通用技术

（地质版）《技术与设计１》课文内容

第四章 展现设计成果

第一节  材料

2010年7月第二版  2011年7月第二次印刷

本资源由通用技术网www.tyjs.org独家提供

说明：其中蓝色字体为2010年版改动之处

我们将方案设计出来以后，需要根据设计方案制作原型或者模型，来展现设计，交流并检验设计思想及过程。例如，根据设计方案将多功能学习用品盒（架）的原型或模型做出来，借助实物的三维现实感，将有利于对设计作出评价，进一步优化设计方案。

在做原型或模型之前，我们先来了解一下材料、工具、设备以及工艺方面的常识。

第一节 材料

任何物品都是用一定的材料制作成的。能否合理选用材料，将直接影响到产品的性能、成本、外观、制作等。因此，我们有必要了解关于材料的一些常识。

一、材料的分类

材料的品种很多，常见的材料可以分为三类。

1．天然材料

天然材料是指取材于大自然且保持着原本特质的材料，如木材、黏土、石材等（图4-1）。

2．合成材料

合成材料又作人造材料，是人为地把不同物质经化学方法或聚合作用而成的材料，其特质与原料不同，如塑料、玻璃、钢铁等（图4-2）。

⒊ 混合材料

混合材料是天然材料与合成材料的综合，如胶合板、纸、混纺料等。混合材料会保持部分原来的特质（图4-3）。

★调查研究

列举一些物品的材料名称，说明它们属于天然材料、合成材料还是混合材料？

 [通用技术网]

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被称为材料的机械性能或力学性能。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。最基本有以下几种：

1．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。根据受力种类的下同分为以下几种：

⑴ 抗压强度——材料承受压力的能力（图4-4）。

⑵ 抗拉强度——材料承受拉力的能力（图4-5）。

⑶ 抗弯强度——材料对致弯外力的承受能力（图4-6）。

⑷ 抗剪强度一一材料承受剪切力的能力（图4-7）。

2．弹性

弹性是指材料受外力作用时改变了形状，当外力消失后又能恢复原来形状的能力。（说明括号里的内容删除：典型例子如橡皮筋、弹簧（图4-8）。实际上，很多材料如塑料、金属、木材等都具有一定的弹性。）

3．韧性

韧性是指材料抗冲击震动的性能。例如，玻璃的韧性很差，易被敲碎。

4．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，其硬度就比较高。

5．延展性

延展性是指材料接受折、锻、压等外力，被改变形状或被延伸，而材料没有遭受破坏的性能。例如，铝的延展性好，可以压制成盘、碗等，而木材则不能。

材料与温度有关的性能主要是熔点、耐热性、导热性、热胀性等，与电有关的性能主要是导电性。

材料的化学性能是指与物质的化学变化有关的性能，主要有抗氧化性和耐腐蚀性。例如铁容易被氧化，而不锈钢则有较好的抗氧化性，有些特殊钢具有较好的耐腐蚀性。

材料的加工性能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，而木材则只适应切削加工，此外各种材料材质不一样，加工时的难易程度也不同。

（说明括号里的内容删除：材料具备的物理性能还有耐久性、传热性、导电性等。各种常用材料的性能，在各行业的《设计手册》或《材料手册》等工具书中都有详细介绍，需要时可随时去查阅。）

 [通用技术网]

★试一试：

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

材料性能                                物品名称

需要较高的抗压强度           汽车底盘、房屋立柱、桥墩、铁轨、虎钳

需要较高的抗拉强度

需要较高的抗弯强度

需要较高的抗剪强度

需要较好的弹性

需要较高的硬度

需要较好的韧性