"金属橡胶"[[metaI rubber]在减震阻尼制品中的应用

武可迁

杂谈  
5 v" z  D1 R2 v        橡胶,作为高分子聚合物质,以其在工程应用方面来分析,主是要充分地利用其独特的粘弹性,通过交联反应,制造各种类型的橡胶产品.橡胶的黏弹性行为赋于了橡胶在弹性形变时所表现出的特殊现象,对于橡胶的加工工艺过程以及产品的使,具有特别重要意义.这种特殊现象表现在当在外力作用下,产生形变时,发生的应力松弛现象,以及形变时所产生的滯后现象.这种滯后现象的实质就是橡胶的黏弹性性质,是应力松弛和滯后现象的结果.这些现象对橡胶制品性能影响来说,要用辨证的一分为二的唯物观点去分析.对于某些要求弹性好的橡胶制品,在使用性能和耐久性方面可能会产生不利因素,例如轮胎,由于在载重情况下,长时间高速行驶,因形变而生热,加速轮胎疲劳和老化;但有的橡胶制品,是用在減震和消声方面,需要低回弹,阻尼效果好,恰恰需要橡胶的"黏"这一点滯后现象. 这
2 Q! W( b  ?1 O& z8 d  E  b# o就是橡胶的"两面性.        众所周知,一切物体运动,必产生振动和噪音,对生态环境,桥梁建筑,动态机械设备,车船,航空器和人体产生严重伤害,在现代社会各领域中己把振动和噪声,定为公害,而在军事领域武器装备减振缓冲方面,更是具有维护自身安全的重要价值
       谈到減震,就会涉及到"阻尼".阻尼[damping]的物理意义即是力的衰减或者是物体在运动中的能量耗数,当物体受到外力作用而振动时,会产生一种使外力衰减的反力,称为阻尼力[或減振力].橡胶是一种理想阻尼材料,加工为減振阻尼产品,广泛应用于各领域.这是因为橡胶是大分子材料,分子体积庞大,具有很好的阻尼性能,通常以阻尼系数大小去表征.阻尼系数越大,减振阻尼效果越好.在所有天然和合成橡胶中,以丁基橡胶阻尼系数最大,达到0.25至0.5,丁腈橡胶次之,为0.25至0.4,氯丁橡胶为0.15至0.3,而以弹性好的天然橡胶,其阻尼系数只有0.05至0.15.因之丁基橡胶,尤其是氯化丁基橡胶是減振阻尼胶料首选胶种.
       以橡胶为主材,辅以各种配合助剂,加工制造的各种减振阻尼配件,由于其橡胶为有机高分子化合物,,对温度,适应性较差,特别是工作环境在超高温和超低温情况下,如500攝氏度以上,零下100攝氏度以下,橡胶己裂解或成为玻璃态,失去了阻尼作用.同时高分子结构的橡胶,耐久性和耐老化性,都会隨时间加长而变差,难以满足特殊环境下安全使用的要求.尤其是军工和太空方面设备的減振阻尼和对接減振阻尼需求.
       经过科技人员近六十年的研发,一种类似高分子橡胶材料的空间网状链接结构的非线型新型阻尼材料,叫"金属橡胶",能夠取代高分子橡胶在非常苛刻工况条件不能胜任的减振阻尼,缓冲,密封作用.这种金属橡胶是一种功能结构材料,它是由合金钢如304[06Cr19Ni10]奥氏体不锈钢经特殊加工工艺制成的非常细的[直径为0.1mm范围]合金钢金属丝,在专用的缠绕设备上,将其绕制成"螺旋卷",再对螺旋卷进行等螺距均匀拉伸处理.经定螺距拉伸后的螺旋卷,就可以加工成半成品毛坯,,再根据不同用户使用要求的规格,放入相应的冲压模具内,进行冷冲压,加工成不同形状的如梯形,扇形,圆环形,条形,块形等,金属橡胶阻尼制品.之后,可根据实际情况,还可对己冲压好之金属橡胶阻尼产品,分别进行后工程处理,如清洗或热处理.
       金属橡胶产品,除了在特殊工况条件下,对阻尼减振作出突出贡献外,还利用其材质结构优点,对一些高精尖军工装备承受载热的部位作热防护壳.此外,金属橡胶还可以加工成不同规格密封件,还可以利用金属橡胶的多孔性特点,加工成火箭发动机系统减压阀,过滤器,调压器,这些配件,橡胶材质是无法完成的.金属橡胶还可以用于密封技术,实践证明,用薄金属壳裹带弹性的金属橡胶的密封件,比不带金属橡胶的O型密封环等密封元件,其密封效果要好.
       由于金属橡胶既具备有机高分子橡胶的弹性和高阻尼性,又具备所选金属材料耐特有的高,低温,耐苛刻介质,比橡胶更抗老化,耐辐射功能,,在真空中不像一般橡胶容易有挥发物质,适合在恶劣的战争环境下,满足陆,海,空,火箭军,各军种各种武器装备需要的减振阻尼配件性能要求,隨着金属橡胶的创新发展,在民用领域也有广阔天地.如用于卫星激光角反射器減振配件,探空火箭设备减振配件,工业管路减振配件,变压器噪声抑制和减振配件,空间站弹牲对接结构配件,外星球着陆缓冲装置等等.
' v5 F8 Z8 q! @% G      作为从事有机高分子橡胶制品研发和制造的人们,通过对非线型金属橡胶技术的学习和加深了解,从中可以得到启发和借鉴,在减振阻尼技术方面,两种不同范畴的橡胶,可以在应用领域互补,或并用,
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橡胶老陈

学习中，好资料。

NRM

占座，学习

sfep

武老说的好深，好好学习中

stoneavid

感谢武老分享！

搞笑促进剂

向武老学习。
" D" U1 f7 D9 W' i$ D7 F$ i' n! R谢谢分享。

小高同学

看看，学习一下

我来也

扩宽了知识面，辛苦！

yhuguo

金属如可发泡，应具有一些类似性质。

woo7811

多谢分享