金属橡胶
神奇的“金属橡胶”-word
神奇的“金属橡胶”你能否想象，有一种材料既可以像橡胶一样弯曲和拉伸，又可以像金属一样导电？这就是利用纳米技术制造出来的新材料———金属橡胶。
“金属橡胶”的出现是材料学上的一次革命，也是纳米技术在新材料领域的成功应用。
有了它，未来的飞机可以拥有像鸟儿一样可扇动的翅膀；有了它，未来的航空座椅将舒适无比；有了它，甚至连电视都可以做得又平又软，还能折叠起来放在口袋里……人类一直幻想能够拥有像鸟类一样的翅膀。
从人类第一次绑上羽毛模仿鸟类飞行到制造出空中巨无霸波音747，这种追求从来没有停止过。
但即使在科技已经高度发达的今天，人类仍然无法完全模仿鸟类的飞行。
科学家对鸟类研究后发现，在飞行中，鸟类能根据飞行的需要，随时改变翅膀的形状，以适应不同的飞行状态，这种飞行不仅更经济，而且更有效、更安全。
而制造可以变换形状的翅膀，就需要一种既具备金属的导电特性，又具备橡胶伸缩自如特点的新材料。
如今，金属橡胶的问世，给人类制造出像鸟类翅膀一样的“智能飞行翼”带来了新的曙光。
柔韧性能超群制造了金属橡胶的能人，是来自美国弗吉尼亚州的一个科学小组，这个小组的带头人就是材料学和工程学专家理查德•克劳斯教授。
该小组用了整整6年的时间，终于使金属橡胶变成了现实。
金属橡胶的颜色呈棕褐色，外表有点像普通的塑料包装壳，但在这种普通外表的背后，则蕴含着一些令人吃惊的物理特性：它可以在外力的作用下拉伸2到3倍，随后恢复原状；被拉伸时，这种材料仍能够保持其金属特征，具有导电性；它可以像金属一样百毒不侵，无论将其放入航空燃料还是丙酮液体里，它都能完好无损地不被腐蚀，也不会发生结构上或化学上的降解；它可以在华氏700度的高温下不燃烧，也可以在华氏-167度的低温下不变性，其结构十分稳定。
制造工艺复杂制造这种金属橡胶可不是一件容易的事情。
科学家们采用了一种全新的纳米技术工艺流程，他们称之为“静电分子自我组装”工艺。
科学家形容，这种生产工艺就像人类骨骼的形成一样，通过单个分子在物质表面层叠而成。
金属橡胶
结论与展望
• 由于国外对金属橡胶材料科研成果的严密封锁， 直到20世纪90年代，我国才接触到金属橡胶制品， 并陆续开展了一些理论和实验方面的研究。 • 金属橡胶技术在国内起步较晚、发展时间较短， 因此存在着以下问题：①缺乏系统的基础理论研 究，依靠经验来进行设计和加工，成品率低、质 量差；②缺乏毛坯编织方法对性能影响的研究， 使金属橡胶质量难以控制；③缺乏热加工工艺等 后处理研究，不能充分发挥金属橡胶的性能优势； ④未制定出金属橡胶的统一的国家标准，影响金 属橡胶在各个方面的发展。
谢谢！
金属橡胶的性能
• 1) 耐高温、大温差、抗辐射及腐蚀环境； • 2) 承载能力高，耐疲劳，无老化现象，使用寿命 和存储时间长； • 3) 可满足阻尼、减振、密封、过滤、节流等需求， 是特殊工况下普通橡胶产品和其他多孔材料制品 的最佳替代品； • 4) 其性能指标具有可设计性。通过改变不同的工 艺参数和方法，可以制备具有不同结构尺寸和性 能特点的金属橡胶制品； • 5) 适用于航空航天国防、武器装备、石油化工等 各个领域，具有军民两用的鲜明特点。
金属橡胶制备工艺
选择金属丝 （材质及直径）
制备
螺旋卷
定螺距拉伸 编织
毛坯
金属橡胶后期处理主要取决于工作环 制成的毛坯要放入模具中冷压缩成型。先将 境和特殊使用性能。压制过程中产生 金属橡胶构件的基本单元是螺旋卷。螺旋卷的质量 按一定制备工艺方法制成的毛坯件按特定方 制备金属橡胶的原材料为金属丝，具体化学成分 的金属屑和污物等杂质会影响金属橡 直接关系到产品的最终性能, 诸如：机械强度、弹性 MPa压力 向放到冷压模具中，此后在5~ 60 冷 由工作条件（如温度、湿度、侵蚀性介质、载荷等） 金属橡胶零件尺寸、孔隙度和机械性 胶的最终性能，故一般都要进行清洗。 阻尼、流体特性和一些化学性能等。一般将其螺旋 作用下缓慢压制成型。成形过程需要多次加 压 决定。若工作在无腐蚀环境，通常选用30VMnSi、 能很大程度上与编织工艺有关。对于 为调整元件的硬度和塑性，必要时要 卷的直径控制在金属丝径的5~15倍，试验证明， 拉 压，每一次压缩到一定程度后，需要保压， 50VCr等；对于在高温和腐蚀性介质中工作的金属橡 隔振器一类的元件，配料时应使螺线 对其进行热处理。如有耐腐蚀的工作 伸后的螺旋卷的螺距近似等于螺旋卷直径时，金属 然后继续加压保压，直到达到构件的形状和 胶构件，一般采用1Cr18Ni9Ti等奥氏体不锈钢。丝 卷的根数尽量少，以保证整个构件的 要求，则要涂保护膜。 橡胶产品性能最好。因此，在制作金属橡胶构件时， 尺寸。 线直径取决于制品的尺寸及零件所需的机械性能和流 拉压强度和阻尼性能。 应将缠绕后的螺旋卷均匀拉伸，使螺距尽量等于螺 体力学特性，一般情况下其直径都小于等于0.3 mm。 旋卷直径，再制作毛坯。
金属-橡胶多层粘接结构超声检测信号处理方法
ｏ ｌｌｙ ｒｍｅａ．ｕ ｂ ｒａ ｈ ｓ ｅｊ ｉｔ ｆ ｍｕｔ ａ ｅ ｔ１ ｂ ｅ ｄ ｅｉ ｎ ｉ ｒ ｖ ｏ
Ｙ ｈ ｎｈ ａ，Ｑ ｉｇｌ Ｒ Ｎ Ｌａｇｌ ｎ Ｕ Ｃ ｕ －ｕ ＩＸｎ—ｎ ， Ｅ ｉｎ—ａｇ’ ｉ ｉ
（ ． ｐ ｒ ｎ ｆ ｍｍｕ ｉｏ ｎ ｉｅｒ ｇ， ｄ ａ ｃ ｎ ｉｅｒ ｇＣ ｌｇ ， ｈｊ ｚ ｕ ｎ ５ ０ ３ Ｃ ｉａ １Ｄｅ ａｔ ｔ ｍｅ ｏ Ａ ｎｔ ｎ￣ ｇｎ ｅｉ Ｏｒ ｎｎ ｅＥ ｇｎｅｉ ｏｌ ｅ Ｓ ｉａｈ ａ ｇ０ ００ ， ｈｎ ； ｉ ｎ ｎ ｅ ｌ
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力骤 升 ， 严重 危害 火箭 弹 的发 射 安全 性 和 飞 行 稳定 性， 对于 发动机 各 层 问 的粘 接 质 量检 测 是 发 动 机 生
产 和验 收过程 中十 分重要 的环 节 。
难 到达 下一界 面 ， 于 以上两 点 ， 基 目前常 规超声 方法
仅能较好地检测第一界面的脱粘缺陷 ， 对于深层界 面的脱粘仍难 以发现。近年来 ， 国内外通过对超声 在材料中的传播特征规律的深入研究 ， 借助计算机 实现快速信号处理等手段 ， 多项技术综合运用 ， 对深 层界面的脱粘检测取得 了重要 突破 ， 获得 了比较满 意 的检测 效果 。
摘
要 ：针对由金属和多层橡胶胶粘而成的多层粘接结构，综述 了当前 用超声脉冲回波法对其
金属橡胶的研究进展及其应用
金属橡胶的研究进展及其应用李拓;白鸿柏;路纯红;李玉龙【摘要】作为一种新型的弹性多孔材料,金属橡胶为航空航天、空间技术等领域的发展提供了有力的技术支持,其制备工艺、力学性能、本构关系是金属橡胶研究的基础和关键.本文从制备工艺、隔振、密封、过滤、吸声降噪等方面阐述了金属橡胶的理论进展以及工程应用,简要地对金属橡胶的发展趋势进行了展望,拓宽了有待进一步研究的领域.%As a new kind of elastic porous material, metal rubber provides a strong tool for the advancement in many engineering fields, such as aviation, spaceflight, and so on. Preparation process, force characteristic research and constitutive relationship research are the foundations and key points for the metal rubber research. The preparation and basic characteristics of metal rubber were introduced, and the theoretical advances and engineering applications in aspects of vibration reduction, sealing, filtration, sound absorption and others were described. The future directions of this field were indicated. Finally, key topics for further research were pointed out.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】6页(P85-90)【关键词】金属橡胶;制备工艺;隔振;密封;过滤;吸声降噪【作者】李拓;白鸿柏;路纯红;李玉龙【作者单位】军械工程学院,河北石家庄 053003;军械工程学院,河北石家庄053003;军械工程学院,河北石家庄 053003;军械工程学院,河北石家庄 053003【正文语种】中文【中图分类】TB33220世纪60年代初，前苏联为了满足其空间飞行器能够适应一些特殊工作环境(如超高低温、高压、真空等)的需求，研制了多孔金属橡胶材料。
金属橡胶件特点
金属橡胶件特点金属橡胶件是一种结合了金属和橡胶两种材料的复合材料。
它具有许多优异的特性，如高强度、高耐磨性、耐腐蚀、耐高温、耐低温等。
本文将详细介绍金属橡胶件的特点。
一、结构简单金属橡胶件的结构相对简单，通常由金属部分和橡胶部分组成。
金属部分通常是一些常见的材料，如钢铁、铝合金等；橡胶部分则是一些高弹性、高韧性的材料，如天然橡胶、丁腈橡胶等。
这种简单的结构使得金属橡胶件易于制造和维护。
二、高强度由于金属和橡胶两种材料各自具有很好的物理性质，因此它们结合起来后可以实现更高的强度。
在应力作用下，金属部分可以承受大部分负荷，而橡胶部分则可以吸收冲击力和振动力，并且可以防止裂纹扩展。
三、耐磨性金属橡胶件的橡胶部分可以起到很好的缓冲和保护作用，使得金属部分不易受到磨损。
此外，橡胶材料本身也具有一定的耐磨性，可以在摩擦和磨损环境下长期使用。
四、耐腐蚀金属橡胶件的金属部分通常采用耐腐蚀性能较好的材料，如不锈钢等。
此外，橡胶材料本身也可以起到一定的防腐作用。
因此，金属橡胶件在恶劣环境下仍然能够保持良好的使用效果。
五、耐高温由于金属和橡胶两种材料各自具有很好的耐高温性能，因此它们结合起来后也可以实现更高的耐高温性能。
在高温环境下，金属部分可以承受大部分负荷，并且不易变形；而橡胶部分则可以保持其弹性和韧性，并且不易老化。
六、耐低温与耐高温类似，金属和橡胶两种材料各自具有很好的耐低温性能，因此它们结合起来后也可以实现更高的耐低温性能。
在低温环境下，金属部分可以保持其强度和韧性，并且不易变脆；而橡胶部分则可以保持其弹性和韧性，并且不易硬化。
综上所述，金属橡胶件具有结构简单、高强度、耐磨性、耐腐蚀、耐高温、耐低温等优异特点。
这种材料在机械制造、航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。
橡胶与金属粘接不良的原因和措施
橡胶与金属粘接不良的原因和措施一、橡胶与金属的粘接原理：橡胶与金属的粘接是橡胶制品生产的一个重要环节，橡胶与金属的粘接原理普遍认为在低模量的橡胶与高模量的金属之间，胶粘剂成为模量梯度，以减少粘接件受力时的应力集中。
胶粘剂分子一端为极性基团与金属亲和物理性吸附存在，另一端为非极性基团与橡胶亲和以共价键形式存在，因此常用双涂型胶浆的底涂或单涂型胶粘剂与金属表面之间主要通过吸附作用实现粘接。
底涂型和面涂型胶粘剂之间，以及胶粘剂与橡胶之间通过相互扩散作用和共交联作用而实现粘接。
二、橡胶-金属粘接不良的表现形式及原因分析1、橡胶-金属粘接不良的表现形式主要有粘接强度不够、脱胶、边缘欠皮、粘接面气泡等。
粘接强度不够表现为粘接面有橡胶吸附但没有完全覆盖金属表面，分散较均匀。
脱胶是指金属表面与胶粘剂没有发生粘接或胶粘剂与橡胶没有粘接，前者表面可见明显金属光泽，橡胶表面光滑有胶粘剂吸附层；后者骨架表面有胶粘剂吸附且骨架表面光滑，而橡胶表面较涩有橡胶手感。
边缘欠皮是指产品边缘橡胶与骨架粘接处部分脱胶，而内部粘接良好，是脱胶在产品局部有规律的出现。
粘接面气泡是指在粘接面内部有气泡导致产品局部脱胶。
2、产生粘结强度不够的主要原因2.1骨架表面及涂胶层污染或者粗糙度不够，使胶粘剂与金属吸附面积不足；2.2骨架表面磷化膜局部破损，导致吸附能力降低；2.3骨架涂胶层过硫，使胶粘剂分析部分失去活性或者活性降低，从而减小了粘接共价键的形成，因此降低粘接力即粘接强度；2.4骨架涂胶层过薄或双涂层中任何一层过薄，使单位面积上有效的活性基团数量不足，导致粘接力下降；2.5胶粘剂过期失效或牌号选择错误，使胶粘剂失去活性导致粘接或错误的粘接剂没有与橡胶材料形成足够强度的共价键粘接；2.6产品欠硫或过硫会导致部分共价键不稳定或没有形成足够的共价键，使粘接强度下降，过硫会使形成的共价键部分断裂造成粘接强度下降；2.7摆放骨架的时间过长，会使胶粘剂分子失去活性不能与橡胶形成共价键，同时对金属的吸附能力降低都会降低粘接强度；2.8注射压力过低会导致分子布朗运动不足，从而减少了共价键形成的机会和数量，从而导致粘结强度下降，因此硫化三要素对粘接影响非常大，在实际工作中不容忽视；2.9型腔密封不良，会导致型腔内橡胶压力不足，从而影响粘接强度；10、坯料量偏少或不足会导致型腔压力不足，从而影响粘接强度；2.10胶料污染也会导致粘接强度不够，如丁腈橡胶内混入氟橡胶会导致丁腈橡胶粘接强度下降。
橡胶与金属的硫化粘结详解
橡胶与金属的硫化粘结详解橡胶和金属是两种不同性质的材料,将两者很好地粘接可以制得具有不同构型和特性的复合件,这种复合体系在工业中有着广泛的用途,如汽车工业、机械制造工业、固体火箭发动机的柔性接头、桥梁的支撑缓冲垫等。
橡胶与金属之间化学结构和力学性能巨大的差异,使获得具有高强度的粘接有着很大的困难。
研制出高性能粘接和适用范围更广的新型胶粘剂始终是研究的热点。
借助于胶粘剂在硫化过程中将橡胶与金属粘接起来是目前采用的基本方法之一。
本文将就其进展进行综述。
1金属-橡胶粘接体系发展现状橡胶与金属之间的粘接已有很久的历史,可以追溯到1850年,目前采用的粘接方法可分为直接粘接法、硬质橡胶法、镀黄铜法和胶粘剂粘接法。
直接粘接法工艺简单,操作方便,将粘接材料表面进行适当处理后直接在加热加压过程中实现粘接。
可通过在橡胶中加入一些组分、在胶料表面涂偶联剂或对对橡胶进行环化处理等来提高橡胶与金属的粘接性能。
尹寿琳、陈日生等在天然橡胶中加入多硫化合物粘合剂B和酸性化合物助剂C,用此粘合A3钢板作挖泥泵耐磨衬里,挖泥1000h以上未发现橡胶与金属脱开。
此法不足的是,处理的金属件要尽快与胶料粘接,以免金属表面深层氧化;在胶料中添加一些多价金属的有机盐和无机盐,虽可提高粘接效果,但会改变橡胶材料原先的物理机械性能,且造成出模困难。
硬质橡胶法是最古老的粘接体系,在金属表面贴一层硫磺含量较高的硬质胶料或一层硬质胶浆,通过硫化使橡胶与金属粘接起来,硬质橡胶法粘接力较强,工艺简便,适于粘接大型制件,但是不耐冲击和震动,60℃以上粘接强度发生显著下降。
镀黄铜法较硬质橡胶法有较好的耐高温性,黄铜或表面镀黄铜金属件不同胶粘剂,借助于被粘橡胶中的硫磺扩散到金属表面与CuO、ZnO结合形成界面粘接层与橡胶产生牢固粘合,至今在轮胎工业中钢丝圈的粘接、钢丝帘线与帘布层胶的粘接、内胎气门嘴的制造中仍采用此法。
胶粘剂法是目前应用最广和最有效的方法,已经历了酚醛树脂、多异氰酸酯、卤化橡胶、特种硫化剂的卤化橡胶、硅橡胶和水基胶粘剂等不同的发展阶段。
金属橡胶材料表
几种特种金属材料的特点及应用。
一. 钛及钛合金常用钛材牌号（有国家材料标准）TA1 (Grade2) 工业纯钛TA2 (Grade3) 工业纯钛TA9 (Grade11) Ti-0.2PdTA10 (Grade12) Ti-0.3Mo-0.8NiTC4 (AB-1) Ti-6Al-4V1. 钛材的耐腐蚀特点钛是具有强烈钝化倾向的金属，在空气中和氧化性或中性水溶液中能迅速生成一层稳定的氧化性保护膜，即使因为某些原因膜遭破坏，也能迅速自动恢复。
因此钛在氧化性、中性介质中具有优异的耐腐蚀性。
由于钛的巨大钝化性能，在许多情况下与异种金属接触时，并不加快腐蚀，而可能加快异种金属的腐蚀。
如在低浓度非氧化性的酸中，若将Pb、Sn、Cu或蒙乃尔合金与钛接触形成电偶时，这些材料腐蚀加快，而钛不受影响。
而在盐酸中，钛与低碳钢接触时，由于钛表面产生新生氢，破坏了钛的氧化膜，不仅引起钛的氢脆，而且加快钛的腐蚀，这可能是由于钛对氢有高度的活性所致。
钛中的含铁量对某些介质中的耐腐蚀性能有影响，铁增多的原因除原材料的原因外，常常是焊接时沾污的铁渗入焊道，使焊道中局部含铁量增高，这时腐蚀具有不均匀的性质。
使用铁件支撑钛设备时，铁钛接触面上的铁沾污几乎是不可避免的在铁沾污区腐蚀加速，特别是在有氢存在的情况下。
当沾污表面的钛氧化膜发生机械损坏时，氢就渗入金属，根据温度、压力等条件，氢发生相应的扩散，这使钛产生不同程度的氢脆。
因此钛在中等温度和中等压力和含氢系统中使用要避免表面铁污染。
在一般情况下，钛不会发生孔蚀。
钛还具有抗腐蚀疲劳稳定性。
钛耐缝隙腐蚀性能较好，尤其是Ti-0.3Mo-0.8Ni及Ti-0.2Pd合金，因此Ti-0.3Mo-0.8Ni及Ti-0.2Pd合金广泛用于容器设备的密封面材料，以解决设备密封面缝隙腐蚀问题。
2. 钛材的应用由于钛材的优良耐腐蚀性能,钛材广泛应用于石油、化工、制盐、;制药、冶金、电子、航空、航天、海洋等相关领域。
橡胶金属硫化粘结
橡胶-金属硫化粘结总结橡胶与金属的化学结构和机械性能有巨大差异。
硫化橡胶与金属粘合，可以综合橡胶的高弹性与金属的高强度，从而获得更好的强度和耐久性，同时具有减震、耐磨等功能。
在硫化过程中实现橡胶与金属材料粘合，是目前橡胶制品生产中采用的基本方式之一（橡胶的硫化就是通过橡胶分子间的化学交联作用将基本上呈塑性的生胶转化成弹性的和尺寸稳定的产品，硫化后的橡胶的物性稳定，使用温度范围扩大。
橡胶分子链间的硫化（交联）反应能力取决于其结构）。
金属-橡胶硫化粘合的方法可以追溯到1850年，现在普遍采用的有：胶黏剂法、直接粘合法（包括镀黄铜法等）和硬质胶法。
1）胶黏剂法：橡胶-金属硫化型胶黏剂的品种繁多，已开发出的具有代表性的胶黏剂主要由：Chemlok系列（美国）、Thixon系列（美国）、Tt-Ply系列（美国）等，从胶黏剂化学结构来说，目前较常用的是异氰酸酯类胶黏剂、含卤胶黏剂和酚醛树脂胶黏剂等。
2)直接粘合法：直接粘合法是增粘剂直接均匀混入橡胶胶料中，当胶料在热硫化成型时橡胶就和金属产生牢固粘合的一种方法。
3)硬质胶法：硬质胶法是在金属表面贴或涂一层高硫含量（通常40-50份）的硬质胶，再贴软质胶料，经加热、加压、硫化，使软质胶通过硬质胶与金属粘接的方法。
在橡胶与金属的粘结过程中，由于橡胶的流动性、变形性等因素的影响，因此其粘结机理较复杂。
目前普遍公认的是扩散、渗透、共交联理论（图1、图2）。
金属-橡胶硫化粘接效果影响因素的研究大致可以分为两个方面：被粘橡胶配方和粘接工艺，在橡胶和金属的粘合过程中，工艺直接影响粘合强度。
工艺包括金属表面处理、硫化条件、镀层等。
橡胶与金属粘合时，不论采用什么方法，均要求对金属表面进行预处理，其目的在于清除金属表面的油污及氧化膜，使金属呈露新鲜表面，并进而适当改变金属表面的结构和极性，以便于它和胶黏剂或橡胶结合。
常用的处理方法有脱脂法、机械打磨法和化学处理法三种。
硫化条件是粘合工艺的核心部分，硫化温度是一个重要因素。
橡胶与金属粘接性能试验方法
在加载之前，先用锋利的刀片把橡胶从板 材上剥下1.5mm。 试验过程中，当橡胶将被撕裂时,可暂停试验, 并用小刀将橡胶与板材分割开。割口应紧贴板 材。
4.4.3.3 拉力试验机的夹具 夹具的设计应使夹具能与拉力机的上夹具
连接,并且在整个试验过程中，能使引起剥离 的拉力方向始终同（橡胶/硬质板材）粘合面 基本保持垂直，也就是与固定面保持90°角 。夹具的间隙过大或前后移位都将影响试验的 结果。
2 常用评价橡胶与金属粘接质量的试验方法
在橡胶与金属粘接性能试验中 , 根据粘接面 的受力状态 不同，可分受正应力的拉伸试验 , 受剪应力的剪切试验 , 受 线应力的剥离试验。相应的现行试验方法如下 :
（1）GB/T7760—2003《硫化橡胶或热塑性橡胶与硬质板材 粘合的测定 90°剥离法》 （2）GB/T7761—2003 《橡胶 用锥形件测定与刚性材料的 粘合强度》 （3）GB/T12830—1991 《硫化橡胶与金属粘合剪切强度测 定方法—四板法》 （4）GB/T13936—1992 《硫化橡胶与金属粘接拉伸剪切强 度测定方法》 （5）GB/T15254—1994 《硫化橡胶与金属粘接180゜剥离 试验》
试件制作和试验方法的影响
3.4.1 试件制作的影响
试样的粘接质量与制作工艺有很大的关系。 这里所指的制作工艺含金属表面处理方法、粘 接试件制作方式和条件有关。
金属表面处理方法的影响 在粘接制件中获得最佳的粘接强度的重 要条件之一是金属表面的有效处理。表面处理 方法有两类 : 物理方法和化学方法。从处理的 方式看有，表面清洗、用水溶性清洁剂清洗、 机械处理和溶剂处理。
。 小时。试验结果如表1、表2示
试验结果。
表 1（试验记录）
一文了解金属橡胶(金属也有橡胶特性哦)
一文了解金属橡胶（金属也有橡胶特性哦）所谓金属橡胶是一种均质的弹性多孔物质，是用一定的工艺方法，将一定质量的、拉伸开的、螺旋状态的金属丝有序地排放在冲压（或碾压）模具中，然后用冷冲压方法而成型的。
它的原材料是金属丝，既具有所选金属固有的特性，又具有像橡胶一样的弹性，故因此得名。
金属橡胶概念是研究如何设计和制备橡胶构件，以及应用金属橡胶构件实现阻尼减振、过滤、密封、节流等独特功能的关键技术。
制备金属橡胶元件的原材料是直径为0.05-0.3mm的不锈钢或钢丝。
其制作工艺独特，制备成的构件可以满足航空航天、空间飞行器及民品工况的特殊需要，解决高温、低温、高压、高真空及剧烈振动等环境下的阻尼、减振、过滤、密封、节流、热传导等问题。
金属橡胶构件既具有所选金属的固有特性，又具有类似于橡胶一样的弹性。
在空间环境下不蒸发，不惧高温和低温，不怕空间辐射和粒子撞击，选择不同的金属还可以耐腐蚀环境，且无老化的可能，是传统橡胶的最佳替代品。
我国对金属橡胶构件的研究起步较晚，但金属橡胶零件在空间飞行器上的应用已引起各级主管部门的重视，航空航天领域各科研部门对金属橡胶构件提出了全面需求。
金属橡胶产品在我国具有广泛的应用市场。
金属橡胶特点你能否想象，有一种材料既可以像橡胶一样弯曲和拉伸，又可以像金属一样导电？这就是利用纳米技术制造出来的新材料———金属橡胶。
“金属橡胶”的出现是材料学上的一次革命，也是纳米技术在新材料领域的成功应用。
有了它，未来的飞机可以拥有像鸟儿一样可扇动的翅膀；有了它，未来的航空座椅将舒适无比；有了它，甚至连电视都可以做得又平又软，还能折叠起来放在口袋里……人类一直幻想能够拥有像鸟类一样的翅膀。
从人类第一次绑上羽毛模仿鸟类飞行到制造出空中巨无霸波音747，这种追求从来没有停止过。
但即使在科技已经高度发达的今天，人类仍然无法完全模仿鸟类的飞行。
科学家对鸟类研究后发现，在飞行中，鸟类能根据飞行的需要，随时改变翅膀的形状，以适应不同的飞行状态，这种飞行不仅更经济，而且更有效、更安全。
橡胶金属制品融痕的产生原因及解决方案探讨
作者简介：房栋（1989-），男，工程师，硕士学历，主要从事橡胶金属制品硫化工艺研究。
收稿日期：2023-06-260 引言融痕，也作“硫痕、接痕、融缝”等，是一种在橡胶制品生产中常见的外观缺陷，其本质是产品表层胶料的融合不良。
融痕问题带来的最大风险在于：其在肉眼观察下有时并不明显，还经常会与生产过程中意外产生的其他痕迹混淆，因而会造成质量人员的漏检、错检。
出现融痕的产品若没有及时发现，或不经充分验证即判定为合格品发货，在使用中很可能发展为裂口并逐渐扩大，造成严重的质量事故。
因此，对于融痕问题不仅要研究其产生原因、解决措施，还要明确其判定标准和方法，避免漏检的同时也要避免将良品作为问题产品报废。
对于纯橡胶制品，融痕问题的产生原因一般与胶料配方及硫化工艺有关，解决方法也相对简单：优化胶料配方、更改胶料填装方式、降低硫化温度、减少脱模剂用量等常用措施均可起到明显效果[1]。
但对于橡胶-金属复合制品，由于存在金属骨架及胶黏剂的因素，融痕问题的产生原因则比较复杂，还需要在不影响到橡胶-金属黏接及产品力学性能的前提下进行解决，往往需要从胶料配方、硫化工艺及模具结构等多方面入手[2]。
因此本文也将着重以几种典型的橡胶金属制品为例，来探讨融痕问题的判定标准、产生原因及解决方案，供硫化工艺人员参考。
橡胶金属制品融痕的产生原因及解决方案探讨房栋，乔盼，马宗斌，孙军平(青岛博锐智远减振科技有限公司，山东 青岛 266031)摘要：融痕问题是橡胶金属制品生产中常见的外观缺陷，既会造成直接质量损失，又会使产品在应用中存在潜在风险。
本文提出了橡胶金属制品融痕问题的一般判定方法及标准，并结合具体产品案例探讨了融痕问题的产生原因及解决方案。
融痕的本质就是产品表层胶料的融合不良，其解决思路一是通过合理的配方及硫化工艺保证胶料自身的融合，二是通过合理的模具结构使融合不良的胶料溢出到模具辅助机构，让融合良好的胶料填充模具型腔。
同时，在解决融痕问题的过程中，还要保证不能带来其他衍生问题。
橡胶及金属的粘合
橡胶与金属的粘合在汽车工业中，橡胶与金属的粘合是很普遍的，骨架油封、发动机及变速箱支承、摆壁衬套、车身支撑等都是典型的金属——橡胶结构。
金属和橡胶的结合强度对产品的性能有着至关重要的影响。
金属橡胶件的寿命很大程度上取决于两种材料的粘接质量。
粘接技术因此成为许多工厂的研究课题。
众所周知，增大粘接面的表面积及静电吸附力、提高粘接材料之间的化学作用力是获得高粘接强度的关键。
本文通过对金属粘合表面不同处理工艺的试验，得出了操作方便、经济性好、粘接性能优异的骨架表面处理方法。
一、实验1.主要材料CHEMLOK 252上海洛德公司产品；CHEMLOK 205上海洛德公司产品；10#钢；20目石英砂；天然胶SCR5海南天然胶联合产业集团；丁腈胶N41兰州化学工业公司。
2.设备普压干喷砂机(空气压力>0.6MPa)；磷化处理线；400×400电热平板硫化机；0-200℃老化箱；0-2500N电子拉机。
3.粘接橡胶基本配方天然胶SCR5 100；硬脂酸1；氧化锌(间接法)5；防老剂3；防护蜡4；软化剂10；炭黑70；硫黄2；促进剂1.5。
丁腈胶N41 10；硬脂酸1；氧化锌(间接法)5；防老剂3；聚酯增塑剂10；炭黑60；DCP 1.5；硫黄0.5；促进剂1.5。
粘合剂：①单涂氧化锌(间接法)；②底涂CHEM-LOK 205,面涂CHEMLOK 252。
4.粘接橡胶的常规机械性能天然胶邵尔A型硬度65度，拉伸强度22MPa，拉断伸长率450%。
丁腈胶邵尔A型硬度70度，拉伸强度24MPa，拉断伸长率340%。
5.试样制备①在K360×160开放式炼胶机上将配方物料混合均匀；②试块表面处理；③在400×400电热平板硫化机上压制试样；④试样制备工艺。
NR硫化工艺条件为155℃×6min。
NBR硫化工艺条件为160℃×6min。
6.测试按GB/T 13936标准对已硫化的试样进行测试。
橡胶金属粘接不良原因和措施
橡胶-金属粘接原理：橡胶与金属的粘接是橡胶制品生产的一个重要环节，橡胶与金属的粘接原理普遍认为在低模量的橡胶与高模量的金属之间，胶粘剂成为模量梯度，以减少粘接件受力时的应力集中。
胶粘剂分子一端为极性基团与金属亲和物理性吸附存在，另一端为非极性基团与橡胶亲和以共价键形式存在，因此常用双涂型胶浆的底涂或单涂型胶粘剂与金属表面之间主要通过吸附作用实现粘接。
底涂型和面涂型胶粘剂之间，以及胶粘剂与橡胶之间通过相互扩散作用和共交联作用而实现粘接。
橡胶-金属粘接不良的表现形式及原因分析一、橡胶-金属粘接不良的表现形式主要有粘接强度不够、脱胶、边缘欠皮、粘接面气泡等。
粘接强度不够表现为粘接面又橡胶吸附但没有完全覆盖金属表面，分散较均匀。
脱胶是指金属表面与胶粘剂没有发生粘接或胶粘剂与橡胶没有粘接，前者表面可见明显金属光泽，橡胶表面光滑又胶粘剂吸附层；后者骨架表面又胶粘剂吸附且骨架表面光滑，而橡胶表面较涩又橡胶手感。
边缘欠皮是指产品边缘橡胶与骨架粘接处部分脱胶，而内部粘接良好，是脱胶在产品局部又规律的出现。
粘接面气泡是指在粘接面内部有气泡导致产品局部脱胶。
二、产生粘结强度不够的主要原因1、骨架表面及涂胶层污染或者粗糙度不够，使胶粘剂与金属吸附面积不足；2、骨架表面磷化膜局部破损，导致吸附能力降低；3、骨架涂胶层过硫，使胶粘剂分析部分失去活性或着活性降低，从而减小了粘接共价键的形成，因此降低粘接力即粘接强度；4、骨架涂胶层过薄或双涂层中任何一层过薄，使单位面积上有效的活性基团数量不足，导致粘接力下降；5、胶粘剂过期失效或牌号选择错误，使胶粘剂失去活性导致粘接或错误的粘接剂没有与橡胶材料形成足够强度的共价键粘接；6、产品欠硫或过硫会导致部分共价键不稳定或没有形成足够的共价键，使粘接强度下降，过硫会使形成的共价键部分断裂造成粘接强度下降；7、摆放骨架的时间过长，会使胶粘剂分子失去活性不能与橡胶形成共价键，同时对金属的吸附能力降低都会降低粘接强度；8、注射压力过低会导致分子布朗运动不足，从而减少了共价键形成的机会和数量，从而导致粘结强度下降，因此硫化三要素对粘接影响非常大，在实际工作中不容忽视；9、型腔密封不良，会导致型腔内橡胶压力不足，从而影响粘接强度；10、坯料量偏少或不足会导致型腔压力不足，从而影响粘接强度；11、胶料污染也会导致粘接强度不都，如丁腈橡胶内混入氟橡胶会导致丁腈橡胶粘接强度下降。
金属橡胶模型原理及应用
金属橡胶模型原理及应用金属橡胶模型是一种将金属和橡胶复合材料加工成具有金属外观和橡胶弹性的模型材料。
其原理是通过将金属粉末与橡胶胶料混合，在一定的工艺条件下，经过热压和硫化等工艺处理，使金属粉末与橡胶形成牢固的结合。
这样，即可制得具有金属外观和橡胶弹性的模型材料。
金属橡胶模型具有许多优点，因此得到广泛应用。
首先，金属橡胶模型可以实现金属外观和橡胶弹性的双重优势。
金属外观可以使模型具有更好的美观性和装饰性，而橡胶弹性则能使模型具有更好的柔软性和耐用性。
其次，金属橡胶模型具有良好的可塑性，可以制成各种复杂的形状和结构。
再次，金属橡胶模型具有较高的韧性和强度，能够承受一定的拉伸、压缩和弯曲作用。
此外，金属橡胶模型还具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，能够适应各种复杂的使用环境。
因此，金属橡胶模型广泛应用于各个领域，如机械、汽车、电子、航空航天等工业制造和产品开发领域。
金属橡胶模型的应用范围非常广泛。
在机械制造领域，金属橡胶模型可以用于制作机械密封件、垫片、减震垫等零部件，以提高机械设备的稳定性和性能。
在汽车制造领域，金属橡胶模型可以用于制作悬挂系统、制动系统、传动系统等关键零部件，以提高汽车的安全性和舒适性。
在电子制造领域，金属橡胶模型可以用于制作电子包装、电子连接器、导电垫片等电子组件，以提高电子设备的可靠性和性能。
在航空航天领域，金属橡胶模型可以用于制作飞机结构、导向系统、防护设备等关键部件，以提高航空航天器的安全性和可靠性。
此外，金属橡胶模型还可以应用于建筑、医疗、体育器材等领域，如制作门窗密封条、医疗器械配件、体育器械垫片等。
总之，金属橡胶模型是一种具有金属外观和橡胶弹性的复合材料，通过金属粉末与橡胶胶料的混合，经过热压和硫化等处理步骤，制成具有双重优势的模型材料。
金属橡胶模型具有良好的可塑性、韧性和强度，以及耐磨性和耐腐蚀性，广泛应用于机械、汽车、电子、航空航天等领域，为各个行业的产品开发和制造提供了可靠的解决方案。
金属密封材料
金属密封材料金属密封材料是一种用于密封工程中的重要材料，它具有优异的密封性能和耐高温、耐腐蚀等特点，被广泛应用于航空航天、石油化工、机械制造等领域。
金属密封材料的种类繁多，常见的有金属橡胶垫片、金属填料密封、金属波纹管密封等，下面将对其进行详细介绍。
首先，金属橡胶垫片是一种由金属片和橡胶复合而成的密封材料，具有良好的弹性和耐腐蚀性能。
它适用于各种介质的密封，如水、油、酸碱溶液等，广泛应用于管道连接、阀门密封等领域。
金属橡胶垫片的密封原理是利用橡胶的弹性将金属片与密封面紧密贴合，形成可靠的密封。
同时，金属橡胶垫片还具有良好的耐磨损性能，能够承受高压力和高温度的工况，因此在工业领域得到广泛应用。
其次，金属填料密封是一种由金属丝编织而成的填料，具有良好的弹性和耐高温性能。
它适用于高温、高压下的密封，如石油化工设备、锅炉、换热器等。
金属填料密封的密封原理是利用金属丝的弹性将填料与密封面贴合，形成可靠的密封。
同时，金属填料密封还具有良好的耐腐蚀性能，能够承受各种腐蚀介质的侵蚀，因此在化工领域得到广泛应用。
最后，金属波纹管密封是一种由金属波纹管制成的密封件，具有良好的柔性和耐疲劳性能。
它适用于高温、高压下的密封，如航空航天设备、船舶设备、汽车发动机等。
金属波纹管密封的密封原理是利用波纹管的柔性将密封面与被密封件贴合，形成可靠的密封。
同时，金属波纹管密封还具有良好的耐冲击性能，能够承受振动和冲击载荷的作用，因此在工程机械领域得到广泛应用。
总之，金属密封材料是密封工程中不可或缺的重要材料，具有广泛的应用前景和市场需求。
随着工业技术的不断发展和进步，金属密封材料将会在更多领域得到应用，并发挥更大的作用。
希望本文对金属密封材料有所帮助，谢谢阅读！。
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• 研究趋势与重点： • ①金属橡胶微观组织结构对金属橡胶性能的 影响； • ②金属橡胶的细观测试、分析与研究； • ③金属橡胶的损伤机理及其表征方法； • ④金属橡胶材料先进制造工艺、技术方法； • ⑤金属橡胶材亚东,闫辉,夏宇宏,姜洪源. 金属橡胶技术的应用及其 研究进展. 润滑与密封,2009,10:100-103 • [2]李玉龙,何忠波,白鸿柏,李冬伟,郝慧荣,席建敏. 金属橡胶 的研究及应用进展 .兵器材料科学与工程,2011,01:103108 • [3]赵程,贺跃进,张恒. 金属橡胶的应用研究. 噪声与振动控 制,2006,10:45-47 • [4]郭宝亭,朱梓根,崔荣繁,庞为. 金属橡胶材料的理论模型 研究. 航空动力学报,2004.06:314-319 • [5]胡小丽,李俏,赵程. 金属橡胶研究新进展. 材料热处理技 术,2009,12:79-82
金属橡胶元件
后期处理
半成品
• 以上所述的方法是制造金属橡胶构件的通 用方法，而对于具体零件，根据它的不同 用途(隔振、密封、过滤、阻尼、节流等)， 制造工艺有其自身的特点，这是因为它们 对金属橡胶元件各项性能参数的要求不同。 因此，不同用途的金属橡胶构件的制备工 艺略有不同，这主要体现在螺旋卷直径和 毛坯制备工艺方法上。
金属橡胶的性能
• 1) 耐高温、大温差、抗辐射及腐蚀环境； • 2) 承载能力高，耐疲劳，无老化现象，使用寿命 和存储时间长； • 3) 可满足阻尼、减振、密封、过滤、节流等需求， 是特殊工况下普通橡胶产品和其他多孔材料制品 的最佳替代品； • 4) 其性能指标具有可设计性。通过改变不同的工 艺参数和方法，可以制备具有不同结构尺寸和性 能特点的金属橡胶制品； • 5) 适用于航空航天国防、武器装备、石油化工等 各个领域，具有军民两用的鲜明特点。
金属橡胶制备工艺
选择金属丝 （材质及直径）
制备
螺旋卷
定螺距拉伸 编织
毛坯
金属橡胶后期处理主要取决于工作环 制成的毛坯要放入模具中冷压缩成型。先将 境和特殊使用性能。压制过程中产生 金属橡胶构件的基本单元是螺旋卷。螺旋卷的质量 按一定制备工艺方法制成的毛坯件按特定方 制备金属橡胶的原材料为金属丝，具体化学成分 的金属屑和污物等杂质会影响金属橡 直接关系到产品的最终性能, 诸如：机械强度、弹性 MPa压力 向放到冷压模具中，此后在5~ 60 冷 由工作条件（如温度、湿度、侵蚀性介质、载荷等） 金属橡胶零件尺寸、孔隙度和机械性 胶的最终性能，故一般都要进行清洗。 阻尼、流体特性和一些化学性能等。一般将其螺旋 作用下缓慢压制成型。成形过程需要多次加 压 决定。若工作在无腐蚀环境，通常选用30VMnSi、 能很大程度上与编织工艺有关。对于 为调整元件的硬度和塑性，必要时要 卷的直径控制在金属丝径的5~15倍，试验证明， 拉 压，每一次压缩到一定程度后，需要保压， 50VCr等；对于在高温和腐蚀性介质中工作的金属橡 隔振器一类的元件，配料时应使螺线 对其进行热处理。如有耐腐蚀的工作 伸后的螺旋卷的螺距近似等于螺旋卷直径时，金属 然后继续加压保压，直到达到构件的形状和 胶构件，一般采用1Cr18Ni9Ti等奥氏体不锈钢。丝 卷的根数尽量少，以保证整个构件的 要求，则要涂保护膜。 橡胶产品性能最好。因此，在制作金属橡胶构件时， 尺寸。 线直径取决于制品的尺寸及零件所需的机械性能和流 拉压强度和阻尼性能。 应将缠绕后的螺旋卷均匀拉伸，使螺距尽量等于螺 体力学特性，一般情况下其直径都小于等于0.3 mm。 旋卷直径，再制作毛坯。
金属橡胶
主文献：金属橡胶技术的应用及其研究进展 来 源：润滑与密封 作 者：国亚东，闫辉，夏宇宏，姜洪源 演讲人：鲁豫鑫 学 号：11721167
金属橡胶介绍
• 二十世纪六七十年代，原苏联为了满足国 防用空间飞行器上的特殊需求，解决高温、 高压、真空、超低温及剧烈振动等环境下 的减振、过滤、密封、热传导等问题，开 始研制多孔金属橡胶材料。 • 将金属丝缠绕成螺旋形，嵌入到与所需零 件形状相同的模具中，经加热、加压成型 后，得到一种均质的弹性多孔材料，因其 内部有很多孔洞, 既呈现类似橡胶材料的弹 性和阻尼性能，同时又保持金属的优异特 性，俗称金属橡胶(Metal Rubber)。
谢谢！
金属橡胶的用途及作用机理
• 密封：利用金属橡胶的弹性性质，将其表层涂敷 或包裹聚四氟乙烯或铜皮等物质，既可以成为O 型橡胶密封圈的理想替代品。
• 减振、隔振：金属橡胶的内部结构是由金属丝相互交错勾 联形成的空间网状结构，类似橡胶的大分子结构，在受到 振动位移时金属丝之间产生干摩擦，可耗散大量的能量， 从而起到阻尼减振的作用。 • 过滤、节流：利用金属橡胶存在孔隙度，还可以制作过滤、 节流元件，其较高的承载能力、抗堵塞能力及节流孔隙随 压力连续可调性能是其它多孔材料所无法比拟的。 • 吸声降噪：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，具有透气性，属于多孔吸声材料。当声波 传入金属橡胶内部后，引起孔隙中的空气产生振动并与金 属丝发生摩擦。由于粘滞作用，声波转变为热能而消耗， 从而达到吸收声音的效果。
结论与展望
• 由于国外对金属橡胶材料科研成果的严密封锁， 直到20世纪90年代，我国才接触到金属橡胶制品， 并陆续开展了一些理论和实验方面的研究。 • 金属橡胶技术在国内起步较晚、发展时间较短， 因此存在着以下问题：①缺乏系统的基础理论研 究，依靠经验来进行设计和加工，成品率低、质 量差；②缺乏毛坯编织方法对性能影响的研究， 使金属橡胶质量难以控制；③缺乏热加工工艺等 后处理研究，不能充分发挥金属橡胶的性能优势； ④未制定出金属橡胶的统一的国家标准，影响金 属橡胶在各个方面的发展。