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(共36张PPT)
展现设计成果（一）
材料
我们将设计方案制定出来之后，需要
根据设计方案制作原型或模型，来展
现设计，在做原型或模型之前，我们
先来了解一下材料，工具设备以及工
艺方面的知识。
材料
※任何物品都是用一定的材料制成，
能否合理选用材料，直接影响到
产品的性能。
一、材料的分类
1.天然材料：
天然材料主要指取
材于大自然且保持
着原本特质的材料。
如木材，粘土，石
材等。
石材
木材
2.合成材料：
合成材料又称人造材料，是人为地把
不同材料经化学方法或聚合作用而成
的材料。其特质与原料不同，如塑料、
玻璃、钢铁等。
谁说三条腿的椅子站不稳
塑料制品
玻璃制品
塑料制品
透明的设计赏心悦目的家具
包围式的椅子多一份清静
齿轮
塑料制品
3.混合材料
混合材料是天然材料与合成
材料的综合，如胶合板、纸、
混纺料等，混合材料会保持
部分原来的特质。
混纺毛巾
调查研究
列举一些物品的材料名称，
说明它们属于什么材料
二、材料的性能
※材料的性能可分为物理性能、化学性能及加工性能。
在制造行业，材料的物理性能与设计的工作关系甚为
密切，我们先来了解材料的几种物理性能。
1.强度：强度是指材料承受外力而不被破坏的能力根据
受力种类的不同分为以下几种。
①抗压强度——材料承受压力的能力
抗压力示意图
②抗拉强度——材料承受拉力的能力
抗拉力示意
③抗弯强度——材料对致弯外力的承受能力
抗弯力示意图
④抗剪强度——材料承受剪力的能力
2.弹性
弹性是指材料受外力
作用时改变了形状，
当外力消失后又能
恢复原来形状的能力。
典型例子如橡皮筋、
弹簧等。实际上，
很多材料如塑料、
金属、木材等都有
一定的弹性。
3.韧性
韧性是指材料抗冲击振动的性能。
例如，玻璃的韧性很差，易被敲碎。
4.硬度
硬度是指材料抵抗刮削，切割或磨损的能力。
例如，制作切削工具用的钢材，其硬度就比较高。
5.延展性
延展性是指材料接受折、锻、压等外力，被改变
形状或被延伸，而材料没有遭受破坏的性能。例
如铝的延展性好，可以压制成盘，碗等，而木材
则不能。
6.其他
材料具备的物理性能还有耐久性、传热性、
导电性等。可查阅各行业的工具书。
材料性能 物品名称
需要较高的抗压强度 汽车底盘、房屋立柱、桥墩、铁轨、虎钳
需要较高的抗拉强度
需要较高的抗剪强度
需要较好的弹性
需要较高的硬度
需要较高的抗弯强度
需要较好的韧性
思考：按要求填写下表
三、几种常用材料简介
（一）木材
木材是由树木加工而成，是被广泛应用的传统材料。
木材的种类繁多，硬度、韧性等性能差异很大。
1.质地较软的木材
①杉木。木质轻而软，易加工变形小，广泛用于建筑
和家具制作之中。如做房屋的门窗、屋架、桌椅的面
板等都很合适。
②松木。如红松白松等是很好的软质木材，被广泛应
用于建筑、家具、乐器制造等行业。
2.软硬适中的木材
①樟木。木质比杉木硬一些，强度也比杉木好。是制作家具的上等木料之一。用樟木做家具的每个部件都合适，缺点是易变形。
②槠zhu木.又叫株木，木质与樟木相近，但韧性不及樟木，也是常见的家具用材。
③梓木。木纹顺直，纹理均匀，是上等的中硬度木材。
在要求较精致的木制品中常被采用。
3.人造板才
①胶合板，又叫夹板它是将一根
很大的圆木旋切成薄板，然后将
数块薄板胶合在一起，再经高温
高压制成。如三合板、五合板等。
②其他人造板，常用的有纤维板，
刨花板等。这类板材是将树枝或
零头碎料等木质原料经过削片、
蒸煮、干燥、筛选、拌胶等一系
列处理，再经高温高压而制成的。
③饰面板，是在人造板的一个表
面再进行某种涂覆处理，而制成。
经过处理的表面色泽光亮，耐磨
耐高温，且有美丽的纹理和色彩。
可产生很好的装饰效果。
（二）金属材料
金属
黑色金属
有色金属：
主要有低碳钢、中碳钢、
高碳钢、工具钢、高速钢、
不锈钢等
铝、铜、铅、锌等
A:金属材料的种类很多，可以通过添加不同
成分冶炼成各种具有特殊性能的合金，还可
以通过热处理使金属的性能按照人们的希望
的目的改善。广泛应用于各行各业。
B:各种金属材料在出厂时会做成各种不同的
型材，如圆形、管型、方形、直角形、槽型、
板型、丁字形等。
（含铁金属）
（不含铁金属）
金属材料的应用
三、塑料
塑料
热塑性塑料：加热时，固态塑料会软化，溶解
而变为液态，冷却后，又会恢复到原来的形态
和硬度。此类塑料不宜制作承受高温的物品，
仅可做一般日用品和建筑用品，如瓶类包装用
品、水管等
热固性塑料：原料加热后变为液体，可倒入模
具成型，冷却后凝固成一定的形状，而不能恢
复到原来的状态。此类塑料可作机械零件座椅
工具手柄电器壳体等。
塑料制成的物品
塑料周转箱
塑料水桶
四.设计时如何选择材料
设计材料的选择必须考虑材料自身的特性与设计产品相适应，还应考虑材料与人环境的有机联系。考虑的要点如下。
①材料的固有特性应满足设计产品的使用功能、使用寿命等要求。
②材料的工艺性应方便设计产品，实现制造结构，并有利于优化生产加工工艺过程。
③材料的质感应与设计产品的造型特点、民族和地
域特征、文化艺术品位等风格相协调，以实现较好
的外观效果。
④有安全性等特殊要求的产品或零部件的选材要按
照有关标准选用。
⑤在满足设计要求的基础上，优先选择资源丰富，
价格低廉，有利于环保的材料。
⑥注意市场调研，了解消费者对选材的期望，并在
合理的前提下尽量满足消费者的需求。
⑦注重可持续发展原则，设计选材时应研究产品的
整个生命周期对自然环境的影响，要尽量减少对环
境的污染和破坏，减少对资源的浪费，充分考虑材
料的回收，再生和重复利用，以节约资源和保护环
境。
钛合金材料的研制
成功使喷气发动机
的制造得以实现
储氢材料
能源是困扰人类文明发展的最主要因素之一，氢的资源丰富，几
乎是取之不竭，而且氢也是一种热值很高的燃料，燃烧一克氢可放
出142120千焦耳的热量，约为汽油热值的3倍。氢燃烧后生成水，
不污染环境。
但氢的储存要困难得多，用钢瓶储存的量只占钢瓶重的几百分之
一；用使氢液化的方法储存氢同样是一种无法普遍采用的方法，因
为在常压下，必须把氢气降到零下253℃时才能使之液化。1968年，
“吸氢合金”被发现。
氢能与许多金属起化学反应，生成金属氢化物来储氢，此反应是
一个可逆过程。由于氢是以固态金属氢化物的形式存在于储氢合金
中，这时氢原子的密度要比同样温度条件下的气态氢大1000倍，为
吸收与氢气瓶储氢容量相等的氢气，其重量只有氢气瓶的1/3,而体
积却不到氢气瓶的1/10，通过这一比较，吸氢合金是一种体积小、
容量大、安全可靠的理想储氢手段。近十几年来，科学家们一直致
力于储氢材料的研究，不久的将来一定会开发出价格低廉，性能优
良的吸氢材料。它的广泛应用必将带来一场能源革命。
※了解储氢材料
填写下表
材料名称 用途举例
谢谢收看，再见
山东无棣一中田茂芳
tmf1964@

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