五大材料研究

1、LOGO09工業(yè)設(shè)計工業(yè)設(shè)計1班班 目錄目錄1. 金屬 2. 塑料3. 陶瓷4. 玻璃5. 木材物理性能物理性能1.比重：金屬材料比重比較大。根據(jù)比重大小可分為輕金屬和重金屬。2.導(dǎo)熱：導(dǎo)熱性高。3.導(dǎo)電：導(dǎo)電性高，純金屬的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性一般都優(yōu)于其合金。金屬金屬物理性能物理性能4.磁性：金屬材料按其磁性大小可分為鐵磁性材料、順磁性材料和抗磁性材料。金屬金屬化學(xué)性能化學(xué)性能 在實際應(yīng)用中主要考慮金屬的抗蝕性、抗氧化性（又稱作氧化抗力，這是特別指金屬在高溫時對氧化作用的抵抗能力或者說穩(wěn)定性），以及不同金屬之間、金屬與非金屬之間形成的化合物對機械性能的影響等等。在金屬的化學(xué)性能中，特別是抗蝕性對金

2、屬的腐蝕疲勞損傷有著重大的意義。金屬材料抗蝕性和抗氧化性較差。金屬金屬金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能（一）硬度（一）硬度（二）塑性（二）塑性（三）硬度（三）硬度 硬度是指金屬材料抵制抗外力作用下抵抗變形和斷裂的一種特性。按作用力性質(zhì)的不同，分為抗拉力、抗壓強度、抗彎強度、抗剪強度。硬度是金屬材料抵抗硬物壓入其內(nèi)的能力。一般情況下，金屬的硬度越高，耐磨性就越好。塑性是指金屬材料在外力的作用下產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力。具有良好塑性的材料，有利于鍛壓、冷沖和冷拔等壓力加工成型工藝。金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能（四）疲勞強度（四）疲勞強度（五）沖擊韌性（五）沖擊韌性（六）強度變形（六

3、）強度變形 疲勞強度是指材料經(jīng)受無數(shù)次應(yīng)力循環(huán)時的最大應(yīng)力。影響疲勞強度的因素很多，其中主要有循環(huán)應(yīng)力特征、溫度、材料的成分和組織、表面狀態(tài)、殘有余力。彈性變形是指材料在產(chǎn)生變形之后，取消外力可以恢復(fù)原來形狀的能力。例如彈簧，在收到外力變形沒有超過它的彈性極限時，它可以恢復(fù)帶原始狀態(tài)。沖擊韌性是指金屬材料抵抗沖擊載荷能力。實踐證明，沖擊力要比靜力具有更大的破壞性。金屬的審美特征金屬的審美特征 金屬材料表面給人單調(diào)沉悶，金屬給金屬材料表面給人單調(diào)沉悶，金屬給人感覺就是工業(yè)、力量、沉重、科技的象人感覺就是工業(yè)、力量、沉重、科技的象征。金屬表面還具有金屬所特有的色彩與征。金屬表面還具有金屬所特有的色

4、彩與光澤，給人光滑，理智的感覺。光澤，給人光滑，理智的感覺。金屬金屬金屬在產(chǎn)品設(shè)計中運用情況金屬在產(chǎn)品設(shè)計中運用情況u金屬金屬 在各個工程領(lǐng)域中，金屬材料是所有材在各個工程領(lǐng)域中，金屬材料是所有材料中最主要和最基本的結(jié)構(gòu)材。金屬材料也料中最主要和最基本的結(jié)構(gòu)材。金屬材料也是最主要和應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)材料。由于金是最主要和應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)材料。由于金屬及其合金在力學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)和加工工屬及其合金在力學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)和加工工藝等方面的一系列特殊的優(yōu)異性，使得它不藝等方面的一系列特殊的優(yōu)異性，使得它不僅可以保護產(chǎn)品的功能使用的實現(xiàn)，而且，僅可以保護產(chǎn)品的功能使用的實現(xiàn)，而且，可以賦予產(chǎn)品一定的美學(xué)價

5、值，使用產(chǎn)品呈可以賦予產(chǎn)品一定的美學(xué)價值，使用產(chǎn)品呈現(xiàn)出現(xiàn)代風格的結(jié)構(gòu)美、造型美和質(zhì)地美?，F(xiàn)出現(xiàn)代風格的結(jié)構(gòu)美、造型美和質(zhì)地美。金屬在產(chǎn)品設(shè)計中運用情況金屬在產(chǎn)品設(shè)計中運用情況u金屬金屬 現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品造型趨勢向于以直線現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品造型趨勢向于以直線-平面平面為主，采用曲直剛?cè)峤Y(jié)合，追求簡潔、明快為主，采用曲直剛?cè)峤Y(jié)合，追求簡潔、明快、理性的風格，所以，鋼、鋁等金屬合成型、理性的風格，所以，鋼、鋁等金屬合成型材，在產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用中日趨擴大，并取得良材，在產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用中日趨擴大，并取得良好的成果。好的成果。金屬工藝及應(yīng)用金屬工藝及應(yīng)用1.質(zhì)輕，耐振動與沖擊，比強度高質(zhì)輕，耐振動與沖擊，比強度高。一般

6、塑料比 重在0.92.3之間，各種泡沫塑料比重在0.01 0.5之間，可以制作成很薄很堅硬的制品。2.電、熱絕緣性好電、熱絕緣性好，大多數(shù)塑料在低頻低壓下具 有良好的電絕緣性能。塑料的導(dǎo)熱率極小，只 有金屬的 1/6001/200。3.透明性好，富有光澤，能著鮮艷色彩透明性好，富有光澤，能著鮮艷色彩。塑料 幾乎都可以整體任意著色，著色堅牢，不易變 色。塑料塑料4.耐腐蝕良好耐腐蝕良好，多數(shù)塑料對一般濃度下的酸、堿、 鹽等化學(xué)藥品具有良好的耐腐蝕性。5.成型加工方便，能大批量生產(chǎn)。成型加工方便，能大批量生產(chǎn)。6.不耐高溫，低溫容易發(fā)脆。不耐高溫，低溫容易發(fā)脆。7.長期使用塑料會長期使用塑料會“老

7、化老化”。塑料塑料塑料的審美特征塑料的審美特征 塑料作為一種具有多種特性的使用材料，塑料作為一種具有多種特性的使用材料，原料廣泛，性能良好，給人理性、輕巧的感原料廣泛，性能良好，給人理性、輕巧的感覺，加工成型方便，色彩豐富艷麗，具有裝覺，加工成型方便，色彩豐富艷麗，具有裝飾性和近代美感。飾性和近代美感。塑料塑料塑料的審美特性塑料的審美特性v 塑料質(zhì)硬且具有適當?shù)乃芰腺|(zhì)硬且具有適當?shù)膹椥院腿岫?，給人以柔彈性和柔度，給人以柔和、親切、安全的觸感和、親切、安全的觸感質(zhì)感。表面美觀、光滑質(zhì)感。表面美觀、光滑、純凈。、純凈。塑料塑料 塑料的塑料的缺點缺點3、塑料是由石油煉制的產(chǎn)品制成的，石油資源是有限的

8、2、塑料容易燃燒，燃燒時產(chǎn)生有毒氣體。PVC燃燒也會產(chǎn)生氯化氫有毒氣體，除了燃燒，就是高溫環(huán)境，會導(dǎo)致塑料分解出有毒成分，例如苯環(huán)等。1、回收利用廢棄塑料時，分類十分困難，而且經(jīng)濟上不合算。4、塑料無法被自然分解。 塑料在產(chǎn)品設(shè)計中運用情況塑料在產(chǎn)品設(shè)計中運用情況u塑料塑料 塑料的品種繁多，價格比較低廉，在儀器塑料的品種繁多，價格比較低廉，在儀器、儀表、家用電器、醫(yī)療機械、交通運輸、儀表、家用電器、醫(yī)療機械、交通運輸、農(nóng)業(yè)輕工、包裝日用雜貨乃至生活領(lǐng)域的各農(nóng)業(yè)輕工、包裝日用雜貨乃至生活領(lǐng)域的各個方面都獲得廣泛的應(yīng)用。個方面都獲得廣泛的應(yīng)用。“以塑代鋼以塑代鋼”，“以塑代木以塑代木”。使用塑料已

9、經(jīng)迅速成為與鋼。使用塑料已經(jīng)迅速成為與鋼鐵、有色金屬、無機非金屬材料同步發(fā)展的鐵、有色金屬、無機非金屬材料同步發(fā)展的基礎(chǔ)材料?；A(chǔ)材料。 塑料在產(chǎn)品設(shè)計中運用情況塑料在產(chǎn)品設(shè)計中運用情況u塑料塑料 塑料雖然有很多的優(yōu)點和廣泛的用途，塑料雖然有很多的優(yōu)點和廣泛的用途，但是它們還是有一些比較嚴重的缺點至今未但是它們還是有一些比較嚴重的缺點至今未能克服（如不耐熱，容易在陽光、大氣、氣能克服（如不耐熱，容易在陽光、大氣、氣壓和有些介質(zhì)作用下老化等等）。這些缺點壓和有些介質(zhì)作用下老化等等）。這些缺點的存在，嚴重影響到塑料的應(yīng)用范圍進一步的存在，嚴重影響到塑料的應(yīng)用范圍進一步的擴大，使得塑料制品在許多領(lǐng)域

10、上還不能的擴大，使得塑料制品在許多領(lǐng)域上還不能從根本上取代金屬。從根本上取代金屬。塑料在產(chǎn)品設(shè)計中運用情況塑料在產(chǎn)品設(shè)計中運用情況u塑料塑料 從精度方面看，塑料制品使用范圍也收從精度方面看，塑料制品使用范圍也收到一定的限制。如果采用成型的加工方法生到一定的限制。如果采用成型的加工方法生產(chǎn)塑料制品，要達到某一精度所遇到的加工產(chǎn)塑料制品，要達到某一精度所遇到的加工難度要不金屬制品形成是難度大，因此，在難度要不金屬制品形成是難度大，因此，在目前的塑料成型加工行業(yè)中，塑料制品的精目前的塑料成型加工行業(yè)中，塑料制品的精度有其自己單獨的標準，一般都不套用金屬度有其自己單獨的標準，一般都不套用金屬的制品的精

11、度。的制品的精度。塑料工藝及應(yīng)用塑料工藝及應(yīng)用光學(xué)性光學(xué)性1.白度：絕大部分瓷器在外觀色澤上均采用純正 的白色（色度應(yīng)不低于70%）。2.透光度：透光度與瓷片厚度、配料組成、原料 純度、柸料細度、燒成溫度及其陶柸的顯微結(jié) 構(gòu)有關(guān)。 陶瓷陶瓷3.光澤度：光澤度決定于瓷器表面的平坦與光滑 程度。當釉面平整光滑、無缺陷時，光澤度就 高；反正，釉面粗糙有橘皮、針空等缺陷，光 澤度則下降。 陶瓷陶瓷化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)1.陶瓷材料有良好的耐酸材料，能耐無機酸和有 機酸及鹽酸的侵蝕，但抵抗堿的侵蝕能力較弱。陶瓷陶瓷1.氣孔率與吸水率氣孔率與吸水率 氣孔率指陶瓷制品所含氣孔的體積與制品總體 積的百分比。氣孔率的

12、高低和密度大小是鑒別 和區(qū)分各類陶瓷的重要標志。吸水率則反映陶 瓷制品燒結(jié)后的致密程度。越致密，吸水率就 越低。 陶瓷陶瓷1.剛度剛度2.硬度硬度3.塑性塑性 剛度有彈性模量衡量，彈性模量反映結(jié)合鍵和強度，所以具有強大化學(xué)鍵的陶瓷都具有很高的彈性模量。陶瓷的剛度是各類材料中較高的，比普通金屬搞若干倍。塑性變形是在切應(yīng)力作用下，由位錯運動引起的密排原子面間的滑移變形。陶瓷位錯運動做需要的切應(yīng)力很大，接近于晶體的理論剪切強度。陶瓷的塑性很差，在溫室下幾乎沒有塑性。不過在高溫慢速加載的條件下，陶瓷也能表現(xiàn)出一定的塑性。陶瓷的機械性能陶瓷的機械性能陶瓷與各類材料相比硬度較高，其硬度硬度取決于化學(xué)鍵的性

13、能，這是陶瓷的較大特點。陶瓷的硬度隨溫度的升高而降低，但在高溫下仍有較高的數(shù)值。審美特征審美特征陶瓷材料表面光陶瓷材料表面光滑，給人整齊，滑，給人整齊，明亮的感覺。受明亮的感覺。受光后明暗對比強光后明暗對比強烈，給人活潑、烈，給人活潑、生動的感覺。生動的感覺。陶瓷陶瓷按按陶瓷陶瓷用途的不同分類用途的不同分類 1日用陶瓷日用陶瓷：3工業(yè)陶瓷：工業(yè)陶瓷：如餐具、茶具、缸，壇、盆、罐、盤、碟、碗等。 建筑一衛(wèi)生陶瓷： 如磚瓦，排水管、面磚，外墻磚，衛(wèi)生潔具等； 化工（化學(xué)）陶瓷： 用于各種化學(xué)工業(yè)的耐酸容器、管道，塔、泵、閥以及搪砌反應(yīng)鍋的耐酸磚、灰等； 電瓷： 用于電力工業(yè)高低壓輸電線路上的絕緣子

14、。電機用套管，支柱絕緣子、低壓電器和照明用絕緣子，以及電訊用絕緣子，無線電用絕緣子等； 特種陶瓷： 用于各種現(xiàn)代工業(yè)和尖端科學(xué)技術(shù)的特種陶瓷制品，有高鋁氧質(zhì)瓷、鎂石質(zhì)瓷、鈦鎂石質(zhì)瓷、鋯英石質(zhì)瓷、鋰質(zhì)瓷、以及磁性瓷、金屬陶瓷等。3工業(yè)陶瓷：2藝術(shù)（工藝）陶瓷如花瓶、雕塑品、園林陶瓷、器皿、 陳設(shè)品等。 五大材料在產(chǎn)品設(shè)計中運用情況五大材料在產(chǎn)品設(shè)計中運用情況u陶瓷陶瓷 陶瓷按照材料的性能和用途可分為普通陶陶瓷按照材料的性能和用途可分為普通陶瓷和特種陶瓷。瓷和特種陶瓷。 普通陶瓷是人們生產(chǎn)和生活中最常見的陶普通陶瓷是人們生產(chǎn)和生活中最常見的陶瓷材料和制品，這類陶瓷所用原材料基本相瓷材料和制品，這類

15、陶瓷所用原材料基本相同，生產(chǎn)工藝技術(shù)相近，產(chǎn)量大，用途廣。同，生產(chǎn)工藝技術(shù)相近，產(chǎn)量大，用途廣。 五大材料在產(chǎn)品設(shè)計中運用情況五大材料在產(chǎn)品設(shè)計中運用情況u陶瓷陶瓷 特種陶瓷特種陶瓷可分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷?？煞譃榻Y(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷。 結(jié)構(gòu)陶瓷不僅在日用、衛(wèi)生、建筑行業(yè)結(jié)構(gòu)陶瓷不僅在日用、衛(wèi)生、建筑行業(yè)得到大量應(yīng)用，而且每次被廣泛應(yīng)用于能源得到大量應(yīng)用，而且每次被廣泛應(yīng)用于能源、空間技術(shù)、石油化工等現(xiàn)代工業(yè)和尖端科、空間技術(shù)、石油化工等現(xiàn)代工業(yè)和尖端科技領(lǐng)域。技領(lǐng)域。 五大材料在產(chǎn)品設(shè)計中運用情況五大材料在產(chǎn)品設(shè)計中運用情況u陶瓷陶瓷 功能陶瓷功能陶瓷具有特定的電絕緣性、半導(dǎo)體具有特定的電絕緣

16、性、半導(dǎo)體性、導(dǎo)電性、壓電性、鐵電性、磁性、生物性、導(dǎo)電性、壓電性、鐵電性、磁性、生物適應(yīng)性等，在各種基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)科學(xué)中，適應(yīng)性等，在各種基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)科學(xué)中，都得到越來越廣泛應(yīng)用。都得到越來越廣泛應(yīng)用。 陶瓷工藝及應(yīng)用陶瓷工藝及應(yīng)用 （一）（一） 強度強度1.玻璃是一種脆性材料，玻璃的抗張強度較低， 玻璃的抗壓強度平均約為抗張強度的1415倍。2.玻璃的硬度取決于化學(xué)成成、雜質(zhì)含量及分布，制品的形狀，表面狀態(tài)和性質(zhì)、加工方法等。3.脆性材料，強度用于抗壓，抗張強度來表達。玻璃玻璃 （二）硬度（二）硬度1.硬度今次于金剛石、碳化硅等材料，比一般金 屬硬，不能用普通的刀和鋸進行切割。2.硬度值

17、在摩氏硬度57之間。可根據(jù)玻璃的硬 度選擇磨料、磨具和加工方法，如雕刻、拋光、 研磨和切割等。玻璃玻璃 （三）（三）電學(xué)性能電學(xué)性能1.常溫下玻璃是電的不良導(dǎo)體，隨著溫度上升， 玻璃的導(dǎo)電率迅速提高，在熔融狀態(tài)下則變成 導(dǎo)體。 （四）熱性質(zhì)（四）熱性質(zhì)1.玻璃導(dǎo)熱性差，一般經(jīng)受不起溫度的急劇變化。 玻璃玻璃 （五）光學(xué)性質(zhì)（五）光學(xué)性質(zhì)1.玻璃是一種高度透明物質(zhì)，具有較大的折光性。2.光線透過的越多，玻璃質(zhì)量越好。 （六）化學(xué)性質(zhì)（六）化學(xué)性質(zhì)1.玻璃的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，除氫氟酸和熱磷酸外， 其他任何酸都不能侵蝕玻璃，但玻璃與堿性物 質(zhì)長期接觸容易腐蝕。玻璃玻璃審美特征審美特征玻璃受光呈透明體，常

18、以反映身后的景物來消弱自玻璃受光呈透明體，常以反映身后的景物來消弱自身的特點，給人以輕盈、明快、開闊的感覺。身的特點，給人以輕盈、明快、開闊的感覺。玻璃玻璃五大材料在產(chǎn)品設(shè)計中運用情況五大材料在產(chǎn)品設(shè)計中運用情況u玻璃玻璃 玻璃具有一系列的優(yōu)良特性，而且能用多玻璃具有一系列的優(yōu)良特性，而且能用多種成型和加工方法制成各種形狀和大小的制品，種成型和加工方法制成各種形狀和大小的制品，因此在建材、輕工、交通、醫(yī)療、電子因此在建材、輕工、交通、醫(yī)療、電子航天等方面都獲得廣泛應(yīng)用。玻璃已經(jīng)成為人航天等方面都獲得廣泛應(yīng)用。玻璃已經(jīng)成為人們現(xiàn)代生活、生產(chǎn)和科學(xué)實驗活動中不可缺少們現(xiàn)代生活、生產(chǎn)和科學(xué)實驗活動中

19、不可缺少的重要材料。的重要材料。不同種類玻璃的特點和應(yīng)用不同種類玻璃的特點和應(yīng)用平板玻璃平板玻璃是傳統(tǒng)的玻璃產(chǎn)品，主要用于門窗，起著透光、擋風和保溫作用。要求無色，并具有較好的透明度和表面光滑平整，無缺陷。壓花玻璃壓花玻璃又稱花紋玻璃和滾花玻璃，主要用于門窗、室內(nèi)間隔、浴廁等處。中空玻璃其特性，因留有一定的空腔，而具有良好的保溫、隔熱、隔音等性能。主要用于采暖、空調(diào)、消聲設(shè)施的外層玻璃裝飾。其光學(xué)性能、導(dǎo)熱系數(shù)、隔音系數(shù)均應(yīng)符合國家標準。不同種類玻璃的特點和應(yīng)用不同種類玻璃的特點和應(yīng)用鋼化玻璃特性是強度高，其抗彎曲強度、耐沖擊強度比普通平板玻璃高35倍。安全性能好，有均勻的內(nèi)應(yīng)力，破碎后呈網(wǎng)狀

20、裂紋。主要用于門窗、間隔墻和櫥柜門。夾絲玻璃特性是防火性優(yōu)越，可遮擋火焰，高溫燃燒時不炸裂，破碎時不會造成碎片傷人。另外還有防盜性能，玻璃割破還有鐵絲網(wǎng)阻擋。主要用于屋頂天窗、陽臺窗。高性能中空玻璃特特性是有較好的節(jié)能效果、隔熱、保溫，改善居室內(nèi)環(huán)境。外觀有八種色彩，富有極好的裝飾藝術(shù)價值。不同種類玻璃的特點和應(yīng)用不同種類玻璃的特點和應(yīng)用玻璃馬賽克具有色調(diào)柔和、樸實、典雅、美觀大方、化學(xué)穩(wěn)定性、冷熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點。而且還有不變色、不積塵、容重輕、粘結(jié)牢等特性，多用于室內(nèi)局部，陽臺外側(cè)裝飾。其抗壓強度、抗拉強度、盛開溫度、耐水、耐酸性均應(yīng)符合國家標準。夾層玻璃特性是安全性好，破碎時，玻璃碎片不零

21、落飛散，只能產(chǎn)生輻射狀裂紋，不致于傷人。抗沖擊強度優(yōu)于普通平板玻璃，防犯性好。并有耐光、耐熱、耐濕、耐寒、隔音等特殊功能。多用于與室外接壤的門窗。玻璃工藝及應(yīng)用玻璃工藝及應(yīng)用1.質(zhì)輕質(zhì)輕 質(zhì)輕有彈性。木材因樹種的不同，密度在0.3 0.8之間。木材具有一定的彈性，能減弱對外力 的沖擊作用。2.易于加工和涂飾易于加工和涂飾 沿著木材的纖維方向，更易切割。由于木材具有管狀細胞結(jié)構(gòu)，涂飾時附著力強，易于著色。木材木材3.具有吸濕性具有吸濕性 木材有許多長管狀細胞組成。在一定溫度和相對濕度下，當空氣中的蒸汽壓力大于木材表面水分蒸汽是，木材向內(nèi)吸收水分；相反，則木材中水分外蒸發(fā)。4.熱、電的傳導(dǎo)率低。熱、電的傳導(dǎo)率低。木材木材5.色澤和紋理美觀。色澤和紋理美觀。 不同樹種的木材或同種木材的不同材區(qū)，都具有不同的天然悅目色澤。6.具有可塑性。具有可塑性。 7.易變形、易燃。易變形、易燃。木材木材8.各向異性。木材是具有各向異性的材料，即使 是同一樹種的木材，因產(chǎn)地、生長條件和部位 不同，其物理、力學(xué)性質(zhì)差異很大。木材木材 木材的木材的缺陷缺陷 干燥及機械加工引起的缺陷。如干裂、翹曲、鋸口傷等。缺陷降低木材的利用價值。 生物為害的缺陷。主要有腐朽、變色和蟲蛀等。 天然缺陷。如木節(jié)、斜紋理以及因生長應(yīng)力或自然損傷而形成的缺陷。木節(jié)是樹木生長時被包在木質(zhì)部中的樹枝部分。原木的斜紋理常稱為扭