高二技术：材料的选用一轮复习课件

高二·通用技术高二通用技术：材料的选用一轮复习一轮复习·知识体系建构汇报人高二通用技术备课组复习导览01材料基础认知材料分类与性能框架02材料性能剖析力学性能与工艺性能03材料选用决策选用原则与决策方法04实践应用演练典型应用与真题巩固材料基础认知认识材料，是选好材料的第一步从材料分类出发，建立性能认知框架01四大类材料构成选材版图材料是设计的物质基础，按组成与来源可分为四大类：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料金属材料钢、铝、铜等，强度高、易加工🏺无机非金属材料陶瓷、玻璃、水泥等，耐高温、耐腐蚀有机高分子材料塑料、橡胶等，质轻、绝缘好🔗复合材料多种材料组合，性能取长补短金属材料家族面面观金属材料是结构件的

主力军钢铁材料2类碳钢含碳量决定硬度与韧性，应用最广合金钢加入铬、镍等元素，获得耐蚀、耐磨等特殊性能铝及铝合金1类铝及铝合金质轻、导热导电好，广泛用于航空航天与日常用品铜及铜合金1类铜及铜合金导电导热优异，是电气元件的首选材料之一陶瓷与玻璃各显其能无机非金属材料擅长

耐热耐蚀

，但普遍较脆—材料共性总结陶瓷材料硬度高、耐高温、耐磨损，但脆性大典型应用：刀具、耐磨零件、绝缘器件玻璃材料透明、化学性质稳定，但抗冲击性较差典型应用：门窗、容器、光学元件塑料与橡胶的应用版图介绍有机高分子材料的性能优势与应用场景，突出质轻、绝缘、易成型的共性高分子材料让产品

更轻、更省、更便利01有机高分子材料塑料质轻、绝缘、易成型，可替代部分金属分类：热塑性塑料可反复加热成型，热固性塑料一次定型典型应用：外壳、管道、绝缘件02有机高分子材料橡胶高弹性、耐磨、减震典型应用：轮胎、密封件、减震垫复合材料与新材料前瞻介绍复合材料及新型材料的性能优势，建立材料发展趋势认知材料科学正推动工程与制造方式的深层变革，两类材料体系尤为值得关注。复合材料Composites由两种或以上材料组合，取长补短典型代表：玻璃钢、碳纤维复合材料优势：强度高而重量轻，可设计性强新材料Advanced如超导材料、纳米材料、记忆合金面向特定需求，拓展设计可能复合材料是新材料的重要方向什么是材料性能界定材料性能的概念与分类框架，澄清性能是选用判断的核心依据材料性能：材料在使用与加工过程中表现出来的

特性力学性能MECHANICAL强度、硬度、塑性、韧性等物理化学性能PHYSICAL密度、导电性、耐蚀性等工艺性能PROCESS铸造性、锻造性、焊接性、切削加工性等选材的本质，是对

性能的取舍常用金属材料密度对比密度直接影响产品重量，轻量化设计优先选择低密度金属材料密度对比（克/立方厘米）同样体积下，铝制零件比钢制零件轻约

一半以上材料性能剖析性能决定用途，数据支撑判断力学性能与工艺性能，双维度深入理解02强度与硬度并重考量强度管“折不折”，硬度管“磨不磨”强度抵抗外力破坏材料抵抗外力破坏的能力首要选材指标强度不足易断裂，是结构件选材的首要指标硬度抵抗局部压入刻划材料抵抗局部压入或刻划的能力耐磨应用硬度高则耐磨，常用于刀具、轴承塑性与韧性辨析塑性看"变形"，韧性看"抗击"塑概念一塑性材料受力产生永久变形而不破坏的能力实例：铁丝可弯折关注焦点变形能力大小典型实例铝片可压延成箔韧概念二韧性材料抵抗冲击载荷、吸收冲击能量的能力实例：弹簧钢耐撞击关注焦点抗冲击破坏能力典型实例锤子敲不裂的钢件弹性与疲劳不可忽视短期看强度，长期看疲劳弹性2项恢复原状材料受力变形后恢复原状的能力应用关键件弹簧、密封圈依赖优异弹性疲劳2项应力破坏材料在交变应力长期作用下发生的破坏隐患难察疲劳破坏往往无明显征兆，需提前预防物理化学性能速览密度轻量化选材决定轻重，轻量化选材关键。导电导热性电气·散热设计电气与散热设计依据。耐腐蚀性环境寿命决定材料在潮湿、酸碱环境中的寿命。🌡️热膨胀性精密配合影响精密配合与温度变化环境。工艺性能决定加工路径选材必须考虑"做得出来"这件事工艺性能直接决定加工路径的选择——性能差异即选材分水岭铸造性2项材料熔化浇注成型的能力铸铁优、钢较差锻造性2项材料受压塑性变形的能力低碳钢优、铸铁差焊接性2项材料连接可靠的能力低碳钢好、铸铁差典型材料性能对照四维性能解读强度钢高、铝较低，承载优先选钢硬度钢高、铝较低，耐磨场景钢占优密度钢7.8、铝2.7，轻量化铝更具优势耐蚀性铝较好，潮湿环境更适用典型材料性能对照钢与铝是结构件选材的两大主流，各项性能各有优劣强度与硬度钢占优，抵抗破坏与压入密度钢

7.8

远超铝

2.7，铝轻量化优势明显耐蚀性铝较好，钢一般强度优先选钢，轻量优先选铝，按需权衡力学性能易混点辨析分清概念，做题才有

判断依据概念甲概念乙关键区分强度硬度抵抗破坏对应抵抗压入塑性韧性变形能力对应抗冲击力弹性塑性可恢复对应永久变形疲劳强度长期交变对应一次性破坏材料选用决策选材有原则，决策有方法从性能到选用，构建完整决策链条03材料选用四大原则综合平衡核心选材准则选材是多项原则的综合平衡，而非只看性能使用性原则满足产品功能与寿命要求工艺性原则适应现有加工条件与批量要求经济性原则在满足性能前提下控制成本环保性原则考虑资源消耗与回收再利用使用性能放在首位寿命要求：长期使用需重点关注疲劳与老化性能使用性能是选材的

出发点

，不满足则一切无从谈起受力分析承载大小、类型决定对强度、韧性的要求环境分析温度、湿度、腐蚀氛围决定对耐热、耐蚀的要求先问

"用来干什么"

，再选"该用什么"工艺性能必须适配工艺性决定方案能否

落地设计再理想，做不出来也是空谈批量小·形状复杂2项优先考虑·铸造、注塑适配复杂件小批量工艺需连接组装关注材料

焊接性、粘接性现实约束设备与技术水平是现实的约束条件批量大·要求一致2项优先考虑·冲压、模锻适配大批量一致件工艺需连接组装关注材料

焊接性、粘接性现实约束设备与技术水平是现实的约束条件经济与环保双约束好设计既

算得清账，也

对得起环境经济性材料成本、加工成本、后期维护成本统筹考虑不盲目追求高性能，够用即合适环保性优先选用可回收、低污染材料减少有害物质，降低全生命周期环境影响材料选用决策流程五步决策流程，从需求到定材选材不是一步到位，而是

逐步收敛

的过程以试验数据为准，收敛至唯一最优材料方案01需求明确产品功能与环境要求02分析分析关键使用性能指标03筛选筛选满足条件的候选材料04比较结合工艺、经济、环保逐项比较05验证试验验证并确定最优方案选材案例之自行车车架车架核心需求候选材料优势劣势钢强度高、成本低较重铝合金轻、耐蚀强度略低碳纤维极轻、强度高价格高强度高普通车选钢或铝，竞赛车重

碳纤维选材案例之日常用品同样的"容器"，不同需求引出

不同选材产品核心需求常见选材保温杯保温、轻便、安全不锈钢、玻璃炒锅导热、耐用铁、铝合金餐盒轻便、易清洗塑料、玻璃实践应用演练学以致用，决胜考场典型应用与真题演练，巩固复习成果04高频考点全景梳理归纳本章在考试中的高频考查方向，明确复习重点“考来考去，核心是性能与选用的对应关系。”四大考查方向覆盖

分类—辨析—应用—对应

全链路材料分类判断给定材料判断所属类别区分治理整料与原料审题抓住关键词凭能否直接整形来定位类别性能概念辨析强度、硬度、塑性、韧性区分同为力学性能指标从定义反推概念辨析各自适用场景不混淆选材原则应用给定情境选择合适材料并说明理由依据适配性原则作答理由紧扣性能用性能-用途闭环合理解释性能与用途对应由性能推用途由性能推用途由用途反推性能构成双向关系映射易错点集中提醒易错点一混淆硬度与强度硬度管刻划压入强度管抵抗破坏易错点二认为塑料强度必然低于金属误区塑料强度必然低于金属纠偏忽略特殊工程塑料的高性能易错点三选材只谈性能误区选材只谈性能纠偏忽视经济与环保维度易错点四把复合材料误判为单一材料类别误区视作单一材料类别纠偏复合材料是多材料组合体系真题演练之选择题典型试题避开这些坑，选择题正确率明显提升01典型试题材料选择题制作自行车车架，若要求重量轻、强度较高、耐腐蚀，最适宜选用（

）A.碳钢B.铝合金C.铸铁D.陶瓷解析要点逐一对照需求：轻、强、耐蚀铸铁、陶瓷脆且重，排除铝合金满足全部三项，故选

BB铝合金解题关键性能指标真题演练之案例分析案例分析演练答题思路：环境·结构·经济→建议，结论与理由一一对应环境要求耐腐蚀·耐候›结构要求强度支撑灯具›经济要求控制批量成本›建议镀锌钢管/耐候钢情境某厂生产户外路灯灯杆，要求能长期经受风吹雨淋且成本可控，请提出选材建议并说明理由。真题演练之综合题综合题的灵魂是多考点串联综合情境某产品需要一种既轻便又绝缘、易于成型的外壳材料。设问最适宜选用哪类材料？请举例。说明该类材料满足需求的性能依据。答案要点选用有机高分子材料，如塑料依据：密度小满足轻便，绝缘性好保证安全，可注塑成型易于制造一轮复习方法建议记忆主线以分类—性能—选用—应用为记忆主线按分类→性能→选用→应用的顺序串联知识，形