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| 材质替换法 | 发布于:2003/12/03 | |
| 如果说眼睛是心灵的窗户，那窗户便是房屋的眼睛了。一双漂亮有神的眼睛，能给人增色许多；几扇美观耐用的门窗，也可以使房屋显得富丽气派。 不久前，在北京举行的应用技术展览会上，人们看见了被称之为“塑钢门窗”的新产品。 塑钢门窗是以聚氯乙烯（PVC）树脂为主要原料，加上一定比例的稳定剂、着色剂、紫外线吸收剂等助剂挤压加工成型材，然后经切割、溶接，再配上有关附件（五金件、橡胶密封条、毛条等）而制成的。为了增加门窗的硬度，在型材的空腔中再加入钢材，就变成了“塑钢门窗”。 据悉,我国南极长城科学考察站采用的就是塑钢门窗。有数字表明,塑料型材的传热系数仅为钢材的1/ 357,铝材的l/250。行家曾做过观测,使用塑钢门窗的房间比使用木窗的房间,冬季室温可提高4-5℃。 “两耳不闻窗外事，一心只读圣贤书”。如果你想达此境界，安有塑钢门窗的居室也大可帮忙，因为塑钢材料的隔音效果尤佳。 不自燃、不助燃、抗老化也是这种门窗的优点。 我国是个森林资源贫乏、能源短缺的国家。适合制作木门窗的红、白松木正日益减少且再生缓慢。铝合金门窗、钢窗使用大量的金属资源，易锈蚀，维护费用高，生产能耗更高。塑钢门窗的发明与推广应用，对节省木、铝、钢材，节约能源，保护环境都具有积极的意义。 如果再提到自行车，你会马上想到它是用钢材制作车架的。能否用别的材料来替换呢？英国人想到了这个问题，并发明出一种碳素纤维自行车，在全英自行车锦标赛上还大出风头呢！ 英国选手克里斯·博德曼凭着一辆专门定制的碳素纤维自行车神速前进，创下了新的世界记录。赛场上，这位获胜的选手情不自禁地亲吻他的山地车。 骑手技艺高超，也不能不感谢新型自行车的配合。与标准的车型相比，新型自行车的重量和风阻都较小。这是因为碳素纤维重量轻且强度极高，用它制作自行车不需要传统的三角架，这样使车子的重量更轻。碳素纤维还可以通过模子制成整体型车架结构，避免了焊接的缺点。 碳素纤维自行车的诞生，将会对传统金属结构自行车市场以巨大的冲击。 举不胜举的实例，清楚地告诉我们：运用材质替换法也可搞出发明创造。 “巧妇难为无米之炊”，世上任何产品都离不开材料这个物质基础。不同材料有不同的理化性质和工程特性，用新材料取代旧材料，用非常规材料取代传统材料，只要能使产品的性能发生变化，能产生有益的效果，就意味着获得了发明创造成果。 运用材质替换法实施发明创造，主要有两方面的途径。 其一，运用材质替换开发轻便型、廉价型、高档型以及功能型新产品。 解决产品的轻量化设计问题，人们很容易想到塑料、纸张等轻型材料。 例如，广州首创塑料摩托车，荣获全国儿童用品优秀产品奖。国外公路上已有全塑汽车奔驰，让路人大开眼界。 纸张是中国古代四大发明之一，它的出现对人类文化的传播和发展起了重大作用。随着现代科学的进步和人们对生活用品轻巧便利的要求，纸张也从传统的书报天地里超脱出来。有人用阻燃纸制成旅游锅，无论油炸煎炒都安然无恙。更有甚者，将经过化学处理的牛皮纸制成活动住房构件，其使用寿命长达10年。如果需要搬迁，准备两个大纸箱足矣。 材料价格是决定产品成本的重要因素，为向市场提供物美价廉的产品，是创新策划的永恒追求。更换材料是降低产品成本的常用方法。比如用纸代布生产的领带、内裤、卫生巾、枕巾、衬领和结婚礼服等一次性消费品，以其造型别致，色彩鲜艳和价格低廉令旅游者大为赞赏。 在追求低价型产品的同时，也有人期望高档消费品，于是材质上的升级便成为新品策划的落脚点。如当眼镜成为装饰品时，其镜片便从普通玻璃片变换为水晶镜片，镜架也由塑料制品升格为镀金材料。更有甚者，对真金镜架也提出了需求。再如手表，金亮辉煌，豪气十足；高档象棋，玉石刻就，面目一新。各种日用品开始沾金带银，给精品屋一片光明。 如果从材料的更换上使产品功能或性能异变，则创新水平更高一筹。如用特种陶瓷制造莱刀，既锋利不须重磨，又永不生锈，家庭主妇岂不高兴？当然，用在菜刀上还只是牛刀小试。有人研究用特种陶瓷制造发动机，可大幅度提高热效率，降低燃料消耗，减轻机器重量体积，无疑是发动机行业的重大突破。 其二，运用材质替换法帮助发明创造者寻找攻克技术难关的办法。 例如，为了使宇宙飞船能把在月球上收集到的各种信息发回地面，供人类研究，就必须在月球上架设一架像大伞似的天线。于是，宇宙飞船要携带很多精密仪器，容积非常有限，怎样才能把很占空间的天线带上月球呢？科学家为此绞尽脑汁。后来，人们从材料选择方面人手，即采用形状记忆合金，在40℃以上做成天线，然后冷却，把天线折叠成球团放进飞船里，送到月面后使天线“记忆”起原来的形状，自动展开而达到预定的状态，从而创造性地解决了技术上的难题。再如，某些机器的内部需要安装轴承，但润滑十分不便，如果从结构设计上去想办法，很难找到简单的方案。后来设计者采用粉末冶金制作含油轴承，轻而易举地解决了难题。此外，人们采用一种“哑巴合金”，使鼓风机、吹风机、风钻、风扇、传动齿轮、打字机等机器的降噪音设计找到了新的路子。 变更材质搞发明创造，必须了解材料的性能和价格，尤其是新材料不断出现的情况下，掌握新材料信息更为重要。在此基础上，发明创造者就可以从突破传统用材方面去创造性思考，在取而代之的过程中获得新的成果。 近年来居室装饰如火如荼，除了沿用各种木材制品、金属制品装饰之外，能否让玻璃饰品入主居室，成为居家新时尚？ |
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