Наука открывает перед нами мир новых, необычных материалов, нередко обладающих совершенно парадоксальными свойствами. На помещенном здесь снимке автор статьи пропускает воду сквозь пластинку из нержавеющей стали. Секрет этою «фокуса» прост: пластинка спрессована из стального волокна по тому же методу, который применяется о производстве бумаги и войлока.

В нашей лаборатории родилась совершенно новая отрасль технологии металлов, получившая название фиброметаллургии. Исходными материалами в нашей работе служат, главным образом, разные виды металлической ваты, проволоки, в том числе волосного типа, и металлические стружки. Путем размола или дробления это сырье превращается в тончайшие волокна. Они несколько грубее волокон бумаги или материи и доходят подчас до полумиллиметра толщины и нескольких сантиметров длины. Однако, изредка удается получить и волоконца, толщина которых нс превышает 0,025 мм, а длина — 0,25 мм. Длина волокон иногда одинакова, иногда нет. Их треплют и комкают для того, чтобы несколько раз согнуть каждый волосок в любых направлениях. Затем беспорядочно сцепившиеся друг с другом волоконца свойлачиваются в равномерную массу, для чего в волокно добавляют жидкость, пока нс образуется густая смесь. Эту смесь выливают в форму с пористым днищем, сквозь которое жидкость постепенно уходит. Волокно осаждается на дне формы ровным, гладким слоем. Такой же, хотя и несколько худший результат даст и простая утряска волокна в форме. Металлический войлок, в зависимости от длины и других показателей волокон, может быть получен с пористостью до 97 процентов. Войлок производится в виде непрерывной ленты или в виде огромных кусков, иногда очень сложной формы. При необходимости дальнейшего формирования или уплотнения его можно подвергнуть прессованию, прокату, обработке растяжением и так далее.

Затем металлический войлок нагревают до температуры, позволяющей волокнам, расплавившись в точках соприкосновения, свариваться друг с другом. Этот процесс, требующий большой осторожности, превращает рыхлый волокнистый материал в довольно прочную объемную фибровую решетку. При этом на каждое волоконце выпадает от десяти до сотен точек связи. И хотя отдельные узелки слабее самих волокон, их большое количество обеспечивает нужной прочностью полученный материал.

Чтобы получить изделие, обладающее необходимыми показателями, войлок после термического процесса подвергают в дальнейшем прессованию, прокату, сварке, обточке на станке и другой обработке. Сотрудниками фонда проведены успешные испытания с различными металлами, в том числе со свинцом, железом, медью, никелем, титанием, молибденом и кобальтовыми сплавами. Испытания показали, что в фиброметаллургии, по-видимому, можно использовать большинство металлов и сплавов.

Сложная структура материалов из металлического волокна позволяет предполагать, что они должны эффективно ослаблять звуковые колебания. А хороший поглотитель звука, являющийся в то же время прекрасным жароупорным и коррозионно стойким материалом, представляет собой немалую ценность. Испытательные образцы из нержавеющей стали, например, поглощают до 90 процентов ударяющейся о них звуковой энергии, что по эффективности равно поглощению звука стеклянной ватой. Металлические фиброматериалы отлично поглощают и механические колебания, т. е., говоря другими словами, являются прекрасными антивибраторами. 

 

Д-р РОБЕРТ X. РИДсотрудник Научно-исследовательского фонда имени Дж. О. Армура при Иллинойском технологическом институте.

Такое качество чрезвычайно важно для монтирования точных приборов и электронной аппаратуры. Инженеры-механики фонда установили, что антивибрационные свойства пластинки из нержавеющей фибростали в шесть раз выше, чем у равной по весу алюминиевой.

Кроме того, пористые фиброметаллы обладают очень большой поверхностью, весьма желательной в производстве катализаторов, сепараторов и аккумуляторных электродов. В современных автомобильных аккумуляторах химически активное вещество содержится в тонких свинцовых решетках. Металлургами фонда создан новый аккумулятор, который, видимо, найдет широкое применение в будущем. В нем решетки заменены пластинками из фибросвинца. Хотя еще нет окончательных результатов испытаний, но надо полагать, что более медленный расход активного наполнителя в элементах нового типа значительно продлит срок службы аккумулятора.

Соединения различных материалов, как например, металлопластмассовые смеси, находят специальное применение там, где ни один материал не пригоден сам по себе. Когда поры фибро-материала заполняются каким-нибудь наполнителем, скажем, пластической массой, то и металл и пластмасса образуют сплошные взаимосвязанные сплетения. Такая сложная структура даст материалу ряд преимуществ, которых невозможно достичь никаким другим путем.

По сравнению с материалами, армированными стеклянным волокном, пластические массы, армированные фиброметаллами, значительно меньше подвержены утомлению, обладают высокой прочностью на удар и износоустойчивостью; кроме того, при определенном составе они могут быть отличными 

проводниками тепла и электричества. Автомобильная промышленность в данное время ведет экспериментальные работы по использованию металлоармированных пластмасс для изготовления штампов, применяющихся в мелкосерийном производстве.
Работники фонда проводят большую экспериментальную работу в поисках новых путей армировки свинца волокном из более прочных металлов, не нарушающем его защитных свойств при ядерном облучении и устойчивости против химического воздействия. Армирование магния фибросталью повысило его прочность на единицу веса, сопротивление ударным нагрузкам и предельную упругость, не вызывающую деформации. Большой интерес представляет собой применение металлических фиброматериалов в производстве технической керамики. Прочность и сопротивление удару тугоплавких керамических глин бесспорно должны выиграть от введения в них тонкого, равномерно расположенною металлического волокна. Такие материалы по строению напоминают железобетон в миниатюре. Трудно недооценить их значение в наши дин, когда особо остро стоит вопрос о создании новых материалов, способных выдерживать необычайно высокие температуры.

Перечень будущих применений фиброметаллов можно, кажется, продолжить до бесконечности: сюда относятся легкие строительные материалы, пористые самосмазывающиеся подшипники и самоохлаждающиеся поверхности самолетов, высококачественные тормозные прокладки, огнестойкие защитные материалы, газовые смесители или диффузоры и т. п. Итак, горизонты, открывающиеся перед фиброметаллургией почти во всех отраслях промышленности, поистине необозримы. 

Авторские права: журнала «Сатердэй ревью», 1959 г.