电子产品结构材料特性与选择方法课件

电子产品结构材料特性和选择方法

第一讲概述

(1课时)

第一讲概述

1.1引言1.1.1电子产品的结构设计起源和发展1.1.2.新材料是社会进步的重要因素案例讨论1.2材料选择的原则1.2.1通用化1.2.2性价比1.2.3环保要求1.3材料选择的方法1.3.1类比和比较1.3.2移植第一讲概述

1.3.3主要指标1.3.4加工工艺1.3.5材料优选方法1.4国内外材料应用的差距1.4.1材料技术指标1.4.2复合材料应用1.4.3合金材料低能耗成型工艺1.4.4案例讨论1.5小结1.1.引言1.1.1电子产品的结构设计起源和发展

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我们从那里来，要到那里去？任何一个专业都需要了解和回答这个问题，才能不迷失方向，得到发展。*结构专业的分工细化是技术发展趋势。目前在一些公司，结构设计领域已从单纯的结构工程师分为：结构工程师、EMC工程师、热设计工程师、结构可靠性工程师、材料工程师。*在材料工程师中又分为：

材料技术工程师（选择材料）；材料分析工程师（分析材料故障）；材料采购工程师（材料成本和厂商选择）；材料质量工程师（材料来料检验）。第一讲概述

第一讲概述1.1.2新材料是社会进步的重要因素案例讨论：*我们为什么要研究材料？*为什么秦、汉、唐、宋、明中国走在世界文明的前面？图1-1秦铜弓、箭第一讲概述

*为什么中国优先发展导弹、航天飞船、而不是航天飞机？图1-2中国神7飞船返回仓美航天飞机1.2材料选择的原则选择材料时，不一定要选择最好的材料，但工程师一定要知道什么是最好的材料，一流的材料水平能够做到何种水平，谁是这个材料的技术领先者。这样才能真正把握好材料选择这个环节。1.2.1通用化

国际/国家/行业/企业标准、材料规格书是重要依据。第一讲概述1.2.2性价比

通常，高性能的材料就意味着高价格。一个好的工程师要牢牢树立材料性价比的概念：用高性能的材料设计出高质量的产品不一定代表高水平，用低价格的材料设计出高质量的产品才真正是高水平。材料选择要充分考虑到价格因素和性能功能需求的平衡。

第一讲概述1.2.3环保要求材料的环保要求将越来越受到重视。环保要求包括多个方面。其一是国内和国际标准规定的电子产品材料的有害物质限量要求。其二是在材料原料生产、制造加工和使用过程中造成环境污染。其三是材料的可回收性、可重复使用。第一讲概述1.3材料选择的方法1.3.1类比和比较除了少数的原创产品，大多数产品都是已有产品的复制或改进，所以解剖原有产品进行分析和类比来确定材料就是一种常见的方法。除此对材料的强度、刚度等特性比较也是一种方法，杜邦公司的塑料与各种金属的比较如下表。可以根据产品的要求在表中初选合适的材料第一讲概述第一讲概述ttu

图1-3塑料和金属的强度和刚度的比较第一讲概述1.3.2移植一种材料在自己从事的行业可能从没用过，可是在其他行业中的类似应用已很成熟，而用这种材料又可以从产品性能或价格等方面带来很好很大的变化，这时就可以考虑“移植”。比如碳纤维早期用于军用飞机，目前已用于雷达天线等。跨行业的材料“移植”，也是材料应用创新的一种方法。第一讲概述1.3.3主要指标材料选择要依据整机产品的规格所赋予的结构件要求，考虑到力学特性、外观、手感、制造工艺、加工性能、电磁屏蔽、耐候性能、阻燃性能、耐老化性能、耐化学性能等材料的特性。材料的选择要满足主要需求、兼顾其它要求。将这些要素排序后可知，通常最基本的要求是力学特性和制造工艺。1.3.4

加工工艺1.3.4.1塑料确定了材料，往往也确定了制造工艺，比如选择塑料，就是选择了注塑工艺。不同的制造工艺适用于不同的零件。比如塑料件的特点是使用在受力不大、零件的形状又比较复杂、但累计产量达几万个甚至几十万个时的产品。如手机、中低档数码相机和电视机的结构件等。第一讲概述1.3.4.2金属薄板钣金件适用于受力较大，形状比塑料零件相对简单一些的产品，比如电子测量仪器、通讯设备等产品的结构件，其累计产量在1～2000个范围可以用数控折弯、数控冲裁的方法；大于此产量的钣金件，应该用冷冲模生产方式，这样的制造工艺选择，可以得到合适的生产成本。第一讲概述第一讲概述1.3.4.3合金材料高强度要求的复杂结构零件，生产量即使很小，既不适合用塑料零件（往往因为刚度不够）；也不适应使用钣金冲压件（因为成型困难）或机械切削（加工成本高）加工，此时应该采用铝、镁、钛等合金铸造工艺或半固态注射工艺。

第一讲概述1.3.5材料优选方法了解了材料的选择方法，通过那些路径可以实现我们的选择？掌握一流的国际标准、一流厂商的产品规格书、是实现材料优选的方法，将在后续各种材料的介绍中进一步说明。目前在很多材料品种上国内外技术的差距是很大的。第一讲概述1.4.国内外材料应用的差距1.4.1材料技术指标主要是技术指标低、指标少而不全，见后续材料的规格书介绍。1.4.2复合材料应用主要是碳纤维复合材料在电子产品的应用不多。1.4.3合金材料低能耗成型工艺主要是指铝、镁、钛合金零件的成型工艺落后，具体见这一讲的介绍。

第一讲概述1.4.4案例讨论：波音VS空客采用复合材料的比例空客A380飞机复合材料占25％，主要应用部件包括中央翼、外翼、垂尾、平尾、机身地板梁和后承压框等，仅中央翼用复合材料就达5．3吨，实现减重1．5吨。A380是第一个将复合材料应用于受载很大的中央翼盒的大型民用机，开创了大型民用机大规模采用复合材料的先河。

第一讲概述波音B787飞机整机主要结构均采用碳纤维复合材料制成，从外表看，除机翼、尾翼前缘、发动机挂架外，几乎看不到金属。复合材料重量占飞机的50%。这是世界上第一个采用复合材料机翼和机身的大型客机，被公认为复合材料发展史上的一个重要的里程碑。复合材料的大量应用大幅减轻了飞机的结构重量，并使飞机的燃油效率提高20％。既然飞机都可以大规模的用复合材料，从发展趋势看，那些电子产品结构件将会用复合材料？

第一讲概述1.5小结*专业细化分工是技术发展的趋势。*材料技术是最重要的基础技术，也是今后科技发展的4大方向之一。*材料选择的重要方法之一是依靠一流标准和产品规格书。*一个量化的材料选择表：塑料和金属强度和刚度的比较表。1、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。

2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。

3、命运给你一个比别人低的起点是想告诉你，让你用你的一生去奋斗出一个绝地反击的故事，所以有什么理由不努力!

4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。口里不说多余的话，自然祸就少。腹内的食物能减少，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪的，同样大悟无言。缘来尽量要惜，缘尽就放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自在，哪里来的尘埃!

5、心情就像衣服，脏了就拿去洗洗，晒晒，阳光自然就会蔓延开来。阳光那么好，何必自寻烦恼，过好每一个当下，一万个美丽的未来抵不过一个温暖的现在。

6、无论你正遭遇着什么，你都要从落魄中站起来重振旗鼓，要继续保持热忱，要继续保持微笑，就像从未受伤过一样。

7、生命的美丽，永远展现在她的进取之中;就像大树的美丽，是展现在它负势向上高耸入云的蓬勃生机中;像雄鹰的美丽，是展现在它搏风击雨如苍天之魂的翱翔中;像江河的美丽，是展现在它波涛汹涌一泻千里的奔流中。

8、有些事，不可避免地发生，阴晴圆缺皆有规律，我们只能坦然地接受;有些事，只要你愿意努力，矢志不渝地付出，就能慢慢改变它的轨迹。

9、与其埋怨世界，不如改变自己。管好自己的心，做好自己的事，比什么都强。人生无完美，曲折亦风景。别把失去看得过重，放弃是另一种拥有;不要经常艳羡他人，人做到了，心悟到了，相信属于你的风景就在下一个拐弯处。

10、有些事想开了，你就会明白，在世上，你就是你，你痛痛你自己，你累累你自己，就算有人同情你，那又怎样，最后收拾残局的还是要靠你自己。

11、人生的某些障碍，你是逃不掉的。与其费尽周折绕过去，不如勇敢地攀登，或许这会铸就你人生的高点。

12、有些压力总是得自己扛过去，说出来就成了充满负能量的抱怨。寻求安慰也无济于事，还徒增了别人的烦恼。

13、认识到我们的所见所闻都是假象，认识到此生都是虚幻，我们才能真正认识到佛法的真相。钱多了会压死你，你承受得了吗?带，带不走，放，放不下。时时刻刻发悲心，饶益众生为他人。

14、梦想总是跑在我的前面。努力追寻它们，为了那一瞬间的同步，这就是动人的生命奇迹。

15、懒惰不会让你一下子跌倒，但会在不知不觉中减少你的收获;勤奋也不会让你一夜成功，但会在不知不觉中积累你的成果。人生需要挑战，更需要坚持和勤奋!

16、人生在世：可以缺钱，但不能缺德;可以失言，但不能失信;可以倒下，但不能跪下;可