材質替換法

大家都知道，古時候，人們最初是在龜甲上刻字，后來，竹簡取代了龜甲，再后來，絲帛又取代了竹簡，再再后來，紙又取代了絲帛。在這個過程中，寫字的工具也由刀變成毛筆，直至今天的鋼筆、油筆。事實上，這些材質不斷替換的過程，就是一個個新的發明創造不斷涌現的過程。本期，我們就來領略用“材質替換法”促進發明創造的魅力！

發明方法 材質替換法

“巧婦難為無米之炊”，世上任何產品都離不開材料這個物質基礎。不同材料有不同的性質和特性，用新材料取代舊材料，用非常規材料取代傳統材料，只要能使產品的性能發生變化，能產生有益的效果，就意味著獲得了發明創造成果。

發明故事 結實、輕便的新型自行車

一提到自行車，相信你會馬上想到它是用鋼材制作車架的。那么，能否用別的材料來替換呢？英國人想到了這個問題，并發明出一種碳素纖維自行車，在全英自行車錦標賽上還大出風頭呢！

英國選手克里斯·博德曼憑著一輛專門定制的碳素纖維自行車神速前進，創下了新的世界記錄。賽場上，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。與標準的車型相比，新型自行車的重量和風阻都較小。這是因為碳素纖維重量輕且強度極高，用它制作自行車不需要傳統的三角架，這樣使車子的重量更輕。碳素纖維還可以通過模子制成整體型車架結構，避免了焊接的缺點。

碳素纖維自行車的誕生，將會對傳統金屬結構自行車市場以巨大的沖擊。

小貼士

運用材質替換法實施發明創造，主要有兩方面的途徑：

其一，運用材質替換開發輕便型、廉價型、高檔型以及功能型新產品。比如，為了降低成本，一些廠商用紙取代布生產出領帶、枕巾等一次性消費品，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，滿足了某些愛美人士的特殊需求。

其二，運用材質替換法幫助發明創造者尋找攻克技術難關的辦法。例如，某些機器的內部需要安裝軸承，但潤滑十分不便，如果從結構設計上去想辦法，很難找到簡單的方案。后來設計者采用粉末冶金制作含油軸承，輕而易舉地解決了難題。

發明實例 環保、耐用的塑鋼門窗

如果說眼睛是心靈的窗戶，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，現如今，“塑鋼門窗”已全面走進了我們的生活。

塑鋼門窗是以聚氯乙烯（PVC）樹脂為主要原料，加上一定比例的穩定劑、著色劑、紫外線吸收劑等助劑擠壓加工成型材，然后經切割、溶接，再配上有關附件（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”。

塑鋼門窗的一個最大優點是封閉好，不漏風。行家曾做過觀測，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”。如果你想達此境界，安有塑鋼門窗的居室也能幫大忙，因為塑鋼材料的隔音效果非常好。

不自燃、不助燃、抗老化也是這種門窗的優點。

我國是個森林資源貧乏、能源短缺的國家。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，維護費用高，生產能耗更高。塑鋼門窗的發明與推廣應用，對節省木、鋁、鋼材，節約能源，保護環境都具有積極的意義。

小貼士

變更材質搞發明創造，必須了解材料的性能和價格，尤其是新材料不斷出現的情況下，掌握新材料信息更為重要。在此基礎上，發明創造者就可以從突破傳統用材方面去創造性思考，在取而代之的過程中獲得新的成果。

發明作業

在你的屋子里，一定有很多裝飾品，請你仔細觀察一下，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，制成新的裝飾品來點綴你的小屋？請把你的發現和創意寫信告訴我們。如果你用“材質替換法”親自動手制作出了新的小玩意，也可以拍成照片郵寄給我們哦！