设计美学-材料之美

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1、设计美学学生姓名孙鑫立学号200910302201指导教师许佳学科、专业工业设计日期2011.12.29在设计中，充分体现材料之美的运用学号：200910302201姓名：孙鑫立摘要：在现代的产品设计中，创新虽然是设计的重要砝码，但是材料的运用，又是另一种全新的视野，你可以忽视材料的效果，但是你不能不知道材料的功能，因为产品的创新是依附在实现功能的前提下。关键词：纳米材料，半导体材料，合金材料，塑料材料，磁性材料在设计的过程中，除了创新之外，那重要的一部分就是材料的选用了，不同的材料会有不同的表现形式，也会有不同的质感，例如：金属强硬的质感就会给一种严肃

2、，木材的柔软的质感给人一种复古等等。那么，在我们设计当中，要如何把材料运用的恰到好处，这就成为了我们探讨材料之美的关键。要想把材料用的恰到好处，我们首先就要先了解各种材料的用处和功能性了。我们最熟知的材料一一纳米技术，耳熟能详。但真正对他有所了解的人还不是很多。一、纳米技术材料其实纳米本是一种尺度，它的基本涵义是在纳米尺寸范围内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子创新物质。纳米科技主要包括：纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学七个方面。纳米材料是纳米科技领域中最富活力、研究内涵十分丰富的科学分支。纳米

3、材料是指由纳米颗粒构成的固体材料，其中纳米颗粒的尺寸最多不超过100纳米。纳米材料的制备与合成技术是当前主要的研究方向，因此研究纳米材料的制备对其应用起着至关重要的作用。纳米材料的性能：纳米材料具有奇异的磁性，主要表现在不同粒径的纳米微粒具有不同的磁性能，当微粒的尺寸高于某一临界尺寸时，呈现出高的矫顽力，而低于某一尺寸时，矫顽力很小。纳米结构材料可以在较低的温度下进行有效的掺杂，可以在较低的温度下使不混溶金属形成新的合金相。扩散能力提高的另一个结果是可以使纳米结构材料的烧结温度大大降低，因此在较低温度下烧结就能达到致密化的目的。纳米材料与普通材料相比，力

4、学性能有显著的变化，一些材料的强度和硬度成倍地提高；纳米材料还表现出超塑性状态，即断裂前产生很大的伸长量纳米陶瓷：首先利用纳米粉末可使陶瓷的烧结温度下降，简化生产工艺，同时，纳米陶瓷具有良好的塑性甚至能够具有超塑性，解决了普通陶瓷韧性不足的弱点，大大拓展了陶瓷的应用领域。目前我国已经研制出一种用纳米技术制造的乳化剂，以一定比例加入汽油后，可使象桑塔纳一类的轿车降低10%左右的耗油量；纳米材料在室温条件下具有优异的储氢能力，可以不用昂贵的超低温液氢储存装置。二、半导体材料谈到半导体材料相信大家也不陌生，因为他不仅仅在我们的现实生活中应用的广泛，同时，它在我

5、们生活中也起到了不可缺少的成分。在自然界的物质中、材料按导电能力大小可分为导体、半导体、和绝缘体三大类。在一般情况下，半导体电导率随温度的升高而增大，这与金属导体恰好相反。反映半导体内在基本性质的却是各种外界因素如光、热、磁、电等作用于半导体而引起的物理效应和现象，这些可统称为半导体材料的半导体性质。构成固态电子器件的基体材料绝大多数是半导体，正是这些半导体材料的各种半导体性质赋予各种不同类型半导体器件以不同的功能和特性。半导体的基本化学特征在于原子间存在饱和的共价键。典型的半导体材料具有金刚石结构。由于地球的矿藏多半是化合物，所以最早得到利用的半导体材

6、料都是化合物,例如方铅矿很早就用于无线电检波，氧化亚铜用作固体整流器。硒是最早发现并被利用的元素半导体，曾是固体整流器和光电池的重要材料。采用元素半导体硅（Si）以后，不仅使晶体管的类型和品种增加、性能提高，而且迎来了大规模和超大规模集成电路的时代。以砷化镓为代表的Ⅲ－Ⅴ族化合物的发现促进了微波器件和光电器件的迅速发展。半导体材料可按化学组成来分，再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体和非晶态与液态半导体。Ge、Si仍是所有半导体材料中应用最广的两种材料。无

7、机化合物半导体分二元系、三元系、四元系等。二元系包括：①Ⅳ-Ⅳ族:SiC和Ge-Si合金都具有闪锌矿的结构。半导体在实际生活中的应用很多，也是科学元件的重要组成部分，例如晶体管、电脑主板、MP3里的电容、整流器、激光器以及各种光电探测器件、微波器件等等都是采用了半导体技术材料。三、合金材料要说到合金材料，就不难想到镁及镁合金。镁由于优良的物理性能和机械加工性能，丰富的蕴藏量，已经被业内公认为最有前途的轻量化材料及21世纪的绿色金属材料，未来几十年内镁将成为需求增长最快的有色金属。需求大，用量大，这就成为了各个行业的热门材料。1、汽车、摩托车等交通类产品用

8、镁合金。各国对汽车的节能和尾气排放提出了越来越严格的限制，镁作为实际应用中最轻的