工業(yè)設(shè)計(jì)工程基礎(chǔ) 第三章

1、湖南大學(xué)出版社工業(yè)設(shè)計(jì)工程基礎(chǔ)工業(yè)設(shè)計(jì)工程基礎(chǔ)第三章 產(chǎn)品造型材料的性能 湖南大學(xué)出版社引 言INTRODUCTION 在工業(yè)生產(chǎn)中，材料是人類用于制造物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器或其他產(chǎn)品的物質(zhì)。產(chǎn)品造型材料有各種不同的分類方法，目前常用的分類方法是按照材料的化學(xué)成分分類，按照這種分類方法可以分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料四大類。本章分別介紹四大類材料、新材料以及材料的感覺特性。 湖南大學(xué)出版社目目 錄錄 3.1 金屬材料3.2 有機(jī)高分子材料3.3 無機(jī)非金屬材料 3.4 復(fù)合材料3.5 新材料3.6 材料感覺特性 湖南大學(xué)出版社3.1 3.1 金屬材料 金屬材料是金屬元

2、素或以金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材料的統(tǒng)稱。 在工業(yè)生產(chǎn)中常用金屬分成黑色金屬和有色金屬，黑色金屬是鐵和以鐵為基體的合金-鋼鐵材料；有色金屬是鋁及鋁合金、銅及銅合金、鎂及鎂合金、鋅及鋅合金、鈦及鈦合金等。 湖南大學(xué)出版社3.1 3.1 金屬材料金屬材料3.1.1 3.1.1 鋼鐵材料3.1.23.1.2 鋁及鋁合金3.1.3 3.1.3 銅及銅合金3.1.43.1.4 其他有色金屬及其合金 湖南大學(xué)出版社3.1 3.1 金屬材料金屬材料 鋼鐵是鐵與C(碳)、Si(硅)、Mn(錳)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所組成的合金。其中除Fe(鐵)外，C（碳）的含量對(duì)鋼鐵的機(jī)械性能起著主要

3、作用，故統(tǒng)稱為鐵碳合金。 （1）鋼材 依據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)不同，鋼的分類方法有多種。如按化學(xué)成分不同，分為碳鋼和合金鋼，其中碳鋼按碳含量又可分為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼；合金鋼按合金元素含量也可分為低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼；按鋼的主要用途分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼、專業(yè)用鋼等。3.1.1 3.1.1 鋼鐵材料鋼鐵材料 湖南大學(xué)出版社3.1 3.1 金屬材料金屬材料結(jié)構(gòu)鋼 結(jié)構(gòu)鋼是各種工程構(gòu)件和機(jī)器零件用鋼。3.1.1 3.1.1 鋼鐵材料鋼鐵材料 湖南大學(xué)出版社3.1 3.1 金屬材料金屬材料結(jié)構(gòu)鋼3.1.1 3.1.1 鋼鐵材料鋼鐵材料 湖南大學(xué)出版社3.1 3.1 金屬材料金屬材料工具鋼 工

4、具鋼是用以制造切削刀具、量具、耐磨工具和模具的鋼。工具鋼具有較高的硬度，在高溫下同樣能保持高硬度以及高的耐磨性和適當(dāng)?shù)捻g性。 3.1.1 3.1.1 鋼鐵材料鋼鐵材料 湖南大學(xué)出版社3.1 3.1 金屬材料金屬材料工具鋼3.1.1 3.1.1 鋼鐵材料鋼鐵材料 湖南大學(xué)出版社3.1 3.1 金屬材料金屬材料（2）鑄鐵 鑄鐵是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11的鐵碳合金。鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性不如鋼，無法進(jìn)行鍛造，但它具有良好的鑄造性、減摩性、減震性，且熔煉簡便，成本低廉，應(yīng)用范圍較廣。根據(jù)灰鑄鐵中石墨存在的形態(tài)不同，又可分為灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵等。3.1.1 3.1.1 鋼鐵材料鋼

5、鐵材料 湖南大學(xué)出版社3.1 3.1 金屬材料金屬材料3.1.1 3.1.1 鋼鐵材料3.1.23.1.2 鋁及鋁合金3.1.3 3.1.3 銅及銅合金3.1.43.1.4 其他有色金屬及其合金 湖南大學(xué)出版社3.1 3.1 金屬材料金屬材料 鋁是一種常用的金屬，在工業(yè)設(shè)計(jì)中尤其重要。它有很高的重量比，具有良好的可鍛性以及其自身的抗腐蝕機(jī)制。（1）工業(yè)純鋁 純鋁的塑性較高，能通過冷或熱的壓力加工制成各種型材如絲、線、箔、片、棒、管等。3.1.2 3.1.2 鋁及鋁合金鋁及鋁合金 湖南大學(xué)出版社3.1 3.1 金屬材料金屬材料（2）鋁合金 鋁合金是以鋁為基的合金總稱。鋁與Si（硅）、Cu（銅）、

6、Mg（鎂）、Mn（錳）、Zn（鋅）等元素組成的鋁合金，具有比純鋁高的強(qiáng)度，良好的機(jī)械性能，物理性能，抗腐蝕性能和裝飾性能。3.1.2 3.1.2 鋁及鋁合金鋁及鋁合金 湖南大學(xué)出版社3.1 3.1 金屬材料金屬材料（2）鋁合金 3.1.2 3.1.2 鋁及鋁合金鋁及鋁合金 湖南大學(xué)出版社3.1 3.1 金屬材料金屬材料3.1.1 3.1.1 鋼鐵材料3.1.23.1.2 鋁及鋁合金3.1.3 3.1.3 銅及銅合金3.1.43.1.4 其他有色金屬及其合金 湖南大學(xué)出版社3.1 3.1 金屬材料金屬材料 銅及銅合金易于成形和連接，有極佳的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，具有良好的色彩和光澤度以及極好的抗腐蝕性

7、能，銅及其合金在工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。（1）純銅 純銅通常呈紫色，故又稱紫銅。銅的化學(xué)穩(wěn)定性好，在大氣、水中有優(yōu)良的抗蝕性。銅的強(qiáng)度硬度很低，但塑性很好。3.1.3 3.1.3 銅及銅合金銅及銅合金 湖南大學(xué)出版社3.1 3.1 金屬材料金屬材料（2）銅合金 工業(yè)中廣泛應(yīng)用的是銅的合金，銅合金以純銅為基體加入一種或幾種其他元素所構(gòu)成的合金。按照化學(xué)成分，常用的銅合金有黃銅、青銅和白銅。3.1.3 3.1.3 銅及銅合金銅及銅合金 湖南大學(xué)出版社3.1 3.1 金屬材料金屬材料3.1.1 3.1.1 鋼鐵材料3.1.23.1.2 鋁及鋁合金3.1.3 3.1.3 銅及銅合金3.1.43.1.4 其

8、他有色金屬及其合金 湖南大學(xué)出版社3.1 3.1 金屬材料金屬材料（1）鎂及鎂合金 鎂是一種對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)非常重要的金屬，因?yàn)樗侨粘?yīng)用中最輕的結(jié)構(gòu)金屬。 鎂合金是以鎂為基加入其他元素組成的合金，廣泛用于攜帶式的器械和汽車行業(yè)中，達(dá)到輕量化的目的。3.1.4 3.1.4 其它有色金屬及合金其它有色金屬及合金 湖南大學(xué)出版社3.1 3.1 金屬材料金屬材料（2）鋅及鋅合金 鋅具有中等強(qiáng)度和延展性。因?yàn)榫哂袠O好的抗腐蝕性，鋅被應(yīng)用與鋼鐵的涂層，被稱為鍍鋅鋼。 鋅合金是以鋅為基加入其他元素組成的合金。鋅合金熔點(diǎn)低，流動(dòng)性好，易熔焊，釬焊和塑性加工，在大氣中耐腐蝕，殘廢料便于回收和重熔。 3.1.4

9、3.1.4 其它有色金屬及合金其它有色金屬及合金 湖南大學(xué)出版社3.1 3.1 金屬材料金屬材料（3）鈦及鈦合金 鈦的資源豐富，在地球中的儲(chǔ)藏量位于鋁、鐵、鎂三類常用金屬之后居第四位。鈦的突出優(yōu)點(diǎn)是比強(qiáng)度高、耐熱性好、抗蝕性能優(yōu)異。 鈦合金是以鈦為基加入其他元素組成的合金。鈦合金具有強(qiáng)度高，抗蝕性好，低溫性能好，導(dǎo)熱系數(shù)小等優(yōu)良性能，是航空、船舶、化工等工業(yè)中常用的一種材料。3.1.4 3.1.4 其它有色金屬及合金其它有色金屬及合金返回 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料 常用的有機(jī)高分子材料也稱為聚合物材料，是以有機(jī)高分子化合物（樹脂）為基體，再配有其它添加劑（助劑）所構(gòu)成的材料

10、。 有機(jī)高分子材料種類繁多，根據(jù)不同的分類原則可將其分為不同的類別。根據(jù)聚合物的性能和用途，可將有機(jī)高分子材料分為塑料、纖維、橡膠三大類，此外還有涂料、膠粘劑和粒子交換樹脂等。另外工業(yè)生產(chǎn)中常用的木材、棉、麻等屬于天然的有機(jī)高分子材料，也屬于有機(jī)高分子材料。 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料3.2.1 3.2.1 塑料3.2.23.2.2 纖維3.2.3 3.2.3 橡膠3.2.43.2.4 木材 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料 在一定條件下具有流動(dòng)性、可塑性，并能加工成形，當(dāng)恢復(fù)平常條件時(shí)仍可保持加工時(shí)形狀的高分子材料稱為塑料。塑料一般由

11、合成樹脂及填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、色料等添加劑組成的。 大多數(shù)塑料質(zhì)輕，化學(xué)性穩(wěn)定,不會(huì)銹蝕；耐沖擊性好；具有較好的透明性和耐磨耗性；絕緣性好，導(dǎo)熱性低；一般成型性、著色性好，加工成本低；大部分塑料耐熱性差，熱膨脹率大，易燃燒；尺寸穩(wěn)定性差，容易變形；多數(shù)塑料耐低溫性差，低溫下變脆；容易老化；某些塑料易溶于溶劑。3.2.1 3.2.1 塑料塑料 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料3.2.1 3.2.1 塑料塑料 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料（1）聚乙烯塑料 聚乙烯塑料是乙烯單體的聚合物，它的商品名稱簡稱為“乙塑”；英文縮寫為PE。3.

12、2.1 3.2.1 塑料塑料 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料（2）聚丙烯塑料 聚丙烯塑料是由丙烯在甲烷基鋁和三氯化鈦催化劑作用下，在20個(gè)大氣壓和50的條件下，以汽油為溶劑進(jìn)行聚合而制得的。它的商品名稱簡稱“丙塑”，英文縮寫為PP。3.2.1 3.2.1 塑料塑料 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料（3）聚苯乙烯塑料 聚苯乙烯是由苯乙烯單體聚合而成的線型結(jié)構(gòu)的塑料。它的商業(yè)名稱簡稱“苯塑”，英文縮寫為PS。3.2.1 3.2.1 塑料塑料 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料（4）聚氯乙烯塑料 聚氯乙烯塑料是由氯乙烯單體

13、聚合而成的，是常用的熱塑性塑料之一。它的商品名稱簡稱為“氯塑”，英文縮寫為PVC。3.2.1 3.2.1 塑料塑料 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料（5）有機(jī)玻璃 有機(jī)玻璃是聚甲基丙烯酸甲酯的俗稱，它是由甲基丙烯酸甲酯單體聚合而成的線型樹脂，其英文縮寫為PMMA。3.2.1 3.2.1 塑料塑料 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料3.2.1 3.2.1 塑料3.2.23.2.2 纖維3.2.3 3.2.3 橡膠3.2.43.2.4 木材 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料 具備或保持其本身長度大于直徑1000倍以上而又具

14、有一定強(qiáng)度的線條或絲狀高分子材料稱為纖維。纖維的直徑一般很小，受力后形變較小(一般為百分之幾到百分之二十), 纖維具有彈性模量大,受力時(shí)形變小，強(qiáng)度高等特點(diǎn)。 纖維分為化學(xué)纖維和天然纖維?；瘜W(xué)纖維是經(jīng)過化學(xué)處理加工而制成的纖維，可分為人造纖維和合成纖維兩類。天然纖維是自然界存在的，可以直接取得纖維，根據(jù)其來源分成植物纖維、動(dòng)物纖維和礦物纖維三類。3.2.2 3.2.2 纖維纖維 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料（1）碳纖維 碳纖維是由含碳量較高，在熱處理過程中不熔融的人造化學(xué)纖維，經(jīng)熱穩(wěn)定氧化處理、碳化處理及石墨化等工藝制成的。3.2.2 3.2.2 纖維纖維 湖南大

15、學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料（2）玻璃纖維 玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料。它是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經(jīng)高溫熔制、拉絲、絡(luò)紗、織布等工藝。3.2.2 3.2.2 纖維纖維 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料（3）聚酰胺纖維 聚酰胺纖維是用聚酰胺紡制而成的合成纖維，也叫尼龍。3.2.2 3.2.2 纖維纖維 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料（4）聚酯纖維 聚酯纖維由有機(jī)二元酸和二元醇縮聚而成的聚酯經(jīng)紡絲所得的合成纖維，也叫滌綸。3.2.2 3.2.2 纖維纖維 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分

16、子材料（5）竹纖維 竹纖維就是從自然生長的竹子中提取出的一種纖維素纖維，是近年來新型的一種纖維材料。3.2.2 3.2.2 纖維纖維 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料3.2.1 3.2.1 塑料3.2.23.2.2 纖維3.2.3 3.2.3 橡膠3.2.43.2.4 木材 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料 具有可逆形變的高彈性聚合物材料稱為橡膠。橡膠在室溫下富有彈性，在很小的外力作用下能產(chǎn)生較大形變（可達(dá)1000%），除去外力后能恢復(fù)原狀。橡膠分為天然橡膠和合成橡膠。3.2.3 3.2.3 橡膠橡膠 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子

17、材料有機(jī)高分子材料（1）天然橡膠 天然橡膠是由橡膠樹采集膠乳制成，是異戊二烯的聚合物。3.2.3 3.2.3 橡膠橡膠 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料（2）丁苯橡膠 丁苯橡膠是丁二烯與苯乙烯之共聚合物。3.2.3 3.2.3 橡膠橡膠 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料（3）丁基橡膠 丁基橡膠為異丁烯與少量異戊二烯聚合而成。3.2.3 3.2.3 橡膠橡膠 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料（4）丁腈橡膠 丁腈橡膠由丙烯晴與丁二烯共聚合而成。3.2.3 3.2.3 橡膠橡膠 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料

18、有機(jī)高分子材料（5）氯丁橡膠 氯丁橡膠由氯丁烯單體聚合而成。3.2.3 3.2.3 橡膠橡膠 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料3.2.1 3.2.1 塑料3.2.23.2.2 纖維3.2.3 3.2.3 橡膠3.2.43.2.4 木材 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料 樹木砍伐后，經(jīng)初步加工，可供建筑及制造器物用的材料。它是一種天然高分子有機(jī)材料，由纖維素、半纖維京和木素組成。木材具有優(yōu)良的性能，主要是：質(zhì)量輕、強(qiáng)度較高、易于加工、導(dǎo)熱性低、電絕緣性能好(干料)、共振性優(yōu)良、有一定的彈性和可塑性，并且具有天然的美麗紋理、光澤和顏色，可以膠接、

19、榫接等。3.2.4 3.2.4 木材木材 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料（1）按樹種分類 木材可分為針葉樹材和闊葉樹材兩大類。3.2.4 3.2.4 木材木材 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料（1）按樹種分類3.2.4 3.2.4 木材木材 湖南大學(xué)出版社3.2 3.2 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料（2）按用途分類 木材按用途分類可以分為原木、成材、人造板、改良木等。3.2.4 3.2.4 木材木材返回 湖南大學(xué)出版社3.3 3.3 無機(jī)非金屬材料 非金屬材料是除金屬材料以外的一切材料，范圍廣，種類多，并具有許多優(yōu)良的獨(dú)特性能，已在機(jī)械工程

20、材料中占據(jù)重要地位，它的應(yīng)用遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。其中陶瓷和玻璃是在工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用最廣泛的無機(jī)非金屬材料。 湖南大學(xué)出版社3.3 3.3 無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料3.3.1 3.3.1 陶瓷3.3.23.3.2 玻璃 湖南大學(xué)出版社3.3 3.3 無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料（1）陶瓷概述 陶瓷是以粘土為主要原料以及各種天然礦物經(jīng)過粉碎混煉、成型和煅燒制得的材料以及各種制品。目前陶瓷已從日用、化工、建筑、裝飾發(fā)展到微電子、能源、交通及航天等領(lǐng)域，是繼金屬材料、有機(jī)高分子材料之后的第三大類材料。（2）陶瓷分類 陶瓷制品的品種繁多，它們之間的化學(xué)成分，礦物組成，物理性質(zhì)，以及制造方法，常?；?/p>

21、相接近交錯(cuò)，無明顯的界限，而在應(yīng)用上卻有很大的區(qū)別。常用的分類方法把陶瓷分為日用陶瓷、藝術(shù)陶瓷與工業(yè)陶瓷三類。3.3.1 3.3.1 陶瓷陶瓷 湖南大學(xué)出版社3.3 3.3 無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料（2）陶瓷分類 日用陶瓷 日用陶瓷（亦指餐具或者家瓷）顧名思義是指：人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚纳钣么伞?.3.1 3.3.1 陶瓷陶瓷 湖南大學(xué)出版社3.3 3.3 無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料（2）陶瓷分類 藝術(shù)陶瓷 藝術(shù)陶瓷主要指陶瓷藝術(shù)品中使用的陶瓷。3.3.1 3.3.1 陶瓷陶瓷 湖南大學(xué)出版社3.3 3.3 無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料（2）陶瓷分類 工業(yè)陶瓷 工業(yè)陶瓷指應(yīng)用于各種工

22、業(yè)的陶瓷制品。3.3.1 3.3.1 陶瓷陶瓷 湖南大學(xué)出版社3.3 3.3 無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料3.3.1 3.3.1 陶瓷3.3.23.3.2 玻璃 湖南大學(xué)出版社3.3 3.3 無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料（1）玻璃概述 玻璃是一種非晶形無機(jī)非金屬固體材料，在常溫范圍內(nèi)屬脆性材料。玻璃在日用器皿、建筑工程、機(jī)械工業(yè)、光學(xué)儀表、化工、電氣電訊、國防等部門獲得廣泛的應(yīng)用，是一種重要的工程材料。（2）玻璃分類 按化學(xué)成分可將玻璃分為鈉玻璃、鉀玻璃、鉛玻璃、硼玻璃、石英玻璃及鋁鎂玻璃等；按用途和性能可將玻璃分為日用玻璃、建筑玻璃和技術(shù)玻璃等。3.3.2 3.3.2 玻璃玻璃 湖南大學(xué)出版

23、社3.3 3.3 無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料（2）玻璃分類 建筑玻璃 建筑玻璃具有表面晶瑩光潔、透光、隔聲、保溫、耐磨、耐氣候變化、材質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。3.3.2 3.3.2 玻璃玻璃 湖南大學(xué)出版社3.3 3.3 無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料（2）玻璃分類 日用玻璃 日用玻璃是日常生活中使用的玻璃種類，具有良好的透視、透光性能；有較高的化學(xué)穩(wěn)定性。3.3.2 3.3.2 玻璃玻璃 湖南大學(xué)出版社3.3 3.3 無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料（2）玻璃分類 技術(shù)玻璃 泛指某些技術(shù)部門所用具有特殊性質(zhì)或綜合性質(zhì)的玻璃。3.3.2 3.3.2 玻璃玻璃返回 湖南大學(xué)出版社3.4 3.4 復(fù)合材料 復(fù)合

24、材料，是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料，例如混凝土和玻璃鋼是典型的復(fù)合材料。復(fù)合材料中各種材料在性能上互相取長補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。 湖南大學(xué)出版社3.4 3.4 復(fù)合材料復(fù)合材料3.4.1 3.4.1 復(fù)合材料概述3.4.23.4.2 常用復(fù)合材料 湖南大學(xué)出版社3.4 3.4 復(fù)合材料復(fù)合材料 復(fù)合材料由兩類物質(zhì)組成：一類為形成幾何形狀并起粘接作用的基體材料，如樹脂、陶瓷、金屬等；另一類為提高強(qiáng)度或韌性的增強(qiáng)材料，如纖維、顆粒、晶須等。復(fù)合材料的力學(xué)性能、耐熱性能均優(yōu)于基體材料。 復(fù)合

25、材料是一種混合物。根據(jù)基體的不同，復(fù)合材料可分為樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料等。在同一基體的基礎(chǔ)上，還可按照增強(qiáng)材料的不同進(jìn)行分類，如金屬基復(fù)合材料又可分為纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料和顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料等。3.4.1 3.4.1 復(fù)合材料概述復(fù)合材料概述 湖南大學(xué)出版社3.4 3.4 復(fù)合材料復(fù)合材料（1）樹脂基復(fù)合材料 樹脂基復(fù)合材料常用的樹脂為環(huán)氧樹脂和不飽和聚酯樹脂。樹脂基復(fù)合材料具有比強(qiáng)度高、比模量大、抗疲勞性能好等力學(xué)特點(diǎn)。（2）陶瓷基復(fù)合材料 陶瓷基復(fù)合材料是以陶瓷為基體與各種纖維復(fù)合的一類復(fù)合材料。陶瓷基復(fù)合材料具有優(yōu)異的耐高溫性能，主要用作高溫及耐磨制品。（3

26、）金屬基復(fù)合材料 金屬基復(fù)合材料是以金屬或合金為基體，并以纖維、晶須、顆粒等為增強(qiáng)體的復(fù)合材料。3.4.1 3.4.1 復(fù)合材料概述復(fù)合材料概述 湖南大學(xué)出版社3.4 3.4 復(fù)合材料復(fù)合材料3.4.1 3.4.1 復(fù)合材料概述3.4.23.4.2 常用復(fù)合材料 湖南大學(xué)出版社3.4 3.4 復(fù)合材料復(fù)合材料（1）玻璃纖維復(fù)合材料（玻璃鋼） 玻璃纖維復(fù)合材料主要的基體材料為尼龍、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。 3.4.2 3.4.2 常用復(fù)合材料常用復(fù)合材料 湖南大學(xué)出版社3.4 3.4 復(fù)合材料復(fù)合材料（2）碳纖維復(fù)合材料 碳纖維復(fù)合材料主要的基體材料為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和熔點(diǎn)較低的金屬或合金。3.

27、4.2 3.4.2 常用復(fù)合材料常用復(fù)合材料 湖南大學(xué)出版社3.4 3.4 復(fù)合材料復(fù)合材料（3）超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料 超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料主要的基體材料為尼龍、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等。3.4.2 3.4.2 常用復(fù)合材料常用復(fù)合材料 湖南大學(xué)出版社3.4 3.4 復(fù)合材料復(fù)合材料（4）芳綸纖維復(fù)合材料 芳綸纖維復(fù)合材料主要的基體材料為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等。3.4.2 3.4.2 常用復(fù)合材料常用復(fù)合材料 湖南大學(xué)出版社3.4 3.4 復(fù)合材料復(fù)合材料（5）硼纖維樹脂復(fù)合材料 硼纖維樹脂復(fù)合材料的基體一般為環(huán)氧樹脂、鋁鎂及其合金、鈦及其合金。3.4.2 3.4.2 常用復(fù)合材料常

28、用復(fù)合材料返回 湖南大學(xué)出版社3.5 3.5 新材料 新材料指新出現(xiàn)的或正在發(fā)展中的，具有傳統(tǒng)材料所不具備的優(yōu)異性能和特殊功能的材料；或采用新技術(shù)(工藝,裝備)，使傳統(tǒng)材料性能有明顯提高或產(chǎn)生新功能的材料；一般認(rèn)為滿足高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的一些關(guān)鍵材料也屬于新材料的范疇。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，人們?cè)趥鹘y(tǒng)材料的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)代科技的研究成果，開發(fā)出越來越多的新材料。 湖南大學(xué)出版社3.5 3.5 新材料新材料3.5.1 3.5.1 新材料概述3.5.23.5.2 新材料分類 湖南大學(xué)出版社3.5 3.5 新材料新材料 新型材料與傳統(tǒng)材料之間并沒有明顯的界限，傳統(tǒng)材料通過采用新技術(shù)，提高技術(shù)含量，提高性

29、能，大幅度增加附加值而成為新型材料；新材料在經(jīng)過長期生產(chǎn)與應(yīng)用之后也就成為傳統(tǒng)材料。傳統(tǒng)材料是發(fā)展新材料和高技術(shù)的基礎(chǔ)，而新型材料又往往能推動(dòng)傳統(tǒng)材料的進(jìn)一步發(fā)展。 隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，人們?cè)趥鹘y(tǒng)材料的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)代科技的研究成果，開發(fā)出新材料。21世紀(jì)科技發(fā)展的主要方向之一是新材料的研制和應(yīng)用。3.5.1 3.5.1 新材料概述新材料概述 湖南大學(xué)出版社3.5 3.5 新材料新材料3.5.1 3.5.1 新材料概述新材料概述 湖南大學(xué)出版社3.5 3.5 新材料新材料3.5.1 3.5.1 新材料概述3.5.23.5.2 新材料分類 湖南大學(xué)出版社3.5 3.5 新材料新材料（1）電子信息材

30、料 電子信息材料是指在微電子、光電子技術(shù)和新型元器件基礎(chǔ)產(chǎn)品領(lǐng)域中所用的材料。 3.5.2 3.5.2 新材料分類新材料分類 湖南大學(xué)出版社3.5 3.5 新材料新材料（2）新能源材料 新能源材料是指實(shí)現(xiàn)新能源的轉(zhuǎn)化和利用以及發(fā)展新能源技術(shù)中所要用到的關(guān)鍵材料。 3.5.2 3.5.2 新材料分類新材料分類 湖南大學(xué)出版社3.5 3.5 新材料新材料（3）納米材料 納米材料是指由尺寸小于100nm（0.1100nm）的超細(xì)顆粒構(gòu)成的具有小尺寸效應(yīng)的零維、一維、二維、三維材料的總稱。3.5.2 3.5.2 新材料分類新材料分類 湖南大學(xué)出版社3.5 3.5 新材料新材料（4）先進(jìn)復(fù)合材料 先進(jìn)復(fù)

31、合材料按用途主要可分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料兩類。3.5.2 3.5.2 新材料分類新材料分類 湖南大學(xué)出版社3.5 3.5 新材料新材料（5）生態(tài)環(huán)境材料 生態(tài)環(huán)境材料是具有滿意的使用性能同時(shí)又被賦予優(yōu)異的環(huán)境協(xié)調(diào)性的材料。3.5.2 3.5.2 新材料分類新材料分類 湖南大學(xué)出版社3.5 3.5 新材料新材料（6）智能材料 智能材料是模仿生命系統(tǒng)，能感知環(huán)境變化并能實(shí)時(shí)改變自身的一種或多種性能參數(shù)，作出所期望的、能與變化后的環(huán)境相適應(yīng)的復(fù)合材料或材料的復(fù)合。3.5.2 3.5.2 新材料分類新材料分類 湖南大學(xué)出版社3.5 3.5 新材料新材料（7）高性能結(jié)構(gòu)材料 高性能結(jié)構(gòu)材料一般指

32、具有更高的強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等力學(xué)性能，并適應(yīng)特殊環(huán)境要求的結(jié)構(gòu)材料。3.5.2 3.5.2 新材料分類新材料分類 湖南大學(xué)出版社3.5 3.5 新材料新材料（8）新型建筑材料 新型建筑材料主要包括新型墻體材料、化學(xué)建材、新型保溫隔熱材料、建筑裝飾裝修材料等。3.5.2 3.5.2 新材料分類新材料分類 湖南大學(xué)出版社3.5 3.5 新材料新材料（9）先進(jìn)陶瓷材料 先進(jìn)陶瓷材料是指采用精制的高純、超細(xì)的無機(jī)化合物為原料及先進(jìn)的制備工藝技術(shù)制造出的性能優(yōu)異的產(chǎn)品。3.5.2 3.5.2 新材料分類新材料分類 湖南大學(xué)出版社3.5 3.5 新材料新材料（10）其他新材料材料 除了上述的九種新材

33、料之外，常用的的新材料還有生物醫(yī)用材料、新型功能材料、化工材料等。 生物醫(yī)用材料是一類用于診斷、治療或替換人體組織、器官或增進(jìn)其功能的新型高技術(shù)材料。新型功能材料主要還包括高溫超導(dǎo)材料、磁性材料、金剛石薄膜、功能高分子材料等。化工新材料是應(yīng)用在化工、石油等領(lǐng)域的基礎(chǔ)原材料，主要包括有機(jī)氟材料、有機(jī)硅材料、高性能纖維、納米化工材料、無機(jī)功能材料等。3.5.2 3.5.2 新材料分類新材料分類返回 湖南大學(xué)出版社3.6 3.6 材料感覺特性 對(duì)材料的認(rèn)識(shí)是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的前提和保證。早在1919年成立的包豪斯學(xué)院，就十分重視材料及其質(zhì)感的研究和實(shí)際練習(xí)，師生們意識(shí)到材料的特性、功能等僅靠語言來理解是遠(yuǎn)遠(yuǎn)

34、不夠的，而應(yīng)該運(yùn)用材料進(jìn)行造型訓(xùn)練并通過過實(shí)踐操作深化理解，探究其美感。 湖南大學(xué)出版社3.6 3.6 材料感覺特性材料感覺特性3.6.1 3.6.1 材料感覺特性概述3.6.23.6.2 不同材料的感覺特性 湖南大學(xué)出版社3.6 3.6 材料感覺特性材料感覺特性（1）材料感覺特性概念 材料感覺特性又稱材料質(zhì)感，是人的感覺系統(tǒng)因生理刺激對(duì)材料作出的反映或由人的知覺系統(tǒng)從材料表面特征得出的信息，是人對(duì)材料的生理和心理活動(dòng)，它建立在生理基礎(chǔ)上，是人們通過感覺器官對(duì)材料作出的綜合印象。 材料感覺特性包含兩個(gè)基本屬性：物理屬性和生理心理屬性。3.6.1 3.6.1 材料感覺特性概述材料感覺特性概述 湖

35、南大學(xué)出版社3.6 3.6 材料感覺特性材料感覺特性3.6.1 3.6.1 材料感覺特性概述材料感覺特性概述 湖南大學(xué)出版社3.6 3.6 材料感覺特性材料感覺特性（2）材料感覺特性分類 材料感覺特性按人的感覺可分為觸覺質(zhì)感和視覺質(zhì)感。按材料本身的構(gòu)成特性可分為自然質(zhì)感和人為質(zhì)感。3.6.1 3.6.1 材料感覺特性概述材料感覺特性概述 湖南大學(xué)出版社3.6 3.6 材料感覺特性材料感覺特性3.6.1 3.6.1 材料感覺特性概述3.6.23.6.2 不同材料的感覺特性 湖南大學(xué)出版社3.6 3.6 材料感覺特性材料感覺特性（1）材料感覺特性的產(chǎn)生原因 無論是自然材質(zhì)，還是人工材質(zhì)，它都有著各自的屬性。人們之所以對(duì)材質(zhì)有不同的選擇，一方面，源于對(duì)不同材質(zhì)性能的需要，而另一方面，則是在于不同材質(zhì)展現(xiàn)出的不同情感表達(dá)，使得材質(zhì)成為了一種專屬的情感符號(hào)，不同質(zhì)感喚起人們不同的情緒和心理感受，這種感受會(huì)引起一定的聯(lián)想，人們就對(duì)材質(zhì)產(chǎn)生了一種聯(lián)想層面上的情感。 從材質(zhì)性格與人類心理形態(tài)的關(guān)系來看，材料的質(zhì)感和肌理能夠調(diào)動(dòng)起人們?cè)谝曈X、觸覺等知覺的感知，以及其他感受的綜合過程，直接地引起雄健、纖弱、堅(jiān)韌、光明、灰澀等諸多心理形態(tài)。3.6.2 3.6.2 不同材料的感覺特性不同材