郑重申明

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普通高中教科书

通用技术·必修

技术与设计1

人民教育出版社

上海市中小学（幼儿园）课程改革委员会组织编写

·北京·

第三章 工艺及方案实现

中国古籍《天工开物》记载：“金木受攻而物象曲成”“水火既济而土合”。技术产品必须通过适当的材料和恰当的工艺来制造，这个过程就是技术设计方案的实现。

制作技术产品的适当材料如何选择？这就需要学习材料的分类、常见材料的性能、材料的选择以及常用材料的连接方式等。

常见的加工工艺或技术有哪些呢？一般有金属加工技术、木工加工技术、电子电工技术和数字加工技术等。

根据设计方案恰当选择加工工艺。加工所得的产品零部件，通过组装和调试，成为技术产品，最终完成技术设计方案的实现过程。

在这一章中，我们通过动手实践，学习如何实现技术设计方案，进一步培养或形成物化能力、图样表达、工程思维和创新设计通用技术学科核心素养。

第1节 方案实现的材料

学习目标

1．了解材料及其分类。

2．知道常见材料的性能及应用。

3．能根据设计方案选择和规划材料。

4．掌握一些常用材料的连接方法。

方案的实现，首先需要合适的材料。例如，在第二章中，设计了循迹小车底板，要实现这个设计方案，就要考虑小车底板选什么材料的问题。这就需要我们学习什么是材料，材料有哪些种类、特性，以及如何根据方案选择和规划材料等。

1.1 材料及分类

一、材料

材料是天然的或人工合成的资源，任何技术产品均由材料构成。材料是造型的要素之一，是实现技术设计方案的必要条件。技术设计的功能或形态都必须由加工后的材料实现。

二、材料的分类

早期，人类能找到的材料都是未经加工的天然材料。例如，木材、藤条、兽皮、石头、天然金块等。木材、藤条、兽皮等属于有机材料。石头、天然金块等属于无机材料。石头与金块的特性又有很大的不同，金块之类的材料属于金属材料，石头之类的材料属于无机非金属材料。

有机材料现在一般指高分子材料，它主要由碳、氢、氧、氮、硅等元素形成的大量高分子长链聚集而成。分子链中的原子之间通过共价键连接，链与链之间一般通过弱的分子间力结合。金属材料主要由金属元素组成，内部原子通过金属键结合在一起。无机非金属材料主要有金属与非金属元素间的化合物，以及一些非金属的单质或化合物，如氧化物、硅酸盐、磷酸盐、氮化物、碳化物等，它的内部原子以离子键、共价键或它们的混合键结合为主。

随着科技的发展，人类掌握了将不同材料加工混合成新材料的方法。这种混合的、性能更优的新材料都属于复合材料。于是，材料就可以分为金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等，如图3-1所示。

材料：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料

图3-1材料的分类

除上述分类外，材料还有多种分类方法，例如，按照材料的成分、用途、性能等进行分类。