材質(zhì)替換法

大家都知道，古時(shí)候，人們最初是在龜甲上刻字，后來(lái)，竹簡(jiǎn)取代了龜甲，再后來(lái)，絲帛又取代了竹簡(jiǎn)，再再后來(lái)，紙又取代了絲帛。在這個(gè)過(guò)程中，寫字的工具也由刀變成毛筆，直至今天的鋼筆、油筆。事實(shí)上，這些材質(zhì)不斷替換的過(guò)程，就是一個(gè)個(gè)新的發(fā)明創(chuàng)造不斷涌現(xiàn)的過(guò)程。本期，我們就來(lái)領(lǐng)略用“材質(zhì)替換法”促進(jìn)發(fā)明創(chuàng)造的魅力！

發(fā)明方法 材質(zhì)替換法

“巧婦難為無(wú)米之炊”，世上任何產(chǎn)品都離不開(kāi)材料這個(gè)物質(zhì)基礎(chǔ)。不同材料有不同的性質(zhì)和特性，用新材料取代舊材料，用非常規(guī)材料取代傳統(tǒng)材料，只要能使產(chǎn)品的性能發(fā)生變化，能產(chǎn)生有益的效果，就意味著獲得了發(fā)明創(chuàng)造成果。

發(fā)明故事 結(jié)實(shí)、輕便的新型自行車

一提到自行車，相信你會(huì)馬上想到它是用鋼材制作車架的。那么，能否用別的材料來(lái)替換呢？英國(guó)人想到了這個(gè)問(wèn)題，并發(fā)明出一種碳素纖維自行車，在全英自行車錦標(biāo)賽上還大出風(fēng)頭呢！

英國(guó)選手克里斯·博德曼憑著一輛專門定制的碳素纖維自行車神速前進(jìn)，創(chuàng)下了新的世界記錄。賽場(chǎng)上，這位獲勝的選手情不自禁地親吻他的山地車。

騎手技藝高超，也不能不感謝新型自行車的配合。與標(biāo)準(zhǔn)的車型相比，新型自行車的重量和風(fēng)阻都較小。這是因?yàn)樘妓乩w維重量輕且強(qiáng)度極高，用它制作自行車不需要傳統(tǒng)的三角架，這樣使車子的重量更輕。碳素纖維還可以通過(guò)模子制成整體型車架結(jié)構(gòu)，避免了焊接的缺點(diǎn)。

碳素纖維自行車的誕生，將會(huì)對(duì)傳統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)自行車市場(chǎng)以巨大的沖擊。

小貼士

運(yùn)用材質(zhì)替換法實(shí)施發(fā)明創(chuàng)造，主要有兩方面的途徑：

其一，運(yùn)用材質(zhì)替換開(kāi)發(fā)輕便型、廉價(jià)型、高檔型以及功能型新產(chǎn)品。比如，為了降低成本，一些廠商用紙取代布生產(chǎn)出領(lǐng)帶、枕巾等一次性消費(fèi)品，滿足了旅游者的需求。再如，為了提高檔次，廠商將眼鏡的鏡片從普通玻璃片變換為水晶鏡片，鏡架也由塑料制品升格為鍍金材料，滿足了某些愛(ài)美人士的特殊需求。

其二，運(yùn)用材質(zhì)替換法幫助發(fā)明創(chuàng)造者尋找攻克技術(shù)難關(guān)的辦法。例如，某些機(jī)器的內(nèi)部需要安裝軸承，但潤(rùn)滑十分不便，如果從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上去想辦法，很難找到簡(jiǎn)單的方案。后來(lái)設(shè)計(jì)者采用粉末冶金制作含油軸承，輕而易舉地解決了難題。

發(fā)明實(shí)例 環(huán)保、耐用的塑鋼門窗

如果說(shuō)眼睛是心靈的窗戶，那窗戶便是房屋的眼睛了。一雙漂亮有神的眼睛，能給人增色許多；幾扇美觀耐用的門窗，也可以使房屋顯得富麗氣派。

以前，門窗太多是木制的，現(xiàn)如今，“塑鋼門窗”已全面走進(jìn)了我們的生活。

塑鋼門窗是以聚氯乙烯（PVC）樹(shù)脂為主要原料，加上一定比例的穩(wěn)定劑、著色劑、紫外線吸收劑等助劑擠壓加工成型材，然后經(jīng)切割、溶接，再配上有關(guān)附件（五金件、橡膠密封條、毛條等）而制成的。為了增加門窗的硬度，在型材的空腔中再加入鋼材，就變成了“塑鋼門窗”。

塑鋼門窗的一個(gè)最大優(yōu)點(diǎn)是封閉好，不漏風(fēng)。行家曾做過(guò)觀測(cè)，使用塑鋼門窗的房間比使用木窗的房間，冬季室溫可提高4-5℃。

“兩耳不聞窗外事，一心只讀圣賢書(shū)”。如果你想達(dá)此境界，安有塑鋼門窗的居室也能幫大忙，因?yàn)樗茕摬牧系母粢粜Ч浅：谩?/p>

不自燃、不助燃、抗老化也是這種門窗的優(yōu)點(diǎn)。

我國(guó)是個(gè)森林資源貧乏、能源短缺的國(guó)家。適合制作木門窗的紅、白松木正日益減少且再生緩慢。鋁合金門窗、鋼窗使用大量的金屬資源，易銹蝕，維護(hù)費(fèi)用高，生產(chǎn)能耗更高。塑鋼門窗的發(fā)明與推廣應(yīng)用，對(duì)節(jié)省木、鋁、鋼材，節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境都具有積極的意義。

小貼士

變更材質(zhì)搞發(fā)明創(chuàng)造，必須了解材料的性能和價(jià)格，尤其是新材料不斷出現(xiàn)的情況下，掌握新材料信息更為重要。在此基礎(chǔ)上，發(fā)明創(chuàng)造者就可以從突破傳統(tǒng)用材方面去創(chuàng)造性思考，在取而代之的過(guò)程中獲得新的成果。

發(fā)明作業(yè)

在你的屋子里，一定有很多裝飾品，請(qǐng)你仔細(xì)觀察一下，它們都是用哪些材料制作而成的？再想一想，這些材料可否用其他材料替換，制成新的裝飾品來(lái)點(diǎn)綴你的小屋？請(qǐng)把你的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)意寫信告訴我們。如果你用“材質(zhì)替換法”親自動(dòng)手制作出了新的小玩意，也可以拍成照片郵寄給我們哦！