资源简介

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知识回顾
1、设计的一般过程？
2、模型的功能？
3、模型在不同阶段的作用？
材料的性能与规划
02
1.材料的性能
2.材料的分类
3.材料的选择和规划
第六章 模型或原型的制作
南方气候潮湿
北方气候干燥
说一说你知道的台灯可以用什么材料？
玻璃材质
金属材质
木材质
塑料材质
亚克力材质
石材质
陶瓷材质
纸材质
水晶材质
树脂材质
1、材料的性能
材料是人类用以制成生活和生产中的物品、器件、构件、机器和其他产品的物质，它是人类生存和发展的物质基础。
二、材料的性能与应用
案例分析：炊具的发展历史
直接影响材料耐磨性和切削加工性，
衡量材料软硬程度
材料在受力时抵抗弹性形变的能力，
衡量材料弹性变形难易程度
外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力，
衡量材料抵抗发生断裂或残余变形的能力
材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破坏的能力
材料的性能
硬度
刚度
强度
塑性
2、材料的分类
在工程领域，一般将材料按化学成分分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料四大类。
金属材料：包括钢铁、铬、锰及其合金，金、银、铂、铜、铅、锌、铝、镁、钨等
无机非金属材料：包括二氧化硅气凝胶、水泥、 玻璃、 陶瓷、碳等
有机高分子材料：包括塑料、纤维、橡胶、涂料、粘合剂等。
复合材料： 复合材料必须由两种或两种以上化学、物理性质不同的材料组合，如玻璃钢、碳纤维等，主要应用于航空、汽车工业、化工、医学等领域。
木材
优点：
1.木质轻，有天然的色泽和美丽的花纹。
2.易于加工和涂饰、隔热与绝缘
3.具有较好的强度性能及优良的加工性能
木材
木材分类
实木板材
人造板材
采用完整的木材（原木）制成的木板材
1、具有各向异性的特点，在自然条件下具有吸湿膨胀，解吸收缩的特性。
2、木材暴露在空气中时，容易发生变形、开裂、扭曲和翘曲等现象。
有密度板、刨花板、胶合板、细木工板、三聚氰胺板等
人造板材在幅面方向上的尺寸稳定性好，较实木而言适用范围更广
实木板材
人造板材
金属材料
具有金属光泽，有良好的导热和导电性能，以及优良的力学性能和可加工性能。
金属材料的力学性能主要包括强度、刚度、硬度等，一般以抗拉强度作为判别金属强度的指标。
铜材
铝材
钢材
铸铁
硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标，它直接影响材料的耐磨性和切削加工性。一般材料硬度越高，耐磨性越好。车床、铣床用于金属加工的刀具，其材料必须要有很高的强度和硬度。
塑料
塑料是一种具有多种特性的材料。它原料来源广，性能优良（质轻、具有绝缘性、耐腐蚀性等），具有装饰性，加工方便，价格低廉，广泛应用于仪器、仪表、家用电器、包装以及日常生活用品等各领域。
塑料分为热塑性塑料和热固性塑料。
热塑性塑料是指在一定温度内，能反复加热软化至熔融流动，冷却后能硬化成一定形状的塑料。热塑性塑料受热后可多次成型，废料可回收再利用,包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。
热固性塑料是指在初次形成后形状固化下来，不能再次热熔或软化的塑料。常在隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等恶劣环境中使用。常见的热固性塑料有酚醛塑料、环氧塑料、氨基塑料、不饱和聚酯、醇酸塑料等。
亚克力板
用途：广告灯箱、家用装饰等
热塑性塑料
思考：亚克力板属于热塑性塑料还是热固性塑料呢？
新材料
指新出现的具有优异性能或特殊功能的材料，或是传统材料改进后性能明显提高或产生新功能的材料，如超导材料、碳纤维、石墨烯、柔性玻璃、形状记忆合金等。
泡沫金属
柔性玻璃
石墨烯降血糖贴片
碳纤维比铝还要轻，比钢还要硬，比重是铁的1/4，强度是铁的10倍。
碳纤维应用在导弹、空间平台和运载火箭、航空器、先进舰船、轨道交通车辆、电动汽车、卡车、风电叶片、燃料电池、电力电缆、压力容器、铀浓缩超高速离心机、特种管筒、公共基础设施、医疗和工业设备、体育休闲产品，以及时尚生活用具等十六个领域。
形状记忆合金，是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料，即拥有"记忆"效应的合金。在航空航天领域内的应用有很多成功的范例。人造卫星上庞大的天线可以用记忆合金制作。发射人造卫星之前，将抛物面天线折叠起来装进卫星体内，火箭升空把人造卫星送到预定轨道后，只需加温，折叠的卫星天线因具有"记忆"功能而自然展开，恢复抛物面形状。
为什么泰坦尼克号会直接撞裂开？
1912年4月4日，英国豪华邮轮泰坦尼克号撞上冰山，随后船裂成两半沉入大海，船上1500多人丧身，被认为是和平时期死伤人数最惨重的海难之一。 当时，泰坦尼克号被认为是“永不沉没”的巨轮，但在首航中便撞上了冰山沉入大西洋，巨大的反差令人百思不得其解。
经过数十年的探索发现在“泰坦尼克号”沉没地点的水温中，如今的造船钢材在受到撞击时可弯成V形，而残骸上的钢材则因韧性不够而很快断裂。由此发现了钢材的冷脆性，即在-40℃~0℃的温度下，钢材的力学性能由韧性变成脆性，从而导致灾难性的脆性断裂。而用现代技术炼的钢只有在-70℃~-60℃的温度下才会变脆。不过不能责怪当时的工程师，因为当时谁也不知道，为了增加钢的强度而往炼钢原料中增加大量硫化物会大大增加钢的脆性，以致酿成了“泰坦尼克号”沉没的悲剧。
3、材料的选择和规划
材料的选择
性能
加工性能
成本
安全
使用功能
使用环境
结构要求
优先选择技术难度小、工艺简单、材料利用率高，并与加工设备及生产技术相适应的材料
优先选用资源丰富、价格低廉、质量上好的材料
充分考虑可能遇到的各种危险
3、材料的选择和规划
材料的规划
1.料尽其用：优材不劣用，大材不小用，长材不短用
2.先排大料，后排小料：留出锯割、刨削操作的余量，两个构件不能共线
3.要做好标记
4.充分考虑材料的颜色、花纹和光泽
5.木材的纹理趋向
6.纹理和结疤
课堂小结
二、 材料的性能与规划
1、材料的性能（硬度、刚度、强度、塑性）
2、材料的分类：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料四大类。
木材、金属、塑料（热塑性、热固性）、新材料
3、材料的选择：性能、加工、成本、安全；
材料的规划：料尽其用，先排大料，后排小料，做标记等；

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