正文 第五章 金屬材料(一)(2 / 3)

迷人的裝飾材料??彩色不鏽鋼

近年來,在國外一些大城市,一座座五光十色的建築大廈拔地而起,聳入雲天。這些大廈每天從早晨到傍晚,在陽光的照射下可分階段地顯示出金黃色、墨綠色、天藍色、紫色等多種色彩的連續變化,呈現出交相輝映的迷人奇景。原來,這些建築采用了表麵具有一層無色透明氧化膜的彩色不鏽鋼作外壁和窗框裝飾,因這層氧化膜對不同入射角陽光的幹涉,才使建築物產生了上述氣象萬千的綺麗景觀。現在,國外在建築物上大量采用彩色不鏽鋼製品作裝飾,已經風靡-時。

彩色不鏽鋼既具有金屬特有的光澤和強度,又具有色彩紛呈、經久不變的顏色。它不僅保持了原色不鏽銅的物理、化學、機械性能,而且比原色不鏽鋼具有更強的耐腐蝕性能。因此,當它從70年代問世以來,就在建材、化工、汽車、電子工業以及工藝美術等領域得到廣泛應用。目前,彩色不鏽鋼在國外發展迅速,已有10多個國家的幾十家公司成批生產。據1988年2月27日《冶金報》報道:由中國船舶工業總公司七院703研究所采用浸漬著色法生產出的彩色不鏽鋼,已在江蘇鎮江市形成批量生產能力,並通過部級鑒定,年生產能力為1。8萬米板材。此外,我國上海鋼研所和四川江油長城鋼廠等單位,也都在開展不鏽鋼著色工藝的試驗研究工作,並取?了可喜的進展。

國外已實用的不鏽鋼著色方法,有塗鍍有色金屬著色法,搪瓷著色法,有機物覆蓋層著色法,表麵氧化處理著色法等。其中,低溫表麵氧化處理著色法,工藝簡單,成本低廉,所生產的彩色不鏽鋼美觀耐久,是各種不鏽鋼著色法中的佼佼者。

在采用低溫表麵氧化著色之前,要先對不鏽鋼表麵進行拋光,其光潔度越高,著色時顏色越均勻,色澤越鮮豔。拋光之後,還要進行酸洗,除去自然形成的氧化膜,同時避免表麵被腐蝕。在著色過程中,用著色電位法控製色譯的重現性,是低溫表麵氧化處理著色工藝的關鍵。著色後不鏽鋼表麵形成的彩色膜是一層氧化膜,這層膜實際是無色的,隻是由於它對光的幹涉作用,才形成顏色。膜的厚度不同形成的顏色也不同,而用不同的著色電位差得到的氧化膜的厚度也不相同。換句話說,就是可以隨意控製這層氧化膜的厚薄,或將氧化膜褪掉,使彩色不鏽鋼恢複成原色不鏽鋼。

最近,日本製鐵公司利用脈衝激光和電腦輔助設計,開發成功彩色不鏽鋼的製造新技術。其方法是先將不鏽鋼板浸漬於硝酸溶液中,然後用脈衝激光照射,控製照射時間的長短,鋼板的表麵便會呈現藍、綠、金等七種顏色,所需要的費用僅是其它著色工藝的七分之一。

該公司將含鉻17%不繡鋼板與含鉻18%、含鎳8%的不鏽鋼板浸漬於5%的硝酸溶液中,然後以每米0。8焦耳能量密度的脈衝激光照射,結果發現不鏽鋼板未受激光照射的部分含鉻量降低10%;而受激光廂射的部分含鉻量隨著照射時間的增加而升高,最高可達30%。

在脈衝激光照射下,不鏽鋼板表麵所形成的氧化膜的顏色,隨著含鉻量的增加而發生變化。

在常用的原色不鏽鋼中,奧氏體不鏽鋼是最合適的著色材料,可以得到令人滿意的彩色外觀。鐵素體不鏽鋼由於在著色溶液內會增加腐蝕的可能性,得到的色彩不如前者鮮豔。而低鉻高碳馬氏體不鏽鋼,由於其耐蝕性能更差,隻能得到灰暗的色彩,或黑色的表麵。據報道,奧氏體不鏽鋼經采用低溫表麵氧化處理著色法著色後,在工業大氣中暴露6年,在海洋性氣氛中暴露1年半,在沸水中浸泡28天,或被加熱到300℃左右,其彩色光澤均無變化。此外,它還可以承受一般的模壓加工,拉延和彎曲加工以及加工硬化等。

目前,彩色不鏽鋼除了用於建築物外壁和窗框裝飾之外,還可用於其它許多領域。例如,可采用黑色不鏽鋼板製作太陽能集熱扳,其選擇吸熱率可達91~93%。在工藝美術界,將彩色不鏽鋼與印刷術相結合,可采用蝕刻與研磨以及網點法相配合的工藝,生產出永不褪色的立體浮雕壁畫、掛屏等。另外,用彩色不鏽鋼製造家用電器、炊具、廚房設備、衛生間用具,將深受消費者的喜愛。

精密壓力傳感器與新型恒彈合金

精密壓力傳感器是儀器儀表中十分重要的組成部分,它在石油、化工、冶金、電子、聲學和醫學等許多領域被廣泛應用。

精密壓力傳感器可用於測量和控製氣體、液體或固態沫體的流量、流速、液位、密度、壓力或壓差;測量江、河、湖、海的深度和水流速度;報告水不同深度下對水下建築物產生的壓力情況;測定不同高度的大氣壓力的變化;測量脈衝式風洞試驗設備中的瞬態壓力,核燃料組件裂變氣體的釋放壓力;顯示聲響和噪聲的強度,以及人或動物心脈病變的實質等等。

根據不同用途及其構造原理,壓力傳感器可分為電容式、振弦式、壓電式、電感式、應變式和機械傳動式等多種類型。

但是,不管哪種類型的壓力傳感器,其核心組件都是在載荷作用下,通過自身的彈性形變,將機械能轉換成不同形式的電信號或機械信號的膜片或膜盒。這些膜片或膜盒的重量雖然隻有幾毫克至幾克,但對精密壓力傳感器的開發和使用卻起著十分重要的作用。

這是因為精密壓力傳感器的膜片是傳感器內的溫致誤差和遲滯誤差的主要來源之一。為減小誤差,提高測量精度,大多數壓力傳感器的膜片膜盒均采用恒彈性合金製作,但目前國內外普遍使用的恒彈性合金,共熱彈性係數(頻率溫度係數或其中起主導作用的彈性溫度係數)對熱處理製度十分敏感,而且機械品質因數較小,滯彈性行為較大,在某些介質%如海洋氣氛、海水和生理鹽水等)中的耐蝕性較差,這就使得壓力傳感器膜片的彈性不穩定,影響精密儀器儀表的精度和質量。

冶金部鋼鐵研究總院畢暉等同誌,選用新的合金元素成份,通過改變合金強化措施的方法,發明了新恒彈性合金。該合金可以在很寬的實用熱處理溫度範圍內進行處理,其熱彈性係數保持穩定,並同時兼備很高的機械品質因數,以及良好的耐海洋氣氛、海水和一定濃度氯化鈉水溶液的腐蝕性能。同時兼備上述各種優異特性的這種恒彈性合金國內外尚無先例。

目前國內已采用這種新型恒彈合金研製並生產出多種不同型號和用途的精密壓力傳感器,並將其配套使用於許多大型設備中。實驗與使用結果表明,用該合金製作的膜片(或膜盒)彈性性能穩定,遲滯誤差小,並具有良好的耐蝕性、可加工性和焊接性能。用戶反映,該合金是所有試用過的恒彈性合金中最好的一種。1984年,畢暉等同誌研製的精密壓力傳感器膜片用新恒彈合金榮獲國家三等發明獎。

代青銅燒結鐵基含油軸承材料