電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料特性和選擇方法 講 材料感知

1、電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料特性和選擇方法 第二講 材料感知 (1課時) 第二講 材料感知2.材料感知2.1 建立感知參照系2.2感知基礎(chǔ)2.2.1 染料和顏料 2.2.2 材料的觸覺2.2.3 重量和力2.2.4 剛度和強度2.2.5 聲音和噪聲9/6/2022第二講 材料感知2.3材料的簡易識別2.3.1 塑料的簡易識別2.3.2 不銹鋼和不銹鐵的簡易識別2.3.3 鋁合金、鎂合金和鈦合金的簡易識別2.4 小結(jié)2.1 建立感知參照系怎樣能夠使設(shè)計的產(chǎn)品先聲奪人？怎樣能夠用簡易方法識別塑料種類？怎樣能夠用簡易方法識別不銹鋼和不銹鐵？通過本講的介紹，希望我們能夠不依賴復(fù)雜工具，僅靠簡單工具和思考就能夠?qū)@

2、些要素做出小誤差的判斷。 第一講 材料感知 第一講 材料感知2.2感知基礎(chǔ)2.2.1染料和顏料 * 問題：采用同樣的顏色，為什么有些產(chǎn)品鮮艷奪目，有些產(chǎn)品暗淡無光？第二講 材料感知* 染料（Dyes）是以分子形態(tài)存在的，大多能溶于水和一些化學溶劑，以達到染色的目的，它不僅使被染材料表面著色而且還能滲入內(nèi)部，因此色彩鮮艷，透明，但色彩的穩(wěn)定性較差。染料易于回收，故是一種有發(fā)展前景的環(huán)保材料。* 現(xiàn)代染料是指能使纖維或其它物質(zhì)牢固著色的化合物。它在油漆、塑料、紙張、皮革、電子產(chǎn)品和食品等許多行業(yè)有應(yīng)用。* 顏料（Pigment）它不溶于水、油、樹脂等介質(zhì)中，通常是以 微粒狀態(tài)分散在其它物質(zhì)中。它只

3、能使被染材料表面著色，制 品著色后不透明。它具有遮蓋力、著色力、對光相對穩(wěn)定、常 用于配制涂料、油墨、油漆以及著色塑料和橡膠，因此又可稱 為著色劑。* 顏料是一種有色物質(zhì)?？煞譃樘烊活伭虾秃铣深伭?。天然顏料來源為礦物，如朱砂、紅土、雄黃、孔雀綠、重質(zhì)碳酸鈣、硅灰石、滑石粉、云母粉、高嶺土等，合成顏料通過人工合成，如鈦白、鋅鋇白、鉛鉻黃、鐵藍、鐵紅、紅丹等無機顏料，以及大紅粉、偶氮黃、酞菁藍和喹吖啶酮等有機顏料。第二講 材料感知2.2.2 材料的觸覺觸覺是人能感受到的接觸、滑動、壓覺等機械刺激的總稱。觸覺反饋是人的皮膚特有的功能。人能感受冷與熱、軟與硬、光滑與粗糙、壓力與刺痛等多種觸覺。不同的材

4、料表面給人不同的感覺。對一些產(chǎn)品如手機、數(shù)碼相機、按鍵、手柄、手臂支撐面等要特別注意手感的舒適。 第二講 材料感知第二講 材料感知2.2.3 重量和力很多材料是以重量來計價的，通過估計重量，可以迅速地知道結(jié)構(gòu)件的材料成本。零件的總成本往往也是用材料的成本乘以某個系數(shù)來估算的，這樣就大致知道結(jié)構(gòu)件的總成本。在產(chǎn)品的規(guī)劃設(shè)計階段或采購的初始談判階段，這種簡潔的估計是重要的，這也為今后的定價和核價提供了基礎(chǔ)。常見材料的比重可以查所發(fā)參考書。重量參照物如表2-1所示。 表2-1 一些物體的重量第二講 材料感知第二講 材料感知人體生物力學的研究表明，人體各部分的力量、活動范圍和速度是有限度的；產(chǎn)品設(shè)計時

5、要考慮人操作的“力所能及”，所以要對常人的手臂、拳頭和手指的瞬時施加力和可維持力有了解；還要考慮人操作的舒適性，這與產(chǎn)品的顯示屏、按鍵、把手、旋鈕的材料、形狀和布局有關(guān)。不同狀態(tài)下常人的施力值如表2-2所示。第二講 材料感知ttu 表2-2 人的施力值第二講 材料感知2.2.4 剛度和強度* 幾乎所有材料力學教材對剛度和強度的定義就是一句話：強度是零件抵抗破壞的能力，而剛度是零件抵抗變形的能力。* 電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料多用薄壁零件。從薄壁結(jié)構(gòu)件的實際設(shè)計案例來看，存在著很多強度足夠而剛度不足的零件。這與產(chǎn)品的特性和設(shè)計者對兩者的基本概念認識有關(guān)，所以有必要具體說明剛度和強度的力學定義和物理意義上的

6、區(qū)別。第二講 材料感知2.2.5聲音和噪聲 建立聲音和噪聲的感性知識是選擇消聲材料的基礎(chǔ)。 * 聲音（Sound）由物體的振動產(chǎn)生,它是一種壓力波，通過空氣等介質(zhì)傳播。聲音的傳播也屬于機械振動，所以具有機械振動的相同特性。* 作為傳播聲音的介質(zhì)必須是具有慣性和彈性的介質(zhì)，因為只有介質(zhì)本身具有慣性和彈性，才能不斷地傳遞聲源的振動。* 人能感覺到不同的聲音，主要與聲音的大小（聲壓或聲功率）、高低（頻率）、速度（傳播介質(zhì)）等要素有關(guān)。第二講 材料感知* 噪聲(Noise)是聲音的一種，是人們不愿意聽到的聲音，是沒有旋律的聲音。* 人對聲音的感覺不同，主要是因為聲音的頻率和大小不同。理論上人能夠聽見頻

7、率范圍在20Hz20KHz的聲音，但實際上一般人只能聽到50Hz13kHz的聲音，人耳能分辨大小差別3dB以上的聲音。* 狗能聽見高達50KHz的聲波，貓能聽見高達60KHz的聲波，這也是它們比人敏感的原因之一。 * 聲音的大小常用聲壓級來表示，日常所說的噪聲多少分貝，多是是指聲壓級。在氣體介質(zhì)中，聲波會以球面波的形式傳播，所以10多層樓高的房間聽到公路上汽車的噪聲并不比低樓層噪聲小。* 聲波在液體中傳播比氣體快，在固體中傳播速度則更快。 第二講 材料感知 表2-3不同頻率的聲音舉例（Hz） 第二講 材料感知 表2-4生活中的聲音和噪聲（聲壓級dB） 第二講 材料感知 圖2-2 薄板受力后的變

8、形第二講 材料感知2.3材料的簡易識別了解材料的識別，掌握其中的技能，除了對正常的材料技術(shù)問題可以做處理，還可以對目前市場上有些材料以次充好、良莠不齊的現(xiàn)象做出判斷。在實際工作中，對材料產(chǎn)生疑問，不可能一開始就用專業(yè)儀器去測試和分析，一般企業(yè)也不具備材料的檢測條件。同時，實際工程現(xiàn)場，往往也不容許長時間的去思考分析還是需要一些簡單的快速的方法來做初步識別，所以工程師應(yīng)該掌握一些基本的技能技巧。 2.3.1 塑料的簡易識別從比重的角度區(qū)別不同塑料（查塑料比重表）2從可燃性的角度區(qū)別塑料（參考書表2-22）3從可溶性的角度區(qū)別塑料（參考書表2-22 ）4從柔韌性的角度區(qū)別塑料（PP、PS、ABS、

9、 PC）5從成型工藝性來區(qū)別塑料 （觀察零件的表面流動痕跡）6從塑料粒子的外觀來區(qū)別新舊塑料（透明度、色澤光亮度）第二講 材料感知2.3.2 不銹鋼和不銹鐵的簡易識別不銹鋼和不銹鐵的外觀基本相同。簡單的說，不銹鋼的合金成份含鉻和含有10%左右的鎳，在空氣中不被氧化，又耐強酸、強堿、無磁性。不銹鐵的合金成份含鉻，僅含微量鎳，可忽略不計，防銹性弱于不銹鋼，可用磁鐵吸住。鎳的比重為8.9，鉻的比重為7.1故不銹鋼重于不銹鐵。市場上有大量用不銹鐵來替代不銹鋼制成的餐具，主要是因為兩者的材料價格差異，后者貴25%以上。綜上所述，可以通過磁鐵和稱重，比較出不銹鋼和不銹鐵。 第二講 材料感知第二講 材料感知 表2-3 不銹鋼和不銹鐵的識別第二講 材料感知2.3.3 鋁、鎂和鈦合金的簡易識別第二講 材料感知2.4 小結(jié)* 建立材料的基本要素參照系，對選