1、第二章 设计材料的分类及特性,2.1 设计材料的分类 2.2 材料特性的评价 2.3 材料的固有特性2.3.1 材料的物理性能2.3.2 材料的化学性能 2.4 材料的工艺特性2.4.1 材料的成型加工2.4.2 材料的表面处理,第二章 设计材料的分类及特性,2.1 设计材料的分类在工业设计范畴内，材料是指用于工业设计并且不依赖人的意识 而客观存在的所有物质。 1.按材料的来源分类第一代的天然材料第二代的加工材料第三代的合成材料第四代的复合材料第五代的智能材料或应变材料 2.按材料的物质结构分类（图2-1）,下一页 返回,返回,第二章 设计材料的分类及特性,2.1 设计材料的分类 3.按材料的
2、形态分类线状材料（图2-2）板状材料（图2-3）块状材料（图2-4）,上一页 返回,返回,返回,返回,第二章 设计材料的分类及特性,2.2 材料特性的评价材料特性包括两方面：一是材料的固有特性，即材料的物理特性 和化学特性；二是材料的派生特性，它是由材料的固有特性派生而来 的，即材料的加工特性、材料的感觉特性和经济特性。材料特性的评价见表2-1,返回,返回,第二章 设计材料的分类及特性,2.3 材料的固有特性材料的固有特性是由材料本身的组成、结构所决定的。是指材料 在使用条件下表现出来的性能，它受外界条件（即使用条件）的制约。 2.3.1 材料的物理性能1. 材料的密度2. 力学性能强度：指材
3、料在外力（载荷）作用下抵抗塑性变形和破坏作用 的能力。材料抵抗外力产生明显塑性变形的能力称为屈服强度。强度是 平顶材料质量的重要力学性能指标，是设计中选用的材料的主要依据。 由于外力作用方式不同，材料的强度可分为抗压强度、抗拉强度、抗弯 强度和抗剪强度等。,下一页 返回,第二章 设计材料的分类及特性,2.3 材料的固有特性 弹性和塑性：弹性变形：弹性指材料受外力作用而发生变形，外力除去后能恢复 原状的性能。永久变形：塑性指在外力作用下产生变形，当外力除去时，仍能保 持变形后的形状，而不恢复原性的性能。 脆性和韧性：指材料受外力作用达到一定限度后，产生破坏而无明显变形的性能。脆性材料易受冲击破坏
4、，不能承受较高的局部应力；韧性指材料在 冲击荷重或振动荷载下能承受很大的变形而不知破坏的性能。 硬度：材料表面抵抗塑性变形和破坏的能力。 耐磨性：以磨损量作为衡量标准的指标。,上一页 下一页,第二章 设计材料的分类及特性,2.3 材料的固有特性 3. 热性能导热性：材料将热量从一侧表面传递到另一侧表面的能力，通常用导热系数来表示。耐热性：材料长期在热环境下抵抗热破坏的能力，通常用耐热温度来表示。热胀性：材料由于温度变化产生膨胀或收缩的性能，通常用线膨胀系数表示。耐燃性：材料对火焰和高温的抵抗性能。根据材料耐燃能力可分为不燃材料和易燃材料。耐火性（耐熔性）：材料长期抵抗高热而不熔化的性能。按耐火
5、度 又分为耐火材料、难熔材料和易熔材料三种。,上一页 下一页,第二章 设计材料的分类及特性,2.3 材料的固有特性 4.电性能导电性：材料传导电流的能力。通常用电导率来衡量。电绝缘性：与导电性相反。通常用电阻率、介电常数、击穿强度来 表示。 5.磁性能磁性能是指金属材料在磁场中被磁化而呈现磁性强弱的性能。 6.光性能材料对光的反射、透射、折射的性质。,上一页 返回,第二章 设计材料的分类及特性,2.3 材料的固有特性 2.3.2 材料的化学性能材料的化学性能指材料在常温或高温时抵抗各种介质的化学或电化学 侵蚀的能力，是衡量材料性能优劣的主要质量指标。耐腐蚀性：材料抵抗周围介质腐蚀破坏的能力。抗
6、氧化性：材料在常温或高温时抵抗氧化作用的能力。 耐候性：材料在各种气候条件下，保持其物理性能和化学性能不变的性质。,返回,第二章 设计材料的分类及特性,2.4 材料的工艺特性材料的工艺性是指材料适应各种工艺处理要求的能力，包括材料 的成型工艺、加工工艺和表面处理工艺。 2.4.1材料的成型加工材料的成型加工性是衡量产品造型材料优劣的重要标志。 影响成型加工工艺对设计效果的因素; 1.工艺方法 相同的材料和结构方式，采用不同的工艺方法，所获得的 外观效果差异较大。 2.工艺水平 材料、结构和工艺方法均相同，但由于工艺水平不同，所获得的产品质量也不同。 3.新工艺的采用 新工艺代替传统工艺是提高产
7、品造型效果的有效途径。常用特种加工的加工类型及其应用范围见 表（2-2）,下一页 返回,返回,第二章 设计材料的分类及特性,2.4 材料的工艺特性 4.工艺方法的综合应用运用多种工艺方法，是增加造型的外观变化，丰富造型艺术效果的有效方法。,上一页 返回,第二章 设计材料的分类及特性,2.4 材料的工艺特性 2.4.2 材料的表面处理 1.表面处理的目的一、保护产品，既保护材料本身赋予产品表面的光泽、色彩、肌理等而呈现出的外观美，并提高产品的耐用性，确保产品的安全性，由此有效地利用材料资源；二、根据产品造型设计的意图，改变产品表面状态、赋予表面更丰富的色彩、光泽、肌理等，提高表面装饰效果，改善表面的物理性能、化学性能、及生物学性能，使产品表面有更好的感觉特性。 2.表面处理类型造型材料表面处理的分类见表（2-3）,下一页 返回,返回,第二章 设计材料的分类及特性,2.4 材料的工艺特性 3.材料表面处理工艺的选择原则形态的时代性求简的单纯性功能的合理性情感的审美性产品档次的经济性成本环境保护,上一页 返回,
