6.2 材料的性能与规划 课件-2024-2025学年高中通用技术苏教版(2019)必修《技术与设计1》

课前导入 思考：图片中的木剑穿过了比它还细小的圆孔，是如何做到的？ 课前导入 木材的形状和记忆功能 木材软化 压缩并干燥 暂时固定 几乎恢复原形 材料的性能与规划 生活中的物品都由哪些材料制成？ 最常见的有哪些？ 材料是人类用以制成生活和生产中的物品、器件、构件、机器和其他产品的物质，是产品设计的基础和前提。材料以其自身的特性影响着产品设计，维持产品功能的形态，满足产品功能的要求。 木材 生活中有哪些物品是用木材制作而成？ 木材 小组讨论： 木材能够广泛运用的原因是什么？木材有什么优点和缺点？ 优点/特性 缺点 使用场景 优点/特性 缺点 使用场景 绝缘 隔热 易于加工、涂饰 具有较好的强度 环保 实木板材容易弯曲、变形 不耐火 实木容易吸水 木质家具 造纸 传统桥梁和房屋搭建 木材 强度：是评定材料质量的重要力学性能指标，是指材料抵抗变形和断裂的能力。 木材 木材为什么容易“变形”？ 木材 木材的“各向异性” 各向异性也叫做“非均质性”，是指物体的全部或部分性能随方向的不同而各自表现出一定的差异的特性。 即在不同的方向所测得的性能数值不同。 顺着木材的纹理劈，更加省力。 木材 哪些环境不太适用实木材料？ 过于潮湿 过于干燥 温度、湿度变化大的地方 阳光直射 容易变形！ 木材 木材除了实木板材，还有一些人造板材，他们相较于实木适用范围更广。P142 马上行动 防潮 细密、耐冲击 隔音、环保 隔音、隔热 耐高温、耐酸碱、防潮、防火 金属材料 桥梁建造的材料，从古至今，发生了哪些变化？ 金属材料 小组讨论： 金属材料通常运用在哪些领域？有什么优点和缺点？ 优点/特性 缺点 使用场景 优点/特性 缺点 使用场景 导热 导电 耐热，不易燃烧 良好的力学性能 可加工性能 保温性能差 易生锈、腐蚀 透光性差 烧水壶、铁锅 导线、芯片 钢筋 金属材料 生活中的金属材料 金属材料是由纯金属或合金构成的材料，具有金属光泽，有良好的的导热和导电性能，以及优良的力学性能和可加工性能。 优良的力学性能 金属材料 硬度 强度 力学性能 刚度 抵抗被外力破坏的能力，如抗拉、抗压、抗弯曲、抗剪切 抵抗形变的能力 金属表面上的局部体积内抵抗变形的能力 （容不容易出现划痕） 塑料 塑料材料广泛分布在生活当中 塑料 小组讨论： 塑料通常运用在哪些领域？有什么优点和缺点？ 优点/特性 缺点 使用场景 优点/特性 缺点 使用场景 质轻 耐腐蚀 易加工 透明性好 绝缘 易燃烧 不耐低温 容易老化 不环保 产品包装 水管管道 塑料 热固性塑料 热塑性塑料 塑料 一定温度范围内，能反复加热软化至熔融流动，冷却后能硬化成一定形状的塑料。 初次成型后形状固化下来，不能再次热熔或软化的塑料。 适用于隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等恶劣环境中使用的塑料。 可回收 不可回收 塑料 ？？？ 小组活动： 观察不同塑料包装的三角标记，猜想不同塑料等级意味着什么？ 材料 优点/特性 缺点 使用场景 木材 绝缘、隔热 易于加工和涂饰 具有较好的强度 环保 实木板材容易弯曲、变形 不耐火 实木容易吸水 木质家具 造纸 传统桥梁和房屋搭建 金属材料 导热、导电 耐热，不易燃烧 良好的力学性能 可加工性能 保温性能差 易生锈、腐蚀 透光性差 烧水壶、铁锅 导线、芯片 钢筋 塑料 质轻、耐腐蚀 易加工 透明性好 绝缘 易燃烧 不耐低温 容易老化 不环保 产品包装 水管管道 实木板材和人造板材 热固性塑料和热塑性塑料 这些是由什么材料制成的？ 新材料 随着科技的不断发展，新材料也不断被研究制造出来。新材料是指新出现的具有优异性能或特殊功能的材料，如超导材料、碳纤维、石墨烯、柔性玻璃、形状记忆合金等。 材料 优点/特性 缺点 使用场景 木材 绝缘、隔热 易于加工和涂饰 具有较好的强度 环保 实木板材容易弯曲、变形 不耐火 实木容易吸水 木质家具 造纸 传统桥梁和房屋搭建 金属材料 导热、导电 耐热，不易燃烧 良好的力学性能 可加工性能 保温性能差 易生锈、腐蚀 透光性差 烧水壶、铁锅 导线、芯片 钢筋 塑料 质轻、耐腐蚀 易加工 透明性好 绝缘 易燃烧 不耐低温 容易老化 不环保 产品包装 水管管道 实木板材和人造板材 热固性塑料和热塑性塑料 小组合作 假设你要制作一个台灯，灯罩、支撑架、灯泡、底座、开关你会选择什么材料，为什么？ 任务二 选择和规划材料 《考公记》记载：“天有时，地有气，材有美，工有巧，合此四者然后可以为良。” 合理地选择材料，正确的规划才可以制作出符合设计目的和要求的产品。 任务二 选择和规划材料 案例阅读P146 《泰坦尼克号沉没与其钢材的选用》 1912年4月14日，英国豪华邮轮泰坦尼克号撞上冰山，随后船裂成两半沉入大海，船上1500多人丧生。 当时，泰坦尼克号被认为是永不沉没的巨轮，但在首航中便撞上冰山沉入大西洋，巨大的反差令人百思不得其解。经过数十年的探索的发现，泰坦尼克号在水线下的船体由高含硫量钢板焊接而成。含硫量高的钢板韧性很差，特别是在低温时呈现脆性。当时泰坦尼克号航行海域的水温很低，钢材的力学性能由韧性变成脆性，撞击冰山后，导致灾难性的脆性断裂，船体产生很长的裂纹，海水大量涌入使船沉没。 任务二 选择和规划材料 选择材料 性能 强度、加工工艺难度... 成本 资源丰富、价格低廉、质量好 产品的 使用功能、使用环境、结构要求 规划材料 料尽其用 优材不劣用，大材不小用，长材不短用 加工余量和损耗 保证各部分顺利装配和作品的尺寸精度 外观加工 充分考虑材料颜色、花纹和光泽 本课小结 常见材料 木材 金属 塑料 新材料 实木和人造板材 纯金属或合金 热固性新塑料和热塑性塑料 石墨烯、碳纤维、光纤、形状记忆合金 强度：是评定材料质量的重要力学性能指标，是指材料抵抗变形和断裂的能力。 规划材料 料尽其用 加工余量和损耗 外观加工 产品的 使用功能、使用环境、结构要求 $$