我国体育器械中对铝材的有效应用

摘要：我国人民对体育运动重视程度不断提升，掀起了全民运动的浪潮，于是提高体育器械快速发展水平。增强体育器械的使用效果十分重要，加强了对其制作材料进行的不断研究。如今铝材具有优异性能，不仅质量轻、美观，而且还具有较强的力学性能，将其应用于体育器械中能够增加其效果。文章对铝材在体育器械中的有效应用进行分析。首先分析当前体育器械的发展现状，发现在很多的体育器械中都用到了铝材;然后分析铝材在具体体育器械中的应用，比如滑雪板、滑雪杆、棒球棒、网球拍等;最后为结论部分。

关键词：体育器械;铝材;应用

中图分类号：TGJ146.21;TS952

文献标识码：A

文章编号：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，越来越多的人认识到体育运动的重要性，纷纷加入到体育运动中来，从而引发了全民健身的热潮，极大的促进了体育器械的发展[1]。各种体育器械的要求也不断提升，需要具备一定的强度和刚度，也需要具有其他的性能，比如耐腐蚀性、质量轻、美观等[2]。于是制作体育器械的材料在不断发生变化，随着铝材的广泛使用和其优异性能，从而将其运用于体育器械中能够满足其要求，文章将主要研究铝材在体育器械中的有效应用。

1体育器械的发展现状

随着我国经济社会的快速发展，人民的生活水平在不断提高，消费观念发生了巨大的变化，不再是只追求衣食住行，而是更加重视白己的身体健康，追求各种健身运动。城市中的健身房越来越多，公园运动的人也越来越多，全民健身已经发展到火热时期，从而极大的促进了体育器械的发展。

体育器械要求具有耐久性、轻量化和高强度等特性，所以在考虑制作体育器械的材料上也需要满足这几点要求，并且还需要满足抗腐蚀性能好、易于工、有弹性、外表美观等[3]。1926年，人们发现铝的性能优异，能够作为体育器械的材料，于是将其运用于体育器械中。随后，将铝应用于体育中的器械越来越多，发展至今，很多体育器械中都是用了铝，具体如表1所示，可见铝在体育器械中的应用非常广泛。

2铝在体育器械中的应用实例

2.1棒球棒

自从有了铝作为体育器械的材料之后，棒球棒的制作材料也发生了变化，传统使用制作材料為高级木材，比如小叶白蜡树、桂树、落叶乔木等[4]。但是由于木材具有抗腐蚀性能差，且其硬度也不够强等缺陷，于是相关研究者为了提高棒球棒的性能，对其制造材料进行改进，使用了铝作为棒球棒的材料。因超硬铝7001和7178合金具有非常高的硬度和强度性能，于是选择这几种材料作为棒球棒的制作材料非常合适。对于软球棒可以选择铝6061合金，因为该铝的强度属于中等，当然也可以选择7178合金。由于使用铝作为棒球棒的制作材料，相比于木材，能够提高棒球棒的强度和硬度，极大的增强棒球棒的使用寿命和使用效果。

2.2滑雪板

图1即为滑雪板的横截面示意图[5]，其中芯材主要的作用就是受力，必然要求其具有很好的强度，传统的方式是使用胡桃木作为芯材的制作材料，但是由于其性能不够好，滑雪板容易出现各种问题，于是随着铝合金在体育器械中具有良好的应用效果，于是使用铝合金代替胡桃木，从而可以增强其使用性能。随着各种材料的不断增多，玻璃纤维复合材料也能够用在滑雪板中，并且其应用效果更好，但是其主要缺点在于价格昂贵，于是限制了该材料的发展[6]。如今，滑雪板的芯材几乎都采用铝合金制作，因为铝合金的质量非常轻，而且还不会发生低温脆性，用于滑雪板中具有更好的安全性和稳定性，且其性价比很高。随着北京冬奥会的召开，铝合金用做滑雪板的首要制作材料，其销量将会大幅上升。

2.3网球拍和羽毛球拍

羽毛球拍在最开始时也时使用的制作材料也为木材，当发现木材存在一定的缺陷时，对其进行不断优化，从而使用了6061合金作为制作材料，相比于木材，该材料的性能更加优异，但是其弹性和强度不够，在应用过程中还是存在一定缺陷，于是后来使用7046合金取代了原来的6061合金，于是将其抗拉强度大约提高了70%[7]。随着对羽毛球拍的要求不断提高，一些高端球拍使用该合金还是不能尽人意，于是选择了复合材料，发现复合材料的综合性能更加优异，具有更好的应用效果，所以在一些高端羽毛球拍生产中使用了复合材料，目前仍然有85%以上的羽毛球拍继续使用铝合金作为制作材料。

近年来，网球的热度不断攀升，进行网球运动的人越来越多。网球拍与羽毛球拍类似，需要具有很好的强度和轻便性，应用铝合金作为制作材料，恰好能够提高网球拍的综合性能，所以能够在网球中发挥有效应用。随着网球越来越受欢迎，也将促使网球销量不断上升，体育器械中铝销售量也将持续上升。

2.4野游、登山和旅行等器材

关于旅游、野游与登山需要进行大量的徒步运动，还会需要带上炊具、食具、行装背架等器具，为了能够减少自身重量，所以其相关的器械需要非常轻便，易于携带，并且还要具有安全卫生等特性。铝的质量非常轻，并且有很好的性能，将其运用于这些器材上面将会具有较好的效果，所以关于旅游、登山的器材大部分会由铝材进行制作。

2.5赛艇与游艇

赛艇和游艇作为一种大型的运动器械，其安全性能和稳定性能是非常重要的。赛艇的结构主要包含3个部分，分为艇体、桅杆和艇上装备。其中艇体在制作过程中需要保证其强度，于是采用5083合金进行焊接，对于小型的挺体可以使用玻璃钢进行制作。在赛艇中使用铝合金最早是在1895年，当时举办了一场赛艇比赛项目，其中就有一艘赛艇为美国所有，其中使用到了大量的铝合金进行制作，在比赛上得到了金牌[5]。自从这以后，制作艇体的材料成为了铝合金，并且能够获得较好的应用效果。

游艇和赛艇上包含很多设施，其中很多的设施都可以使用到铝材，由于铝材满足了很多体育器械的要求。桅杆作为赛艇的重要组成部分，是运动员需要借助其进行前进的动力支撑，不仅需要桅杆满足很好的强度，而且由于其经常与水接触，为了提高桅杆的使用寿命，需要满足抗腐蚀性的要求。在1984年，我国对桅杆进行了改进，使用了一种7A19的合金进行制作桅杆，如图2所示，这种铝合金原产于英国，其强度非常强，并且具有很好的抗腐蚀性，其力学性能也很好，断裂韧性高、可挤压性能也不错，而且在制作和维修过程中，具有很好的可焊接性能，不容易出现断裂情况[8]。另外将其放入海水中浸泡4年，该铝合金也不会发生一点腐蚀斑点，当前，这种材料具有很好的性能，将其运用于桅杆中能够发挥很好的效果，且中国已经能够大量生产这种铝合金。

2.6游泳池

随着游泳池建筑材料的不断更新，其性能也变得越来越好，当前，大型铝合金挤压型材作为建设游泳池的主要材料，因为这种材料易于施工和组装，能够高效率的完成游泳池建设。并且使用铝合金作为材料还能够提高游泳池的外观新，使其能够保持洁净。再由于铝合金具有很好的耐腐蚀性，应用于游泳池中不容易出现漏水的情况，而且当铝合金工现问题时也方便进行维修。在建设游泳池中，有多个地方能够使用到铝合金，由于每个位置的作用不一样，其要求也会存在差异，于是针对游泳池不同的位置选择合适的铝合金，表2即为游泳池用铝材的合金及规格。

游泳池中的跳水板需要有很高的弹性，另外跳水台和跳水板都需要具有很强的强度，而且制作材料都要能够具有很好的抗腐蚀性，于是一般情况下，这两者会选择6070-T6合金挤压型材和壁板制造，能够符合跳水台和跳水板的性能要求，并且具有较好的应用效果，如图3和图4所示，图3为跳水架，图4为跳水板型材。6070合金原产于美国，其最大优势在于具有很好的挤压性能。

2.7滑雪杆

制作滑雪杆的材料需要具有很好的弹性和硬度，而且还要不会发生低温脆性，于是选择7075或者5086合金進行挤压能够符合滑雪杆的性能要求。滑雪杆的直径大小一般会有2种形式，其中1种为如图5所示的直径，另外1种中的大头直径16mm，小头直径9mm。滑雪杆由2个部分组成，其中1种为椎体，如图5所示，其长度为38cm，另外一部分就是直管。滑雪杆看似简单，其实属于一种高端产品，其生产比较困难，容易发生各种问题。2005年中国才开始涉足该领域，能小批量的生产，并且符合高要求的滑雪杆数量不多。即使当前使用的合金材料能够满足其要求，但是效果并不很好，还需要对合金材料进行不断优化，研发一种能够应用于滑雪杆中的材料，从而提高滑雪杆的高成品率。

3结语

当前正处于中国体育产业发展的快速时期，并且在未来的20年内中国体育产业还会继续加大发展力度。铝材在体育器械中具有广泛的应用，能够发挥重要的应用效果，随着体育器械的制造量越来越大，铝材的用量也将不断增加。当前，虽然各种类型的铝合金能够在体育器械中发挥重要作用，但是人类对于体育器械的要求在不断提高，所以需要对铝材进行不断研究、不断优化，提高其应用性能，加强其应用效果，使得体育器械能够更加先进化。

参考文献

[1]卢元镇.世纪之交体育运动发展的回顾与展望[J].体育科学，2000（03）：1-6+9.

[2]张山坡，崔浩澜.不同热变形条件下体育器械用TC11合金的组织性能研究[J].铸造技术，2015（4）：908-910.

[3]孙晋媛.基于高新材料在体育器材中的应用[J]粘接，2019（42）04： 82-84.

[4]李莺歌，潘太军.6061铝合金棒球棒铸造成形微观组织和力学性能研究[J].热加工工艺，2014，043（012）：72-74+82.

[5]张录泉.铝材在体育用具方面的应用[J].轻合金加工技术，1985（10）：40-44.

[6]杜希岩，李炜.纤维增强复合材料在体育器材上的应用[J].纤维复合材料，2007，24（1）：14-17.

[7]李英达，宋宇骅，宋佩维.固溶处理对新型Mg-4A1-2Si合金羽毛球拍力学性能的影响[J].铸造技术，2016（9）：1855-1857.

[8]李永春.7A19铝合金熔铸工艺及消除羽毛状晶缺陷的研究[J].轻合金加工技术，2004（3）：16-19.

收稿日期：2020-03-02

作者简介：张兰香（1971-），女，大学本科，中学高级教师，研究方向：初中体育教学、业余训练。