《产品和材料的关系》PPT课件

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1、产品和材料产品和材料陶瓷金属木材玻璃塑料陶瓷——火与土凝结的艺术陶瓷定义“陶瓷”这一名词源自古代希腊的“烧物”，它意味着陶器是经焙烧而赋予其强度的材料，即陶瓷被定义为“经高温热处理工艺所合成的非金属无机材料”。目前，陶瓷为所有无机非金属材料的简称。陶瓷材料也常称为硅酸盐材料。全面的定义为：陶瓷是用天然或人工合成的粉状化合物，经过成型和高温烧结制成的、由金属元素和非金属元素的无机化合物构成的多相固体材料，包括陶器和瓷器，也包括玻璃、搪瓷、石膏、水泥、石灰、砖瓦、耐火材料等人造无机非金属材料。近20年来，陶瓷材料

2、有巨大的发展，许多新型陶瓷的成分远超出硅酸盐的范畴，陶瓷的性能面临重大的突破，陶瓷的应用已渗透到各类工业、各种工程和各个技术领域。一、成份和特点传统意义的陶瓷主要指：陶器和瓷器，也包括玻璃、搪瓷、耐火材料、（硅酸盐类材料）砖瓦等。（用粘土、石灰石、长石、石英等天然硅酸盐类矿物制成）现今意义上的陶瓷：变化巨大，许多新型陶瓷已经远远超出了硅酸盐的范畴，是各种无机非金属材料的通称。一、成份和特点陶瓷材料是由天然矿物质和人造化合物混合后，经磨细、成型、烧结等工艺制成的。化学成分：金属元素和非金属元素构成的简单化合物；

3、或复杂的多项固体混合物。结构组织：离子晶体（大多）或共价晶体（较少）与含量不等的玻璃相和气孔。一般特点：耐高温、耐磨等。但受配方、成型工艺条件（影响陶瓷晶粒的大小、晶界形状、气孔大小及分布、组织均匀性等）等的影响。二、分类陶瓷普通陶瓷（传统陶瓷）日用、建筑、绝缘、化工、多孔陶瓷等特种陶瓷（现代陶瓷）按性能分类：高强度、高温、耐磨、耐酸、压电、电介质、电光和光学、半导体、磁性、生物、导电、结构、超导、快离子导体陶瓷等；按化学组成分类：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、复合陶瓷（如氧氮化硅铝陶瓷等）、金属陶瓷、

4、纤维增强陶瓷常用金属材料的分类金属材料的特性及分类金属材料的性能①使用性能使用过程中表现出来的性能机械(力学)性能：强度、塑性、弹性、刚度等物理性能：导热性、导电性、热膨胀性、磁性等化学性能：抗蚀性、抗氧化等②工艺性能制造和加工过程中表现出来的性能如铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能等金属材料的特性及分类钢铁材料钢铁材料可分为三大类：纯铁(c<=0.02%)塑性好、强度低，主要用于制造磁铁钢(0.02%<=c<2.11%)铸铁(c>=2.11%)钢铁材料钢(0.02%<=c<2.11%)碳

5、钢按含碳量：低碳钢、中碳钢、钢碳钢按品质：普通碳素钢、优质碳素钢按用途：碳素结构钢、碳素工具钢合金钢合金结构钢：合金弹簧钢、合金轴承钢等合金工具钢：刃具钢、模具钢、量具钢特殊用途钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢铝及铝合金纯铝：纯度98%~99.996%，密度小、导电、导热性优良；主要用于科研及制造电容器铝合金：纯铝强度低，加入合金以提高强度变形铝合金1.防锈铝合金：含锰、镁等，不可热处理强化，耐蚀性好，用于制造高耐蚀性薄板容器2.硬铝：含铜、镁等，强度、硬度高（与高强钢相近），塑性低、韧性差，用于制造飞机大梁、螺旋

6、桨、铆钉等3.超硬铝合金：含锌、铜等，强度接近超高强度钢4.锻铝：含镁、硅、铜等，热塑性、耐蚀性好，适于锻造，用于航空等形状复杂、要求强度较高的锻件铸造铝合金：要求有良好的铸造性能，分为铝硅、铝铜、铝镁、铝锌四系。铜及铜合金1.纯铜（紫铜）：纯度99.5%~99.95%,极好的塑性,抗蚀、导电、导热性、抗磁性极好，用于电工导体和防磁器械2.黄铜：含锌<50%普通黄铜：含锌<32%,极好的变形能力，用于弹壳等；含锌>32%：热加工黄铜(含锌40%),强度较高，含铜量少，价格低、用于制作电器上的导电、耐蚀及有一定

7、强度的结构件特殊黄铜：加入锡、铅、铝等元素3.青铜锡青铜：一般含锡3%~14%,强度、塑性增加特殊青铜：指不含锡的青铜，如铝青铜、铍青铜等，比锡青铜具有更高的力学性能、耐磨性与耐蚀性。金属材料设计是造型设计的重要组成部分，它包括：材料的选用材料加工工艺的制定造型设计中，金属材料的选用是一个复杂的决策问题，它需要：首先要掌握金属材料理论及其应用知识明确目标及限制条件进行必要的试验和选材方案对比造型设计中金属材料的选用根据使用性能选材变形失效：弹性变形和塑性变形影响形状、尺寸精度重要螺栓、弹簧、精密丝杠等，应选高

8、弹性模量材料断裂失效：塑性断裂：明显塑性变形后断裂，应选高强度材料低应力脆性断裂：无宏观塑性变形下断裂，如高强度的锤杆，应选强韧性材料疲劳断裂：交变应力作用下的裂纹形成、扩展造成断裂，如齿轮，应表面强化处理表面损伤失效：磨损、腐蚀、表面疲劳选材的经济性原则：材料价格、加工费用等其他因素：环保、市场等造型设计中金属的选材原则木材及加工工艺木材是由树木采伐后经初步加工而得的，是由纤维素、半纤维素和木质素