摘要:金屬橡膠材料在20世紀60年代產(chǎn)生于前蘇聯(lián)，被用來解決空間飛行器上的減振、過濾和密封等問題。本文對金屬橡膠材料背景進行了簡要介紹，簡述了近幾年金屬橡膠在制備工藝、理論研究、性能特點及其應用方面的進展，并對金屬橡膠材料應用研究的未來發(fā)展進行了展望，探討了金屬橡膠產(chǎn)品標準體系的建立，對金屬橡膠材料性能的理論研究，以及金屬橡膠制品的設計、改進和實際應用推廣有一定的借鑒作用。

　　關鍵詞:金屬橡膠;制備工藝;應用研究;標準化

　　金屬橡膠性能特點和制備工藝分析

　　金屬橡膠的性能可分為:材料性能、物理性能、機械性能和化學性能。本文主要研究物理性能和機械性能。物理性能包括熱容、熱膨脹、導熱性、導電性、電結構、磁結構、吸聲性和滲透性等;機械性能包括強度、剛度、摩擦技術性能和耗散性能等。

　　金屬橡膠材料優(yōu)越的性能特點主要有:1)承載能力高，對環(huán)境適應能力強，在高溫、大溫差、真空、輻射及腐蝕環(huán)境下不易變質和老化，使用和存儲的時間非常長。2)金屬橡膠的非線性阻尼特性使其比普通橡膠更適合用于復雜載荷作用情況下的減振，對沖擊有很好的減振效果。3)金屬橡膠的多孔性結構使其在密封、過濾和節(jié)流等方面可作為普通橡膠產(chǎn)品和其他多孔材料制品的最佳替代品。4)結構、性能指標具有可設計性，例如剛度、孔隙度毛細作用等，通過改變不同的工藝參數(shù)和方法，可以制備具有不同結構尺寸和性能特點的金屬橡膠制品。

　　總結而言，它不僅具有所選金屬絲的金屬特性，還具有類似橡膠的彈性性質，具有阻尼大、吸收沖擊能、耐高低溫作用和不易老化等特點，使其在航空航天和國防等領域日益得到廣泛的關注和重視。

　　2金屬橡膠材料的應用研究

　　金屬橡膠材料的應用主要集中在減振隔振、吸聲降噪、節(jié)流過濾、密封和導熱等方面。

　　2.1減振隔振

　　由于金屬橡膠材料內部是金屬絲的嵌合、勾聯(lián)，在受到外界沖擊、振動時，金屬絲之間發(fā)生滑移，產(chǎn)生摩擦力，可以有效吸收和耗散沖擊振動的能量，目前金屬橡膠材料主要是應用在減振隔振、彈性阻尼結構方面，約占其所有應用的35%左右。用金屬橡膠材料制作的金屬橡膠隔振器既具有金屬的固有特性，又具有類似于橡膠隔振器的彈性和阻尼特性，使其在航空航天、武器裝備和石油化工等各個領域應用廣泛。金屬橡膠隔振器以良好的隔振性能解決了極端惡劣環(huán)境下的隔振問題，即使是在常規(guī)環(huán)境下的應用，由于其超長的貯存期，對增強設備的維護性、提高設備的可靠性，也具有實際意義。

　　2.2吸聲降噪

　　金屬橡膠材料的吸聲特性研究在國內近幾年才開始逐漸增多。金屬橡膠材料從表到里都具有大量的互相連通的微孔和縫隙，具有透氣性，屬于多孔吸聲材料。與其他多孔吸聲材料相比，金屬橡膠材料集成了對吸聲有利的特性，如有效孔隙率高、無死穴、表面積大、性能穩(wěn)定、具有承受靜態(tài)或動態(tài)負載的能力、工作溫度范圍大、可在各種環(huán)境下工作，以及制備工藝簡單等。

　　在航空管道系統(tǒng)中，為降低因工作介質的振動而帶來的噪聲，采用彈性多孔金屬橡膠以增加吸音面積來吸音。當聲波傳入金屬橡膠后，引起孔隙中空氣的振動并與金屬絲發(fā)生摩擦，由于遲滯作用，聲波的能量轉變?yōu)闊崮芏�耗散掉，從而達到吸聲的效果。

　　2.3節(jié)流過濾

　　金屬橡膠材料的有效孔隙度高，納污能力強，過濾壽命較其他過濾材料長;由于是彈性體，當受壓變形時，金屬橡膠元件可改變其自身透過性和孔隙度，從而可借助于螺旋副將過濾元件微調至所需要的流量和所期望達到的過濾精度，即其過濾性能可調。

　　在航空航天及火箭發(fā)動機中，為了保證液氫、液氧及航空煤油等燃料的充分燃燒，提高熱效率，延長燃燒系統(tǒng)的使用壽命，需要對燃料及助燃氣體進行充分過濾，利用金屬橡膠的多孔性可制作出優(yōu)良的過濾、節(jié)流元件，其抗堵塞能力及節(jié)流孔隙伴隨壓力連續(xù)可調的性能是其他多孔材料無法比擬的。另外，金屬橡膠還可用來制成減壓閥和調壓器，用于火箭發(fā)動機和氣動液壓系統(tǒng)。俄羅斯已將裝有磁化裝置的金屬橡膠過濾器成功地應用于飲用水的過濾，并且開發(fā)研制出了多種過濾精度可調節(jié)的金屬橡膠過濾器。

　　2.4密封

　　金屬橡膠材料和普通橡膠材料最大的差別在于它的彈性可以通過一定的工藝手段在相應范圍內加以嚴格控制，并且可以采用多種金屬絲制造，在惡劣環(huán)境(如高溫、低溫和腐蝕性介質等)下不易老化，其物理機械性能穩(wěn)定，因此在航空航天領域得到了很好的應用。組合式密封裝置一般是以金屬橡膠彈性元件作為芯部材料，元件的外部輔以四氟乙烯或者金屬(如銅等)包皮制作而成，金屬橡膠作為彈性支撐元件，提供密封所需的壓力，外包皮與活動密封表面接觸，可以實現(xiàn)接觸式密封。

　　3金屬橡膠制品的標準化

　　3.1金屬橡膠制品標準化的意義

　　1)能將已有的研究成果轉化為系列的產(chǎn)品，應用到各個領域，反過來促進理論研究的系統(tǒng)化發(fā)展，使技術改進和理論創(chuàng)新結合起來。2)針對不同的工作環(huán)境和用途要求，形成系統(tǒng)的產(chǎn)品、穩(wěn)定的制作工藝流程，增強了產(chǎn)品的性能穩(wěn)定性，減輕了設計工作量，降低了生產(chǎn)成本，保證了產(chǎn)品質量，促進了金屬橡膠制品的應用推廣使用。3)產(chǎn)品的標準化可方便零件的互換，方便用戶根據(jù)不同的使用環(huán)境選擇不同的金屬橡膠產(chǎn)品，也便于根據(jù)相應的技術標準維修更換老舊的產(chǎn)品。

　　3.2標準化體系的構成

　　標準化是現(xiàn)代工業(yè)管理與工程技術實施的重要手段，通過共性技術的標準化研究，取得廣泛的系統(tǒng)效益和社會效益是標準化的主要目標。當前，新技術層出不窮，與前沿技術緊密結合，超前實現(xiàn)標準化是工程實踐對標準化工作提出的新需求[3]。

　　機械產(chǎn)品標準化的內容包括標準化、系列化和通用化，簡稱機械產(chǎn)品的“三化”。1)標準化是對產(chǎn)品種類、尺寸、材料性能、檢驗方法、設計方法，以及制圖標準等制定相應的標準，主要供設計、制造及修配時遵照使用。2)系列化是指同類產(chǎn)品根據(jù)不同的性能參數(shù)形成一系列的產(chǎn)品，以滿足不同環(huán)境或載荷的使用需要。3)通用化是指相同的產(chǎn)品，在不同的場合，只要具有相同的需求，均可使用。

　　金屬橡膠產(chǎn)品可仿照此方法進行產(chǎn)品的標準化工作，主要分為分類標準和技術支持類標準。分類標準即為根據(jù)工作場合進行產(chǎn)品定義，用戶可根據(jù)實際需求選擇相應類型的金屬橡膠產(chǎn)品;技術支持類標準是指保證產(chǎn)品設計正確、制造工藝流程一致及生產(chǎn)質量穩(wěn)定的一系列配套標準。由于金屬橡膠材料主要用于減振隔振、吸聲降噪和節(jié)流過濾等方面，金屬橡膠制品的標準化工作應主要從這些領域開展。再增加金屬橡膠所特有的一些技術指標，例如金屬絲材料、直徑和孔隙度等。

　　金屬論文投稿刊物：《合成橡膠工業(yè)》雜志是中國石油蘭州石化公司主辦的高分子彈性體材料科學與工程技術領域內的專業(yè)性科學技術刊物。本刊以從事工業(yè)生產(chǎn)和技術開發(fā)研究的工程技術人員為主要讀者對象，也可供從事本專業(yè)的科學研究工作者和高等院校師生閱讀。堅持以刊物為本的辦刊原則，使刊物質量一直保持上升的勢頭，雜志的影響力不斷擴大，在合成橡膠行業(yè)領域具有較高的知名度。

　　4結語

　　根據(jù)本文以上闡述和分析，隨著金屬橡膠基礎理論研究的進一步深入，其制品開發(fā)的多樣化，以及標準化工作的開展，金屬橡膠的諸多優(yōu)良性能將被發(fā)現(xiàn)和利用，其應用的規(guī)模和領域將大為擴展，不僅會促進我國航空航天工業(yè)的發(fā)展，而且在船舶、冶金、石油、化工和紡織等國民經(jīng)濟領域也能得到廣泛應用。

　　參考文獻:

　　[1]敖宏瑞，姜洪源，夏宇宏，等.金屬橡膠阻尼元件減振性能的試驗研究[J].機械工程師，2001(2):40-42.

　　[2]馬艷紅，洪杰，李昊宇，等.金屬橡膠材料吸聲特性的理論分析[J].北京航空航天大學學報，2009，35(5):653-656.

　　[3]李昊宇，洪杰，馬艷紅.金屬橡膠材料降噪性能的試驗研究[J].裝備制造技術，2009(1):42-44.

　　作者：周霞