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浙教版七年级科学下册
第五章 制造技术与工程
5.2 我们一起来制造
每天刷牙时，打开水龙头，用杯子盛水，用牙刷刷牙，我们所用的物品是用不同材料制造的。环顾四周，我们会发现金属、陶瓷、塑料制品随处可见，这些物品是怎么制造的？
一、金属制品的制造
日常生活中，金属制品无处不在，如铁锅、导线、金属螺丝、金属水杯、合金门窗、汽车轮毂等，它们改善了我们的生活。
把金属材料加工成零件或物品的工艺，称为金属制造技术，一般包括成型技术与铸造技术。图 5 . 2 - 1 是不锈钢盘的制造过程。
不锈钢盘的制造过程利用了哪些科学知识？采用了哪些技术？
利用了不锈钢的特性(延展性、可塑性)、力学、计算机等
科学知识;采用了成型技术、计算机自动控制技术等。
成型技术可以让材料发生永久的形变，根据制造时工件的受力和变
形，有轧制、挤压、拉拔、锻造等方式。生产中，人们会根据所需金属制品
的形状选用不同的成型技术
金属成型需要对材料施加足够大的压力，才能获得所需形状和尺寸的锻件。随着社会的发展，成型技术也在发展。古时铁匠用铁锤、铁砧和火炉，锻造农具、硬币、珠宝等金属制品；现在，大多数锻造机已经实现了计算机自动控制，可自动制造各类工具、零部件和产品。
手撕钢
手撕钢薄如蝉翼，厚度只有普通 A 4纸的四分之一，用手能轻易撕开，价格堪比黄金。手撕钢广泛应用于航天、通信、医疗器械等高精尖制造业，如折叠屏手机底衬加入手撕钢后，可被反复折叠 40 多万次而不变形或者断裂。
2016 年，我国突破技术封锁，研制出手撕钢。2020 年，我国成功轧制出厚度为 0.015 mm 的手撕钢，打破了全球手撕钢领域的最薄纪录。
铸造技术是将液态金属注入模具，待金属凝固，再移除模具得到所需产品的制造技术。它是最古老的材料加工方法之一，能够以较低的成本完成复杂构件的加工。金属铸造技术是机械制造工业的基础。
随着技术发展与工业数字化、智能化
进程的加快，我国陆续生产出超大型智能压
铸单元，引领一体化压铸产业的发展和技术
进步，推动了汽车压铸零部件向大型化、集
成化发展。
1 . 从你家的厨房中找到 5 件金属物品，查询它们是采用哪些方法制
造的。
2 . 收集铜丝、铁丝、易拉罐等金属材料，制作一件实用的创意金属
制品。
例题:黄河大铁牛位于永济市蒲州城西的黄河东岸,是当时蒲津浮桥的镇桥之宝。铁牛是用作拴铁索,用铁索连舟便成了浮桥。现已出土的铁牛有四尊,四尊铁牛气势磅礴,威武有力,每尊铁牛旁都有一个牵牛铁人,造型精美,栩栩如生。黄河大铁牛的制造主要使用了( )
A.锻造工艺 B.冲压工艺 C.钳工工艺 D.铸造工艺
解析:黄河大铁牛是将高温铁水注入模具后冷却凝固制造而成的,属于铸造工艺。
答案:D
二、塑料品的制造
塑料是由石油工业副产品制造而成的高分子聚合物。塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。热塑性塑料在加热时会软化，在降温时会硬化。热固性塑料在制造时受热发生化学反应而导致硬化，成品在加热时不会软化，也不能被重新塑形。
结合实例阐述塑料给人们生活带来的便利，以及大量使用后可能造成的影响。
塑料轻便耐用,例如,塑料包装有助于保鲜食物,减少食物浪费,而塑料医疗器械也促进了医疗保健的进步。此外,塑料制品通常比替代品更实惠,使更多消费者能够购买到。
塑料的广泛使用导致了严重的环境问题,一次性塑料制品,如袋子和吸管,导致污染并危害野生动物。塑料的生产和处理过程产生有害气体和废水,污染空气和水资源。(合理即可)
塑料品的制造技术有模压成型、挤出成型、注射成型、浇铸成型等。
模压成型 将粉状或粒状的热固性塑料填入模具后加热、加压，压制成型。
挤出成型 将原料加热成泥状，利用旋转的螺杆把原料由细孔中挤出形成管状、丝状或条状物。此工艺主要用于生产管、板和软片等。
注射成型 将粒状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒，经加热熔化呈流动状后，注入塑模中成型。大多数热塑性塑料或某些热固性塑料可用此工艺加工成型。
浇铸成型 将液态塑料倒入模具中硬化，即可制成薄板等制品。例如，将昆虫、植物、纪念物等封入树脂中制成的人造琥珀制品。此工艺用于热固性塑料或热塑性塑料的熔融物的加工。
例题:如图所示的潘顿椅,外观时尚大方具有流畅大气的曲线美,符合人体工学。潘顿椅一次性加工成型,有强烈的雕塑感,颜色十分艳丽,将艺术和技术完美地融合在一起。下列材料中最适合制作潘顿椅的是( )
A.杉木板 B.塑料 C.形状记忆合金 D.高碳钢
解析:根据题意,潘顿椅一次性加工成型,有强烈的雕塑感,颜色十分艳丽,A,D项不易变形,形状记忆合金是受到适当条件会变成以前的形状,C项也不适合,选用热塑性塑料最适合。
答案:B
三、陶瓷器的制造
陶器，是由黏土捏制成形后烧制而成的器具。瓷器是由陶器发展而来的。它们的制造工艺接近，成品却截然不同。《天工开物》对造瓷工序有详细记载。陶土含有较多氧化铁，瓷土氧化铁含量低、氧化铝含量高。焙烧陶器时，温度约为 900 °C，瓷器焙烧温度在 1200 °C以上。因此，陶器表面无釉或只有低温釉，而瓷器表面则有高温釉。
三、陶瓷器的制造
中国瓷器驰名世界，被西方人誉为“瓷器之国”。中国瓷器经历了由陶器到瓷器、由青瓷到白瓷、由白瓷到彩瓷的发展过程。
1. 陶器与瓷器的特性有哪些不同？它们的特性与哪些因素有关？
2. 古代陶瓷器有哪些用途？
1.陶器表面无釉或只有低温釉,而瓷器表面有高温釉,它们的特性与原料中的氧化铁和氧化铝的含量、烧制时的温度等有关。
2.古代陶瓷一般可以储存、蒸煮食物等,还可以用作茶具、酒具、艺术品、祭祀器皿等。
古时候中国瓷器通过陆上和海上的“丝绸之路”传到西亚和南亚，再由这些国家传到欧洲各国。陶瓷器制造主要有揉泥、制坯、干燥、素烧、施釉及烧制等步骤。
揉泥。目的是排空泥料中的气泡。缺少这一工序，坯体中容易出现气泡，坯体干燥烧制时容易破裂变形。
制坯。在泥揉妥后，即可开始制坯，依据最终的器型做出相应的坯体。
干燥。坯体成型后，自然晾干。
素烧。将干燥的坯体烧到 800～900 °C，使坯体变得较牢固，以减少在搬运、施釉时发生的破损，且坯体较容易吸附釉料。
施釉。釉就是陶瓷表面那层光亮、类似玻璃的物质。釉的原料一般是矿物的粉末，用水调和成釉浆。施釉即将釉浆均匀地加在坯体表面，以待烧制时釉能熔在坯体表面。施釉的方法有浸釉法、淋釉法、刷釉法、荡釉法及喷釉法等。施釉可使陶瓷更实用、美观。
烧制。烧制陶瓷的窑炉有柴窑、煤窑、气窑、电窑。陶器烧制温度低
于瓷器。目前，人们通过精确地控制温度，使釉料在特定温度下发生化学
变化而烧制出精美的成品。
陶瓷用途广泛，用陶瓷可制造日用餐具、卫生器具、建筑瓷砖、绝缘体、火花塞、耐酸碱的化工器皿等。近年来，人们制造了更精密的陶瓷材料，具有坚硬、耐磨、耐高温、耐腐蚀和优异的光、热、电、磁等特性，被广泛应用于微电子与电气工业、机械与汽车工业、医疗器材制造、通信工程与军事国防工业。
举例说明陶瓷在各领域的应用，分析陶瓷对人类生活及社会发展的影响。
陶瓷可用于微电子与电气工业、机械与汽车工业、医疗器材制造、通信工程与军事国防工业,陶瓷的技术不断进步,推动了相关领域的科技发展,例如陶瓷关节，
可以用来代替骨和关节的功能,能够缓解关节疼痛，改善关节功能,提高患者的
生活质量。
设计与制作一件陶艺作品
目标
了解陶瓷制作过程，制作具有创意的陶艺作品。
器材
如图 5.2 -20 所示。
过程
1 . 展开想象，设计具有创意的陶瓷日常用品，画出草图。思考：怎样的设计能使作品稳固站立，不容易垮掉？
2 . 选用图 5 . 2 - 21 中的一种方法，将设计概念加工成型，制作出你所喜爱的陶艺作品。
（1）手捏成型：通过双手对陶泥的揉捏，制作陶瓷坯体，如图5.2-21甲。
（2）土条成型：将陶土制作成一条条的土条，再利用一圈圈的土条，
一层层堆高，制作出陶瓷坯体，如图 5 . 2- 21 乙。
（3）压片成型：先将陶土擀成片状，然后制作成型，如图 5.2-21 丙。
3. 配合陶瓷制作的其他加工方法，将最后成品制作出来。
4. 投票选出最具创意的陶艺作品。
问题讨论
1. 在加工制作过程中，你觉得哪些步骤最困难？为什么？
2. 说出你对最具创意作品的看法。
例题:《牡丹瓷是继“五大官窑”之后出现、独具河洛文化特色的新派陶瓷制作工艺。下列工艺制作流程主要发生了化学变化的是( )
A.原料研磨、拌浆
B.滤泥、雕塑造型
C.镂空捏花、晾干
D.素烧、釉烧
解析:原料研磨、拌浆过程中只是形状发生变化,没有新物质生成,是物理变化,选项A不符题意;滤泥、雕塑造型过程中只是形状发生变化,没有新物质生成,是物理变化,选项B不符题意;镂空捏花、晾干过程中分别发生形状和状态的变化,没有新物质生成,是物理变化,选项C不符题意;素烧、釉烧过程中有新物质生成,是化学变化,选项D符合题意。答案:D
课堂小结
我国的研发团队经过一千多个日夜奋战,经历七百多次失败,生产出世界上最薄的“手撕钢”。“手撕钢”是航空航天等高精尖领域的宠儿,被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”。
(1)“手撕钢”表面可以当镜子用,说明其表
面非常 (选填“光滑”或“粗糙”)。
(2)某航天器太阳能电池基板面积为100m2，
如果选用厚度只有0.015mm的“手撕钢”做基板,它的体积是m ,质量为___kg。(“手撕钢”的密度按7.9 ×103kg/m计算)
(3)如图是加工“手撕钢”的简易示意图。较厚的钢材通过一对旋转的轧辊间的缝隙,在轧辊压力作用下变薄、变长成为薄如蝉翼的钢板。上述加工过程中,钢材的质量(选填“变大”“变小”或“不变”)。
课堂小练习
(3)如图是加工“手撕钢”的简易示意图。较厚的钢材通过一对旋转的轧辊间的缝隙,在轧辊压力作用下变薄、变长成为薄如蝉翼的钢板。上述加工过程中,钢材的质量(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)和普通钢材相比,用“手撕钢”做的手术刀更加轻薄灵活。其
中的“轻”是指 (选填“密度”或“质量”)小。
(5)利用“手撕钢”制成一种即时发热的新型复合材料,给飞机机
翼穿上这件特殊外套,可以为机翼快速除冰,消除飞行安全隐患。
在飞机除冰的过程,发生的主要物态变化是______。
课堂小练习
课堂小练习

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