三、材料选择与资源保护 (2).ppt

3-4怎样挑选材料,广东版必修第三章怎样进行设计,大足田中叶加福,一、材料及其性质（一）、材料的分类（二）、材料的特性二、标准件与元器件三、材料选择与资源保护（一）材料选择的原测（二）学生活动,任何物品都是用一定的材料制作成的，能否合理选用材料，将直接影响到产品的性能、成本、外观、制作等，我们需要对材料有所了解。,教学内容,（一）材料的分类,按来源分：天然村料、人工合成材料；按外形分：板材、管材、线材、墙体砖、墙面砖；按成份分：金属材料、化学材料,一、材料及其性质,几种常用材料简介1、天然材料：竹子、木材、石材、泥土,【视频播放】大自然的材料木材,人造板材（1）胶合板，又叫夹板。它是将一根根大圆木旋切成薄板，然后将数块薄板叠在一起胶合，再经高温高压制成。三层叠起来胶合的叫三夹板，五层叠起来胶合的叫五夹板，以此类推。,人造板材面积大，无拼缝，厚薄均匀，表面光洁平整。,（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。它是在人造板的一个表面(或两面)再进行某种涂覆处理而制成的。经过处理的表面色泽光亮，耐磨耐高温，且具有美丽的纹理和色彩，可产生很好的装饰效果。用饰面板做成的制品表面不需要涂漆。,2、金属材料金属材料可分为黑色金属（含铁金属）和有色金属（不含铁金属）两大类。黑色金属主要有铸铁、低碳钢、中碳钢、高碳钢、工具钢、高速钢等；有色金属主要有铝、铜、铅、锌等。,各种金属材料在出厂时大都会做成不同的型材，即其断面呈各种固定的标准形状，以方便各种不同的用途。例如:圆形、管形、方形、直角形、工字形、槽形、板形、丁字形等,金属材料在机械制造、航空航天、水陆交通、国防、建筑、家电及其他日用品等各行业、各领域都得到广泛的应用,3、化学材料化学工业生成：塑料、化工橡胶、涂料、化工油漆,热固性塑料的物态变化不可循环，原料加热后变为液体，可倒人模具成型，冷却后凝固成一定的形状，而不能回复到原来的状态。此类塑料可做机械零件、坐椅、工具手柄、电器壳体等。,热塑性塑料的物态变化是可循环的。加热时，固态塑料会软化、熔解而变为液态；冷却时，又会回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，如瓶类包装材料、水管等。,塑料是现代广泛使用的人造材料，是一种石油化工产品。有热塑性塑料和热固性塑料两大类。,4、复合材料：合金：铝合金、不锈钢,玻璃钢：玻璃-玻璃纤维-玻璃纤维布+环氧树脂,5、新材料：运用新技术制备的、具有特殊性质或性能的材料。高性能陶瓷：碳化硅、氮化硅纳米材料高温超导材料（中国领先）,【视频播放】复合材料：玻璃钢纤维的制作,中南大学黄伯云教授率领的团队，研制成碳纤维飞机刹车片填补国内空白,碳-碳纤维,玻璃：普通玻璃、刚化玻璃、夹层玻璃、特种玻璃,（二）材料的性能（来源于地质版）：,材料的性能可以分为物理性能、化学性能和加工性能等。在机械制造、建筑等工程领域和家具、日用品等制造行业，材料的物理性能与设计工作的关系甚为密切。,1强度强度是指材料承受外力而不被破坏(不可恢复的变形也属被破坏)的能力。根据受力种类的不同分为以下几种：,应用实例,应用实例,应用实例,（5）抗扭强度材料承受扭转力矩的能力。,【粉笔强度试验】：拉、压、弯、剪切、扭转,2弹性: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。实际上，很多材料如塑料、金属、木材等都具有一定的弹性。,3韧性:材料抗冲击震动的性能。玻璃的韧性很差，易被敲碎。,4硬度: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、亲水性等。,讨论思考：新建毛坯房的墙壁上留有一节小铁比，没有钳子，如何想办法弄断它？,【视频播放】天然纳米材料与人工纳米材料,（耐久性问题，金属疲劳）,二、标准件与元器件,（一）标准件,使用标准件的好处：简化设计、保证质量、降低成本。在现代生活和生产中，标准件越来越多地替代了原始材料。了解标准件的优越性和适用范围，学会选择，对简化设计和掌握简单的装配、制作技术都很有好处。,标准件是指具有统一的形状、尺寸、公差和技术要求的零件或部件，如按国家标准生产的螺钉、垫圈、键、销、轴承、齿轮等。,（二）元器件,元件：小型的机器、仪器的组成部分，其本身常由若干零件构成，可以在同类产品中通用；,电子器件对电压、电流有控制、变换作用：晶体管、电子管、集成电路。,机械元件：游丝、发条等。,电子元件对电压、电流无控制和变换作用：电阻、电容、电感。,钟表摆轮游丝,发条,通常合称“电子元器件”：主要由电子元件、半导体分立器件和集成电路。,（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。产品的使用功能和寿命是最基本的，也是主要的设计要求。,（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。产品的制造结构对应着制造工艺，如模铸、冲压、弯折或切削等。要考虑材料的工艺性适应制造要求，并在可能的前提下优先选择工艺难度小和生产成本低的材料。,三、材料选择与资源保护,（一）材料选择的原则（来源于地质版）：,（3）材料的质感应与设计产品的造型特点、民族和地域特征、文化艺术品味等设计风格相协调，以实现较好的外观效果。,（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。同时注意发挥新材料的优势为设计服务。,（7）注重人类社会可持续发展原则。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，以利节约资源和保护环境。,（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。例如医院的某些电疗设备中与病人接触的部位，其表面应选择绝缘且抗静电的材料。,（二）小结,反面素材：2013-03-19CCTV新闻报道国产豪车车内污染投诉恶臭元凶或为沥青阻尼片,材料选择要求：保证使用功能和寿命；降低成本、便于加工；体现地域文化特征；确保使用安全、卫生；优先考虑当地资源优势；关注流行时尚与趋势；减少污染破坏保护资源环境。,（三）应用思考,情境假设：家里计划建设一个温室大棚，针对以下不同情况，应重点考虑哪些问题？依据材料选择要求，可考虑用哪几种材料？,成本要低，竹架-薄膜,造价适中，铁架-薄膜,经久耐用，钢架-玻璃,保证光照,外观漂亮,需抗大风,抗风防腐,几种情况：1、初种尝试计划2、中、短期计划3、长期种植计划,不同地域不同要求：1、丘陵山区？2、空旷湖区？3、城市近郊？4、沿海地区？,课堂结尾,“怎样挑选材料”的学习，为我们顺利完成设计任务作了必要的铺垫，但我们准备挑选的材料性能是否能真正满足设计要求，还要进行专业的测试技术试验，如何做好“技术试验”，这是