1、70 張圖對比材料各項性能1 楊氏模量 - 密度剛性或 /和輕質部件選材參考1、需要較硬的材料時，如頂梁，自行車架等，選擇圖表頂部的材料。2、需要低密度的材料，如包裝泡沫等，選擇圖表左側的材料。3、剛性和輕質兼具的材料很難找到，復合材料往往是個不錯的選擇。楊氏模量( Young smodulu)s ，又稱拉伸模量，是彈性模量中最常見的一種。楊氏模量 衡量的是一個各向同性彈性體的剛度， 與彈性模量是包含關系， 除了楊氏模量以外， 彈性模 量還包括體積模量和剪切模量等。大婁0 110.000<eSe ( kft m,)K參孔牖全同與合全''緊酬 W30 000木與木=安合物金

2、55 A金100 JoOIOoO 3.00010.00030 000( ( kg m3)OIf(CdD)*«出操聚合物LOOO 3.00010.00030.0SS ( kgmj) 陶瓷1003001.0003.000IOOoO 10.000言度(kg Hl5 )(PdD)木與木制品30.0001001.03.00010.000言度(kg nP)O 1 (£o)Et聲出密1003001.0003.00010.00030.000V輕S ( k2 m )2 楊氏模量 - 成本剛性或 /和低成本部件選材參考1、需要較硬的材料時，如頂梁，自行車架等，選擇圖表頂部的材料2、需要低成本的

3、材料，如包裝泡沫等，選擇圖表左側的材料。3、需要廉價且堅硬的材料，則選擇圖表左上方的材料，大多為金屬和陶瓷。金爲與合金"（C kg）n>L4¼j rWJ10 100Ie >1趙（kg ）10100高B9«金娠 *£200 Ooo lg金Jrt與會金多孔住*與末創品<»101 (PdO )整SIR於O 1 (Pdu二匕£出金A0.01(Ckg)10高3 強度 - 密度高強度或 /和低密度部件選材參考1、下圖標識的強度為拉伸強度，除了陶瓷為抗壓強度。2、高強度且低密度的材料位于圖形的左上部分。強度是指零件承受載荷后抵抗發

4、生斷裂或超過容許限度的殘余變形的能力。也就是說， 強度是衡量零件本身承載能力（即抵抗失效能力）的重要指標。金展與合金IOOOO1.0110.0001.0003.000巫度（kg hP）輕10.00010.000!*1.01.0003.00010.00030.000密度（0W ）B 10.000t1.（X×）聚合物1001.0003.00010.00030.000左度（kgm5） 強度（MPa）離8SS§f/ 出 S1S7/?*S 、裁即Bi<常-Jl低弼度（MPa）.000-OOrae¼(s)*d>ssoffi于Ooo3.0000.000 30.000

5、M IT4 強度 - 成本高強度或 /和低成本部件選材參考1、下圖標識的強度為拉伸強度，除了陶瓷為抗壓強度。2、許多應用要求材料具有較高的強度，如螺絲刀、安全帶等，但是他們通常都比較貴，只 有極少數的材料能同時滿足強度和成本的要求（左上部分）。10.000(£乏)昴金屬與合金1.000成本(t kg )100離10.<XX)t*1.000聚合物0.01V低01如(t kg)100SiC木與木制品10.000 t1.000O001<低01成本(£ kg )10(edw I100高5 強度 -韌性高強度或 /和高韌性部件選材參考1、下圖標識的強度為拉伸強度，除了陶瓷

6、為抗壓強度。2、通常韌性不好強度也不會很高，提高強度時很可能會使韌性下降。強度是指零件承受載荷后抵抗發生斷裂或超過容許限度的殘余變形的能力。 也就是說， 強度 是衡量零件本身承載能力（即抵抗失效能力）的重要指標。韌性為材料在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力。 韌性越好， 則發生脆性斷 裂的可能性越小。 韌性可在材料科學及冶金學上， 韌性是指當承受應力時對折斷 的抵抗，其定義為材料在破裂前所能吸收的能量與體積的比值。強度和韌性的關系： 強度是指抵抗外力的能力如抗拉強度， 韌性是材料抵抗變形 破壞的能力，如抗彎抗扭及沖擊。10 100高10.000OOOI 0.010.1110100V低切性（I

7、dW）S 10.000金屬與合金1.0000.1m ( U nr)10.0001V低0.010砌性(U Znr )10 100 高聚合物10.000ttoIOO低韌性(U nr )金剛石聞瓷10.000AlW(ed)詼01初性(kJ IiP )10 100IOOOO(<tdw )股IOOO1001木與木制品0.1OoOl0.010.1t切性（U nr ）6 強度 -斷裂伸長率高強度或 /和高彈性部件選材參考1、陶瓷具有非常低的伸長率（ <1）；2、金屬具有中等的斷裂伸長率（ 1-50）；3、熱塑性塑料具有較大的伸長率（>100%）；4、橡膠具有長期彈性伸長率；5、熱固性聚合物

8、具有較低的伸長率（<5）。，試樣在拉斷時的位移值與原長的比值。以百分比表示斷裂伸長率 （ elongation at break ） （%）。器¼llr¼8(Ed* )邂Ooo=隔電»篠痂-OOO-OOOO二 0ns亜長If?長08-(EdW )砲聚合物10.000蟲合材料fPMMA木與木刮&海繩Oe 1OooOlOOOI<腱UFAB >尼龍 uPVC5«合物PET眼丙烯廉乙晞0.01 0.1新裂伸怏率io -OOOO3 - O-*祺転500>-ft!2I-O -OO (篡) *-eQJ/* <r 77SN 一=V、

9、dJrx¼ A rK> ¼%、-! 1«Og篥U*7 強度 -最高工作溫度高強度或 /和高工作溫度環境部件選材參考1、下圖適用于材料的使用環境中工作溫度高于室溫的組件，如炊具，汽車發動機和排氣管 2、聚合物的最高工作溫度較低，金屬的最高工作溫度居中，陶瓷能夠承受非常高的溫度。 熱塑性聚合物的最高工作溫度低于熱固性聚合物。 最高工作溫度表示工程材料在此溫度下工作時強度急劇下降的最高溫度。材料大類10.000木與木制品多孑潮金T(TiM ( r)10.000100全不霜鋼 復合材料高合金鋼LWft木與木刮品址高工作溫度(V)翠合物10,0002004006008

10、00IOoO顯離工作溫度(r)木與木制品S?合物大部分工程聞虹作週度超過IO(XrC 硅混檯土多孔陶瓷8 比強度 - 比剛度高剛度和 /或高強度與低重量的部件選材參考1、比強度為強度 /材料密度，比剛度為剛度 /材料密度。2、通常高強度和高剛度是同時存在的，因為他們很大程度上取決于原子之間的結合力。材料剛度簡稱剛度， 即材料力學中的彈性模量。 它是表征材料抵抗彈性變形能力的力學 性能指標。 指材料抵抗變形的能力， 即引起單位變形時所需要的應力。 一般是針對構件或結 構而言的。它的大小不僅與材料本身的性質有關，而且與構件或結構的截面和形狀有關。強度：材料在規定的荷載作用下， 材料發生破壞時的應力

11、稱為強度， 要求不破壞的要求，稱為強度要求。根據外力作用方式不同，材料的抗拉強度、抗壓強度、抗剪強度等。剛度和強度的區別： 剛度是抵抗變形的能力， 強度是抵抗破壞的能力。 剛度是強調不變 形，或變形小；強度是強調可靠性，即不能失效。材料大類1.000IC(6<WN>I)金展與合E001100比邊度(kNm/kg )1.000 10.00離1.000100O<1金屬與合金100OoV低比強度(ICNmkg )高W 1 (£、EN 亠)¢1低比強度(kNm/kg )高100比理度(kNnkg )Iooo 10.00聚合物金JftC與合令O 11(6<wN

12、=闔E10IOO1.000 10.1.000IOO比遏度(kNm/kg )10.00<低比強度(ICNnViCg)高 一木與木制品做膠O *100 1.000 10.009 電阻率 - 成本電性能或 /和低成本部件選材參考 1、下圖主要用于需要較低的價格以及良好的電絕緣性（如插頭外殼）或良好的導電性（例 如電力電纜）組件時選材參考。2、良好的電導體通常是良好的熱導體和良好的電絕緣體是良好的熱絕緣體，所以下圖也可 用于需要良好的熱絕緣（例如用于窯壁）或熱傳導性（例如，用于煎鍋）產品的選材參考。20°C）的電阻率是用來表示各種物質電阻特性的物理量。某種物質所制成的原件（常溫下 電阻

13、與橫截面積的乘積與長度的比值叫做這種物質的電阻率。單位： ·m。f0(5IOO1.00010.000100.000< 低成本()高 海綿0金屬與合金(EC )陽S皿聚合物UPVC ABS R破酸駆1.00010.000成本(tig)100.000高金做與合金Io9O1.000( kg )10.000100.0離海綿(EC)木與木制品復合材料1.000低10.000成本(LVt)0噩1(EC)迎莊O-1世金JHI與合金1.00010.000成本(eg)100.0離10 可回收性 -成本可回收或 /和低成本部件選材參考1、下圖只要用于識別材料的可回收性特征，特別是那些既昂貴又可回收

14、的材料應該投入更 多。2、盡管成本高，復合材料卻難以回收，因為很難將纖維和基體分開。3、熱塑性塑料常常可以回收利用。熱固性塑料可回收性低。4、金屬是特別適合于回收，因為它們可以容易地排序，重熔。5、陶瓷幾乎從未再循環。金屬c5合金tl W帳10.806成本（班）IC全屈與合全一二LMlXZ磚乞 /Yy、7木與木制品海算8 O.6O.冊號回rff4 O00.01 0.1V «高成本（£“）研號回冋SO木與木制品成本（鞏軟）10 100高 11 生產耗能 -成本環境影響小或 / 和低成本部件選材參考1、生產某種材料所需消耗多大的能量是原料成本的一個因素。所以是大部分材料都位于左 下角（低成本 / 低能耗）或右上（高成本 /高能耗）。2、測量生產材料消耗的能量是困難的，包括：收集原材料所需的能量/礦料，提取或合成它所需的能量。3、聚合物是通過提煉和加工碳氫化合物中