基本介紹
- 中文名：鉛板
- 外文名：lead plate
- 解釋：用金屬鉛軋制而成的板材
- 比重：11.345g/cm3
- 常見的厚度：0.5-500mm
- 鉛板用途：防輻射產品及鉛製品
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規格
鉛板，指用金屬鉛軋制而成的板材.比重為11.345g/cm3。
目前國內常見的厚度為0.5-500mm，常用規格為1000*2000mm，國內最好的機器可製作最寬2000mm，最長30000mm，多採用1#電解鉛製作，市面上也有採用回收鉛製作而成的。其品質略差些，價格相差些許。
來源與歷史
鉛是人類最早使用的金屬之一，公元前3000年，人類就從礦石中熔煉鉛。鉛鋅在自然界裡特別在原生礦床中共生極為密切。它們具有共同的成礦物質來源和十分相似的地球化學行為，有類似的外層電子結構，都具有強烈的親硫性，並形成相同的易溶絡合物。它們被鐵錳質、粘土或有機質吸附的情況也很相近。
目前，在地殼中已發現的鉛鋅礦物約有250多種，大約1/3是硫化物和硫酸鹽類，但可供目前工業利用的僅有17種。其中，鉛工業礦物有方鉛礦、硫銻鉛礦、脆硫銻鉛礦、車輪礦、白鉛礦、鉛礬、鉻鉛礦、磷氯鉛礦、砷鉛礦、釩鉛礦、鉬鉛礦；鋅工業礦物有閃鋅礦、纖維鋅礦、菱鋅礦、異極礦、矽鋅礦、水鋅礦。方鉛礦、閃鋅礦等是冶煉鉛鋅的主要工業礦物原料。
主要用於製造鉛蓄電池，在制酸工業和冶金工業上用鉛板、鉛管作襯裡保護設備，電氣工業中鉛用作電纜包皮和熔斷保險絲。含錫、銻的鉛合金用作印刷活字，鉛錫合金用於製造易熔鉛焊條，鉛板和鍍鉛鋼板用於建築工業。鉛對X射線和γ射線有良好的吸收性，廣泛用作X光機和原子能裝置的保護材料。由於鉛毒和經濟等原因，某些領域中鉛已經或即將被其他材料所代替。
特性
具有很強的防腐蝕，耐酸鹼，耐酸環境施工、醫用防輻射，X光，CT室射線防護、加重、隔音等許多方面，而且是一種比較廉價的防輻射材料。
鉛板阻尼器的研究與展望
引言
目前，研究和套用隔離、耗能減震技術越來越廣泛。隨著社會的不斷發展，新設備的研發和套用越來越多，鉛金屬阻尼器逐漸發揮了其在關鍵領域的地位。利用地震時鉛發生彈塑性屈服導致變形而消耗地震能量，從而達到減震、隔震的目的。鉛阻尼器是一種耗能性能優越、構造簡單、製作方便、十分經濟的耗能減震裝置。它既可以用作隔震系統中的耗能元件或限位裝置，又可以用作建築結構中的耗能裝置，提供阻尼； 既可用於結構的風控制中，又可用於結構的抗震控制中。因此，具有較大的套用價值和廣泛的套用前景。
目前，已經研發了多種類型的鉛阻尼器：鉛擠壓阻尼器、鉛剪下阻尼器、鉛節點阻尼器、圓柱型鉛阻尼器和異型鉛阻尼器。
鉛剪下阻尼器
鉛剪下阻尼器是由紐西蘭Penguin Engineering公司首先研製的，基本原理主要為利用鉛受剪屈服後產生塑性變形來耗能，在小位移時，鉛受到剪下和彎曲作用，進入屈服階段，通過滯回變形消耗能量； 在大位移時，重點利用剪下滯回變形消耗能量。此種耗能器的主要特點是對微小變形十分敏感，在± 2μm的變形下即可獲得較大的阻尼力。其次，由於鉛本身具有動態再結晶功能，因此，在其設計變形的範圍內，可以在不同的變形下做幾千次的循環而不出現退化現象，能夠保持其本身的力學性能不變，工作性能非常穩定。鉛剪下阻尼器可以提供的阻尼力大小和變形速度無關，近似於理想的塑性體。其後，國內許多學者也在鉛剪下阻尼器的研發方面做了很多工作，王煥定等人對鉛剪下阻尼器進行了不同頻率不同位移峰值的三角形波的逐級載入試驗。實驗結果表明： 鉛剪下阻尼器彈性剛度很大，屈服位移很小，屈服後，隨位移增加剛度明顯降低，體現了明顯的塑性性質。
圖1為閆維明、彭凌雲等研製的一種鉛剪下型阻尼器。不同載入位移、載入頻率和載入次數下的性能試驗研究表明，此種阻尼器滯迴環較為豐滿，是一種良好的阻尼器，這種阻尼器的滯回性能穩定，耗能效果好，裝置較小，出力較大，能夠滿足裝置耗能的要求，且製作簡單，無需養護。
相同位移峰值不同的頻率的滯回曲線是基本一致的，可以得出鉛剪下阻尼器在低頻位移相關型的阻尼器的耗能性能與載入的頻率無關，且阻尼器是拉壓同性的，滯回曲線沿載入的原點對稱； 小位移的情況下，滯回曲線基本呈四邊形。隨著位移的增大，出現剛度增加，剪下作用趨於穩定，滯回曲線又逐漸趨於四邊形，且較大位移的滯回曲線基本包容小位移的滯回曲線。
圖1 新型鉛阻尼器鉛板阻尼器
本文提出的鉛板阻尼器，當其鉛板在一定長度範圍之內屬於剪下型阻尼器，本阻尼器主要是由鋼板、實心鋼柱與鉛組成，採用等級為Q345的鋼板與鋼柱，鋼板壁厚為20mm，鋼柱為直徑40mm的實心鋼柱，50mm厚的高純度鉛板。試件製作簡單方便，具體尺寸模型如圖2所示。
圖2 鉛板阻尼器具體尺寸模型鉛阻尼器屬於位移相關型阻尼器，耗能性能與速度無關。鉛板阻尼器構造簡單，無需維護，製作簡單方便，並且可以提供穩定的阻尼力。然而，無論從鉛板阻尼器的研究角度，還是從其以後在工程套用的角度來看，還存在一些需要解決的問題：
（1） 鉛板阻尼器的各項參數對其滯回性能影響較大，需要對不同參數的阻尼器對滯回性能的影響做深入的研究；
（2） 鉛板阻尼器的加工工藝（ 如鉛板製作精細程度，鉛本色的純度控制） 尚有待於進一步的研究。隨著鉛板阻尼器的進一步研究成熟，必將可以套用於實際工程中。
