金属橡胶材料从表到里都具有大量的互相连通的微孔和缝隙,具有透性,属于多孔吸声材料,正好能满足人们吸声降噪的要求。当声波传入金属胶内部后,会引起孔隙中的空气产生振动并与金属丝发生摩擦,由于黏滞用、声波转变为热能而消耗,因此可以达到吸收声音的效果。
尽管金属橡胶在可变形机翼飞机和机器触觉手套上已经开始应用,但它是最有可能更多地出现在一些更低级、更实用的场合(如需要在极端条件下作的柔性导电线圈等),利用它制造的便携式电子产品(如手机、掌上电脑可以任你折腾,再也不用担心被摔坏啦!
3.金属陶瓷
世界万物均有其两面性。陶瓷既耐高温硬度又高,但容易破碎;金属虽延展性好,但没有陶瓷的硬度高。人类探索科学的动力是无穷的,为了使陶既可以耐高温又不容易破碎,人们在制作陶瓷的黏土里添加金属粉,制成了会属陶瓷。
金属陶瓷是由陶瓷硬质相与金属或合金黏结相组成的结构材料,它保持陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定等特性,同时还兼具金属良好的韧性和塑性。
根据各组成相所占的百分比不同,金属陶瓷分为以陶瓷为基质(陶瓷材的质量分数大于50%)和以金属为基质(金属材料的质量分数不小于50%两类。陶瓷基金属陶瓷主要有氧化物基金属陶瓷、碳化物基金属陶瓷、氮化物基金属陶瓷、硼化物基金属陶瓷和硅化物基金属陶瓷。金属基金属陶瓷主要有烧结铝、烧结铍和TD镍等。
金属陶瓷刀具具有高的硬度和耐磨性,在高速切削和干切削时都能表现出优异的切削性能。金属陶瓷刀头如图1-31所示
金属陶瓷广泛应用于火箭、导弹和超音速飞机的外壳、燃烧室的火焰喷口等地方。图1-32所示的喷气发动机叶片就是用金属陶瓷制成的。
金属陶瓷复合涂层既有金属的强度和韧性又兼有陶瓷的耐高温等优点,是一种优异的复合材料。内衬金属陶瓷复合管(见图1-33)具有比
内衬陶瓷复合管更优异的性能,可以作为用于石 图1-31金属陶瓷刀头15
第1章金属材展与人类文化
油或化工产物、半产物运输的抗腐蚀管道,也可作为用于矿山的抗磨管道或选矿厂的矿浆运输管道,还可用于多泥沙水的输水管道。
图1-32 喷气发动机叶片
图1-33内金属陶瓷复合管
建材工业和采矿工业的大型粉碎机锤头和大桥桥梁基础设施的钻井钻头都需要采用高强度和高硬度的材料来制作,把高锰钢及硬质合金镶铸或焊接在时磨构件的工作面上,其使用寿命比工业高锰钢同类产品提高10倍左右。
4.金属纤维
现在有一种新型金属材料,称为金属纤维。一根头发丝粗细的金属纤维,竟然可以承受1500N的拉力,真是不可思议!
金属纤维是采用金属丝材经多次拉拔、热处理等特殊的加工工艺制成的纤维状材料。最细的纤维丝的直径可达1um,纤维强度高达1500~1800MPa。金属纤维,顾名思义,就是不但具有金属材料本身固有的一切优点,还具有纤维(非金属)的一些特殊性能。由于金属纤维的表面积非常大,因而在抗辐射、隔声、吸声等方面应用广泛。
由于金属纤维的特点,在材料中添加适量的金属纤维就可以大大改善其性能。16 金属材料常识普及读本第2版
救文例如,多国部队在1991年的海湾战争中大量使用了一种雷达敏感器。这种雷达敏感器含有一种将金属与有机纤维混合纺织在一起的金属纤维,该金属红维具有能够反射电磁波的特性,并使得反射的雷达波能够完全被雷达敏感器发现。由于这种新型的雷达敏感器能够及时察觉到对方导弹的发射动向,因此效地保护了多国部队的安全,使伊拉克发射的“飞毛腿”导弹仅有一颗击中名国部队,其余导弹全部未击中目标。这也直接影响了战争的最终结果。
如果将少量金属纤维与塑料纤维混合在一起制成布料(见图1-34),则形成的屏蔽层既可阻碍电磁波的辐射,又可防止其他电磁波的干扰,从而达保护人类健康的目的。将99.9%纯度的镍制成的直径8pm左右的金属纤维高分子纤维混合纺织可制成一种新的布料,镍纤维混合纺织布料(见图1-35)这种布料既具有美观的优点,又能满足使用对强度的要求。一般镍纤维质量分数为4%~5%就可以达到抑菌和抗辐射的效果。镍纤维可与麻、棉、丝和毛等多种纤维混合纺织、制成的布料对典型病菌的抑制率高达99%以上,主要用于制作病员服、医护人员抗辐射工作服、口罩、纱布、手套等。现在许多医院里都配备了这种外表美观大方,同时具有较强抗辐射性能的工作服,摒弃了以工作服华而不实的缺点。据统计,使用该种工作服,使得我国医护人员被病菌感染的概率降低了70%,大大改善了医护人员的工作条件。
图1-34金属纤维制成的布料
金属纤维毡具有耐高温性,同时它的高孔隙度和空隙曲折相连性还能改变声音的传播路径,并在传播中降低声音的能量,达到吸声和隔声的目的。因此,金属纤维毡在高温环境和噪声分贝较高的环境下,吸声效果比传统吸音材料强100倍以上。现在,许多汽车公司都在自己的主推品牌里使用了金属纤维如宝马汽车公司在最新推出的概念汽车上采用了金属纤维布料作为车身表面可以有效隔绝发动机和其他零部件运行产生的噪声,真正做到了赏心悦目。可第1章属材展与人类文化
以说,宝马又一次走在了汽车改革的前沿
图1-35纤维混合纺织
金属纤维按材质不同,可分为不锈钢纤维、碳钢纤维、铸铁纤维、铜纤维、铝纤维、镍纤维和铅纤维等。按形状不同可分为长纤维、短纤维、粗纤维、细纤维和异型纤维等。
目前世界上生产的金属纤维中,钢纤维居多,应用也最广,其次是铝纤维、铜纤维和铸铁纤维。
钢纤维的常用截面为圆形,其直径为02~06mm,长度为20~60mm、主要作用是增强砂浆或混凝土的强度和韧性。为了增加纤维和砂浆或混凝土的界面黏结力,也可选用各种异形的钢纤维,如截面为矩形、锯齿形和弯月形等。
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