《材料的选用》课件

材料的选用课程目标1掌握材料的基本属性了解常见材料的物理、化学、力学性能。2熟悉材料的选用原则学习根据产品要求和应用场景选择合适的材料。3掌握材料性能对比分析方法能够运用科学方法比较不同材料的优缺点，选择最优方案。材料的基本属性力学性能材料抵抗外力作用的能力，包括强度、硬度、韧性等。物理性能材料在物理环境中的表现，包括密度、熔点、导热性等。化学性能材料与化学物质反应的能力，包括耐腐蚀性、耐酸碱性等。加工性能材料可加工成型的难易程度，包括可塑性、可焊性等。材料的力学性能强度材料抵抗外力破坏的能力，例如抗拉强度、抗压强度、抗剪强度。硬度材料抵抗硬物压入或划伤的能力，例如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度。韧性材料在断裂前吸收能量的能力，例如冲击韧性、弯曲韧性。塑性材料在外力作用下发生永久变形的能力，例如伸长率、断面收缩率。材料的物理性能密度材料单位体积的质量，影响材料的重量和承载能力。热性能材料对热量的反应，包括熔点、热膨胀系数和热导率。电性能材料传导电能的能力，影响材料在电子设备和电路中的应用。材料的化学性能耐腐蚀性材料抵抗化学物质腐蚀的能力，例如酸、碱、盐等。化学稳定性材料在特定环境下抵抗化学变化的能力，例如氧化、还原、分解等。相容性材料与其他物质之间相互作用的能力，例如与其他材料的粘合、溶解性等。材料的加工性能可加工性材料是否易于加工成所需形状或尺寸。例如，金属的可塑性高，易于成形，而陶瓷则比较脆，加工难度较大。焊接性材料能否通过焊接连接在一起，影响产品的质量和可靠性。切削性材料是否易于用刀具切削加工，影响加工效率和成本。材料的可靠性耐久性材料能够在预期使用条件下保持性能，并避免过早失效。可靠性材料在特定条件下能够正常工作，并符合预期的性能标准。安全性材料在使用过程中不会对人身安全造成威胁，并符合相关安全规范。材料的成本1原材料包括材料的采购价格、运输成本和仓储费用。2加工费根据加工工艺、加工时间和加工设备的不同而有所差异。3人工费包括工人薪资、福利待遇和社保费用。4其他成本包括研发费用、管理费用和营销费用。材料的环保性可回收性材料是否能够回收利用，减少资源浪费。可降解性材料是否能够自然降解，避免环境污染。低能耗材料生产过程是否节约能源，减少碳排放。无毒害材料是否对环境和人体无毒害，确保安全使用。材料的审美性视觉效果材料的外观、颜色、纹理和光泽等因素会影响产品的视觉效果。触感材料的触感也会影响产品的感官体验，如木材的温暖触感、金属的光滑触感等。材料的应用领域建筑领域钢筋混凝土、钢结构、玻璃、陶瓷等材料应用于建筑物。汽车领域金属材料、塑料、橡胶等材料应用于汽车制造。电子领域硅、锗、铜、铝等材料应用于电子元件制造。金属材料金属材料是由金属元素或以金属元素为主的合金组成的材料。它们具有良好的导电性、导热性、延展性和强度，在工业、建筑、交通、电子等领域广泛应用。陶瓷材料陶瓷材料是无机非金属材料，通常由金属和非金属元素组成。陶瓷材料具有高强度、耐高温、耐腐蚀、抗氧化等优异性能，在电子、航空航天、机械、化工等领域具有广泛应用。高分子材料高分子材料是指由许多小分子通过共价键连接而成的长链或网状结构的物质。高分子材料种类繁多，性能各异，广泛应用于日常生活和工业生产中，如塑料、橡胶、纤维、树脂等。复合材料复合材料是指由两种或多种不同材料组成，并通过物理或化学方法结合在一起的材料。它兼具多种材料的优良性能，如高强度、高模量、轻质、耐高温、耐腐蚀等。工程塑料耐用性工程塑料具有优异的耐用性和耐磨性，适用于高强度应用。轻量化工程塑料的密度较低，有助于减轻产品重量，提高效率。可塑性工程塑料可以加工成各种形状和尺寸，满足不同需求。天然材料天然材料是指直接源于自然界的物质，包括木材、棉花、羊毛、皮革、竹子、藤条等。它们具有可再生、环保、舒适等特点，在建筑、家具、服装等领域有着广泛应用。天然材料的应用越来越受到重视，人们越来越关注可持续发展和环保理念。天然材料的应用不仅能减少对环境的污染，还能创造更加舒适的生活空间。材料的选择原则性能匹配经济合理环保节约易于获得制定材料选用方案1需求分析确定材料应用场景、功能需求、性能指标等2材料筛选根据需求分析，选择符合性能指标的候选材料3方案评估综合考虑成本、加工工艺、环境影响等因素4方案优化对候选方案进行评估，选择最优的材料方案材料性能对比分析材料A材料B材料C表格中列出了几种材料的性能指标，便于比较不同材料的优劣势。材料成本经济性分析因素经济性分析方法指标初始成本成本比较分析材料单价、采购数量、运输费用加工成本成本核算加工工艺、人工费用、设备折旧使用成本寿命周期成本分析维修保养费用、能源消耗报废成本成本估算回收利用价值、处理费用材料综合性能评价1多指标评价考虑材料的力学性能、物理性能、化学性能、加工性能、成本、环保性等多个指标。2权重分配根据具体应用场景，对不同指标进行权重分配，体现不同指标的重要程度。3综合评分通过加权平均或其他综合评价方法，计算材料的综合评分，进行优劣排序。材料选用实例分析汽车车身钢材：强度高、价格低廉，但重量较重。铝合金：轻量化、耐腐蚀，但成本较高。手机外壳铝合金：轻巧、耐用，但易划伤。玻璃：美观、耐刮擦，但易碎。航空发动机高温合金：耐高温、抗氧化，但成本极高。陶瓷材料：耐高温、耐磨损，但易脆。金属材料应用实例建筑领域钢筋混凝土、钢结构等，金属材料的强度和韧性使其成为建筑工程中不可或缺的材料。交通工具汽车、飞机、轮船等，金属材料的强度和耐腐蚀性使其适用于制造各种交通工具。电子产品手机、电脑等，金属材料的导电性和耐热性使其广泛应用于电子产品制造。陶瓷材料应用实例陶瓷餐具陶瓷餐具因其耐高温、不易碎、易清洁等优点，成为家庭中常用的餐具。建筑材料陶瓷砖、瓦等是常用的建筑材料，具有耐磨、耐腐蚀、隔热等特点。电子元件陶瓷材料在电子元件中也扮演重要角色，例如电容、电阻、晶体管等。高分子材料应用实例包装塑料瓶和包装袋，轻便、耐用且易于生产。纺织合成纤维，如尼龙、涤纶和腈纶，具有耐用性、耐水性和易于护理的特点。汽车汽车中广泛使用塑料零件，如仪表板、保险杠和车门饰板，以降低重量和成本。复合材料应用实例1航空航天复合材料在飞机机身、机翼、尾翼等结构部件中得到广泛应用，显著减轻重量，提高飞机性能。2汽车制造复合材料用于车身、底盘、座椅等部件，可以减轻车身重量，提高燃油效率，并增强车辆安全性。3运动器材复合材料应用于高尔夫球杆、网球拍、自行车等运动器材，可以提高强度、韧性，并减轻重量，提升运动性能。材料选用的注意事项综合考虑充分考虑材料的性能、成本、加工性、环保性等因素，进