纳米技术在工业设计中的应用.doc

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1、.......   中国地质大学（） 结课论文 题目纳米技术在工业设计中的应用 学生学号专业班级指导教师 2015年12月.s..............目 录摘 要3第一章工业设计与材料的关系4第二章纳米技术及纳米材料的发展5第三章纳米材料在工业设计中的应用6结束语6参考文献7.s..............摘 要：材料是一切工业设计的载体，工业设计与材料密不可分，优秀设计离不开适当的选材与合理的工艺。形态、功能和材料是构成产品的三大要素，三者互为影响。新材料、新技术的出现以及创新性地运用材料对于产

2、品发展产生过重要的影响。而纳米技术和纳米材料的出现必将给工业设计注入新的活力。关键词：工业设计、纳米技术、纳米材料、应用。.s..............第一章工业设计与材料的关系产品设计包括使用工艺，材料工艺，审美情趣，等三方面构成因素。实用功能是首要的，它决定着产品造型的首要形式。材料和工艺是保证产品造型付诸实现的物质技术条件，它是产品功能和艺术处理的具体体现。产品造型的艺术处理，决定着形式的美观与否，表达了一定的思想感情和审美情趣。这三个方面，存在着相互依存，相互作用的辩证统一关系，构成了不可分

3、割的统一整体。不同的材料有不同的加工、成型方法。材料的工艺性是指材料适应各种工艺处理要求的能力。材料的工艺性包括成型工艺、加工工艺和表面处理工艺。古埃及的法老王座因使用者的身份不同，座椅靠背上满是贴金，光满四射。里特维尔德设计的红蓝椅有由质木条和层压板构成，十三根木条相互垂直，强调抽象的感受和亮感，以完美和简洁的物质形态反应风格派运动的哲学。“高技术风格”、“机器美学”的轰动作品是由英国建筑师皮阿诺和罗杰斯于1972年和1976年建成的蓬皮社艺术中心，它是一座具有未来主义风格的建筑，整个建筑有纵横的玻

4、璃管道、硕大的玻璃墙体和错综的钢架构成。诚如世界是由物质构成的一样，一切的工制品都是有一定的材料组成的。最早的材料是从古代的旧石器说起，当人们以石头撞击火花或钻木取火时，人与材料就有了互为关系，材料一方面成为造物的物质基础和构成物品的基本容，另一方面也成为人们实现自己心中理想中介物，对象与人形成密切的联系。工业设计的定义是：就批量生产的产品而言，凭借训练、技术知识、经验及视觉感受而赋予材料、结构、形态、色彩、表面加工及装饰等新的品质和资格，叫做工业设计。材料工艺与产品造型之间的关系是双向的。一是已知材

5、料工艺求解产品造型特征，二是已知产品造型特征求解材料工艺的各种可能性。在产品造型的三要素中与工艺关系最密切，受工艺影响最大的是形态要素，质感要求次之，色彩要素在一般情况下与产品成型工艺无直接关系。一定程度上可以说人类的发展史就是材料的发展史，人类的设计史就是材料的使用史。大体来说，造型材料的发展经历了石器时代，器时代，青铜器时代，铁器时代，高分子材料时代以及材料复合时代，现代设计诞生于铁器时代以后。在现代社会中，已经由钢铁材料为住的局面向高分子材料、复合材料的局面过渡，出现了越来越多的人工合成材料和新

6、材料，形成了一个规模宏大的互相渗透的材料体系。21世纪新材料产品向着实现智能化、多功能化、环保、复合化、低成本化、长寿寿命及按用户进行订制的方向发展。.s..............第二章：纳米技术及纳米材料的发展纳米技术是指在0.1~100nm尺度空间,研究电子、原子、分子的运动规律和特性,从而研究在纳米尺度围物质所具有的物化性质、功能及其应用的高新技术。其含义包括纳米材料设计、制造、测量、控制和产品。纳米材料是近期发展起来的多功能材料,纳米材料具有许多特殊功能和效应,将在工业和国防等领域中发挥巨大

7、潜力,并将为人类社会带来巨大影响。利用纳米科技对传统工业，特别是重工业进行改造，将会带来新的机遇，其中存在很大的拓展空间，纳米技术在经历了从无到有的发展之后，已经初步形成了规模化的产业。纳米材料有表面积效应，体积效应，量子尺寸效应，力学性能效应等诸多特性，这些特性决定了纳米材料的诸多用途。纳米材料的合成与制备一直是纳米科学领域的一个重要的研究课题。它包括粉体、固体(含块体及薄膜)的制备。目前纳米材料的制备方法,以物料状态来分可归纳为固相法、液相法和气相法三大类。固相法中热分解法制备的产物易固结,需再次

8、粉碎,成本较高;物理粉碎法及机械合金化法工艺简单、产量高,但制备过程中易引入杂质;气相法可制备出纯度高、颗粒分散性好、粒径分布窄而细的纳米微粒。20世纪80年代以来,开始采用不需要复杂仪器的液相法。例如,T?S?Ahmade等利用聚乙烯酸钠作为Pt离子的模板物,在室温下惰性气氛中用H2还原,制备出形状可控的Pt胶体粒子。目前纳米粉体材料的主要制备方法有:化学制备法;化学物理合成法;物理方法(包括蒸发冷凝法、激光聚集原子沉积法、非晶晶化法、机械球磨法、原子