第1章 概论工程材料

1、主讲：胡玮 28学时（2学分） 摘自摘自“美的工业设计公司美的工业设计公司” 工程材料 前言 美的工业设计公司董事长兼总经理美的工业设计公司董事长兼总经理/李锦魁李锦魁 工程材料 前言 功能设计制定技术指标和功能原理方案 实现功能原理，进行总 体布局与构思造型方案 结构设计结构方案 配合结构方案进行形态 设计；与造型有关的结 构设计 工艺设计编制工艺及工装设计 面饰工艺，监督实施造 型设计方案 操作使用设计操作与显示的原理、结构设计 操作、维修等空间设计、 形态设计、人机因素设 计及包装设计 维修设计装配维护保养技术设计 装运安装装运及安装方式结构设计 安全设计安全防护技术设计 安全防护造型、

2、装饰设 计 色彩与涂装外观保护技术方案色彩涂装方案设计 前言 工程材料 l如何选用材料及其造型工艺，使其性能特点与加如何选用材料及其造型工艺，使其性能特点与加 工特点相一致，最终实现设计的目标和要求？工特点相一致，最终实现设计的目标和要求？ lhttp:/ 立方）立方） 工程材料 前言 工程材料 前言 重点、难点 l重点重点 金属和非金属常用造型材料常用造型材料的特点和工艺 l难点难点 如何充分利用如何充分利用造型材料及其成型工艺，实现完 美的造型设计 特别是造型结构的合理性、可加性、材料的合理性 工程材料 前言 l第1章 概论 l第2章 塑料 l第3章 陶瓷与玻璃 l第4章 木材及加工工艺

3、l第5章 造型材料的表面处理 l第6章 模型材料的性能与工艺 工程材料 前言 l张锡 设计材料与加工工艺（第一版）化学工 业出版社 l江湘云设计材料与加工工艺（第一版）北京 理工大学出版社 l王玉林产品造型设计材料与工艺（第一版） 天津大学出版社 l程能林产品造型材料与工艺（第一版）北京 理工大学出版社 工程材料 前言 l1.1 设计与材料概述 l1.2 设计材料的发展 l1.3 设计材料的几种分类 l1.4 设计材料的性能与特性 l1.5 设计材料的感性 l1.6 设计材料的选择 工程材料 第1章 概论 工程材料 第1章 概论 l教学要求： 了解设计与材料概述，设计材料的发展，设计材料 的分

4、类，设计材料的选择。了解设计材料的性能与 特性，了解设计材料的感性。 l重点： 设计材料的分类、选择 l难点： 设计材料的选择与设计材料的感性 工程材料 第1章 概论 l人类的生存离不开材料人类的生存离不开材料 l一种崭新技术的实现，往往需要崭新材料的支一种崭新技术的实现，往往需要崭新材料的支 持持 例如：实现光通讯技术，离不开1970年制成的光导 纤维材料的支持 l先进的技术反过来促进新材料的诞生先进的技术反过来促进新材料的诞生 工程材料工程材料工程材料工程材料工程材料工程材料工程材料 第1章 概述 1设计与材料概述 工程材料 l（1）材料科技与制造技术的发展，使产品设计的）材料科技与制造技

5、术的发展，使产品设计的 内涵不断外延。内涵不断外延。 过去工业设计师更多被束缚于产品的功能和内在因素，很 多创意变为空想无法实现。如今这种状况被彻底改变， l（2）产品设计的进步史，也是材料的发展史）产品设计的进步史，也是材料的发展史 从木材、陶瓷到金属、玻璃和塑料，材料的不断创新实现 着人们对于产品的种种梦想， l（3）材料是设计的载体，设计是材料的体现）材料是设计的载体，设计是材料的体现 “巧妇难为无米之炊巧妇难为无米之炊”；如厨师要了解食材及其加工方法；如厨师要了解食材及其加工方法 工程材料 第1章 概述 1设计与材料概述 l（4）产品的功能、形体和外观与材料的质地、）产品的功能、形体和

6、外观与材料的质地、 感官、性能及成型工艺关系密切感官、性能及成型工艺关系密切 材料的感官效果； 材料的力学、物理、化学性能； 材料的加工工艺与性能； 材料的改性和表面处理； l（5）造型设计要与材料的性能特点及其加工工）造型设计要与材料的性能特点及其加工工 艺相一致，才能实现设计的目的和要求。艺相一致，才能实现设计的目的和要求。 第1章 概述 1设计与材料概述 工程材料 l（1）密不可分）密不可分 创新是工业设计的灵魂，新材料、新工艺和新技术正是 为产品的创新设计开辟新天地！ l（2）设计离不开对材料的认识和制造成型过程的了解）设计离不开对材料的认识和制造成型过程的了解 设计如何兼顾：实用性、

7、科学性、艺术性、经济性？明 式家具与现代板式家具 设计师必须注重材料的性能特点、实用价值与审美价值， 达到功能和形式的统一 如塑料儿童餐具 要设计出好的产品，必须使材料在制成物和作用于人的 过程中，真正做到“料尽其材，物尽其用” 工程材料 第1章 概述 1设计与材料概述 举例：椅子 远古时期，采用天然石材制作的石椅 子。 后来出现用木材制作家具。我国明代 家具，在家具发展史中占有重要地位。 明式椅子具有简、厚、精、雅之特色， 所用木材多为紫檀木、黄花梨木、杞 梓木，红木、乌木、铁力木和楠木等。 概念及重要性 工程材料 第1章 概述 1设计与材料概述 工业革命后，新材料不断出现。 1919年，德

8、国格罗佩斯(Walter Gropius)创办包豪斯学校 (Bauhaus)，兴起的“包豪斯” 学派，由马谢尔布鲁耶 (Marcel Breuer)领导的家具改 革，开辟了家具设计新的一页, 设计制造出了世界上第一张以 标准件构成的钢管椅瓦西 里椅。首创了世界钢管椅的设 计，突破了原有木制椅子的造 型范围。 概念及重要性 工程材料 举例：瓦西里椅 第1章 概述 1设计与材料概述 20世纪三四十年代以后， 由于合成树脂的迅速发 展和高频胶合技术的应 用，产生了一种新的椅 子形态胶合板椅， 赋予椅子新的造型风格。 如芬兰设计师阿尔瓦阿 尔托(Alvar Aalto)设计的 弯曲胶合板椅。 概念及重

9、要性 工程材料 举例：弯曲胶合板椅 第1章 概述 1设计与材料概述 此外，新的合金技术，合 成化学技术也为椅子提供 了各类高性能的轻质合金 材料及高分子聚合材料。 如设计师威勒潘顿 (Verner Panton)设计的塑 料椅。 设计师皮尔罗加提(Piero Gatti)等设计的Sacco椅，采 用乙烯基布缝制成一个锥 状袋子，内装颗粒状聚苯 乙烯泡沫球。 概念及重要性 工程材料 举例：塑料椅与 Sacco椅 第1章 概述 1设计与材料概述 l材料材料(广义广义) ： 指人的思想意识之外的所有物质指人的思想意识之外的所有物质 l材料材料(狭义狭义)： 指工业生产加工所使用的物质指工业生产加工所

10、使用的物质 l材料的基本属性：材料的基本属性： 必须有恰当的性能 可用于满足人类生产和生活的某一特定需要 须有加工和利用的可能性 必须有某种经济性 工程材料 第1章 概述 1设计与材料概述 概念及重要性 工程材料 第1章 概述 1设计与材料概述 l综合材料发展的时代，归纳为五个发展阶段综合材料发展的时代，归纳为五个发展阶段 使用天然材料，如：兽皮、甲骨、羽毛、树木、草 叶、石块、泥土等。 距今约1万年前20世纪初至今（横跨新石器时代、 铜器时代和铁器时代） 代表性的三大人造材料代表性的三大人造材料: 陶、铜、铁陶、铜、铁 第1章 概述 2设计材料的发展 工程材料 （20世纪初， 以合成高分子材

11、料的出现标志） 合成高分子材料合成高分子材料 （合成塑料、合成纤维及合成橡胶等） 功能高分子材料功能高分子材料（经辐射的高分子聚合物） 合金材料合金材料（铁碳合金、铝合金、铜合金等） 无机非金属材料无机非金属材料（陶瓷材料） 超导材料、半导体材料、光纤材料、人造金刚石、立超导材料、半导体材料、光纤材料、人造金刚石、立 方氮化棚、金属氢等方氮化棚、金属氢等 高性能结构材料和功能材料高性能结构材料和功能材料（不锈钢、铁合金、超耐热 钢、超硬合金、压电材料、铁电材料、热电材料、光电 材料、激光材料、磁光材料、声光材料等） 工程材料 第1章 概述 2设计材料的发展 （20世纪50年 代，以金属陶瓷材料

12、的出现为标志） 金属陶瓷金属陶瓷（金属与陶瓷的复合材料） 玻璃钢玻璃钢（玻璃纤维与高分子材料的 复合材料） 铝塑薄膜铝塑薄膜 在高真空状态下将铝蒸在高真空状态下将铝蒸 发到各种基膜上的一种薄膜产品发到各种基膜上的一种薄膜产品 梯度功能材料梯度功能材料（组成、结构、性能 随材料的空间位置而连续变化的材 料） 抗菌材料抗菌材料 如：塑料玩具用抗菌材料、 纺织品等 工程材料 第1章 概述 2设计材料的发展 l一般复合材料的整体材料性能是同一的，但有时希望同一件材料 两侧具有不同的性质或功能，且两侧结合完美，不至于在苛刻的 条件下因性能不匹配发生破坏 l例如超音速燃烧冲压式发动机，燃烧气体的温度超过2

13、000； 燃烧室壁另一侧要经受燃料液氢的冷却，温度200左右。 l将金属和陶瓷联合使用，陶瓷对付高温，金属对付低温。但将 金属和陶瓷结合时，由于二者的界面热力学特性匹配不好，在 极大的热应力下还会被破坏。 l1984年平井敏雄提出梯度功能材料：通过连续地改变两种材 料的组成和结构，使其内部界面消失，得到功能相应于组成和 结构的变化而渐变的非均质材料。 l对上述的燃烧室壁，在陶瓷和金属之间通过连续地控制内部组 成和微细结构的变化，使两种材料之间不出现界面，从而使整 体材料耐热应力强、机械强度好。 工程材料 第1章 概述 2设计材料的发展 形状记忆合金形状记忆合金 感温磁钢感温磁钢 光致变色玻璃光

14、致变色玻璃 热致变色玻璃热致变色玻璃 智能混凝土等智能混凝土等 工程材料 第1章 概述 2设计材料的发展 l1963年，美国海军军械研究室 试验中需要镍钛合金丝， 领回来的是弯曲的，为使用方便进行拉直 l后续试验中：当温度升到一定值的时候，拉得笔直的合金丝， 魔术般地迅速恢复到原状，且丝毫不差。只要达到一定温度， 便立即恢复到原样。 l好像在从前被“冻”得失去知觉时被人们改变了形状，当温 度升高到一定值，“苏醒”，又“记忆”起原样，便恢复面 目。 工程材料 第1章 概述 2设计材料的发展 不仅单次“记忆”能力几乎可达百分之百，即使重复500万次以 上也不会产生丝毫疲劳断裂 享有“永不忘本”、“

15、百折不挠”等美誉，被比作一个人永不 变节、坚贞不屈的精神和气节 工程材料 第1章 概述 2设计材料的发展 l1969年7月20日，乘坐“阿波罗-11号”登月 舱的美国宇航员阿姆斯特朗在月球上踏下第一 个人类脚印，这位勇士从月宫里传回富于哲理 的声音：“ 对我个人来说，这只是迈出的一对我个人来说，这只是迈出的一 小步；但对全人类来说，这是跨了一大步小步；但对全人类来说，这是跨了一大步 ” l阿姆斯特朗当时的图像和声音通过形状记忆合 金制成的天线从月球传输回地面 工程材料 第1章 概述 2设计材料的发展 工程材料 第1章 概述 2设计材料的发展 眼睛架 形状记忆合金还可以用作消防报警装置及电器设备

16、的保险开关装置 工程材料 第1章 概述 2设计材料的发展 l温度特性：在常温状态下，为铁磁物质，能够吸引硬 磁，此转 变温度称为居里点。居里点随着软磁材料的成分而变 化 电饭煲的控制温度103，在饭熟后断电，断 电后不能自动复位 工程材料 第1章 概述 2设计材料的发展 l21世纪新材料产品向着实现智能化、多功能化、环保、 复合化、低成本化、长寿命及按用户进行订制的方向 发展 目前新材料的发展热点目前新材料的发展热点: l信息材料：信息材料：激光材料、高亮度发光二极管材料、红外 探测器材料、液晶显示材料、光纤材料等 （ ） 工程材料 第1章 概述 2设计材料的发展 l新能源材料新能源材料 l绿

17、色二次电池、氢能、燃料电池、太阳能电池和核能。 如：高能储氢材料、聚合物锂离子电池材料、质子交换 膜燃料电池材料、多晶薄膜太阳能电池材料等 l纳米材料纳米材料 l比如纺织行业：纳米材料改性的功能纤维产品相继问世； 抗菌抑菌、红外保温、负离子释放、自清洁、阻燃和防 水防静电产品已进入市场；纳米涂料 工程材料 第1章 概述 2设计材料的发展 l超导材料超导材料 l不断探求更高温度超导体材料在能源、电力、 移动通讯等域的应用，如超导电缆 l化工新材料化工新材料 l向高性能化、多功能化、精细化、低成本化、 工艺无害化等方向发展 工程材料 第1章 概述 2设计材料的发展 l高性能结构材料高性能结构材料

18、l钢铁和有色金属材料向高性能、多功能化方向发展 l高性能结构陶瓷向强韧化、易成形加工方向发展 l高分子材料向集成化、智能化、多功能化方向发展 l复合材料向高性能、低成本方向发展 工程材料 第1章 概述 2设计材料的发展 l第一代材料：石器时代天然材料 l第二代材料：加工材料 l第三代材料：高分子材料 l第四代材料：复合材料 l第五代材料：智能材料或应变材料 第1章 概述 3设计材料的几种分类 工程材料 材料材料 金属金属 材料材料 无机无机 非金属非金属 材料材料 高分子高分子 材料材料 复合复合 材料材料 黑色黑色 金属金属 有色有色 金属金属 特殊特殊 金属金属 材料材料 硅酸盐硅酸盐 材

19、料材料 新型无新型无 机非金机非金 属材料属材料 合成合成 塑料塑料 橡胶橡胶纤维纤维涂料涂料 黏合剂黏合剂 树脂基树脂基 复合复合 材料材料 金属基金属基 复合复合 材料材料 陶瓷基陶瓷基 复合复合 材料材料 碳碳- -碳碳 复合复合 材料材料 生铁生铁 钢钢 工业工业 纯铁纯铁 重金属重金属 轻金属轻金属 贵金属贵金属 稀有稀有 金属金属 玻璃玻璃 陶瓷陶瓷 耐火耐火 材料材料 搪瓷搪瓷 材料材料 热塑性热塑性 塑料塑料 热固性热固性 塑料塑料 天然天然 橡胶橡胶 合成合成 橡胶橡胶 天然天然 纤维纤维 合成合成 纤维纤维 合成合成 树脂树脂 涂料涂料 油脂、油脂、 天然树天然树 脂涂料脂

20、涂料 人造人造 纤维纤维 化学化学 纤维纤维 l天然材料：保持自然特性或低度加工。竹、棉、 毛；黏土、矿石 l加工材料：介于天然和人造之间，人为加工。 胶合板、细木工板、纸张 l人造材料：人工制造。皮革、合金金属 l颗粒材料 l线状材料 l面状材料 l块状材料 工程材料 第1章 概述 3设计材料的几种分类 l（1）材料密度 l材料在绝对密实的状态下单位体积的质量材料在绝对密实的状态下单位体积的质量 l 式中：m 干燥材料的质量（kg）；V 材料在绝对 密实状态下的体积（m3） )( 3 mkg V m 工程材料 第1章 概述 4设计材料的几种分类 l（2）力学性能 强度 弹性 塑性 脆性与韧性

21、 硬度 疲劳特性 耐磨性 工程材料 第1章 概述 4设计材料的几种分类 材料在静载荷材料在静载荷(外力外力)作用下抵抗塑性变形作用下抵抗塑性变形 和破坏作用的能力，包括和破坏作用的能力，包括抗压强度、抗拉强度、抗压强度、抗拉强度、 抗弯强度、抗剪强度等。抗弯强度、抗剪强度等。 屈服强度：屈服强度： 抗拉强度：抗拉强度： a 0 (MP ) s s P F 材料开始发生明显塑性变形时的拉力 试样原始横截面积 ba 0 (MP ) b P F 试样拉断前的最大拉力 试样原始横截面积 第1章 概述 4设计材料的几种分类 工程材料 材料在外力作用下产生变形，当外力去除后仍能材料在外力作用下产生变形，当

22、外力去除后仍能 完全恢复其原来形状的性能完全恢复其原来形状的性能 l弹性极限弹性极限 材料在弹性变形范围内所能承受的最大应材料在弹性变形范围内所能承受的最大应 力力 l弹性模量弹性模量 材料承受外力时抵抗弹性变形的能力，衡材料承受外力时抵抗弹性变形的能力，衡 量材料的刚度量材料的刚度 e ea 0 (MP ) P F 弹性范围内的最大拉力 试样原始横截面积 e a E(MP ) 弹性极限 相对变形量 第1章 概述 4设计材料的几种分类 工程材料 材料在外力作用下产生变形，当外力去除后仍保材料在外力作用下产生变形，当外力去除后仍保 持外力作用时的形状而不破裂的性能。持外力作用时的形状而不破裂的性

23、能。 l材料的塑性指标：材料的塑性指标： 断面收缩率断面收缩率 : 伸长率伸长率 ： %100 原断面积 拉断后断面积原断面积 %100 拉伸前的长度 拉伸前的长度拉断后的长度 第1章 概述 4设计材料的几种分类 工程材料 材料在受外力作用达到一定限度时，材料在受外力作用达到一定限度时， 无明显变形无明显变形 而突然破坏的性质而突然破坏的性质 材料在冲击载荷或震动载荷作用下，材料在冲击载荷或震动载荷作用下， 能承受很大能承受很大 变形而不破坏的能力，也称冲击韧性变形而不破坏的能力，也称冲击韧性 指金属材料承受无限次交变载荷而不发生断指金属材料承受无限次交变载荷而不发生断 裂破坏的最大应力裂破坏

24、的最大应力 第1章 概述 4设计材料的几种分类 工程材料 材料抵抗其他物体压入自身表面的能力，反材料抵抗其他物体压入自身表面的能力，反 映材料局部塑性变形的能力映材料局部塑性变形的能力 l金属材料的硬度：金属材料的硬度： 布氏硬度（布氏硬度（HB） 洛氏硬度洛氏硬度(HRA、HRB、HRC) 维氏硬度维氏硬度(HV) 第1章 概述 4设计材料的几种分类 工程材料 布氏硬度试验原理： 用载荷为用载荷为P P的力，把直径为的力，把直径为d d的钢球压入金属表面，保持一定时间后去除载荷，的钢球压入金属表面，保持一定时间后去除载荷， 测量钢球在金属表面上留有的圆形压痕的直径测量钢球在金属表面上留有的圆

25、形压痕的直径d d，并以此求出压痕面积，并以此求出压痕面积ABAB，并，并 以以P/ABP/AB作为布氏硬度的值。作为布氏硬度的值。即：HB=P/AB 布氏硬度试验原理布氏硬度试验原理 布氏硬度试验机布氏硬度试验机 第1章 概述 4设计材料的几种分类 工程材料 洛氏硬度试验原理： 方法与上相同，不同的是，用测量压痕凹陷深度来表示应度值。有三种 试验规范： HRA、HRC（金刚石圆锥压头）、HRB（钢球） 洛氏硬度试验原理洛氏硬度试验原理(测量过程测量过程) 洛氏硬度机洛氏硬度机 第1章 概述 4设计材料的几种分类 工程材料 维氏硬度试验原理： 方法与布氏硬度相同，区别在于使用的压 头形状为锥面

26、夹角为136的金刚石四楞 锥。 第1章 概述 4设计材料的几种分类 工程材料 l（3）热学性能 熔点 (单位：) 纯金属由固态转变为液态时的温度 比热容（单位：J/(kg-K) ）将1kg重的材料温度升高1 所需要的热量。 热膨胀系数 热导率（导热系数）（单位；W/(mK) 材料将热量从一 侧表面传递到另一侧表面的性质称为导热性。由热导率 或导热系数表示。 耐热性 耐燃性 耐火性 工程材料 第1章 概述 4设计材料的几种分类 热膨胀系数热膨胀系数 材料由于温度上升或下降会出现膨胀或收缩。 l 线膨胀系数线膨胀系数 材料上两点之间的单位距离在温度升高 1时的变化称为线膨胀系数（单位：1） 线膨胀

27、系数的比较：高分子材料金属材料陶瓷材料 l 体膨胀系数体膨胀系数材料由于温度变化出现膨胀或收缩按体 积计算时，称体膨胀系数。一般可概略看作线膨胀系数的3倍。 第1章 概述 4设计材料的几种分类 工程材料 l（4）电性能 导电性：材料传导电流的能力 电绝缘性：与导电性相反 l（5）磁性能：被磁化后呈现磁性强弱性能 l（6）光性能：对光的反射、折射、投射作用 l（7）材料的化学性能 耐腐蚀性 抗氧化性 耐候性：保持物理化学性质不变 工程材料 第1章 概述 4设计材料的几种分类 l（1）加工成型性 l材料通过加工成型才能成为产品，并体现出设计者的 设计思想。 l容易加工和成型的材料是设计的最佳选择材

28、料，也是 衡量设计材料好坏的重要因素之一。 l不同的材料有不同的加工、成型方法。 加工工艺性能优良, 具有切削加工性（车、钻、锤、 磨、铣、刨等）；热加 工成型（铸造、锤锻、轧制、拉拔、 挤压等）。 一种优良的造型材料, 用途极广。可切削加工（锯、 刨、打孔、组合等），可压制成型； 可塑性极好，可以在较低温度条件下加工成型（注射、 挤压、模压、浇铸、缠绕、烧结、真空成型、吹塑等）；二 次加工工艺成型（以塑料的板、片、模、管及模制品为原料, 经过机械加工、热成型、接合、表面装饰等）。 工程材料 第1章 概述 4设计材料的几种分类 l（2）环境形状保持性 l工业设计材料应能适应环境条件，经得起自然

29、因素的 变化和周围介质的破坏作用，不会很轻易的出现退色、 粉化、腐朽、破坏等现象。 l充分了解设计材料本身所具有的这种性质，合理地使 用和保护材料是设计中应注意的问题。 影响耐侯性的常见因素：影响耐侯性的常见因素： l 物理因素物理因素 日、风、雨、潮、高温、冰冻等； l 化学因素化学因素 酸、碱、腐蚀性微量元素等 工程材料 第1章 概述 4设计材料的几种分类 l（3）表面工艺性 l工业设计的成品不能是基材或毛坯，而应通过一 系列的表面处理，优化或改变材料表面状态，其 母的除得到防腐蚀、防化学药品、防污染、提高 产品的使用寿命外，还可提高材料的表面装饰效 果，获得美观的外形，提高产品的附加价值

30、。 l不同的材料有不同的表面工艺处理方法，从而赋 予材料表面以多种外光特征。根据材料的性质和 产品使用环境，正确选择表面处理和表面精饰工 艺是提高产品外观质量的重要途径。 工程材料 第1章 概述 4设计材料的几种分类 第1章 概述 4设计材料的几种分类 工程材料 l（1）可持续概念的提出 l（2）4R理念 l（3）材料设计的经济性 l（4）“师法自然”的理念 工程材料 第1章 概述 4设计材料的几种分类 l感性：指人对物所持有的感觉或意象，具有人 对物的心理上的期待感受。 l设计材料的感性：指材料作用于人的认知体验。 是人们通过感觉器官对材料做出的综合印象。 l产品形态设计的三大基本感觉要素：

31、形态感、 色彩感、材质感 第1章 概述 5设计材料的感性 工程材料 l（1）质感的定义 l质感（材质感）：物体构成材料和构成形式不 同而体现的表面特征 质感的形式要素肌理 质感的内容要素质地 l质感的两个基本属性： 生理属性：产品表面作用于人的触觉和视觉系统的刺 激性信息，如软硬、粗细、冷暖、凸凹、干湿、滑涩 等 物理属性：产品表面传达给人知觉系统的意义信息， 如材质类别、性质、机能、功能等 第1章 概述 5设计材料的感性 工程材料 质感的形式要素肌理 l肌理是质感最主要的特征！肌理是质感最主要的特征！ l能将肌理处理的十分恰当，基本上就会形成好质感能将肌理处理的十分恰当，基本上就会形成好质感

32、 ：由于材料表面的配列、组织构造不同，使人得到：由于材料表面的配列、组织构造不同，使人得到 触觉质感和视觉质感触觉质感和视觉质感；或指物体表面的组织构造；或指物体表面的组织构造； l按人的生理和心理感觉分为：按人的生理和心理感觉分为： l触觉质感触觉质感（触觉肌理或一次肌理）：凹凸、粗细 l视觉质感视觉质感（视觉肌理或二次肌理）：花纹、图案 l按材料的物理和化学特性分为： l自然质感 l人为质感 第1章 概述 5设计材料的感性 工程材料 l（2）触觉材质感 l定义 l触觉质感是人对质感认识的主要体验和感觉 和味觉、嗅觉一样，属于初级感觉或粗觉，靠 人手及皮肤接触外界物体（产品），直接刺激 接触

33、部位游离神经末梢带给人的感觉。 第1章 概述 5设计材料的感性 工程材料 触觉质感举例触觉质感举例 第1章 概述 5设计材料的感性 工程材料 第1章 概述 5设计材料的感性 工程材料 l（2）触觉材质感 l触觉材质感的构成 l生理构成：、位置觉、振颤觉等。 l心理构成： l按刺激性质分： ：细滑、柔软、光洁、湿润、凉爽、娇嫩 l厌憎的：刺、烫、麻、辣、粘、涩、粗、乱 l按刺激后效分：短暂的模糊的； l物理构成：皮肤弹性与物面（或刚性、挠性、弹性、脆性） 之间的摩擦作用所产生的生理刺激信息 l物体表面微元的构成形式 l物面微元凹凸，均匀的频率变化 触觉）；（大小不等量的混乱刺激） 第1章 概述

34、5设计材料的感性 工程材料 l（3）视觉材质感 l定义 l视觉质感视觉质感是触觉质感的综合和补充是触觉质感的综合和补充 在心理学在心理学 中它中它与听觉共称为精觉，与听觉共称为精觉，靠眼睛的观察而感知 外界物体（产品）表面，并结合人类长期触觉 经验的积累，在头脑中做出的质感反应。 工程材料 第1章 概述 5设计材料的感性 视觉质感视觉质感 视觉质感 第1章 概述 5设计材料的感性 工程材料 日本仿真石壁纸 第1章 概述 5设计材料的感性 工程材料 l（3）视觉材质感 l视觉质感的特点 l它是触觉质感的综合与补充 l间接性、经验性、知觉性、遥测性 l不真实、综合、估量 l可利用视觉错觉，营造假象

35、的触觉质感 l视觉质感设计中，应注意区别 l远距离的和近距离的视觉质感 l室内的和室外的视觉质感 l固定形态的和流动形态的视觉质感 l主体表面的和背景表面的视觉质感 l实用的和审美的视觉质感 第1章 概述 5设计材料的感性 工程材料 第1章 概述 5设计材料的感性 工程材料 l（3）视觉材质感 l视觉质感特点的应用 l在工程塑料上烫印铝箔呈现金属质感 l在陶瓷上真空镀上一层金属 l在纸材上印制木纹、布纹、石纹等 在视觉中造成假像的触觉质感在工业造在视觉中造成假像的触觉质感在工业造 型设计中应用较为普遍。型设计中应用较为普遍。 第1章 概述 5设计材料的感性 工程材料 l（4）自然材质感 l材料

36、的自然材质感是材料本身固有的质感，是材料的 成分、物理化学特性和表面肌理等物面组织所显示的 特征。 l（5）人为材质感 l材料的人为质感是人有目的地对于材料表面进行技术 研究和艺术性加工处理，使其具有材料自身非固有的 表面特征。突出人为性，强调工艺美和技术创造性。 工程材料 第1章 概述 5设计材料的感性 l（1）对设计材料感性的描述 不同材料其质感具有差异性，我们 采用语意尺度法（李克尺度法）来 测定各种材料的质感属性。 l（2）材料感觉特性的测定 l（3）影响材料感觉特性的相关 因素 l材料种类 l材料成型加工工艺和表面处理工艺 工程材料 1.自然人造11.浪漫拘谨 2.高雅-低俗12.协

37、调冲突 3.明亮阴暗13.亲切冷漠 4.柔软坚硬14.自由束镈 5.光滑粗糙15.古典现代 6.时髦保守16.轻巧笨重 7.干净肮脏17.精致粗略 8.整齐杂乱18.活泼呆板 9.鲜艳平淡19.科技手工 10.感性理性20.温暖凉爽 第1章 概述 5设计材料的感性 l（1）材料的色彩美 工业设计中，材料是色彩的载体，色彩有衬托 和强化材料质感的作用 l固有色彩 l人为色彩 l相似色材料组合 l对比色材料组合 工程材料 第1章 概述 5设计材料的感性 第1章 概述 5设计材料的感性 工程材料 l（2）材料的肌理美 肌理是由天然材料自身的组织结构或人工材料 的人为组织设计而形成的，在视觉或触觉上可

38、 感受到的一种表面材质效果。 l自然肌理 l再造肌理 l材料肌理的组合 工程材料 第1章 概述 5设计材料的感性 l（3）材料的光泽美 材料的光泽美主要是通过人的视觉感受而获得心理、 生理方面的反应，从而形成审美体验。 l透光材料 l反光材料 l（4）材料的质地美 材料的质地是材料内在的本质特征，主要由材料自身 的组成、结构、物理化学特性来体现，主要表现为材 料的软硬、轻重、冷暖、干湿、粗细等。 l材料的质地 l不同质地材料的配置 工程材料 第1章 概述 5设计材料的感性 第1章 概述 5设计材料的感性 工程材料 l（5）材料美感的形式法则 l配比律：材质整体与局部、局部之间的配比关系和 谐、多样统一 l调和法则：使整体各部位物面质感统一和谐 特点：在差异中趋向于在差异中趋向于“同同” l对比法则：使各部位物面材质、工艺对比变化 特点：在差异中倾向于在差异中倾向于“对立对立”和和“变化变化” l主从旋律： l适合律： 工程材料 第1章 概述 5设计材料的感性 调和法则调和法则 如塑料制品很少和木制品相配； 机床配上木手柄也格格不入。最好在同一质材 的整体设计中对各部位作相近的表面加工处理， 以达到质感的统一 第1章 概述 5设计材料的感性 工程材料 调和法则 第1章 概述 5设计材料的感性 工程材料 对比法则对比法则 l材质的对比虽不会