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设计材料与加工工艺材料与设计材料贯穿于人类进化的过程，是人类文明和时代进步的标志，是社会科学技术发展水平的标志。产品造型设计的过程实际上是对材料的理解和认识的过程，是应用的过程。列举古希腊的石椅，我国明代的椅子，及国外椅子的发展创新历程，说明设计造型的变化与发展和材料的应用与发展是相辅相成、相互影响、相互促进、相互制约的材料的分类设计材料按材料结构可以分为以下几种：【金属、高分子材料、木材、无机非金属材料、复合材料】金属材料黑色金属有色金属纤维：天然纤维、合成纤维橡胶：通用橡胶、特种橡胶塑料：通用塑料、工程塑料、特种塑料高分子材料设计材料无机非金属材料水泥玻璃耐火材料陶瓷：传统陶瓷、特种陶瓷树脂基金属基陶瓷基复合材料 力学性能（机械性能）密度熔点热膨胀性磁性导热性导电性高低温性能：抗蠕变，抗脆化材料的性能物理性能： 铸造性能锻造性能焊接性能热处理性能切削加工性化学性能：抗腐蚀工艺性能：一金属的分类：通常将金属分为黑色金属和有色金属，黑色金属 通常指铁，锰、铬及它们的合金(主要指钢铁)。有色金属通常是指除黑色金属以外的其他金属。 黑色金属 有色金属二金属的分类与特性1.黑色金属的分类及特性种类特性用途铁是一种光亮的银白色金属。密度7.86克/厘米3。熔点1535，沸点2750。常见化合价+2和+3，有好的延展性和导热性。也能导电。纯铁既能磁化，又可去磁，且均很迅速。化学性质比较活泼，是一种良好的还原剂。工业部门铬（铬钢）银白色金属，质硬而脆。密度7.20克/厘米3。熔点185720，沸点2672，不容易腐蚀。不锈钢，汽车零件，工具，磁带和录像带锰（锰钢）灰白色，脆而硬制造钢磨、滚珠轴承、铲斗（推土机、掘土机用）。锰含量更加高的锰钢用来制造钢盔，坦克钢甲及穿甲弹弹头。钢材生铁碳的质量分数大于2%的铁碳合金铸铁碳的质量分数超过2%（一般为2.5%3.5%）的铁碳合金铸造生铁经冲天炉等设备重熔，用于浇注机器零件碳素钢高碳钢含碳量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性和可焊性降低。与其他钢类相比，碳素钢使用最早，成本低，性能范围宽 ，用量最大零件、铁丝、铁圈、垫铁、开口销、拉杆、冲压件以及焊接件中碳钢低碳钢机械制造、交通运输和军事工业合金钢添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。分类说明纯金属铜（纯铜）、铝、钛、镁、镍、锌、铅、锡等铜合金黄铜压力加工用、铸造用普通黄铜（铜锌合金）特殊黄铜（含有其他合金元素的黄铜）：铝黄铜、铅黄铜、锡黄铜、硅黄铜、锰黄铜、铁黄铜、镍黄铜等青铜压力加工用、铸造用锡青铜（铜锡合金，一般还含有磷或锌、铅等合金元素）特殊青铜（铜与除锌、锡、镍以外的其他合金元素的合金）：铝青铜、硅青铜、锰青铜、铍青铜、锆青铜、铬青铜、镉青铜、镁青铜等白铜压力加工用普通白铜（铜镍合金）特殊白铜（含有其他合金元素的白铜）：锰白铜、铁白铜、锌白铜、铝白铜等铝合金压力加工用（变形用）不可热处理强化的铝合金：防锈铝（铝、锰或铝、镁合金）可热处理强化的铝合金：硬铝（铝、铜、镁或铝、铜、锰合金）、锻铝（铝、铜、镁、硅合金）、超硬铝（铝、铜、镁、锌合金）等铸造用铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锌合金、铝稀土合金等钛合金压力加工用钛与铝、钼等合金元素的合金铸造用镁铝合金、镁锰合金、镁锌合金等镁合金压力加工用镁铝合金、镁锰合金、镁锌合金等铸造用镁锌合金、镁铝合金、镁稀土合金等锌合金压力加工用锌铜合金、锌铝合金铸造用锌铝合金铜合金压力加工用铅锑合金等轴承合金铅基轴承合金、锡基轴承合金、铜基轴承合金、铝基轴承合金硬质合金钨钴合金、钨钛钽（铌）钴合金、钨钛钴合金、碳化钛镍钼合金2.有色金属的分类三钢铁的牌号1.碳钢的牌号表示方法碳素结构钢Q215-A、F表示屈服点为215Mpa质量为A级的沸腾钢碳素结构钢牌号由“Q”+屈服点数值+质量等级符号（A/B/C）+脱氧方法符号(F/b/Z/TZ)四个部分组成。“Q”表示“屈”字汉语拼音字首；A、B、C、D表示四个质量等级，从左至右，质量依次提高；F、b、Z、TZ依次表示沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢优质碳素结构钢45表示Wc=0.45%的优质碳素结构钢45Mn牌号用两位数字表示，两位数字表示钢中平均碳质量分数的万倍。若钢中锰质量分数较高（Wmn=0.71.2%），则这类钢牌号后要加符号“Mn”碳素工具钢T8表示Wc=0.8%的碳素工具钢钢T8A牌号表示为“T”+数字，“T”表示“碳”字的汉语拼音字母，数字表示平均碳质量分数的千倍，若为高级优质钢，则在数字后面再加“A”2.普通碳素钢结构钢的牌号和用途牌号等级用途Q195-塑性好，有一定的强度，用于制造受力不大的零件，如螺钉、螺母、垫圈等，焊接件、冲压件及桥梁建设等金属结构件Q215ABQ235ABCDQ255A强度较高，用于制造承受中等载荷的零件，如小轴、销子、连杆等BQ275-3.合金钢：在优质碳素结构钢的基础上，适当加入合金元素制成，以调节钢材性能。按所含元素不同可分为：锰钢、铬钢、铬镍钢、铬钼钒钢等24个钢组，共77个牌号。合金钢的牌号与编写说明类型牌号与编写说明举例低合金高强钢钢号代表屈服点的汉语拼音字母，质量符号等级依次是,三部分的顺序组成如Q295A即质量为A级、屈服极限是295Mma结构件钢 质量等级符号 屈服点数值 “屈”字汉语拼音字首Q 345 C合金结构钢汉语中的“滚”代表滚动轴承钢号由数字+化学符号+数字组成前面的数字表示钢中平均碳的质量分数，元素符号表示含有的元素，后面的数字表示平均百分数若为高级优质钢时前面要加“A”，一般不进行标注，所含这俩种元素平均Cr的质量分数是2%G Cr15 SiMn 常用普通低合金结构钢的牌号牌号09MnV09Mn216 Mn15 Mnv16 MnNb14 MnVTiRE说明：牌号：20MnV（含碳0.17%-0.24%、含锰1.30%-1.60%、含钒0.07%-0.12% ）。4.铸铁的牌号：工业用的铸铁是含碳量一般在2.5%4.0%的铁碳合金，其中一般含有较多的是Si，铸铁中的Mn、S、P等杂质元素的含量也比刚中的高。牌号HT100HT150HT250KTH300-06KTH350-10KTZ450-06KTZ550-04KTZ650-02QT400-18铸铁类别灰口铸铁可锻铸铁可锻铸铁球墨铸铁5.铝合金的牌号类别防锈铝合金硬铝合金超硬铝合金锻铝合金铸造铝合金牌号LF21LF2LF3LF6LY1LY11LY12LC4LC6LD2LD5LD10ZL101ZL102ZL103(其中L代表铝，F代表超，Y代表硬，C代表超，D代表锻，Z代表铸)四金属材料的工艺特性金属材料的工艺特性主要包括金属材料的成型加工，热处理以及表面处理1. 金属材料的成型加工（1） 铸造铸造是一种历史悠久的金属液态成型工艺，是熔融态金属浇入铸型后，冷却凝固成为具有一定形状铸件的工艺方法。铸造的特点：u 铸造成型生产成本低u 工艺灵活性大，适应性强，适合生产不同材料、形状、和重量的铸件，并适合批量生产。u 铸件的力学性能，特别是抗冲击性能较低 砂型铸造 熔模铸造 金属型铸造铸造 压力铸造 离心铸造a) 砂型铸造砂型铸造又称翻砂，用沙粒制造铸型进行铸造的方法砂型铸造的特点:（1）生产周期短，产品成本低；（2）产品批量、大小不受限制；（3）劳动强度大，劳动条件较差；（4）铸件质量不稳定，易产生缺陷。铸型种类铸型特征适用范围表面烘干型浇注前用适当方法将型腔表层进行干燥的砂型单件、小批量生产中、大型铝合金铸件和铸铁件自硬砂型常用水玻璃或合成树脂作粘结剂，靠型砂自身的化学反应硬化，一般不需烘烤，或只经低温烘烤单件或批量生产各类铸件，尤其是大、中型铸件表面烘干型浇注前用适当方法将型腔表层进行干燥的砂型单件、小批量生产中、大型铝合金铸件和铸铁件自硬砂型常用水玻璃或合成树脂作粘结剂，靠型砂自身的化学反应硬化，一般不需烘烤，或只经低温烘烤单件或批量生产各类铸件，尤其是大、中型铸件b) 熔模铸造熔模铸造又称为失蜡铸造，威精密铸造方法之一，是常用的铸造方法。工艺过程（1）、制作母模：母模是铸件的基本模样，用于制造亚型，（2）、制造压型：压型是制造蜡摸的特殊铸型，可以根据设计方案适当的制造母模（3）、制作蜡模：制作的材料有石蜡、蜂蜡、硬脂酸和松香。（4）、制作型壳：在蜡模尚均匀的刷一层涂料，撒一层耐火沙，使之硬化成壳（5）、脱蜡：将制作好的型壳放入炉中烘烤，将蜡模融化流出后回收（6）、烧松和造型：将型壳进行高温焙烧，以增加型壳的轻度（7）、浇注：将型壳保持一定的温度（8）、将金属液冷却后，去除型壳，窃取浇口，清洗毛刺，获得所需铸件c) 金属型铸造用金属材料进行制作铸型的方法，又称为永久性铸造或者是硬型铸造d) 压力铸造压力铸造简称压制，指熔融金属在高压下快速压入型腔， 并在压力下结晶，获得铸件的方法。主要用于大量生产非铁合金中、小型铸件。（铝合金、锌合金等）例如：汽缸体、化油器、离合器等。e) 离心铸造将液态的金属浇入沿垂直轴或水平轴旋转的铸型中，在离心离的作用下金属液附着于铸型内壁，经冷却凝固成为铸件的铸造方法。主要用于大批量生产空心回转体铸件。 例如：铸铁管、汽缸套、铜套等。离心铸造的铸件组织致密，力学性能好，可减少气孔、夹渣等缺陷。 图1 立式离心铸造示意图1-浇包 2-铸型 3-液体金属 4-皮带轮和皮带 5-旋转轴 6-铸件 7-电动机图2 卧式离心铸造示意图1-浇包 2-浇注槽 3-铸型 4-液体金属 5-端差 6-铸件（2） 金属塑性加工金属塑性加工又称金属压力加工。金属塑料加工是在外力作用下，金属抷料发生塑性变形，从而获得具用一定形状、尺寸和机械性能的毛柸或零件的加工方法。其特点是：在成型的同时，能改善材料的组织结构和性能，用塑性成型工艺制造的金属零件，其晶粒组织较细，没有铸件那样的内部缺陷，其力学性能由于相同材料的铸件；产品可直接制取或便于加工，无切削，金属损耗小；适用于专业化大规模生产，但需专门的设备和工具，不适宜加工脆性材料或形状复杂的制品，特别是一些带复杂内腔的零件。金属塑性加工按加工方式分为锻造，轧制，挤压、拔制和冲压加工。成型方式加工方法特点与应用锻造自由锻将金属抷料放在上下砥铁之间，施以冲击压力和静压力，使其产生变形适用于成型单件、小批量、形状简单的锻件模锻将金属抷料放在具有一定形状的锻模模腔内，施以冲击压力或静压力而使金属抷料在锻模模腔内产生塑性变形而获得模锻件批量生产，生产成本较高，需采用专用模锻设备，模腔加工困难轧制热轧（加热到结晶的温度）利用两个旋转轧辊的压力使金属抷料通过一个特定空间产生塑性变形，以获得所要求的截面形状并同时改变其组织性能变形量大，生产效率高，适合轧制较大断面尺寸，塑性较差冷轧（室温）变形抗力大，变形量小，适用于轧制塑性好、尺寸小的线材、薄板材。挤压正挤压将金属放入挤压筒内，用强大的压力使抷料从模孔中挤出，从而获得符合模孔截面的抷料或零件挤压件尺寸精确，表面光洁。常具有薄壁、深孔、异形截面等复杂形状。适用于低碳钢、有色金属及其合金反挤压复合挤压径向挤压拔制利用拉力使大截面的金属抷料强行穿过一定形状的模孔，以获得所需截面形状和尺寸的小截面毛柸或制品多用来生产管材、棒材、线材、和异型材冲压冲裁加工在压力作用下利用模具使金属板料分离或产生塑性变形，以获得所需工件的工艺方法生产效率高，产品尺寸均匀一致，表面光洁，适应于大批量生产，成本低，广泛用于航空、汽车、仪器仪表成型加工（3） 切削加工切削加工又称冷加工，利用切削刀具在切削机床上将金属工件的多于加工量切去，以达到规定的形状、尺寸和表面质量的工艺过程切削刀具根据刀具的形式可分为四种：切削的主要工艺：车削、铣削、刨削、磨削、钻削、镗削、以及钳工。车削：（4） 焊接加工常用的焊接方法自动焊半自动焊电弧焊电弧焊电弧焊埋弧焊气体保护焊手工电弧焊硬钎焊软钎焊电阻焊摩擦焊冷压焊爆炸焊超声波焊扩散焊电子束焊等离子焊焊电渣焊电弧焊气焊激光焊钎焊压焊熔焊常用的焊接方法 （5） 粉末冶金粉末冶金是以金属粉末或金属化合物粉末为原料，经混合、成型和烧结，获得所需形状和性能的材料或制品。工艺方法: 金属粉末混炼压制成型有机黏合剂 机械加工整形热处理校正蒸气处理烧结产品 2. 金属材料的热处理金属材料可通过一定的加热与冷却方法，改变金属内部或表面的组织结构，改善和提高材料的性能，以获得预期的性能。 普通热处理表面热处理特殊热处理退火正火淬火回火表面淬火化学热处理形变热处理磁场热处理3. 金属材料的表面处理技术1) 表面前处理其中主要包括机械处理、化学处理、电化学处理等。机械处理是通过切削、研磨、喷砂等加工清理制品表面的锈蚀及氧化皮；化学处理的作用就是清理制品表面的油污、锈蚀及氧化皮；电化学处理主要用于强化化学油污和侵蚀。2) 表面装饰处理（I） 金属表面着色工艺l 化学着色l 电解着色l 阳极氧化着色l 镀覆着色l 涂覆着色l 珐琅着色l 热处理着色l 传统着色技术（II） 金属表面肌理工艺 表面锻打 表面抛光 表面研磨拉丝 表面镶嵌 表面蚀刻高分子材料合成塑料橡胶纤维涂料粘合剂热塑性塑料热固性塑料一 分类天然橡胶合成橡胶 天然纤维合成纤维人造纤维化学纤维高分子材料合成树脂涂料油脂、天然树脂涂料 塑料的缺点 l 表面硬度低，容易刮伤 l 变形大，不能承受重载荷 l 弹性模量小 l 不耐高温 塑料的优点 l 质轻，比重小l 强度高l 不溶于水，耐化学腐蚀，耐酸，耐碱 l 不导电，是优良的绝缘材料l 不导热，是优良的隔热材料，也能隔音 l 耐磨，有独特的自润滑性能 l 容易制成各种形状l 粘结性能好常用塑料：通用塑料工程塑料泡沫塑料聚乙烯塑料PEABS塑料ABS聚苯乙烯泡沫塑料EPS聚丙烯塑料PP聚酰胺塑料PA聚氨酯泡沫塑料EPU聚苯乙烯塑料PS聚碳酸酯塑料PC聚乙烯泡沫塑料EPE聚氯乙烯塑料PVC饱和聚酯塑料聚丙烯泡沫塑料EPP聚甲基丙烯酸甲酯塑料PMMA聚甲醛塑料POM乙烯聚合物泡沫塑料EPC酚醛塑料PF聚苯醚塑料PPO聚砜塑料PSF氟塑料聚氨酯弹性体PU环氧塑料ER有机硅塑料SI不饱聚酯塑料UP二塑料的成型工艺塑料的工艺特性是指将塑料原料转变为塑料制品的工艺特性，包括塑料的成型工艺和加工工艺特性。通常把注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压制成型等工艺称为塑料的成型工艺（一次加工），而将塑料的机械加工、热成型、连接、表面处理等称为塑料的加工工艺（二次加工）。成型类型说明特点应用领域注射成型将塑料加热熔融塑化后，在柱塞或螺杆加压下，物料通过机筒前端的喷嘴快速注入温度较低的闭合模具内，经过冷却定型后，开启模具即得制品。生产周期短、生产效率高；能成型形状复杂、尺寸精确或带件的制品；成型塑料品多；主要用于热塑性塑料的成型，少量用于热固性塑料的成型。挤出成型原理是利用挤出机机筒内螺杆的旋转运动，使熔融塑料在压力作用下连续通过挤出模的型孔或口模，待冷却定型硬化后而得到各种断面形状的制品设备成本低，占地面积小，生产环境清洁，劳动条件好；生产效率高；管材、棒材、片材、板材、异型材、薄膜、单丝、扁带、电线电缆、建筑材料、日用品方面等塑料制品的生产。压制成型模压成型压塑料置于金属模具的型腔内，然后闭模；在加热加压的情况下，塑料产生熔融、流动并充满型腔；经适当的放气，并经保压后，塑料就充分交联固化为制品。制品尺寸范围宽，可压制较大的制品；设备简单，工艺条件容易控制；制件无浇口痕迹，容易修整、表面平整、光洁；制品收缩率小，变形小，各项性能较均匀；对模具材料要求高多用于生产增强塑料板材、管材、棒材和胶合板的层压材料；模压成型主要用于树脂、热塑性塑料。层压成型将浸泽过树脂的片状材料叠合至所需厚度后放入层压机中，在一定温度和压力下使之黏合固化成层状制品。吹塑成型薄膜吹塑利用塑料受热后的形变形成中空产品适用于制造大型制件；制件外观好，重量稳定，尺寸精确塑料薄膜，瓶、桶、罐、油箱、玩具挤出吹塑注射吹塑拉伸吹塑压延成型利用一对或数对相对旋转的加热辊桶，将热塑性塑料塑化并延展成一定厚度和宽度的薄膜材料产品质量好，生产能力大塑料薄膜，薄板，片材及人造革，壁纸，地板革滚塑成型把粉末或糊状塑料置于模具中，加热并沿两垂直轴旋模具，使模内物料熔融并均匀散步到模腔表面，经冷却脱模所用模具及设备成本低，可同时生产多个制件，但生长效率低大型容器，汽车零部件，玩具搪塑成型将糊塑料(塑性溶胶)倾倒入预先加热至一定温度的模具(凹模或阴模)中，接近模腔内壁的糊塑料即会因受热而胶凝，然后将没有胶凝的糊塑料倒出，并将附在模腔内壁上的糊塑料进行热处理(烘熔)，再经冷却即可从模具中取得空心制品。设备费用低，生产速度高，工艺控制简单，但制品的厚度、质(重)量等的准确性较差。汽车仪表板，搪塑玩具铸塑成型将加有固化剂和其他助剂的液态树脂混合物料倒入成型模具中，在常温或加热条件下使其逐渐固化而成为一种形状的制品工艺简单，成本低，可以生产大型制件多用于有机玻璃、尼龙、聚氨酯等材料。蘸涂成型将蘸涂用的预用阳模侵入配置好的塑料糊料，一段时间后，慢慢提起阳模，阳模表面便均匀地附上了一层塑料，经过热处理和冷却，从阳模上可剥下中空的成型制件制作防护手套，把手，玩具，柔性管流延成型将流动性好的塑料糊料均匀地流布在运动的载体上，随即用适当的方法将其固化、干燥，然后从载体上剥取薄膜模具成本低，产品表面光洁，适合小批量生产光洁传递模塑成型将热固性塑料原料在加热腔中加热融化，然后加压注入成型模腔中使用制品尺寸精确，声场周期短 ，适合生产形状复杂和带嵌件的制品反应注塑成型将发生化学反应的两种或两种以上液态单体以一定的比例混合后，立即注射到模腔内，快速反应而固化成型，冷却脱模原料应具有较高活性，能快速反应固化主要用于聚氨酯塑料三塑料的二次加工机械加工 借用金属和木材等的加工方法，制造尺寸很精确或数量不多的塑料制品，也可作为成型的辅助工序，如挤出型材的锯切。由于塑料的性能与金属和木材不同,塑料的热导性差，热膨胀系数、弹性模量低,当夹具或刀具加压太大时，易于引起变形，切削时受热易熔化，且易粘附在刀具上。因此，塑料进行机械加工时，所用的刀具及相应的切削速度等都要适应塑料特点。常用的机械加工方法有锯、剪、冲、车、刨、钻、磨、抛光、螺纹加工等。此外，塑料也可用激光截断、打孔和焊接。 接合 把塑料件接合起来的方法有焊接和粘接。焊接法是使用焊条的热风焊接，使用热极的热熔焊接，以及高频焊接、摩擦焊接、感应焊接、超声焊接等。粘接法可按所用的胶粘剂，分为熔剂、树脂溶液和热熔胶粘接。 表面修饰 易加工、易连接具装饰性容易解离容易腐朽和虫蛀干缩湿胀各向异性具有天然缺陷（1）不仅可机械加工，还可手工具加工；（2）可弯曲、压缩、旋切等加工；（3）可加工成各种型面；（4）可以用 钉子、螺钉、各种连接件及胶黏剂结合（1） 颜色（2） 光泽（3） 纹理木材可以用机械的方法打碎然后再胶合。木材为有机物质，在生长和储存的过程中，易受菌、虫的侵蚀，使木材受到一定的破坏，降低了使用性能。当环境的温度和湿度发生变化时，常常引起木材的膨胀和收缩，严重时会发生变形和开裂木材的构造在各个方向不同，木材在不同的方向上的物理机械性能也有所不同。在使用木材时应充分注意这一点。（1） 节点（2） 弯曲目的是美化塑料制品表面，通常包括：机械修饰，即用锉、磨、抛光等工艺，去除制件上毛边、毛刺，以及修正尺寸等；涂饰，包括用涂料涂敷制件表面，用溶剂使表面增亮，用带花纹薄膜贴覆制品表面等；施彩，包括彩绘、印刷和烫印；镀金属，包括真空镀膜、电镀以及化学法镀银等。其中烫印是在加热、加压下，将烫印膜上的彩色铝箔层（或其他花纹膜层）转移到制件上。许多家用电器及建筑制品、日用品等，都用此法获得金属光泽或木纹等图案。装配 用粘合、焊接以及机械连接等方法，使制成的塑料件组装成完整制品的作业。例如：塑料型材，经过锯切、焊接、钻孔等步骤组装成塑料窗框和塑料门。橡胶橡胶的特性和用途序号品种特点用途1天然橡胶（NR）弹性大、抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐寒性优良，加工性好，易和其他橡胶粘合，综合性能优于合成橡胶。缺点是耐氧和耐臭氧性差，容易老化变质，耐油和耐溶剂性不好，抵抗酸碱的腐蚀能力差，耐高温性不好，不适用于100以上。主要用于制作轮胎、胶带、胶鞋、胶管、电线电缆的绝缘层和护套以及其他通用制品2丁苯橡胶（SBR)性能接近于天然橡胶，是目前用量最大的通用合成橡胶，其耐磨性、耐热性、耐老化性优于天然橡胶，质地也较天然橡胶均匀。缺点是弹性低，抗撕裂性差，加工性能差特别是自粘性差、生胶强度低；制成的轮胎发热量大，使用寿命短。主要是代替天然橡胶制作轮胎、胶管、胶板、胶鞋及其他通用制品3顺丁橡胶（BR)结构与天然橡胶基本一致，突出的优点是：弹性与耐磨性优良，耐老化性佳，耐低温性优越，在动负荷下发热量小，易与金属粘合，缺点是弹力较低，抗撕裂性差，加工性能和自粘性差，产量仅次于定本橡胶。一般多和天然或定本橡胶混用，主要制作轮胎胎面、运输带和特殊耐寒制品4异戊橡胶（IR）具有天然橡胶的大部分优点，耐老化优于天然橡胶，但弹性和强力比天然橡胶稍低，加工性能差，成本较高可代替天然橡胶制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带以及其他通用制品。5氯丁橡胶（CR)含有氯原子，具有优良的抗氧、抗臭氧性，不易燃、着火后能自熄，耐油、耐溶剂、耐酸碱及耐老化、气密性好等特点；物理性能不次于天然橡胶，可做通用橡胶，又可作特种橡胶。主要缺点是耐寒性差，比重较大、相对成本高、电绝缘性不好，加工时易粘辊、易焦烧及易粘模。此外，生胶稳定性差，不易保存。产量仅次于丁苯、顺丁橡胶，在合成橡胶中居第三位。主要制造抗臭氧、耐老化性高的重型电缆护套；耐油、耐化学腐蚀的胶管、胶带和化工设备衬里；耐燃的地下采矿用橡胶制品，以及各种垫圈、模型制品、密封圈、粘结剂等。6丁基橡胶（IIR）气密性好，耐臭氧、耐老化性能好，耐热性较高，可 长期工作温度在130以下；能耐无机强酸和一般有机溶剂，吸振和阻尼特性良好，电绝缘性也非常好。缺点是弹性不好（是现有品种中最差的），加工性能差，硫化速度慢，粘着性和耐油性差。主要用作内胎、水胎、汽球、电线电缆绝缘层、化工设备衬里及方振制品、耐热运输带、耐热耐老化的胶布制品等。7丁氰橡胶（NBR)特点是耐汽油及脂肪烃油类的性能特别好，耐热性好，气密性、耐磨及耐水性均较好，粘接力强。缺点是耐寒性及耐臭氧性较差，强力及弹性较低，耐酸性差，电绝缘性不好，耐极性溶剂性能也较差。主要用于制作各种耐油制品，如耐油的胶管、密封圈、储油槽衬里等，也可作耐热运输带。8聚氨酯橡胶（UR）耐磨性高，强度高，弹性好，耐油性优良；其他如耐臭氧、耐老化、气密性等也很好。缺点是耐温性能差，耐水和耐酸碱性不好，耐芳香族、氯化烃及酮、酯、醇类等溶剂性较差。制作轮胎及耐油、耐苯零件、垫圈、防振制品等及其他需要高耐磨、高强度和耐油场合。9硅橡胶（Si）既耐高温（300）又耐低温（-100），是目前最好的耐寒、耐高温橡胶。同时电绝缘性良好，对热氧化和臭氧的稳定性很高，化学惰性好。缺点是机械强度低，耐油、耐溶剂、耐酸碱性差，较难硫化，价格昂贵。主要制作耐高低温制品（如胶管、密封件等），耐高温电缆电线绝缘层，无毒无味还用于食品和医疗工作。10氟橡胶（FPM）耐高温可达300，耐酸碱，耐油性是橡胶中最好的，抗辐射及高真空性好，其他如电绝缘性、机械性能、耐化学药品腐蚀、耐臭氧等都很好，是性能全面的合成橡胶。缺点是加工性差，价格昂贵，耐寒性、透气性和弹性较差。主要用于制作飞机火箭上的耐真空、耐高温、耐化学腐蚀的密封材料、胶管等。木材一 木材的特性1、天 然 性：木材是种天然材料，在人类常用的钢、木、水泥、塑料四大主材中只有它直接取自自然，这使得木材具有生产成本低、耗能小、无毒害、无污染等特点。2、质 感 好：木材具有易为人接受的良好触觉特性，远远优于金属和玻璃等材料。3、强重比高：木材的某些强度与重量的比值比一般金属的比值都高，是一种质轻而强度高的材料。 4、保 温 性：木材的导热系数很小，同其它材料相比，铝的导热性是它的2000倍，塑料的导热性是它的30倍。因此，木材具有良好的保温性能！5、电绝缘性：木材的点传导性差，是较好的电绝缘材料。6、可加工性：木材软硬程度适中，容易加工。7、装 饰 性：木材本身具有天然美丽的花纹，作为家具和装饰材料，具有很好的装饰性。由于木材上述的一些独有特性。二 木材的工艺特性木材的工艺特征木材的成型加工加工木材制品的表面装饰技术 1. 木材的成型加工木材加工的工艺流程木材加工的基本方法木制品的装配1、配料1、木材的锯割1、榫结合2、基准面的加工2、木材的刨削2、胶结合3、相对面的加工3、木材的凿削3、螺钉与圆钉结合4、划线4、木材的铣削5、榫头榫眼及型面的加工6、表面修整2.木材表面的装饰技术表面涂饰的目的主要是装饰和保护作用涂饰的表面处理干燥，去毛刺，脱色，消除木材内含杂物底层涂饰目的是改善木制品的表面平整度，提高透明涂饰及模拟木纹和色彩的显示程度，获得纹理优美，颜色均匀的木制表面。面层涂饰分透明和不透明两种。透明涂饰主要木纹漂亮，底材平整的木制品。涂层常见的缺陷咬底，颗粒，慢干与发粘，流挂，皱皮，泛白，发笑，气泡与针孔，起泡，渗色，涂层脱落三 常用的木材原木、人造板、胶合板、刨花板、纤维板、细木工板四 木制品与塑料特性的比较木制品塑料制品原料来源树木石油、天然气原料获取程度需长时间生长而得有化学反应合成而得原料数量数量有限大量原料特性天然材料复合组织构造体各向异性具有调湿特性合成材料均匀单一结构体各向同性无调湿特性成型特性多不工序成型简单加工工具及木工机械成型时间长多为手工操作可一次成型专业塑料成型机械设备成型时间较短机械化成型成型数量单件一次可同时生产多件制品表面以木本色、木纹为主同品种表面外观各异成本高表面可呈多种色彩和肌理效果；同品种外观一致成本低使用特性使用寿命长；耐用、不易破损易变形；易虫蛀；易受霉菌侵蚀试用期有限、已老化、已破损稳定不虫蛀、卫生干净感觉特性自然、亲切、温暖、传统、感性人造、轻巧、现代、理性废弃可燃性、填埋资源循环产生有毒气体、不腐烂、环境污染无机非金属材料一 玻璃1. 玻璃的基本特性几种常见玻璃的特性和用途种类特性用途普通玻璃熔点较低窗玻璃、玻璃瓶等石英玻璃以较纯的石英为原料，膨胀系数小，耐酸碱，强度大，绝缘化学仪器、高压水银灯紫外灯等的外壳光学玻璃玻璃中加PbO透光性能好，有折光和色散性眼镜片、照相机、显微镜、望远镜及凹凸透镜等光学仪器玻璃纤维耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热吸声、防虫蛀太空飞行员的衣服等钢化玻璃耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂等运动器材、汽车、火车窗玻璃有色玻璃加入金属氧化物红色：Cu2蓝色：Co23工艺品、窗玻璃2. 玻璃的主要性能强度：玻璃是一种脆性材料，强度低。硬度：玻璃硬度较大。光学性能：具有高的透明性，具有吸收透过紫外线，红外线，感光等。电学性能：常温下是电的不良导体。温度升高时，玻璃导电性能迅速提高熔融状态时变为良导体。热性质：是热的不良导体，承受不了热的急剧变化。化学稳定性：化学性质比较温度。3. 玻璃的特点（一）优点l 玻璃的通透感很好，无污染，时尚性强。l 造型丰富应用广泛，成本低廉。l 模具成型尺寸精确，可以制造轻薄型产品，而且颜色丰富多变工艺精美。（二）缺点 易碎，不易制造厚重产品，无法制作中空产品。 表面不容易打理，容易有水渍污渍。 玻璃制品的耐温差性差容易受温差变化而爆裂。 虽然时尚性强，但是也很容易过时4. 玻璃原料1) 澄滴剂：向玻璃配合料或玻璃溶液中加入一种高温时本身能气化或分解放出气体，以促进排除玻璃中气泡的添加物称为澄滴剂.2) 着色剂：使玻璃制品着色的添加剂你为着色剂，通常使用锰钻、镍、铜、金、硫、硒等金属和非金属化合物，其作用是使玻璃对光线产生选择性吸收，从而显出一定的颜色.3) 脱色剂；为了提高无色玻璃的透明度，常在玻璃熔制时，向配合料中加入脱色剂，以去除玻璃原料中含有的铁铬、钛、帆等化合物和有机物的有害杂质。4) 乳浊剂：使玻璃制品对光线产生不透明的乳浊状态的添加物祢为乳浊剂5) 助熔剂：能促使玻璃熔制过程0口速的添加物称为助熔剂或加速剂。5. 玻璃的溶制玻璃的熔制是指将配合料经过高温熔融，形成均匀无气泡井符合成形要求的玻璃液的过程，它是玻璃生产中很重要的环节，足获得优质玻璃制品的重要保证。玻璃的熔制是一个非常复杂的工艺过程它包括一系列物理的、化学的、物理化学的现象和反应，其结果是使各种原料混合物变成复杂的熔融物，即玻璃蔽。各种配合料在加热至高温并形成玻璃的过程中所发生的变化，从工艺角度而论，大致可以分为硅酸盐的形成、玻璃的形成、迢漓、均化和冷却五个阶段，表9 -1所列是对常用的钠钙硅玻璃熔制过程以及所产生的反应、生成物和工艺条件的说明6.玻璃的成型 玻璃的成型是将熔融的玻璃液加工成具有一定形状和尺寸的玻璃制品的工艺过程。 常见的玻璃成型方法有：压制成型、吹制成型和拉制成型。(1)压制成型 压制成型是在模具中加入玻璃熔料加压成形，多用于玻璃盘碟、玻璃砖。(2)吹制成型吹制成型是先将玻璃粘料压制成雏形型块，再将压缩气体吹入处于热熔态的玻璃型块中，使之吹胀成为中空制品。吹制成型可分为机械吹制成型和人工吹制成型，用采制造瓶、罐、器皿、灯泡等。图94为机械吹制法成型广口瓶的示意图，图95为人工吹杯示意图。(3)拉制成型 拉制成型是利用机械拉引力将玻璃熔体制成制品，(4)压延成型 压延成型是用金属辊将玻璃熔体压成板状制品，主要用来生产压花玻璃、夹丝玻璃等，该成型分为平面压延与辊间压延成型。图98为压延成型的示意图。7.玻璃制品的二次加工 成型后的玻璃制品，除极少数能直扭符合要求外(如瓶罐等)，大多数还须作进一步加工，以得到符合要求的制品。经过二次加工可以改善玻璃制品的表面性质、外观质量和外观效果玻璃制品的二次加工可分为冷加工、热加工和表面处理三大类 (1)玻璃制品的冷加工冷加工是指在常温下通过机械方法来改变玻璃制品印外形和表面状态所进行的工艺过 程。冷加工的基本方法包括研磨、抛光、切割、喷砂，钻孔和车刻等。1.研磨是为了唐除玻璃制品的表面缺陷或成形后残存的凸出部分，使制品获得所要求的形状，尺寸和平整度。2.抛光是用抛光材料稍除玻璃表面在研磨后仍残存的凹凸层和裂纹，以获得光滑平整的表面。3.切割是用金刚石或硬质合金刀具划割玻璃表面并使之在划割处断开的加工过程。4.磨边是磨除玻璃边缘棱角和粗糙截面的方法。5.喷砂则是通过喷枪用压缩空气将唐料喷射到玻璃表面以形成花纹图案或文字的加工方法。6.钻孔是利用硬质合金钻头、钻石钻头或超声波等方法对玻璃制品进行打孔。7.车刻又称刻花，是用砂轮在玻璃制品表面刻磨图案的加工方法。(2) 玻璃制品的热加工有很多形状复釉和要求特殊的玻璃制品，需要通过热加工进行最后成型。此外，热加工还用来改善制品的性隆和外观质量。热加工的方法主要有：火焰切割、火抛光钻孔、锋利边缘的烧口等。(3)玻璃制品的表面处理表面处理包括玻璃制品光滑面与敞光面的形成(如器皿玻璃的化学刻蚀。灯泡的毛蚀、玻璃化学抛光等)、表面着色和表面涂层(如镜子镀银、表面导电)等等。1. 玻璃彩饰：利用彩色釉料对玻璃制品进行装饰的过程。常见的彩饰方法有：描绘、喷花、贴花和印花等。彩饰方法可单独采用，也可组合采用。描绘是按图案设计要求用笔将釉料涂绘在制品表面.喷花是褐图案花样制成镂空型版紧贴在制品表面，用喷枪将釉料喷到制品上；贴花是先用彩色釉料将图案印刷在特殊纸上或薄嗅上制成花纸，然后将花纸贴到制品表面；印花是采用丝网印刷方式用釉料将花纹图案印在制品表面；所有玻璃制品彩饰后都需要进行彩烧，才能使釉料牢固的熔附在玻璃表面，并使色釉平滑、光亮、鲜艳，且经久耐用。2. 玻璃蚀刻：利用氢氟酸的腐蚀作用，使玻璃获得不透明毛面的方法。先在玻璃表面涂霾石蜡、松节油等作为保护层井在其上刻绘图案，再用氢氟酸溶液腐蚀刻绘所露出的部分。蚀刻程度可通过调节酸液浓度和腐蚀时间秉控制，蚀刻完毕除去保护层。多用于玻璃仪器的刻度和标字，玻璃器皿和平板玻璃的装饰。氧化物陶瓷陶瓷氮化物陶瓷碳化物陶瓷 结构陶瓷一 陶瓷的分类压电陶瓷铁电陶瓷介电陶瓷半导体陶瓷生物陶瓷磁性陶瓷 功能陶瓷工具陶瓷 非氧化物陶瓷工具陶瓷 二陶瓷的基本特性1.陶瓷的力学性能l 刚度大、硬度高：陶瓷的刚度是各类材料中最高的，比金属高若干倍l 强度高l 性脆：陶瓷属脆性材料，塑性很差，在室温下几乎没有塑性3. 陶瓷的热性能n 熔点高、高温强度好，抗蠕变能力强，热硬度可达1000摄氏度，是很有前途的高温材料n 陶瓷的膨胀系数和导热系数小，承受温度变化的能力差，在温度剧变时会开裂4. 陶瓷的化学性能是指陶瓷材料耐酸碱侵蚀和在环境中耐大气腐蚀的能力，即陶瓷材料的化学稳定性5. 陶瓷的导电性大部分陶瓷可作绝缘材料，有的可作半导体，还可以作压电材料、热点材料和磁性材料等6. 陶瓷的光学性能u 陶瓷材料对白色光的反射能力称为陶瓷的白度u 陶瓷允许可见光透过的程度称为陶瓷的透光度u 陶瓷表面对可见光的反射能力称为陶瓷的光泽度常用功能陶瓷的组成、特性及应用 种类 性能特征 主要组成 用途 介电陶瓷 绝缘性 Al2O3、Mg2SiO4 集成电路基板 热电性 PbTiO3、BaTiO3 热敏电阻 压电性 PbTiO3、LiNbO3 振荡器 强介电性 BaTiO3 电容器 光学陶瓷 荧光、发光性 Al2O3CrNd玻璃 激光 红外透过性 CaAs、CdTe 红外线窗口 高透明度 SiO2 光导纤维 电发色效应 WO3 显示器 磁性陶瓷 软磁性 ZnFe2O、-Fe2O3 磁带、各种高频磁心 硬磁性 SrO6 Fe2O3 电声器件、仪表及控制器件的磁芯 半导体陶瓷 光电效应 CdS、Ca2Sx 太阳电池 阻抗温度变化效应 VO2、NiO 温度传感器 热电子放射效应 LaB6、BaO 热阴极 三陶瓷成型常用的成型工艺方法l 可塑成型：雕塑与拉坯、旋压成型、滚压成型、挤压与车坯成型、塑压成型等l 注浆成型：空心注浆、实心注浆、真空注浆、离心注浆等l 压制成型：干压或半干压法成型、等静压成型1.可塑成型：利用泥料的可塑性，将泥料塑造成各种各样形状坯体的工艺过程。该方法在传统陶瓷中应用较多，但一些手工的传统工艺已经逐渐被机械化得现代工艺取代。1) 雕塑与拉坯u 雕塑：凡产品形状为人物、鸟兽或多角形器物，多采用手捏或雕塑法成型。仅用于某些工艺品，技术要求高，效率低。u 拉坯：操作人员在人力或动力驱动的辘轳上完全用手工制出生坯成型的方法。u 坯料水分较大。多用于制作碗、盆、瓶、罐之类的圆形器皿。u 特点：设备简单，劳动强度大，需有熟练的操作技术，尺寸精度低。适于小型复杂制品的小批量生产。2).旋压成型是利用旋转的石膏模型与样板刀成型。将经过真空炼泥的泥团放在石膏模中，将石膏模放在