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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2022-06-16 22:49
橡膠,是一種高分子有機(jī)聚合物。不論是天然或合成的產(chǎn)物,以其獨(dú)特的粘彈性,再經(jīng)過(guò)人們多年來(lái)不斷研發(fā)創(chuàng)新的科學(xué)設(shè)計(jì),已成為現(xiàn)代工業(yè)不可缺少的材料,廣泛應(yīng)用與各個(gè)領(lǐng)域。
橡膠的粘彈行為,賦于了橡膠在彈性形變所表現(xiàn)的特殊現(xiàn)象,對(duì)于橡膠的加工工藝過(guò)程以及產(chǎn)品的使用具有特別重要意義。這種特殊現(xiàn)象表現(xiàn)在:當(dāng)在外力作用下產(chǎn)生形變時(shí),發(fā)生的應(yīng)力松馳現(xiàn)象,以及形變時(shí)所產(chǎn)生的滯后現(xiàn)象。這種滯后現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)就是橡膠的黏彈性性質(zhì),是應(yīng)力松弛之后現(xiàn)象的結(jié)果。這些現(xiàn)象對(duì)橡膠制品性能影響來(lái)說(shuō),要用辨證的一分為二的唯物辨證觀點(diǎn)去分析,對(duì)于某些要求彈性好的橡膠產(chǎn)品,在使用性能和耐久性方面可能會(huì)產(chǎn)生不利因素。例如輪胎,由于在載重負(fù)荷下長(zhǎng)時(shí)間高速行駛,因形變而生熱,從而加速輪胎疲勞和老化。
但另一方面,有的橡膠制品,是用在減震和消聲方面,需要低回彈,阻尼效果好,恰恰需要橡膠的"黏"這一點(diǎn)滯后現(xiàn)象,這就是橡膠特殊的"兩面性"。眾所周知,一切物體運(yùn)動(dòng),必定會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪音,對(duì)生態(tài)環(huán)境,橋梁建筑,動(dòng)態(tài)機(jī)械設(shè)備,車(chē)船,航空器和人體產(chǎn)生嚴(yán)重傷害。在現(xiàn)代社會(huì)各領(lǐng)域中,已把振動(dòng)和噪音定為公害。而在特殊領(lǐng)域的裝備,對(duì)于減震緩沖更是具有維護(hù)自身安全的重要價(jià)值。
談到減震,就會(huì)涉及到阻尼[Damping]。阻尼的物理意義即是力的衰減或者是物體在運(yùn)動(dòng)中的能量消耗數(shù),當(dāng)物體受到外力作用而振動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生一種使外力衰減的反力,稱(chēng)為阻尼力[或減振力"。
橡膠是一種理想阻尼材料,尤其是丁基合成橡膠,被加工成減振阻尼制品,廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域,這是因?yàn)橄鹉z是大分子材料,分子體積龐大,具有很好的阻尼性能,通常以阻尼系數(shù)大小去表征,阻尼系數(shù)越大,減振阻尼效果越好。在所有天然和合成橡膠中,以丁基橡膠阻尼系數(shù)最大,達(dá)到了0.25至0.5,丁腈橡膠次之,為0.25至0.4,氯丁橡膠為0.15至3,而以彈性好的天然橡膠,其阻尼系數(shù)珓小,為0,015至0,15,
以橡膠為主材,輔以各種配合助劑,加工制造成的各種減震阻尼配件,在一般溫度和較低壓力下,尚可以發(fā)揮其阻尼性能,如果在超高溫,如攝氏度在500或1000度以上,超低溫在零下100度以下,,不論什么橡膠,都會(huì)裂解成玻璃態(tài)而失去一切性能[包括阻尼性能能]。尤其是太空領(lǐng)域的阻尼配件及超高瑥領(lǐng)域設(shè)備阻尼配件,用高分子有機(jī)化合物橡膠是滿(mǎn)足不了需要。
能不能研發(fā)出一種既有類(lèi)似橡膠的具有黏彈性的阻尼材料又具有耐超高溫度和超低溫度的材料呢?經(jīng)過(guò)科研人員的大膽創(chuàng)新和潛心研發(fā),終于制造出類(lèi)似高分子橡膠材料的空間網(wǎng)狀鏈接結(jié)構(gòu)的非線型阻尼材料,叫"金屬橡膠"。能夠取代高分子橡膠在非??量坦r條件不能勝任的減振阻尼,緩沖,密封作用。
這種金屬橡膠是一種功能結(jié)構(gòu)材料,它是由合金鋼[如30406cr19Ni10]奧氏體不銹鋼經(jīng)特殊加工工藝制成的非常細(xì)的[直徑為0.05至0.1mm的合金鋼金屬絲,在特殊專(zhuān)用的高精度纏繞設(shè)備上,將其繞成"螺旋卷",再對(duì)螺旋卷進(jìn)行等螺距均勻拉伸處理。經(jīng)過(guò)螺距拉伸后的螺旋卷,就可以加工成半成品毛坯,再根據(jù)不同用戶(hù)使用要求的規(guī)垎,放入相應(yīng)的沖壓模具內(nèi),進(jìn)行冷沖壓,加工成不同形狀,如梯形,扇形,圓環(huán)形,條形,塊形等金屬橡膠阻尼產(chǎn)品。而后,可根據(jù)實(shí)際情況,還可對(duì)已沖壓好的金屬橡膠阻尼產(chǎn)品分別進(jìn)行后工程處理,如清洗或熱處理。
金屬橡膠產(chǎn)品,除了在特殊工況環(huán)境下對(duì)阻尼減振作出突出貢獻(xiàn)外,還利用其材質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn),對(duì)一些高精尖裝備承受載熱的部位作熱防護(hù)殼。此外,金屬橡膠還可以加工成不同規(guī)格的密封件產(chǎn)品。還可以利用金屬橡膠的多孔性加工成火箭發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)減壓閥,過(guò)濾器,調(diào)壓閥,而這些配件一般橡膠材質(zhì)是無(wú)法完成的
由于金屬橡膠既具備有機(jī)高分子橡膠的彈性和高阻尼性,同時(shí)又具備耐高,低溫,及抗老化,并耐輻射,它的應(yīng)用空間越來(lái)越廣泛,尤其是在太空空間站方面更為需要。作為從事有機(jī)高分子橡膠領(lǐng)域的人們,應(yīng)打開(kāi)視野,通過(guò)對(duì)非線型金屬橡膠技術(shù)的學(xué)習(xí)和加深了解,從中可以得到啟發(fā)和借鑒,在減振阻尼技術(shù)方面,兩種不同范疇的橡膠,可以在應(yīng)用領(lǐng)域互補(bǔ)或并用。

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