我國體育器械中對鋁材的有效應用

摘要：我國人民對體育運動重視程度不斷提升，掀起了全民運動的浪潮，于是提高體育器械快速發(fā)展水平。增強體育器械的使用效果十分重要，加強了對其制作材料進行的不斷研究。如今鋁材具有優(yōu)異性能，不僅質量輕、美觀，而且還具有較強的力學性能，將其應用于體育器械中能夠增加其效果。文章對鋁材在體育器械中的有效應用進行分析。首先分析當前體育器械的發(fā)展現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)在很多的體育器械中都用到了鋁材;然后分析鋁材在具體體育器械中的應用，比如滑雪板、滑雪桿、棒球棒、網球拍等;最后為結論部分。

關鍵詞：體育器械;鋁材;應用

中圖分類號：TGJ146.21;TS952

文獻標識碼：A

文章編號：1001-5922（2020）08-0156-04

Effective Application of Aluminum in Sports Equipment in China

ZHANG Lan-xiang

（Tangshan No.46 Middle SchooI，Tangshan Hebe 063000.China）

Abstract ： The people of our country pay more and more attention to sports.and set off a wave of sports for all.so therapid development of sports equipment has been improved.ln order to enhance the use of sports equipment.continu-ous research has heen made on its materials.Today，aluminum has excellent perforinance.not only light weight andb eautiful appearance，but also strong mechanical properties，which can increase its effect when applied to spottsequipment.So the paper analyzes the effective application of aluminum in sports equipment.First of all，analyze thecurrent development status of sports equipment，and find that aluminum is used in many sports equipment;then ana-lyze the application of aluminum in specific sports equipment.such as snowhoards，ski poles.baseball bats.tennisrackets.and so on，finally，the previous part is summarized.

Key words ： sports equipment;aluminum;application

如今，越來越多的人認識到體育運動的重要性，紛紛加入到體育運動中來，從而引發(fā)了全民健身的熱潮，極大的促進了體育器械的發(fā)展[1]。各種體育器械的要求也不斷提升，需要具備一定的強度和剛度，也需要具有其他的性能，比如耐腐蝕性、質量輕、美觀等[2]。于是制作體育器械的材料在不斷發(fā)生變化，隨著鋁材的廣泛使用和其優(yōu)異性能，從而將其運用于體育器械中能夠滿足其要求，文章將主要研究鋁材在體育器械中的有效應用。

1體育器械的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國經濟社會的快速發(fā)展，人民的生活水平在不斷提高，消費觀念發(fā)生了巨大的變化，不再是只追求衣食住行，而是更加重視白己的身體健康，追求各種健身運動。城市中的健身房越來越多，公園運動的人也越來越多，全民健身已經發(fā)展到火熱時期，從而極大的促進了體育器械的發(fā)展。

體育器械要求具有耐久性、輕量化和高強度等特性，所以在考慮制作體育器械的材料上也需要滿足這幾點要求，并且還需要滿足抗腐蝕性能好、易于工、有彈性、外表美觀等[3]。1926年，人們發(fā)現(xiàn)鋁的性能優(yōu)異，能夠作為體育器械的材料，于是將其運用于體育器械中。隨后，將鋁應用于體育中的器械越來越多，發(fā)展至今，很多體育器械中都是用了鋁，具體如表1所示，可見鋁在體育器械中的應用非常廣泛。

2鋁在體育器械中的應用實例

2.1棒球棒

自從有了鋁作為體育器械的材料之后，棒球棒的制作材料也發(fā)生了變化，傳統(tǒng)使用制作材料為高級木材，比如小葉白蠟樹、桂樹、落葉喬木等[4]。但是由于木材具有抗腐蝕性能差，且其硬度也不夠強等缺陷，于是相關研究者為了提高棒球棒的性能，對其制造材料進行改進，使用了鋁作為棒球棒的材料。因超硬鋁7001和7178合金具有非常高的硬度和強度性能，于是選擇這幾種材料作為棒球棒的制作材料非常合適。對于軟球棒可以選擇鋁6061合金，因為該鋁的強度屬于中等，當然也可以選擇7178合金。由于使用鋁作為棒球棒的制作材料，相比于木材，能夠提高棒球棒的強度和硬度，極大的增強棒球棒的使用壽命和使用效果。

2.2滑雪板

圖1即為滑雪板的橫截面示意圖[5]，其中芯材主要的作用就是受力，必然要求其具有很好的強度，傳統(tǒng)的方式是使用胡桃木作為芯材的制作材料，但是由于其性能不夠好，滑雪板容易出現(xiàn)各種問題，于是隨著鋁合金在體育器械中具有良好的應用效果，于是使用鋁合金代替胡桃木，從而可以增強其使用性能。隨著各種材料的不斷增多，玻璃纖維復合材料也能夠用在滑雪板中，并且其應用效果更好，但是其主要缺點在于價格昂貴，于是限制了該材料的發(fā)展[6]。如今，滑雪板的芯材幾乎都采用鋁合金制作，因為鋁合金的質量非常輕，而且還不會發(fā)生低溫脆性，用于滑雪板中具有更好的安全性和穩(wěn)定性，且其性價比很高。隨著北京冬奧會的召開，鋁合金用做滑雪板的首要制作材料，其銷量將會大幅上升。

2.3網球拍和羽毛球拍

羽毛球拍在最開始時也時使用的制作材料也為木材，當發(fā)現(xiàn)木材存在一定的缺陷時，對其進行不斷優(yōu)化，從而使用了6061合金作為制作材料，相比于木材，該材料的性能更加優(yōu)異，但是其彈性和強度不夠，在應用過程中還是存在一定缺陷，于是后來使用7046合金取代了原來的6061合金，于是將其抗拉強度大約提高了70%[7]。隨著對羽毛球拍的要求不斷提高，一些高端球拍使用該合金還是不能盡人意，于是選擇了復合材料，發(fā)現(xiàn)復合材料的綜合性能更加優(yōu)異，具有更好的應用效果，所以在一些高端羽毛球拍生產中使用了復合材料，目前仍然有85%以上的羽毛球拍繼續(xù)使用鋁合金作為制作材料。

近年來，網球的熱度不斷攀升，進行網球運動的人越來越多。網球拍與羽毛球拍類似，需要具有很好的強度和輕便性，應用鋁合金作為制作材料，恰好能夠提高網球拍的綜合性能，所以能夠在網球中發(fā)揮有效應用。隨著網球越來越受歡迎，也將促使網球銷量不斷上升，體育器械中鋁銷售量也將持續(xù)上升。

2.4野游、登山和旅行等器材

關于旅游、野游與登山需要進行大量的徒步運動，還會需要帶上炊具、食具、行裝背架等器具，為了能夠減少自身重量，所以其相關的器械需要非常輕便，易于攜帶，并且還要具有安全衛(wèi)生等特性。鋁的質量非常輕，并且有很好的性能，將其運用于這些器材上面將會具有較好的效果，所以關于旅游、登山的器材大部分會由鋁材進行制作。

2.5賽艇與游艇

賽艇和游艇作為一種大型的運動器械，其安全性能和穩(wěn)定性能是非常重要的。賽艇的結構主要包含3個部分，分為艇體、桅桿和艇上裝備。其中艇體在制作過程中需要保證其強度，于是采用5083合金進行焊接，對于小型的挺體可以使用玻璃鋼進行制作。在賽艇中使用鋁合金最早是在1895年，當時舉辦了一場賽艇比賽項目，其中就有一艘賽艇為美國所有，其中使用到了大量的鋁合金進行制作，在比賽上得到了金牌[5]。自從這以后，制作艇體的材料成為了鋁合金，并且能夠獲得較好的應用效果。

游艇和賽艇上包含很多設施，其中很多的設施都可以使用到鋁材，由于鋁材滿足了很多體育器械的要求。桅桿作為賽艇的重要組成部分，是運動員需要借助其進行前進的動力支撐，不僅需要桅桿滿足很好的強度，而且由于其經常與水接觸，為了提高桅桿的使用壽命，需要滿足抗腐蝕性的要求。在1984年，我國對桅桿進行了改進，使用了一種7A19的合金進行制作桅桿，如圖2所示，這種鋁合金原產于英國，其強度非常強，并且具有很好的抗腐蝕性，其力學性能也很好，斷裂韌性高、可擠壓性能也不錯，而且在制作和維修過程中，具有很好的可焊接性能，不容易出現(xiàn)斷裂情況[8]。另外將其放入海水中浸泡4年，該鋁合金也不會發(fā)生一點腐蝕斑點，當前，這種材料具有很好的性能，將其運用于桅桿中能夠發(fā)揮很好的效果，且中國已經能夠大量生產這種鋁合金。

2.6游泳池

隨著游泳池建筑材料的不斷更新，其性能也變得越來越好，當前，大型鋁合金擠壓型材作為建設游泳池的主要材料，因為這種材料易于施工和組裝，能夠高效率的完成游泳池建設。并且使用鋁合金作為材料還能夠提高游泳池的外觀新，使其能夠保持潔凈。再由于鋁合金具有很好的耐腐蝕性，應用于游泳池中不容易出現(xiàn)漏水的情況，而且當鋁合金工現(xiàn)問題時也方便進行維修。在建設游泳池中，有多個地方能夠使用到鋁合金，由于每個位置的作用不一樣，其要求也會存在差異，于是針對游泳池不同的位置選擇合適的鋁合金，表2即為游泳池用鋁材的合金及規(guī)格。

游泳池中的跳水板需要有很高的彈性，另外跳水臺和跳水板都需要具有很強的強度，而且制作材料都要能夠具有很好的抗腐蝕性，于是一般情況下，這兩者會選擇6070-T6合金擠壓型材和壁板制造，能夠符合跳水臺和跳水板的性能要求，并且具有較好的應用效果，如圖3和圖4所示，圖3為跳水架，圖4為跳水板型材。6070合金原產于美國，其最大優(yōu)勢在于具有很好的擠壓性能。

2.7滑雪桿

制作滑雪桿的材料需要具有很好的彈性和硬度，而且還要不會發(fā)生低溫脆性，于是選擇7075或者5086合金進行擠壓能夠符合滑雪桿的性能要求?；U的直徑大小一般會有2種形式，其中1種為如圖5所示的直徑，另外1種中的大頭直徑16mm，小頭直徑9mm?；U由2個部分組成，其中1種為椎體，如圖5所示，其長度為38cm，另外一部分就是直管?；U看似簡單，其實屬于一種高端產品，其生產比較困難，容易發(fā)生各種問題。2005年中國才開始涉足該領域，能小批量的生產，并且符合高要求的滑雪桿數(shù)量不多。即使當前使用的合金材料能夠滿足其要求，但是效果并不很好，還需要對合金材料進行不斷優(yōu)化，研發(fā)一種能夠應用于滑雪桿中的材料，從而提高滑雪桿的高成品率。

3結語

當前正處于中國體育產業(yè)發(fā)展的快速時期，并且在未來的20年內中國體育產業(yè)還會繼續(xù)加大發(fā)展力度。鋁材在體育器械中具有廣泛的應用，能夠發(fā)揮重要的應用效果，隨著體育器械的制造量越來越大，鋁材的用量也將不斷增加。當前，雖然各種類型的鋁合金能夠在體育器械中發(fā)揮重要作用，但是人類對于體育器械的要求在不斷提高，所以需要對鋁材進行不斷研究、不斷優(yōu)化，提高其應用性能，加強其應用效果，使得體育器械能夠更加先進化。

參考文獻

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收稿日期：2020-03-02

作者簡介：張?zhí)m香（1971-），女，大學本科，中學高級教師，研究方向：初中體育教學、業(yè)余訓練。