6.2材料的性能与规划课件-2024-2025学年苏教版（2019）高中通用技术必修一

材料的性能与规划 任务一、材料的性能与应用 任务二、选择和规划材料 第六章 第二节 P139走进情境 孙宇想起在贫困山区志愿服务的时候看到，南方气候潮湿，木质产品容易变形。霉变，有些金属制品容易生锈腐蚀；北方气候干燥，木制产品容易开裂，而塑料使用时间越长褪色越明显。 可见，台灯所用的材料的选择对台灯使用寿命也非常重要。 材料:人类社会发展历程的主要标志 石器时代 青铜器时代 铁器时代 一、材料的定义：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。 3 二、材料的发展 材料是人类社会现代文明的重要支柱，人类不断的在自然界中发现材料，加工材料，创造新材料。 从原始社会到现代社会，炊具经历了石制品、陶制品、青铜器具、铁具、瓷器以及铝合金制品、不锈钢制品等。 在不同的历史时期，所选用材料的性能特点不同，制造出的炊具就具有不同的形态和功能，材料的合理选择对于产品设计具有重大影响。 钢的含碳量越高硬度越大，钢丝钳可以剪断铁丝且刃口无磨损。 人类不断地在自然界中发现材料，加工材料，创造新材料。 4 三、材料的分类 在工程领域，一般将材料按化学成分分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料四大类。 1、金属材料（金铜钢铝铁等） 棉花 2、有机高分子材料（在化学中微观结构上有很长链的分子构成） 橡胶轮胎 塑料制品 3D打印塑料 6 瓷 3、无机非金属材料 石墨 泥土 玻璃 7 4、复合材料： 两种或两种以上化学、物理性质不同的材料组合，实现单一材料不能达到的综合性能。 金属颗粒+有机高分子 纸上钢琴中琴键需要导电胶带 金属+ 无机非金属 8 四、常见材料的性能 1、木材：是一种优良的造型材料，是最广泛、最常用的传统材料，其自然、朴素的特性令人产生亲切感，被认为是最富于人性特征的材料。 木材质轻，有天然的色泽和美丽的花纹，具有易于加工、隔热与绝缘的特点。 材料的强度是指材料抵抗变形和断裂的能力。 强度是评定材料质量的重要力学性能指标，是设计中选用材料的主要依据之一。根据受力种类的不同，分为抗压、抗拉、抗弯、抗剪等。 木纹方向抗弯强度的影响试验 木条1 （垂直木纹） 木条2 （平行木纹） 木纹朝向 木材沿树干方(习惯叫顺纹)之强度较垂直树干之横向(横纹)大得多 木材分类 实木板材 人造板材 采用完整的木材（原木）制成的木板材 1、具有各向异性的特点，各向异性亦称 “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。 2、木材暴露在空气中时，吸湿膨胀，解吸收缩的特性容易发生变形、开裂、扭曲和翘曲等现象。 有密度板（木纤维加胶有贴面）、刨花板（木屑加胶）、胶合板（薄木片加胶）、细木工板（木条加胶有贴面）、三聚氰胺板（贴三聚氰胺浸纸）等 人造板材在幅面方向上的尺寸稳定性好，较实木而言适用范围更广 2、金属 金属光泽、良好的导电导热、高延展性 金属材料的 力学性能 1.强度： 2.刚度： 3.硬度： 材料的软硬耐磨性和切削加工性 材料是否结实 抵抗断裂或过度形变的能力 材料的韧性 受力时抵抗弹性 变形的能力 金属材料的特点： 12 4、塑料 是一种高分子化合物。它原料来源广，性能优良（质轻、具有绝缘性、耐腐蚀性等），加工成型方便，具有装饰性，而且价格比较低廉，广泛应用于仪器、仪表、家用电器、包装及日常生活用品等领域。 热塑性塑料：在一定的温度范围内，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。 热固性塑料：在初次成型后形状固化下来，不能再次热熔或软化的塑料 塑料 13 2.材 5、新材料是指新出现的具有优异性能或特殊功能的材料，或是传统材料改进后性能明显提高或产生新功能的材料，如超导材料、碳纤维、石墨烯、柔性玻璃、形状记忆合金。 超导材料 碳纤维 石墨烯优良的导电和光学性能 柔性玻璃 形状记忆合金 拥有完全导电性、完全抗磁性 具有高硬度、高强度、重量轻、高耐化学性、耐高温的特性 技术试验如果实施起来流程是什么样的呢？ “试验在哪里进行？” “采取哪些试验方法？；“试验过程怎样？”；“试验过程可能会出现哪些情况？” 完整的技术试验的实施需要包括制订试验方案、抽取样本、进行试验、记录数据、分析数据、得出结论等几个步骤。 有了试验就必须要书写相关的试验报告，记录、分析数据，并记录结论。 14 任务二 选择和规划材料 15 1.材料的性能 选择材料时，首先应该考虑材料的性能是否能满足产品的使用功能、使用环境、结构要求等 微波炉餐具——耐高温 空调支架——抗压 铁路导轨——强度高 其次，考虑材料的加工性能：加工时优选选择技术难度小,工艺简单，材料利用率高等 杨木——易加工 铁桦树——比钢铁还硬的树 2.材料的成本：优选资源丰富，价格低廉，质量上好的材料 铁力木价格低廉，强度高，常做家具 金丝楠木价格昂贵，一棵树价值过亿 3、材料的规划 选择材料时，要综合考虑材料的性能、材料的工艺、材料的成本、材料的安全性和环保性等因素。 料尽其用，优材不劣用，大材不小用，长材不短用。 外用材料要选择材质好、纹理美观、涂饰性能好的材料。 考虑材料的加工余量和损耗，保证各部件的顺利装配和作品的尺寸精度。 19 台灯结构 ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ ⑹ ⑶ ⑸ 序号 构件名称 构件尺寸 数量 （1） 底板 160×160 1 （2） 固定板 45×100 6 （3） 支杆 25×320 6 （4） 连接杆 20×100 3 （5） 连接件 25×95 3 （6） 灯罩 梯形95×130×100 4 材料厚度5 4、如何排料：手工排料与计算机辅助设计排料 20 小结 21 1.如图所示是一款懒人手机支架上的夹持（塑料夹子）结构,箭头所指的材料采用硬质塑料制成,为了使夹持更牢固不滑动,在箭头所指构件的下表面贴上的材料最合适的是( ) A.木板 B.铝合金 C.钢板 D.橡胶垫 D 2.小明想在卫生间里设计一个浴巾架﹐用以悬挂毛巾。如图所示是小明从网上搜集的图片信息。之后小明对浴巾架进行了技术分析﹐下列分析合理的是( ) A.浴巾架可选用实木制作,不用涂漆 B.浴巾架各个构件之间的连接可选用胶连接 C.浴室湿度较大,可选用不锈钢作为原材料 D.浴巾架可选用钛合金﹐比较坚固 C 3.小明想利用木料边角制作木陀螺(一根转轴加一个惯性轮),根据木材的特性,下面关于陀螺的轴及惯性轮的取料方案合理的是( ) A.①③ B.①④ C.②③ D.2④ A 4.要制作六根孔明锁玩具,需要在一块厚度合适,大小足够的木材上取下六根木条来制作,在不考虑加工误差和损耗的情况下﹐下列规划方案合理的是( ) C $$