大為提高；3）按資本運(yùn)作的規(guī)律運(yùn)營，從而保證磁體產(chǎn)業(yè)較高的回報(bào)率。特別是有可能從國外引進(jìn)最先進(jìn)的或采用國產(chǎn)先進(jìn)生產(chǎn)線，生產(chǎn)高檔的磁體產(chǎn)品。

進(jìn)入21世紀(jì)，發(fā)達(dá)國家的磁體生產(chǎn)由于成本過高，已難以為繼，世界磁性材料行業(yè)紛紛向中國或第三世界地區(qū)轉(zhuǎn)移，中國作為首選的國家。世界一些著名的磁性材料制造企業(yè)看好中國，如日本的TDK、FDK、EPSON、日立金屬、住友特殊等，韓國的梨樹、三和、磁化等，歐洲的PHILIPS、德國的VAC、EPCOS，美國的ARNORD、MAGNEQUENCH 已經(jīng)轉(zhuǎn)移到中國。世界磁性材料生產(chǎn)向中國轉(zhuǎn)移，增強(qiáng)了中國磁性材料工業(yè)的整體實(shí)力，提高生產(chǎn)技術(shù)，加速了中國成為世界磁性材料生產(chǎn)基地和銷售市場的建設(shè)。

2.中國稀土永磁――釹鐵硼的發(fā)展

某個(gè)國家或地區(qū)磁體產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的一半時(shí)，即成為“全球磁體產(chǎn)業(yè)的中心”。二次世界大戰(zhàn)前的歐洲，二次大戰(zhàn)后的美國，70年代以后的日本均堪稱當(dāng)時(shí)“全球磁體產(chǎn)業(yè)的中心”。新世紀(jì)伊始，“全球磁體產(chǎn)業(yè)的中心”已轉(zhuǎn)到中國。據(jù)統(tǒng)計(jì)，直到1999年，鐵氧體磁體的產(chǎn)值始終占全球磁體總值的一半以上，堪稱磁體市場的主題。2000年稀土磁體（NdFeB+SmCo）產(chǎn)值首次超過了鐵氧體的，此趨勢與日俱增。換言之，稀土磁體在21世紀(jì)將唱主角。代表當(dāng)今磁體最高性能的NdFeB稀土永磁的80年代初問世時(shí)，正好趕上計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的微型化，故該磁體立即成為制造諸如磁盤驅(qū)動(dòng)器等計(jì)算機(jī)外設(shè)的關(guān)鍵材料。NdFeB更廣泛用于各類音響/影像等消費(fèi)電子器件中，90年代以來在全球迅速普及的移動(dòng)通訊設(shè)備—手機(jī)也離不開NdFeB的重要貢獻(xiàn)。

釹鐵硼專利[1]

釹鐵硼硬磁制造方法分為燒結(jié)和粘結(jié)兩種，專利所有者分別為住友特殊金屬株式會(huì)社（日本）和麥格昆磁（MQ）公司（美國）。同時(shí)MQI公司又是全球唯一的粘結(jié)釹鐵硼原材料（磁粉）供應(yīng)商。其在歐洲和日本的成分專利和生產(chǎn)制造工藝專利均已經(jīng)失效，美國的專利在06年和07年分別失效。在中國制造、銷售和使用釹鐵硼磁體并不涉及任何專利問題，但是其產(chǎn)品不能出口到專利覆蓋區(qū)，否則構(gòu)成侵權(quán)。中國擁有住友與MQI覆蓋全球的專利許可的燒結(jié)NdFeB磁體企業(yè)共五家：三環(huán)新材料高技術(shù)公司（三環(huán)），于1993年5月取得專利許可；北京京磁公司（BJMT），于2000年3月取得專利許可；銀納金科磁技術(shù)公司（THINOVA），于2000年9月取得專利許可；寧波韻升磁公司（韻升），于2001年3月取得專利許可；安泰科技股份有限公司（AT&M）,于2003年3月繼承了臺(tái)灣海恩金屬公司2000年5月取得的專利許可。這五家公司的燒結(jié)NdFeB磁體的生產(chǎn)能力將近10,000噸/年，五家公司中的三家是上市公司，即安泰科技、三環(huán)與韻升。

燒結(jié)釹鐵硼

在全球及中國、日本、美國、歐洲燒結(jié)NdFeB磁體的總產(chǎn)量，其中2004年中國生產(chǎn)燒結(jié)NdFeB磁體27,510噸，毛坯46,1500噸。與2003年相比產(chǎn)量增長49%。而產(chǎn)量與產(chǎn)值存在的巨大差距正是中國稀土磁體產(chǎn)業(yè)面臨的主要問題。改進(jìn)產(chǎn)品性能，提高產(chǎn)品檔次是解決此矛盾的唯一出路，就是說，要盡快消除存在于中國磁體產(chǎn)業(yè)與西方國家之間的技術(shù)差距。

燒結(jié)NdFeB磁體在中國的用途可分為三類:

1.高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用,諸如MRI,VCM,CD傳感器,CD-ROM,DVD-ROM,手機(jī),電池驅(qū)動(dòng)工具,EB,EAV,EV。

2.傳統(tǒng)用途,諸如揚(yáng)聲器,耳機(jī),話筒等音響器件，磁選機(jī)/磁分離器，各類磁化器包括民用水脫垢器,油田用的脫臘器,酒廠用的陳化器等。

3.低檔用途,諸如慈溪等地生產(chǎn)的磁性紐扣。圖2是2003年中國燒結(jié)NdFeB磁體的用途分布情況。

中國燒結(jié)釹鐵硼產(chǎn)地遍及11個(gè)省和京津地區(qū)（見圖3）。浙江省的燒結(jié)NdFeB磁體生產(chǎn)發(fā)展最快，其產(chǎn)量占全國總量的47.1%。山西地區(qū)由于得天獨(dú)厚的自然和低成本條件，目前已與滬杭地區(qū)、京津地區(qū)形成了中國三角鼎立的稀土永磁產(chǎn)業(yè)格局。山西燒結(jié)NdFeB磁體生產(chǎn)占全國產(chǎn)量的21.7%。京津地區(qū)的產(chǎn)量居第三位，占全國的11.7%。其余總量19.5%則散布在華東、華北、華中和西北等蘇、冀、內(nèi)蒙、魯、豫、川、陜、甘、寧九省以及東北地區(qū)。眾所周知，NdFeB對環(huán)境（溫度、濕度）極為敏感，浙江產(chǎn)量雖大，但品質(zhì)不高。一般而言，氣候干燥的山西、甘肅、寧夏等地，用同樣工藝設(shè)備生產(chǎn)磁體，其性能則優(yōu)于南方的。當(dāng)然，關(guān)鍵仍在于采用專門針對NdFeB的設(shè)備并按先進(jìn)工藝進(jìn)行磁體生產(chǎn)，才能穩(wěn)定地批量生產(chǎn)高牌號(hào)磁體。瀕臨渤海的煙臺(tái)首鋼磁材公司，它引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備大批量生產(chǎn)頂級(jí)燒結(jié)NdFeB磁體，就是一例。

2004年國內(nèi)燒結(jié)釹鐵硼行業(yè)熱情空前高漲，新增生產(chǎn)能力大幅提高，中科三環(huán)公司通過長期努力，第一次進(jìn)入到為日本、歐洲等發(fā)達(dá)國家磁材企業(yè)所壟斷的釹鐵硼高端應(yīng)用領(lǐng)域――計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)器音圈電機(jī)（VCM）應(yīng)用市場；在另外的一個(gè)高端應(yīng)用領(lǐng)域――汽車應(yīng)用領(lǐng)域方面，中科三環(huán)的釹鐵硼磁體也成功應(yīng)用在點(diǎn)火線圈、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向、氣囊傳感器等汽車零部件中，同時(shí)還進(jìn)入了核磁共振成像儀領(lǐng)域。對于上述幾個(gè)稀土永磁高端應(yīng)用市場的進(jìn)入，標(biāo)志著中國的稀土永磁產(chǎn)品結(jié)束了大部分只局限于中低端應(yīng)用市場的不利局面，真正開始與日、歐發(fā)達(dá)國家磁材巨頭爭奪高端應(yīng)用市場。

粘結(jié)釹鐵硼

在激烈的市場競爭中，在粘結(jié)釹鐵硼方面，美國和歐洲的生產(chǎn)企業(yè)基本退出了該行業(yè)，到2003年只剩下一兩家生產(chǎn)粘結(jié)NdFeB的制造廠了，2004年美國和西歐的永磁材料產(chǎn)量只占全球的10％之內(nèi)。因此在該行業(yè)中，全球的生產(chǎn)能力大部分集中在日本企業(yè)[3]。其中有代表性的兩家企業(yè)，一家是精工愛普生，他們的磁材生產(chǎn)已經(jīng)全部轉(zhuǎn)到中國上海愛普生磁性器材有限公司了；另一家大的粘結(jié)磁體企業(yè)－日本大同公司。在計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)器（HDD）的主軸電機(jī)應(yīng)用方面，大同和上海愛普生兩家企業(yè)就占據(jù)了整個(gè)市場份額的90％以上。2002年底，中科三環(huán)參股了上海愛普生磁性器件有限公司，2004年3月進(jìn)一步擴(kuò)大股權(quán)，目前中科三環(huán)已持有該公司的70％股權(quán)，成為其第一大股東。安泰科技2003年3月收購了海恩公司，其深圳的愛恩美格也是一個(gè)技術(shù)水平很高的粘結(jié)磁體工廠，加上國內(nèi)成長起來的成都銀河，粘結(jié)磁體企業(yè)除日本的大同外，其余產(chǎn)能基本分布在中國。

從2001年開始，中國粘結(jié)釹鐵硼的優(yōu)勢逐漸顯露出來，2002年后中國遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了日本，處于了第一位。粘結(jié)釹鐵硼磁體1996年全球產(chǎn)量為1320頓，中國的產(chǎn)量僅為50噸；2000年全球粘結(jié)釹鐵硼產(chǎn)量達(dá)到3550噸，中國的產(chǎn)量為620噸，雖然占世界總產(chǎn)量的比例僅為20%,但年平均增長率去達(dá)到了60％，有了長足的發(fā)展。據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，2004年中國粘結(jié)釹鐵硼磁體產(chǎn)量達(dá)到了1350噸。

盡管中國已經(jīng)是生成粘結(jié)釹鐵硼永磁的第一大國，但只是占原材料和人工成本的優(yōu)勢，由于設(shè)備、生產(chǎn)技術(shù)以及管理能力有限，只能生產(chǎn)一些中低檔的產(chǎn)品，像HDD這類高檔和高利潤產(chǎn)品仍由日本企業(yè)掌控，所以在中國出現(xiàn)生產(chǎn)量增加很快，產(chǎn)值特別是利潤的增長卻不成比例。粘結(jié)釹鐵硼磁體產(chǎn)業(yè)在我國的規(guī)模還小，還有很大的發(fā)展空間。估計(jì)年遞增速率在20%以上。到2005年，我國粘結(jié)釹鐵硼磁體年產(chǎn)量將達(dá)到2000噸左右。全球?qū)φ辰Y(jié)稀土永磁需求的增長幅度不是很大，其主要原因是由于粘結(jié)釹鐵硼永磁的主題市場是IT行業(yè)密切相關(guān)的各種微型馬達(dá)，IT行業(yè)的不景氣直接影響對粘結(jié)釹鐵硼永磁的需求。中國新型稀土永磁材料的研究開發(fā)現(xiàn)狀

在新型稀土永磁材料研究方面，我國科學(xué)家無時(shí)不出現(xiàn)于國際前沿。在ThMn12結(jié)構(gòu)金屬間化合物研究方面，我國是最早開展這方面研究的國家之一，在結(jié)構(gòu)與磁性，超精細(xì)相互化合物方面，我國最早報(bào)道了RF11TiNy的研究成果，開辟了ThMn12結(jié)構(gòu)間隙化合物研究領(lǐng)域；在Nd3(Fe,Ti)29新相研究方面，我國科學(xué)家首先發(fā)現(xiàn)了Sm3(Fe,Ti)29單相化合物及其氮化物，并研究了它的磁性。近年來，利用快淬工藝制備各向異性稀土永磁材料方面做了一些探索。最近，中國科學(xué)院物理所利用快淬工藝成功的合成出具有高磁能積的磁各向異性Sm-Co稀土永磁材料，其室溫磁性能可達(dá)18.2MGOe，剩磁比為0.9，并且通過球磨后制備的粘結(jié)磁體仍舊保持各向異性，具有高的磁能積。同時(shí)發(fā)現(xiàn)碳元素能夠控制易磁化軸在快淬帶中的織構(gòu)方向并細(xì)化晶?？蛇M(jìn)一步提高其硬磁性能。

北京大學(xué)，研制成功了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的ThMn12結(jié)構(gòu)氮化物稀土永磁材料[5]。目前，已開發(fā)出磁能積為15～20MGOe左右的R（Fe,M）12Ny(R=Pr,Nd;M=Mo,Ti,V)間隙化合物稀土永磁材料，已建成年生產(chǎn)能力100噸的中試生產(chǎn)線，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化推廣[6]。2004年10月，深圳北大雙極高科技股份有限公司與深圳中核集團(tuán)公司簽約，合作建立新型稀土永磁材料基地，將根據(jù)市場發(fā)展需要，擬在深圳建設(shè)年產(chǎn)1000噸釹鐵氮磁粉的產(chǎn)業(yè)化示范生產(chǎn)線。此簽約項(xiàng)目涉及3.5億元的巨大數(shù)額。該磁粉在質(zhì)量上和性能上居世界領(lǐng)先地位，這項(xiàng)成果是把基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的成功典范。目前，國內(nèi)外一些知名企業(yè)正在利用釹鐵氮制造磁體產(chǎn)品。該項(xiàng)目得到了國家發(fā)改委、科技部、教育部和北京市科委的立項(xiàng)支持。

鋼鐵研究總院，開展了高使用溫度稀土永磁材料的制作技術(shù)和工藝的研究，進(jìn)一步研究不同材料的階段性熱處理退火工藝、胞相和胞狀結(jié)構(gòu)與溫度磁性能的關(guān)系。獲得Sm2Co17高溫磁體的性能450℃時(shí)(BH)max≥9MGOe，Hic≥7.9kOe。

上海大學(xué)材料研究所申請并承擔(dān)各向異性釹鐵硼磁體的國家自然基金、上?？莆徒涛{米專項(xiàng)等多項(xiàng)課題，進(jìn)行粘結(jié)各向異性釹鐵氮復(fù)合磁體研究開發(fā)。北京科技大學(xué)利用HDDR（hydrogen disproportionation desorption recombination）工藝也進(jìn)行了開發(fā)各向異性釹鐵硼粘結(jié)磁體的研究。

近來有一些國外磁體專用設(shè)備廠家聯(lián)合推出，按最佳工藝路線配套的一條全封閉、全自動(dòng)化的完整生產(chǎn)線：原料從生產(chǎn)線的一端投入，在另一端出來的已是磁體最終產(chǎn)品，包括磁體的涂層。設(shè)備廠商能保證磁體產(chǎn)品極低的氧含量（O2≤1000 ppm）和極高的磁能積（（BH）max=52MGOe））。據(jù)了解，如此先進(jìn)而完備的生產(chǎn)線在西方國家尚不存在。更為重要的是，此生產(chǎn)線的報(bào)價(jià)遠(yuǎn)低于單機(jī)報(bào)價(jià)的總和！報(bào)價(jià)不僅包括設(shè)備硬件，也包括技術(shù)軟件。換言之，設(shè)備廠家不僅提供成套設(shè)備，更保證用戶能生產(chǎn)出最高牌號(hào)的稀土磁體！

值得一提的是，國內(nèi)磁體專家有感于國內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備與國外的差距，經(jīng)數(shù)年的潛心鉆研與實(shí)踐，終于在2003年中研制出一整套具有中國特色的燒結(jié)NdFeB磁體生產(chǎn)線，并付諸實(shí)施。用它可穩(wěn)定生產(chǎn)高擋NdFeB磁體，整條年產(chǎn)300噸燒結(jié)NdFeB磁體生產(chǎn)線的價(jià)格僅是國外相應(yīng)設(shè)備的1/4～1/6。此生產(chǎn)線的涂層完全擯棄了導(dǎo)致磁體氫化的電鍍，而采用無污染的Dacro技術(shù)，耐蝕性良好，成本低廉。近年來，我國的稀土永磁的生產(chǎn)裝備也有了長足的發(fā)展。特別是在滿足一些新的生產(chǎn)工藝方面的裝備有了突破。例如國產(chǎn)速凝薄片爐和氫破碎爐已在一些磁體生產(chǎn)廠使用。一些國外發(fā)達(dá)國家的永磁設(shè)備制造商也瞄準(zhǔn)了中國這塊寶地，紛紛在中國設(shè)立生產(chǎn)基地，同樣給我國的永磁設(shè)備制造商帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。2004年9月，沈陽中北真空技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)興建國內(nèi)先進(jìn)的真空爐生產(chǎn)基地，引進(jìn)世界最先進(jìn)的液晶顯示、等離子真空熱處理技術(shù)，這必將對我國燒結(jié)釹鐵硼的生產(chǎn)技術(shù)水平的提高產(chǎn)生積極的影響。中國磁體產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路和前景預(yù)測

跨入21世紀(jì)，中國的磁性材料產(chǎn)業(yè)得到了進(jìn)一步發(fā)展，年增長超過20%[7]。初步統(tǒng)計(jì)，2004年中國燒結(jié)鐵氧體[8]達(dá)到350，000噸(占全球總量的51%)，粘結(jié)鐵氧體50，000噸(占全球總量的32%)；燒結(jié)釹鐵硼永磁[9]達(dá)到27,510噸(占全球總量的81%)，粘結(jié)釹鐵硼永磁[10]達(dá)到1350噸(占全球總量的35%)；鑄造磁體3,500噸(占全球總量的56%)[11]。世界磁性材料生產(chǎn)向中國轉(zhuǎn)移，增強(qiáng)了中國磁性材料工業(yè)的整體實(shí)力，提高了生產(chǎn)技術(shù)，加速了中國成為世界磁性材料生產(chǎn)基地和銷售市場的建設(shè)。

稀土永磁的發(fā)展和前景

作為朝陽產(chǎn)業(yè)，稀土永磁產(chǎn)業(yè)是磁性材料產(chǎn)業(yè)的重中之重，其新的應(yīng)用成長點(diǎn)在不斷涌現(xiàn)，特別是信息產(chǎn)業(yè)為代表的知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，給稀土永磁等功能材料不斷帶來新的用途。除了在計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、移動(dòng)電話、家用電器、醫(yī)療設(shè)備等方面的廣泛應(yīng)用外，汽車中的發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和音響系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)開始，這將極大的帶動(dòng)釹鐵硼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。由于我國豐富的稀土資源，較低的人工成本和廣闊的市場，從而在未來的五年至十年內(nèi)，國外的釹鐵硼制造業(yè)繼續(xù)逐步向中國轉(zhuǎn)移的態(tài)勢勢不可擋，中國必將吸引大量國外先進(jìn)的釹鐵硼永磁材料制造商，比如美、日、歐等國家、地區(qū)的企業(yè)進(jìn)入，一方面會(huì)對中國稀土永磁企業(yè)帶來挑戰(zhàn)，另一方面也會(huì)將先進(jìn)的技術(shù)、管理經(jīng)驗(yàn)帶入中國，從而進(jìn)一步推動(dòng)中國稀土永磁產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?！笆濉逼陂g，我國釹鐵硼磁體的總產(chǎn)量超過了5萬噸，燒結(jié)釹鐵硼磁體產(chǎn)業(yè)會(huì)保持繼續(xù)增長的勢頭，年增長率仍會(huì)保持在20～30%以上，粘結(jié)釹鐵硼磁體產(chǎn)業(yè)在我國的規(guī)模還小，還有很大的發(fā)展空間。預(yù)計(jì)到2005年，我國燒結(jié)釹鐵硼磁體年產(chǎn)量將達(dá)到3萬噸左右，粘結(jié)釹鐵硼磁體年產(chǎn)量將達(dá)到2000噸左右。預(yù)計(jì)到2010年，我國燒結(jié)釹鐵硼磁體產(chǎn)量將達(dá)到7萬噸，占全球產(chǎn)量的75%；粘結(jié)釹鐵硼磁體產(chǎn)量將達(dá)到1萬噸，占全球產(chǎn)量的50%。中國磁性材料行業(yè)的大發(fā)展 “十一五”時(shí)期，是中國磁性材料工業(yè)大發(fā)展時(shí)期，世界磁性材料產(chǎn)業(yè)中心已經(jīng)轉(zhuǎn)移到中國。

(1)家電領(lǐng)域。中國電視行業(yè)預(yù)測到2010年，中國彩電總量達(dá)到1億臺(tái)，占世界產(chǎn)量的63%。據(jù)此估計(jì)，全球需要軟磁鐵氧體6萬噸，永磁鐵氧體8萬噸。

(2)信息化領(lǐng)域。電腦的普及帶動(dòng)了相關(guān)外置設(shè)備的發(fā)展，尤其是硬盤驅(qū)動(dòng)器（HDD），預(yù)計(jì)到2010年全球產(chǎn)量超過5億只；DVD、DVD-ROM和刻錄機(jī)，到2010年全球的產(chǎn)量超過10億。這是釹鐵硼磁體應(yīng)用的大市場，全球需要量在2萬噸。

(3)汽車領(lǐng)域。汽車已經(jīng)成為中國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的第五大支柱工業(yè)，到2010年，中國的汽車產(chǎn)量達(dá)到1000萬輛，如每輛汽車用電機(jī)數(shù)在30只，揚(yáng)聲器在5只，將需要永磁體10萬余噸。由于能源的緊張和環(huán)保要求，電動(dòng)汽車的開發(fā)在加速，預(yù)測到2010年全球產(chǎn)量在350萬輛，需要釹鐵硼磁體4200噸。

(4)其他配套領(lǐng)域。由于世界各類磁體配套件市場向中國轉(zhuǎn)移，例如電動(dòng)自行車的需求量越來越大。據(jù)中國助力車專業(yè)委員會(huì)不完全統(tǒng)計(jì)，2004年中國電動(dòng)自行車產(chǎn)量約達(dá)500萬輛。以每輛電動(dòng)自行車平均需要0.3公斤燒結(jié)釹鐵硼計(jì)算，需用磁體1500噸（折合毛坯近2500噸）；由于國外勞動(dòng)力成本等因素，加上中國磁體價(jià)廉物美，一些涉及勞動(dòng)密集型的行業(yè)，如電子變壓器、電機(jī)、電感、電聲，均轉(zhuǎn)移到中國或第三世界國家，同時(shí)磁體的銷售市場也在中國。

結(jié) 語

中國磁性材料行業(yè)要從大國向強(qiáng)國轉(zhuǎn)變，就要加速行業(yè)內(nèi)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)建設(shè)，發(fā)展強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，要有若干個(gè)年銷售收入達(dá)到100億的企業(yè)。中國企業(yè)必須要走出國門，收購或合資國外企業(yè)，建立跨國公司，樹立國際名牌。中國企業(yè)必須投入應(yīng)用開發(fā)領(lǐng)域，配合整機(jī)開發(fā)磁性材料配套部件和組件，到2010年全行業(yè)爭取達(dá)到產(chǎn)值400億人民幣。

我國的磁性材料產(chǎn)業(yè)需要通過技術(shù)創(chuàng)新，繼續(xù)加強(qiáng)稀土永磁材料的探索、加強(qiáng)高檔稀土永磁材料的開發(fā)，使我國稀土永磁材料能保持持續(xù)發(fā)展。從整體上看中國磁性材料技術(shù)水平接近國際水平，但沒有自已的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和創(chuàng)新的產(chǎn)品。重點(diǎn)扶植中國專利產(chǎn)品，如釹鐵氮磁體，但必須要全行業(yè)和相關(guān)的配套行業(yè)一起合作。同時(shí)還有產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，中國的磁性材料企業(yè)一定要有自己特色的產(chǎn)品，在某一方面（價(jià)格、質(zhì)量、市場占有率）領(lǐng)先全行業(yè)，使國內(nèi)外其他企業(yè)無法競爭。中國的磁性材料產(chǎn)品特點(diǎn)要低價(jià)優(yōu)質(zhì)，才能參于國際競爭。我國的磁性材料企業(yè)，加強(qiáng)自身的整合，不斷提高管理和技術(shù)水平，通過與國外先進(jìn)磁性材料企業(yè)加強(qiáng)合作，互助互利，使磁性材料產(chǎn)業(yè)更好的扎根于中國，使中國的磁性材料產(chǎn)業(yè)更好的服務(wù)于全球。

關(guān)鍵詞：中國 磁性材料 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 發(fā)展展望 稀土永磁 粘結(jié)釹鐵硼

第五篇：基因工程的發(fā)展歷程

基因技術(shù)的發(fā)展歷程

2011級(jí)初等教育理科 代林宏

[摘要]

基因技術(shù)作為２１世紀(jì)生物科技的核心技術(shù)之一，通過操縱、改變DNA上基因的容易來改變生物屬性和特點(diǎn)，包括胰島素生物工程、干細(xì)胞技術(shù)、克隆技術(shù)等?；蚩萍夹g(shù)的每一次突破和發(fā)展對人類的生產(chǎn)生活都有著重要的影響。[關(guān)鍵詞] 基因技術(shù)；成就；發(fā)展歷程；

基因技術(shù)是指通過操縱、改變（增加或減少)DNA上基因的容易來改變生物屬性和特點(diǎn)，以達(dá)到有利于人類目的的生物科學(xué)技術(shù)。如把胰島素基因置入大腸桿菌產(chǎn)生人類稀缺的胰島素生物工程；干細(xì)胞技術(shù)，克隆技術(shù)等。這一系列的技術(shù)由基因到偉大的人類基因組計(jì)劃以及后來的一系列生物高科技的發(fā)展有一個(gè)漫長的歷程。

19世紀(jì)60-80年代間確定了細(xì)胞中的兩種核算，脫氧核糖核算及核糖核酸；染色質(zhì)，染色體等物質(zhì)，對細(xì)胞結(jié)構(gòu)有了基本的認(rèn)識(shí)。

1909年，丹麥的約翰遜把遺傳因子命名為“基因”。隨后美國人摩爾根和他的學(xué)生發(fā)表了《遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)》和《基因論》。證明了基因是染色體上的遺傳單位。

1944年美國的艾弗里證明了遺傳基因就在DNA上。劍橋大學(xué)的卡文迪許實(shí)驗(yàn)室里，沃森和克里克研究發(fā)現(xiàn)了DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)，并在科學(xué)期刊《自然》上面發(fā)表了論文，這位之后的基因技術(shù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1956年，美國的肯恩伯格從大腸桿菌里分離出了一種催化核苷酸形成DNA的酶－DNA聚合酶，作為DNA體外復(fù)制技術(shù)的起始。隨后提出了中心法則、操縱子學(xué)說，并成功的破譯了遺傳密碼，使生物學(xué)的發(fā)展進(jìn)入了另一個(gè)階段。

所有用于治療糖尿病的胰島素都來自一種細(xì)菌，其DNA中被插入了人類可產(chǎn)生胰島素的基因，細(xì)菌便可自行復(fù)制胰島素?；蚬こ碳夹g(shù)使得許多植物具有了抗病蟲害和抗除草劑的能力；在美國，大約有一半的豆和四分之一的玉米都是轉(zhuǎn)基因的。

運(yùn)用胚胎遺傳病篩查技術(shù)可使患兒的父母生一個(gè)和患兒骨髓匹配的孩子，然后再通過骨髓移植來治愈患兒。

基因工程在20世紀(jì)取得了很大的進(jìn)展，這至少有兩個(gè)有力的證明。一是轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物，二是克隆技術(shù)。轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物由于植入了新的基因，使得動(dòng)植物具有了原先沒有的全新性狀，如抗蟲西紅柿，生長迅速的鯽魚，轉(zhuǎn)基因煙草等。1997

[1]

年世界十大科技突破之首就是克隆羊的誕生。通過無性繁殖產(chǎn)生了第一只哺乳動(dòng)物綿羊“多利”，它完全秉承了給與它細(xì)胞核的那只母羊的遺傳基因?！翱寺　币粫r(shí)間成為人們注目的焦點(diǎn)。

1990年10月，阿波羅登月計(jì)劃-人類基因組計(jì)劃正式啟動(dòng)。1999年12月1日，國際人類基因組計(jì)劃聯(lián)合小組宣布，完整破譯出人體第22對染色體的遺傳密碼，這是人類成功的完成人類染色體完整基因序列的測定。2000年6月26日科學(xué)家公布人類基因組工作草圖，標(biāo)志著人類在解讀自身“生命之書”的路上邁出了重要的一步。

綜上所述，基因技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新突破給人類的生產(chǎn)生活帶來了很大的便利，特別是人類基因組計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)使人類重新認(rèn)識(shí)了自己，使科學(xué)技術(shù)得發(fā)展變得無可限量。

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