5.3材料与制造工艺-高中通用技术必修《技术与设计1》课件.pptx

第三节材料与制造工艺教材p83-p94

在完成产品深化设计之后，设计人员还需要了解材料的具体特性及其制造工艺，这是确定设计方案的一个重要环节。技术探究当你为你的设计选择材料时，首先会考虑什么材料适合做这个产品。例如，雨伞伞面的布料需要有良好的防水性、延展性和弹性;灯罩的面料需要有较好的光线穿透性，防触电并起到保护眼睛的作用。除此之外，还要考虑美学特征。以下是我们生活中常用的物品(图5-21)，你能将制造它们所用的材料一一列出来吗?

设计方案中的零部件需要由特定材料加工而成，每一种材料都有其功能及工艺特性，我们需要了解材料特性，并正确选择材料和加工工艺。材料和加工工艺将直接影响产品的性能、成本和外观等。

一、材料的分类讨论交流生活中，我们经常会接触到木材、金属、塑料等材料，你知道材料是怎样分类的吗?

材料一般可分为天然材料、加工材料和复合材料。(一）天然材料天然材料是指不改变其在自然界中保持的状态，或只施加低度加工的材料，如木材、竹材、棉、毛、皮革、石材等（图5-22)。

(二）加工材料加工材料是指自然界存在的、不能直接使用的,或者自然界不存在的，需要经过人为加工或合成后才能使用的材料。如金属、玻璃、尼龙、塑料、橡胶等(图5-23）。

(三)复合材料复合材料是揣运用先讲的材料制备技术，将两种或两种以上不同性质的材料组分优化组合而成的具有综合性能的新材料（图5-24)。复合材料主要可分为结构复合材料(如玻璃纤维或碳纤维与树脂复合而成的材料)和功能复合材料（如导电橡胶等)。

开眼界智能材料智能材料是一种能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。属于智能材料的形状记忆合金已广泛应用于航空航天、机械电子、生物医疗、桥梁建筑、汽车工业及日常生活等多个领域（图5-25)。

技术探究材料除了可以按其来源进行分类外，还可以按照材料的物质结构、形态进行分类。请查阅相关资料，对材料进行分类，并将分类的结果与同学进行交流。

二、材料的性能材料的性能可以分为物理性能、化学性能和加工性能等。材料的物理性能主要包括与外力有关的性能、与温度有关的性能和与电有关的性能，其中，与外力有关的性能通常又称为材料的机械性能或力学性能。材料的化学性能是指材料对外界接触物的耐受性，也就是化学稳定性。在一般的工程领域，材料的机械性能与设计工作的关系甚为密切，最基本的有以下几种。

(一）强度强度是指材料承受外力而不被破坏（不可恢复的变形也属被破坏）的能力。根据材料外部受力种类的不同，强度可分为以下几种:(1)抗拉强度——材料承受“拉伸”变形的能力(图5-26)。(2)抗压强度——材料承受“挤压”变形的能力(图5-27)。

(3)抗弯强度——材料对致弯外力的承受能力(图5—28)。

(4)抗剪强度——材料承受剪切变形的能力（图5-29)。(5)抗扭强度——材料承受扭转变形的能力(图5-30)。

(二）弹性弹性是指材料受外力作用改变形状后，当外力消失时恢复原来形状的能力。(三）韧性韧性是指材料抗冲击震动的性能。例如。玻璃的韧性较差,受到撞击易碎。橡胶的韧性好，常被用来制造减震零件。(四）硬度硬度是指材料抵抗刮削、切割或磨损的能力。例如，制作切削工具用的钢材具有较高的硬度，而木材、橡胶的硬度要低一些。

(五）延展性延展性是指材料接受折、锻、压等外力，被改变形状、被延伸时没有断裂或破裂的性能。例如，铝的延展性好,可以压制成盘、碗等,而木材则不能。材料的加工性能是指材料被加工时所体现出来的特性，又称工艺性能。例如，塑料和一些金属材料可以熔铸成型，有的金属适宜锻造成型，有的金属适宜弯折成型，而木材则更适宜切削加工。各种材料材质不一样，加工时的难易程度也不同。技术实践对下表中所列材料的不同性能进行对比分析，用星级教示。

创客坊不同物品需要其制作材料具有不同的性能，请按要求将你知道的物品填入下表相应的栏内

三、常用材料及其加工工艺材料的种类繁多，接下来将介绍三种运用最为广泛的材料及其加工工艺。(一)木材及其加工工艺1.天然木材调查研究调查校园或公园里种植了哪些种类的树木，其材质（如硬度等)各有什么特点。木材由树木加工而成，是一种被广泛使用的天然材料。木材的种类繁多，性能差异较大。如木材的密度不同导致其强度不同，木材的含水率不同导致其加工工序、用途、耐久性不同。木材主要由木纤维构成，沿着纤维方向和垂直纤维方向的力学性能是不同的，“横木压百斤，立木顶千斤”说的就是木材沿着纤维方向的抗压能力强。表5-2列出的是几种常用的木材。

2.人造板材人造板材包括胶合板、创花板、纤维板、饰面板等(图5-31)。

人造板材具有可供使用的面积大、不易弯曲开裂、厚薄均匀、表面光洁平整、加工和使用都很方便、价格便宜、美观实用等优点。因此，人造板材被广泛应用于家具制造、房屋装修、车船制造等各