資源簡介

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知識回顧
1、設(shè)計(jì)的一般過程？
2、模型的功能？
3、模型在不同階段的作用？
材料的性能與規(guī)劃
02
1.材料的性能
2.材料的分類
3.材料的選擇和規(guī)劃
第六章 模型或原型的制作
南方氣候潮濕
北方氣候干燥
說一說你知道的臺燈可以用什么材料？
玻璃材質(zhì)
金屬材質(zhì)
木材質(zhì)
塑料材質(zhì)
亞克力材質(zhì)
石材質(zhì)
陶瓷材質(zhì)
紙材質(zhì)
水晶材質(zhì)
樹脂材質(zhì)
1、材料的性能
材料是人類用以制成生活和生產(chǎn)中的物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器和其他產(chǎn)品的物質(zhì)，它是人類生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。
二、材料的性能與應(yīng)用
案例分析：炊具的發(fā)展歷史
直接影響材料耐磨性和切削加工性，
衡量材料軟硬程度
材料在受力時(shí)抵抗彈性形變的能力，
衡量材料彈性變形難易程度
外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力，
衡量材料抵抗發(fā)生斷裂或殘余變形的能力
材料在外力作用下，產(chǎn)生永久變形而不致引起破壞的能力
材料的性能
硬度
剛度
強(qiáng)度
塑性
2、材料的分類
在工程領(lǐng)域，一般將材料按化學(xué)成分分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料四大類。
金屬材料：包括鋼鐵、鉻、錳及其合金，金、銀、鉑、銅、鉛、鋅、鋁、鎂、鎢等
無機(jī)非金屬材料：包括二氧化硅氣凝膠、水泥、 玻璃、 陶瓷、碳等
有機(jī)高分子材料：包括塑料、纖維、橡膠、涂料、粘合劑等。
復(fù)合材料： 復(fù)合材料必須由兩種或兩種以上化學(xué)、物理性質(zhì)不同的材料組合，如玻璃鋼、碳纖維等，主要應(yīng)用于航空、汽車工業(yè)、化工、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
木材
優(yōu)點(diǎn)：
1.木質(zhì)輕，有天然的色澤和美麗的花紋。
2.易于加工和涂飾、隔熱與絕緣
3.具有較好的強(qiáng)度性能及優(yōu)良的加工性能
木材
木材分類
實(shí)木板材
人造板材
采用完整的木材（原木）制成的木板材
1、具有各向異性的特點(diǎn)，在自然條件下具有吸濕膨脹，解吸收縮的特性。
2、木材暴露在空氣中時(shí)，容易發(fā)生變形、開裂、扭曲和翹曲等現(xiàn)象。
有密度板、刨花板、膠合板、細(xì)木工板、三聚氰胺板等
人造板材在幅面方向上的尺寸穩(wěn)定性好，較實(shí)木而言適用范圍更廣
實(shí)木板材
人造板材
金屬材料
具有金屬光澤，有良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能，以及優(yōu)良的力學(xué)性能和可加工性能。
金屬材料的力學(xué)性能主要包括強(qiáng)度、剛度、硬度等，一般以抗拉強(qiáng)度作為判別金屬強(qiáng)度的指標(biāo)。
銅材
鋁材
鋼材
鑄鐵
硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一種性能指標(biāo)，它直接影響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。車床、銑床用于金屬加工的刀具，其材料必須要有很高的強(qiáng)度和硬度。
塑料
塑料是一種具有多種特性的材料。它原料來源廣，性能優(yōu)良（質(zhì)輕、具有絕緣性、耐腐蝕性等），具有裝飾性，加工方便，價(jià)格低廉，廣泛應(yīng)用于儀器、儀表、家用電器、包裝以及日常生活用品等各領(lǐng)域。
塑料分為熱塑性塑料和熱固性塑料。
熱塑性塑料是指在一定溫度內(nèi)，能反復(fù)加熱軟化至熔融流動，冷卻后能硬化成一定形狀的塑料。熱塑性塑料受熱后可多次成型，廢料可回收再利用,包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。
熱固性塑料是指在初次形成后形狀固化下來，不能再次熱熔或軟化的塑料。常在隔熱、耐磨、絕緣、耐高壓電等惡劣環(huán)境中使用。常見的熱固性塑料有酚醛塑料、環(huán)氧塑料、氨基塑料、不飽和聚酯、醇酸塑料等。
亞克力板
用途：廣告燈箱、家用裝飾等
熱塑性塑料
思考：亞克力板屬于熱塑性塑料還是熱固性塑料呢？
新材料
指新出現(xiàn)的具有優(yōu)異性能或特殊功能的材料，或是傳統(tǒng)材料改進(jìn)后性能明顯提高或產(chǎn)生新功能的材料，如超導(dǎo)材料、碳纖維、石墨烯、柔性玻璃、形狀記憶合金等。
泡沫金屬
柔性玻璃
石墨烯降血糖貼片
碳纖維比鋁還要輕，比鋼還要硬，比重是鐵的1/4，強(qiáng)度是鐵的10倍。
碳纖維應(yīng)用在導(dǎo)彈、空間平臺和運(yùn)載火箭、航空器、先進(jìn)艦船、軌道交通車輛、電動汽車、卡車、風(fēng)電葉片、燃料電池、電力電纜、壓力容器、鈾濃縮超高速離心機(jī)、特種管筒、公共基礎(chǔ)設(shè)施、醫(yī)療和工業(yè)設(shè)備、體育休閑產(chǎn)品，以及時(shí)尚生活用具等十六個(gè)領(lǐng)域。
形狀記憶合金，是一種在加熱升溫后能完全消除其在較低的溫度下發(fā)生的變形，恢復(fù)其變形前原始形狀的合金材料，即擁有"記憶"效應(yīng)的合金。在航空航天領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用有很多成功的范例。人造衛(wèi)星上龐大的天線可以用記憶合金制作。發(fā)射人造衛(wèi)星之前，將拋物面天線折疊起來裝進(jìn)衛(wèi)星體內(nèi)，火箭升空把人造衛(wèi)星送到預(yù)定軌道后，只需加溫，折疊的衛(wèi)星天線因具有"記憶"功能而自然展開，恢復(fù)拋物面形狀。
為什么泰坦尼克號會直接撞裂開？
1912年4月4日，英國豪華郵輪泰坦尼克號撞上冰山，隨后船裂成兩半沉入大海，船上1500多人喪身，被認(rèn)為是和平時(shí)期死傷人數(shù)最慘重的海難之一。 當(dāng)時(shí)，泰坦尼克號被認(rèn)為是“永不沉沒”的巨輪，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。
經(jīng)過數(shù)十年的探索發(fā)現(xiàn)在“泰坦尼克號”沉沒地點(diǎn)的水溫中，如今的造船鋼材在受到撞擊時(shí)可彎成V形，而殘骸上的鋼材則因韌性不夠而很快斷裂。由此發(fā)現(xiàn)了鋼材的冷脆性，即在-40℃~0℃的溫度下，鋼材的力學(xué)性能由韌性變成脆性，從而導(dǎo)致災(zāi)難性的脆性斷裂。而用現(xiàn)代技術(shù)煉的鋼只有在-70℃~-60℃的溫度下才會變脆。不過不能責(zé)怪當(dāng)時(shí)的工程師，因?yàn)楫?dāng)時(shí)誰也不知道，為了增加鋼的強(qiáng)度而往煉鋼原料中增加大量硫化物會大大增加鋼的脆性，以致釀成了“泰坦尼克號”沉沒的悲劇。
3、材料的選擇和規(guī)劃
材料的選擇
性能
加工性能
成本
安全
使用功能
使用環(huán)境
結(jié)構(gòu)要求
優(yōu)先選擇技術(shù)難度小、工藝簡單、材料利用率高，并與加工設(shè)備及生產(chǎn)技術(shù)相適應(yīng)的材料
優(yōu)先選用資源豐富、價(jià)格低廉、質(zhì)量上好的材料
充分考慮可能遇到的各種危險(xiǎn)
3、材料的選擇和規(guī)劃
材料的規(guī)劃
1.料盡其用：優(yōu)材不劣用，大材不小用，長材不短用
2.先排大料，后排小料：留出鋸割、刨削操作的余量，兩個(gè)構(gòu)件不能共線
3.要做好標(biāo)記
4.充分考慮材料的顏色、花紋和光澤
5.木材的紋理趨向
6.紋理和結(jié)疤
課堂小結(jié)
二、 材料的性能與規(guī)劃
1、材料的性能（硬度、剛度、強(qiáng)度、塑性）
2、材料的分類：金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料四大類。
木材、金屬、塑料（熱塑性、熱固性）、新材料
3、材料的選擇：性能、加工、成本、安全；
材料的規(guī)劃：料盡其用，先排大料，后排小料，做標(biāo)記等；

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