GT4.1材料常识

1、材料的分类材料的分类天然材料天然材料合成材料（人造材料）合成材料（人造材料）混合材料混合材料材料的性能材料的性能物理性能：强度物理性能：强度 弹性弹性 韧性韧性 硬度硬度 延展性延展性化学性能化学性能加工性能加工性能几种常用材料几种常用材料木材木材金属材料金属材料塑料塑料设计时如何选择材料设计时如何选择材料材料的固有特性材料的固有特性材料的工艺性材料的工艺性材料的质感材料的质感消费者需求消费者需求设计的基本原则设计的基本原则一、材料的分类一、材料的分类产自天然、保持着原本材质、未经深度加工的材料。产自天然、保持着原本材质、未经深度加工的材料。分类：分类：1).1).天然的金属材料天然的金属材料

2、, ,几乎只有自然金几乎只有自然金; ; 2). 2).天然的有机材料天然的有机材料, ,有木材、竹材、草等来自植物界的有木材、竹材、草等来自植物界的, ,与皮革、毛与皮革、毛皮、兽角、兽骨等来自动物界的材料。这些都是人类乐于使用并有很高使皮、兽角、兽骨等来自动物界的材料。这些都是人类乐于使用并有很高使用价值的一类用价值的一类; ; 3). 3).天然的无机材料天然的无机材料, ,有大理石、花岗岩等石材、粘土等。有大理石、花岗岩等石材、粘土等。 世界著名产地有南非的威特沃特斯兰德、美国的加利福尼亚和阿拉斯加、世界著名产地有南非的威特沃特斯兰德、美国的加利福尼亚和阿拉斯加、澳大利亚的新南威尔士、

3、加拿大的安大略、俄罗斯的乌拉尔和西伯利亚等澳大利亚的新南威尔士、加拿大的安大略、俄罗斯的乌拉尔和西伯利亚等地。中国的山东、黑龙江、可可西理、河南小秦岭和湖南等地均有产出。地。中国的山东、黑龙江、可可西理、河南小秦岭和湖南等地均有产出。世界上最大的一块自然金发现于世界上最大的一块自然金发现于18581858年，产地是澳洲西部的巴拉喇脱金矿，年，产地是澳洲西部的巴拉喇脱金矿，它的重量为它的重量为83.9583.95公斤。公斤。 金针刺穴金针刺穴黄帝内经黄帝内经、金匮要略金匮要略等中药医典籍中的记载非常多等中药医典籍中的记载非常多各种中草药、姜、葱各种中草药、姜、葱本草纲目本草纲目虫部记载、阿胶、牛

4、黄、蚕砂、虫部记载、阿胶、牛黄、蚕砂、血余碳、血余碳、朱砂、朱砂、百草霜、伏龙肝、地浆水、硼砂百草霜、伏龙肝、地浆水、硼砂、雄黄、砒霜、雄黄、砒霜、中医中的天然材料：中医中的天然材料：1)1). .金属材料：金属材料：2)2). .有机材料：有机材料： 植物材料：植物材料： 动物材料：动物材料：3)3). .无机材料：无机材料：藏医、蒙医、韩医等藏医、蒙医、韩医等 1. 1.具有强烈的个性具有强烈的个性; ; 2. 2.材料的性能、纯度的偏差大材料的性能、纯度的偏差大; ; 3. 3.地域性强地域性强, ,表现在不同地区的出产偏差值大表现在不同地区的出产偏差值大, ,或者产地仅仅局限或者产地仅

5、仅局限在少数地区在少数地区; ; 4. 4.材料的形状、性能不一，有形状与数量的限制材料的形状、性能不一，有形状与数量的限制; ; 5. 5.一般不适宜作为单一品种大批量产品的材料使用一般不适宜作为单一品种大批量产品的材料使用, ,而多用手工而多用手工工艺产品。工艺产品。 天然材料是与人及自然最为调和的材料天然材料是与人及自然最为调和的材料, ,用它们制作的产品具有用它们制作的产品具有高雅质朴的品格，与人之间最具亲和感，是最乐用的材料之一，尤其高雅质朴的品格，与人之间最具亲和感，是最乐用的材料之一，尤其是天然的有机材料。常将它们加工成加工材料，以改善性能、纯度，是天然的有机材料。常将它们加工成

6、加工材料，以改善性能、纯度，减少地域性的偏差、以及形状与数量的限制。在充分保持天然材料个减少地域性的偏差、以及形状与数量的限制。在充分保持天然材料个性与品格的基础上，使之亦适用于单一品种大批量的产品，能更好地性与品格的基础上，使之亦适用于单一品种大批量的产品，能更好地为工业设计师所利用。为工业设计师所利用。 天然材料的特点和局限天然材料的特点和局限合成材料又称人造材料，是人为地把不同物质经化学方法或聚合合成材料又称人造材料，是人为地把不同物质经化学方法或聚合作用加工而成的材料作用加工而成的材料, ,其特质与原料不同其特质与原料不同, ,如塑料、玻璃、钢铁等。如塑料、玻璃、钢铁等。 数字在数字在

7、 05 05 或以上就可以循环再用。或以上就可以循环再用。 而数字愈大愈安全。而数字愈大愈安全。 小于小于 05 05 ，即，即 04 04 或以下，甚至没有数字，请勿再利用或加热使用，或以下，甚至没有数字，请勿再利用或加热使用， 塑料、合成纤维塑料、合成纤维和合成橡胶合成橡胶号称20世纪三大有机合成技术。它的登台大大地提高了国民生活水平，对国计民生的重要性是不言而喻的。 混合材料是天然材料与合成材料的综合，会保持部分混合材料是天然材料与合成材料的综合，会保持部分原来的特质，如胶合板、纸、混纺料等。原来的特质，如胶合板、纸、混纺料等。1.1.强度强度：材料承受外力而不被破坏的能力。材料承受外力

8、而不被破坏的能力。使用辘轳从水井里打水，辘轳套在固定的木轴上，井绳绕在辘轳上，使用辘轳从水井里打水，辘轳套在固定的木轴上，井绳绕在辘轳上，摇动把手使辘轳转动从而带动水桶上升，辘轳受到的力主要是摇动把手使辘轳转动从而带动水桶上升，辘轳受到的力主要是（ ） A.拉力拉力 B.剪切力剪切力 C.扭转力（扭距）扭转力（扭距） D.弯曲力（弯矩）弯曲力（弯矩）C 3.3.韧性：韧性：脆性脆性材料抗冲击震动的性能。材料抗冲击震动的性能。如如: :木材、石材、陶瓷、砖、木材、石材、陶瓷、砖、, ,钢材和铸铁。钢材和铸铁。2.2.弹性弹性: :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。材

9、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。4.4.硬度硬度：材料抵抗刮削、切割或磨损的能力。材料抵抗刮削、切割或磨损的能力。早在早在18221822年，年，Friedrich mohsFriedrich mohs提出用提出用1010种矿物来衡量世界上最硬的和最软的物体，种矿物来衡量世界上最硬的和最软的物体，这是所谓的摩氏硬度计。按照他们的软硬程度分为十级：这是所谓的摩氏硬度计。按照他们的软硬程度分为十级：1 1）滑石）滑石 2 2）石膏）石膏 3 3）方解石）方解石 4 4）萤石）萤石 5 5）磷灰石）磷灰石 6 6）正长石）正长石 7 7）石英）石英 8 8）黄玉）黄玉

10、9 9）刚玉）刚玉 1010）金刚石）金刚石简单记忆方法：滑石方、萤磷长、石英黄玉刚金刚简单记忆方法：滑石方、萤磷长、石英黄玉刚金刚 5 5. .延展性延展性( (塑性）塑性）：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。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。蜡、金属，如金、银、铜、铝等都具有良好的延展性。蜡、金属，如金、银、铜、铝等都具有良好的延展性。6.6.其他其他：与温度有关的性能、电有关的性能、化学性能、加工性能（工艺性能）。与温度有关的性能、电有关的性能、化学性能、加工性能（工艺性能）。熔点、耐热性、导热熔点、耐热性、导热

11、性、热胀性、热熔性性、热胀性、热熔性导电性、导电性、绝缘性绝缘性抗氧化性、抗氧化性、耐腐蚀性耐腐蚀性适熔铸、适锻造、适熔铸、适锻造、适切削、适弯折适切削、适弯折( (一一) )木材木材1.1.质地较软的木材质地较软的木材 (1)(1)杉木，又叫沙木杉木，又叫沙木 (2)(2)松木松木2.2.软硬适中的木材软硬适中的木材 (1)(1)樟木樟木 (2)(2)槠木，又叫株木槠木，又叫株木 (3)(3)梓木梓木3.3.人造板材人造板材 (1)(1)胶合板，又叫夹板胶合板，又叫夹板 (2)(2)其他人造板，纤维板、刨花板等其他人造板，纤维板、刨花板等 (3)(3)饰面板饰面板( (二二) )金属材料金属

12、材料1 1、黑色金属、黑色金属含铁金属，包括钢、铁及其合金2 2、有色金属、有色金属不含铁金属，包括轻金属、重金属、贵金属、稀有金属黑色金属又称钢铁材料，包括含铁黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%90%以上的以上的工业纯铁，含碳工业纯铁，含碳2%2%4%4%的铸铁，含碳小于的铸铁，含碳小于2%2%的的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。还包括铬、锰及其合金。有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分

13、为轻金属、重金属、贵金属、及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等，有色合金的半金属、稀有金属和稀土金属等，有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。阻温度系数小。按用途：结构钢、工具钢、按用途：结构钢、工具钢、 特殊性能钢特殊性能钢按成分：碳素钢、合金钢按成分：碳素钢、合金钢按质量：普通钢、优质钢按质量：普通钢、优质钢( (三三) )塑料塑料 1 1、热塑性塑料热塑性塑料 物态变化可循环 2 2、热固性塑料热固性塑料 物态变化不可循环 塑料属于合成材料（人造材料），塑料属于合成材料（人造材料），是一种

14、石油化工产品。是一种石油化工产品。1 1、材料的固有特性、材料的固有特性2 2、材料的工艺性、材料的工艺性3 3、材料的质感材料的质感4 4、消费者的需求、消费者的需求5 5、符合设计的基本原则、符合设计的基本原则科学性科学性实用性实用性创新性创新性安全性安全性经济性经济性美观性美观性技术规范性技术规范性可持续性发展性可持续性发展性2. .下列不属于合成材料的是（下列不属于合成材料的是（ ） A.胶合板胶合板 B.玻璃玻璃 C.钢铁钢铁 D.木塑木塑4.臂力器是一种锻炼人的上肢力量臂力器是一种锻炼人的上肢力量 、 增加手臂肌肉强度的健身器材增加手臂肌肉强度的健身器材 。 当人当人们使用它锻炼身

15、体时们使用它锻炼身体时 ，臂力器受到的力主要是（，臂力器受到的力主要是（ ） A. 拉力拉力 B. 剪切力剪切力 C. 扭转力（扭矩）扭转力（扭矩） D. 弯曲力（弯矩）弯曲力（弯矩）6.塑性指固态材料的基本特性，是其保持形状的特性。下列材料中塑性塑性指固态材料的基本特性，是其保持形状的特性。下列材料中塑性（延展性）大的是（延展性）大的是（ ） A铝铝 B钢钢 C石材石材 D玻璃玻璃3. 结构件的基本受力形式有拉力、压力、剪切力、弯曲力、扭转力等，结构件的基本受力形式有拉力、压力、剪切力、弯曲力、扭转力等，下列说法不确切的是（下列说法不确切的是（ ） A拉力指物体所承受的拉拽力拉力指物体所承受

16、的拉拽力 B压力就是挤压物体的力压力就是挤压物体的力 C剪切力指大小相等、方向相反、作用于同一物体上的平行力剪切力指大小相等、方向相反、作用于同一物体上的平行力 D弯曲力指作用于物体，使它产生弯曲的力弯曲力指作用于物体，使它产生弯曲的力5.构件受外力作用时，要发生形状或大小的改变，这种改变称为变形。梯构件受外力作用时，要发生形状或大小的改变，这种改变称为变形。梯子的横梁与立柱的交接处承受的外力和产生的变形分别是（子的横梁与立柱的交接处承受的外力和产生的变形分别是（ ） A剪切力、剪切变形剪切力、剪切变形 B剪切力、弯曲变形剪切力、弯曲变形 C扭转力、扭转变形扭转力、扭转变形 D扭转力、弯曲变形

17、扭转力、弯曲变形7.图为世界上著名的美国金门大桥图为世界上著名的美国金门大桥 ， 它横跨金门海峡它横跨金门海峡 ， 将旧金山市与将旧金山市与 Marin 县连结起来请分析悬索桥上的绳县连结起来请分析悬索桥上的绳索除了承受自身的重力外，主要承受索除了承受自身的重力外，主要承受 （ ） A 拉力拉力 B 压力压力 C 扭转力扭转力 D 剪切力剪切力BA D AA1. .下列为天然材料的是（下列为天然材料的是（ ）A腈纶腈纶 B木材木材 C钛合金材料钛合金材料 D玻璃玻璃 AB7.分别在一根竹杆和一根同样尺寸的脆性塑料杆上不断加挂相同质量的重物，分别在一根竹杆和一根同样尺寸的脆性塑料杆上不断加挂相同

18、质量的重物，竹杆比脆性塑料杆能挂更多重物而不会断裂，说明了下列主要是（竹杆比脆性塑料杆能挂更多重物而不会断裂，说明了下列主要是（ ）影响）影响结构的强度结构的强度 。 A.材料材料 B.结构的形状结构的形状 C.构件横截面形状构件横截面形状 D.构件的连接方式构件的连接方式5.如图所示的结构承受竖直向下力如图所示的结构承受竖直向下力F的作用。该结构的材料的作用。该结构的材料选择不合理的是（选择不合理的是（ ） AAB选择硬支撑杆选择硬支撑杆 B. AB选择足够强度的绳索选择足够强度的绳索 CCB选择硬支撑杆选择硬支撑杆 D.CB选择足够强度的绳索选择足够强度的绳索 6.下列不是影响结构强度因素的是（下列不是影响结构强度因素的是（ ） A.材料材料 B.构件的连接方式构件的连接方式 C.颜色颜色 D.结构的形状结构的形状2 2.晾晒衣服时，通常的做法是在两根柱子之间系上一根软绳，柱子主要受到（晾晒衣服时，通常的做法是在两根柱子之间系上一根软绳，柱子主要受到（ ） A.弯曲力和扭转力弯曲力和扭转力 B.弯曲力和压力弯曲力和压力 C.剪切力和拉力剪切力和拉力 D.扭转力和拉力扭转力和拉力BAC 3.自行车链条是由多个金属构件连接而成的一种环形结构，其自行车链条是由多个金属构件连接而成的一种环形结构，其主要