造型材料與工藝MoldingMaterialsandTechnologyDepartmentofIndustrialDesigninNUAA南京航空航天大學工業(yè)設計系課程重要性：材料與工藝是設計創(chuàng)新的物質(zhì)條件基礎，是設計概念得以實現(xiàn)的橋梁。工業(yè)設計必須通過大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)才能實現(xiàn)其價值，材料功能、材料性質(zhì)，材料結構、材料造型要達到統(tǒng)一協(xié)調(diào)。在設計創(chuàng)新過程中，如何采用合適的材料及其加工工藝，最終實現(xiàn)設計的目的和要求？一、造型材料工藝概述二、金屬及金屬成型工藝三、塑料及塑料成型工藝四、陶瓷玻璃及其成型工藝五、木材及其成型工藝六、復合材料及其成型工藝七、系列實驗課程主要內(nèi)容01020304材料工藝與設計1.1材料設計與功能1.2材料設計與造型1.3材料設計與企業(yè)戰(zhàn)略1.4設計中的工藝因素設計材料的發(fā)展2.1石器時代2.2陶器時代2.3青銅器時代2.4鐵器時代2.5高分子時代2.6復合材料時代設計材料的分類3.1島村昭治分類法3.2物質(zhì)結構分類法3.3材料加工度分類法3.4材料形態(tài)分類法設計材料的性能與特性4.1材料密度4.2力學性能4.3熱學性能4.4電性能4.5磁性能4.6光性能4.7設計材料的工藝特性造型材料與工藝概述目錄造型材料與工藝概述目錄0506設計材料的選擇5.1功能性因素5.2市場性因素5.3環(huán)境性因素設計材料的感性6.1材料的質(zhì)感6.2材料的質(zhì)感分類6.3

影響材料感覺特性的相關因素07材料的美感7.1材料的色彩美感7.2材料的肌理美7.3材料的光澤美01材料工藝與設計MaterialTechnologyandDesign一/

材料工藝與設計01在產(chǎn)品設計中，對新材料的開發(fā)與應用是提高產(chǎn)品效用和開發(fā)產(chǎn)品新功能的重要因素。1.1材料工藝與功能設計氟樹脂的發(fā)明，由于其優(yōu)異的熱性能，易清潔、不粘油、無毒等特征，就出現(xiàn)了像“不粘鍋”及易清潔的脫排油煙機等新產(chǎn)品的問世。利用超導磁體材料的性能，研制成功的高速超導磁懸浮列車。目前上海的超導磁懸浮列車已投入運行，車速每小時可達400km。一/

材料工藝與設計01ElekTex是一種不含電線的軟性傳導織物，它由傳導纖維和普通纖維構成，能準確地感知方位和壓力。1.1材料工藝與功能設計柔性基板主要有三種材料：塑膠、金屬箔、柔性玻璃可彎折的觸控面板：作為ITO的替代材料，金屬網(wǎng)格及銀納米線光學透明粘合膠一/

材料工藝與設計01不同的材料具有各自不同的性能特征，材料被應用到某個具體的產(chǎn)品時，就會對這一產(chǎn)品產(chǎn)生形態(tài)、構造乃至視覺上的影響。1.2材料設計與造型結構

一/

材料工藝與設計011.2材料設計與造型結構

材料技術發(fā)展帶來造型設計的革命一/

材料工藝與設計01通過對各種設計材料的運用，不僅可以建立起產(chǎn)品的個性，更可以作為一種設計戰(zhàn)略，對企業(yè)產(chǎn)品形象的建立起著提升的作用。1.3材料設計與企業(yè)戰(zhàn)略

蘋果電腦公司的iMac電腦設計，運用材料與色彩的語言向世人詮釋了數(shù)碼科技的魅力一/

材料工藝與設計011.3材料設計與企業(yè)戰(zhàn)略產(chǎn)品經(jīng)過設計的得到的“型性、構性、工藝性”來彌補“材性”的局限。一/

材料工藝與設計011.4設計中的工藝因素何謂“工藝”。《說文解字》中講：“工，巧也，匠也，善其事也。凡執(zhí)藝事成器物以利用，皆謂之工”。又“工，巧飾也”。“藝”即技藝。1.4.1以“型性”彌補“材性”的局限

STEPHENREED設計的不燙手杯子一/

材料工藝與設計011.4設計中的工藝因素一/

材料工藝與設計011.4設計中的工藝因素1.4.2以“構性”彌補“材性”的局限

公元前27-25年萬神殿穹頂一/

材料工藝與設計011.4設計中的工藝因素

一/

材料工藝與設計011.4設計中的工藝因素表面采用電鍍工藝奔馳內(nèi)飾

表面采用金屬表面拉絲工藝華碩筆記本1.4.3以“工藝性”彌補“材性”的局限

知識點1材料工藝與設計關系1、材料工藝與功能設計新材料的開發(fā)與應用是提高產(chǎn)品效用和開發(fā)產(chǎn)品新功能的重要因素。2、材料設計與造型結構不同的材料具有各自不同的性能特征，新材料會對產(chǎn)品產(chǎn)生形態(tài)、構造乃至視覺上的影響。3、材料設計與企業(yè)戰(zhàn)略通過對各種設計材料的運用，建立起產(chǎn)品的個性，更可以作為一種設計戰(zhàn)略，建立企業(yè)的產(chǎn)品形象識別4、設計中的工藝因素產(chǎn)品經(jīng)過設計的得到的“型性、構性、工藝性”來彌補“材性”的局限。點擊添加相關標題文字知識點一/

材料工藝與設計01知識點2設計中的工藝因素產(chǎn)品經(jīng)過設計的得到的“型性、構性、工藝性”來彌補“材性”的局限。這正是人類主動適應自然的表現(xiàn)，體現(xiàn)了“設計”的作用。1、以“型性”彌補“材性”的局限以產(chǎn)品造型的設計來彌補材料性能的不足2、構性”彌補“材性”的局限構性是指結構對受力的抵抗形式和能力，它也是結構中起決定作用的因素。在設計中以“構性”彌補“材性”的局限，主要是指以某種穩(wěn)定的結構彌補材料機械性能的不足。利用結構抵抗各類重力、載荷力等作用3、以“工藝性”彌補“材性”的局限工藝性是指加工工藝的特點、條件、限制、禁忌等。在設計實踐過程中，人類要發(fā)揮設計的主動性，積極地以工藝、技術改造材料，以適應多種成型工藝的需求，創(chuàng)造出更多、更好的實用品。點擊添加相關標題文字知識點一/

材料工藝與設計01思考題：1、材料對于設計影響巨大，試舉例生活中材料設計印象深刻的產(chǎn)品。2、試舉例產(chǎn)品設計中考慮的工藝因素。3、請思考材料會對產(chǎn)品設計哪些方面有影響？?THANKS南京航空航天大學工業(yè)設計系南京市秦淮區(qū)御道街29號3棟204室南京市江寧區(qū)將軍路29號3棟5樓造型材料與工藝MoldingMaterialsandTechnology主講人：吳訊、周海海DepartmentofIndustrialDesigninNUAA南京航空航天大學工業(yè)設計系PreparedbyXunwu，HaihaiZhou01020304材料工藝與設計1.1材料設計與功能1.2材料設計與造型1.3材料設計與企業(yè)戰(zhàn)略1.4設計中的工藝因素設計材料的發(fā)展2.1石器時代2.2陶器時代2.3青銅器時代2.4鐵器時代2.5高分子時代2.6復合材料時代設計材料的分類3.1島村昭治分類法3.2物質(zhì)結構分類法3.3材料加工度分類法3.4材料形態(tài)分類法設計材料的性能與特性4.1材料密度4.2力學性能4.3熱學性能4.4電性能4.5磁性能4.6光性能4.7設計材料的工藝特性造型材料與工藝概述目錄造型材料與工藝概述目錄0506設計材料的選擇5.1功能性因素5.2市場性因素5.3環(huán)境性因素設計材料的感性6.1材料的質(zhì)感6.2材料的質(zhì)感分類6.3

影響材料感覺特性的相關因素07材料的美感7.1材料的色彩美感7.2材料的肌理美7.3材料的光澤美02設計材料的發(fā)展DevelopmentofDesignMaterials一/

設計材料的發(fā)展02

在人類漫長的進化史中，材料的開發(fā)、利用始終貫穿其中。人類的發(fā)展也被材料劃分為石器時代、陶器時代、青銅器時代、鐵器時代一直到現(xiàn)在的高分子材料時代、復合材料時代等。材料是人類用來制造產(chǎn)品和工具的物質(zhì)，映射著一個時代的文化、經(jīng)濟和生活方式，更是體現(xiàn)了材料、技術工藝的發(fā)展水平。一/

設計材料的發(fā)展02一/

設計材料的發(fā)展02250萬年前，人類祖先為了生存、抵御猛獸襲擊和獵取食物，逐漸學會使用天然的材料——木棒、石塊等。這是利用一塊較硬的石頭砍砸另一塊較軟的石頭打擊而成，所以稱砍砸器。人類進入舊石器時代。

2.1石器時代一/

設計材料的發(fā)展022.1石器時代大約1萬年前，人類開始能夠打制更加精美的石器以及陶器、玉器，標志著新石器時代的開始。人們開始改造自然材料，從一次加工到一次加工和多次加工。河姆渡人的生產(chǎn)工具--骨耜sì一/

設計材料的發(fā)展02隨著對火的利用，人類將黏土捏成各種形狀，在火中燒成各種土器和最原始的陶器。陶是人類第一種人工制成的合成材料。人們對黏土不斷認識與選擇，制作技術逐漸成熟。器型多考慮使用的功能性，同時具備樸素的審美意識。2.2陶器時代一/

設計材料的發(fā)展022.2陶器時代一/

設計材料的發(fā)展02古代中國、美索不達米亞平原和埃及等地都是青銅文明發(fā)源地。公元前8000年，人類已發(fā)現(xiàn)并利用天然銅塊制作銅兵器和銅工具，制陶技術的發(fā)展為煉銅準備了必要條件。到公元前5000年已逐漸學會用銅礦石煉銅。銅是人類獲得的第一種人造材料，青銅——銅錫合金，這是最原始的合金，也是人類歷史上發(fā)明的第一種合金。2.3青銅器時代商代后期的遺物—司母戊方鼎，高133cm、質(zhì)量832．84kg一/

設計材料的發(fā)展022.3青銅器時代東漢早期的錯銀銅牛燈一/

設計材料的發(fā)展02公元前1400年,人類具有了從鐵礦石中人工冶煉鐵的技術。我國從春秋戰(zhàn)國時代開始大量使用鐵器。秦漢時期，就以煤為煉鐵材料，比歐洲早1700多年。由于鋼鐵性能優(yōu)良，機加工性好，成本低，特別是幾次工業(yè)革命，促進了手工業(yè)生產(chǎn)方式向機器成批生產(chǎn)方式的轉變。由青銅過渡到鐵是生產(chǎn)工具用材的重大發(fā)展。2.4鐵器時代一/

設計材料的發(fā)展02煉鐵技術和制造技術的發(fā)展，開創(chuàng)了人類文明的新時代。推動了現(xiàn)代工業(yè)革命的進程，同時也使人類經(jīng)歷了四次技術革命。第一次技術革命發(fā)端于18世紀后期，以蒸汽機的發(fā)明及廣泛應用為主要標志，實現(xiàn)了高爐、轉爐、平爐制造優(yōu)質(zhì)鋼材的工業(yè)化。第二次技術革命開始于19世紀末，以電的發(fā)明和廣泛應用為標志，由于遠距離送電材料以及通訊、照明用的各種材料的工業(yè)化，實現(xiàn)了電氣化。第三次技術革命始于20世紀中期，以原子能應用為主要標志。1942年12月，美國建立了第一個核反應堆，實現(xiàn)了控制核裂變，使核能利用成為可能；其后合成材料、半導體材料工業(yè)的發(fā)展，把工業(yè)文明推到新高峰，開啟了通向類信息社會文明的大門。第四次技術革命于20世紀70年代開始，它是以計算機，特別是微電子技術、生物工程技術和空間技術為主要標志，新型材料、新能源、生物工程、航天工業(yè)、海洋開發(fā)等新興技術是主攻方向。2.4鐵器時代一/

設計材料的發(fā)展022.4鐵器時代使用新型金屬制造的裁紙剪刀技藝精良的寶馬發(fā)動機一/

設計材料的發(fā)展02高分子材料時代從1909年第一個人工合成的酚醛塑料算起，至今也就百年。20世紀90年代初，塑料產(chǎn)量已逾1億噸。人工合成材料的大量運用，促進了工業(yè)產(chǎn)品造型發(fā)生很大變化。2.5高分子時代塑料在現(xiàn)代生產(chǎn)中的應用越來越廣泛一/

設計材料的發(fā)展022.5高分子時代一/

設計材料的發(fā)展02復合材料是由高分子材料、無機非金屬材料或金屬材料等幾類不同的材料通過復合工藝組合而成的新型材料。經(jīng)過設計可以使各組分的性能互相補充并彼此關聯(lián)，從而獲得新的優(yōu)越性能。2.6復合材料時代復合材料時代的驕子—航天飛機點擊添加相關標題文字知識點一/

設計材料的發(fā)展02知識點1設計材料發(fā)展階段材料是人類用來制造產(chǎn)品和工具的物質(zhì)，映射著一個時代的文化、經(jīng)濟和生活方式，更是體現(xiàn)了新材料、新技術、新工藝的發(fā)展水平。1、石器時代2、陶器時代3、青銅器時4、鐵器時代5、高分子時代6、復合材料時代思考題：1、試舉例說明材料發(fā)展各個時代產(chǎn)品的典型特征。2、對于未來材料發(fā)展的方向，你有什么想法？?THANKS南京航空航天大學工業(yè)設計系南京市秦淮區(qū)御道街29號3棟204室南京市江寧區(qū)將軍路29號3棟5樓造型材料與工藝MoldingMaterialsandTechnology主講人：吳訊、周海海DepartmentofIndustrialDesigninNUAA南京航空航天大學工業(yè)設計系PreparedbyXunwu，HaihaiZhou01020304材料工藝與設計1.1材料設計與功能1.2材料設計與造型1.3材料設計與企業(yè)戰(zhàn)略1.4設計中的工藝因素設計材料的發(fā)展2.1石器時代2.2陶器時代2.3青銅器時代2.4鐵器時代2.5高分子時代2.6復合材料時代設計材料的分類3.1島村昭治分類法3.2物質(zhì)結構分類法3.3材料加工度分類法3.4材料形態(tài)分類法設計材料的性能與特性4.1材料密度4.2力學性能4.3熱學性能4.4電性能4.5磁性能4.6光性能4.7設計材料的工藝特性造型材料與工藝概述目錄造型材料與工藝概述目錄0506設計材料的選擇5.1功能性因素5.2市場性因素5.3環(huán)境性因素設計材料的感性6.1材料的質(zhì)感6.2材料的質(zhì)感分類6.3

影響材料感覺特性的相關因素07材料的美感7.1材料的色彩美感7.2材料的肌理美7.3材料的光澤美03設計材料的分類ClassificationofDesignMaterials一/

設計材料的分類03設計材料分類主要按照以下方式分類：（1）歷史分類法（2）物質(zhì)結構分類法（3）材料加工度分類法（4）材料形態(tài)分類法一/

設計材料的分類031980年前后，日本機械技術研究所的島村昭治提出了將材料的發(fā)展歷史劃分為五代。第一代材料：石器時代的木片、石器、骨器等天然材料。第二代材料：陶、青銅和鐵等從礦物中提煉出來的材料。第三代材料：高分子材料，原料主要從石油、煤等礦物資源中來。第四代材料：運用先進的材料制備技術將不同性質(zhì)的材料，優(yōu)化組合而成的復合材料。第五代材料：材料的特征隨環(huán)境和時間而變化的復合材料，對外界刺激引起的反饋，即智能型材料。3.1島村昭治歷史分類法一/

設計材料的分類03通常是按材料的組成、結構特點進行分類：金屬材料、無機非金屬材料、無機材料、有機高分子材料(也稱高分子材料)復合材料3.2物質(zhì)結構分類法033.2物質(zhì)結構分類法材料金屬材料黑色金屬特殊金屬材料：非晶態(tài)金屬、高強高模鋁鋰合金、形狀記憶合金、減震合金、超塑金屬、儲氫合金、超導合金等有色金屬無機非金屬材料碳酸鹽材料新型無機非金屬材料（特種陶瓷或稱先進陶瓷）：高溫結構陶瓷、高頻絕緣陶瓷、導體陶瓷、半導體陶瓷、鐵電陶瓷、壓電陶瓷、磁性陶瓷、生物陶瓷等生鐵（含碳量>2%）鋼（含碳量0.04%~2%）工業(yè)純鐵（含碳量<0.04%）碳素鋼合金鋼（含特殊合金鋼重金屬：銅、鉛、鋅、鎳等輕金屬：鉛、鎂、鈦等貴金屬：金、銀、鉑等稀有金屬：鎢、鉬、鉭、鈾、鈦、釷、鈹、銦、鍺及稀土金屬等玻璃：石英玻璃、硅酸鹽玻璃、非硅酸鹽氧化物玻璃、非氧化物玻璃等陶瓷：土器、陶器、炻器、瓷器耐火材料：普通耐火材料、特種耐火材料搪瓷材料：耐酸搪瓷、低熔搪瓷、微晶搪瓷等一/

設計材料的分類033.2物質(zhì)結構分類法高分子材料復合材料合成塑料橡膠纖維涂料黏合劑樹脂基復合材料金屬基復合材料陶瓷基復合材料碳-碳復合材料熱塑性材料熱固性材料天然橡膠合成橡膠天然纖維合成纖維合成樹脂涂料油脂、天然樹脂涂料人造纖維化學纖維一/

設計材料的分類一/

設計材料的分類03天然材料

是指不改變在自然界中所保持的自然特性或只施加低度加工的材料而言。加工材料是指介于天然材料和人造材料之間，經(jīng)過不同程度人為加工的材料。人造材料是指人工制造的材料，包括兩部分。一是以天材料為藍本所制造的人造材料，如人造皮革、人造大理石、人造象牙、人造水晶、人造鉆石等。二是利用化學反應制成的在自然界不存在或幾乎不存在的材料，如金屬合金、塑料與玻璃等。3.3材料加工度分類法一/

設計材料的分類03顆粒材料主要指粉末與顆粒狀等細小形狀的物體。線狀材料設計中常用的有鋼管、鋼絲、鋁管、金屬棒、塑料管、塑料棒、木條、竹條、藤條等。3.4材料形態(tài)分類法利用線狀材料設計的作品一/

設計材料的分類03面狀材料設計中所用的板材有金屬板、木板、塑料板、合成板、金屬網(wǎng)板、皮革、紡織布、玻璃板、紙板。3.4材料形態(tài)分類法利用面狀材料設計的產(chǎn)品一/

設計材料的分類03塊狀材料設計中常用的塊材有木材、石材、泡沫塑料、混凝土、鑄鋼、鑄鐵、鑄鋁、油泥、石膏等。3.4材料形態(tài)分類法利用塊狀材料設計的產(chǎn)品點擊添加相關標題文字知識點一/

設計材料的分類03知識點

設計材料分類（1）歷史分類法：1980年前后，日本機械技術研究所的島村昭治提出了將材料的發(fā)展歷史劃分為五代，加上最新的復合材料時代。第一代：石器時代；第二代：陶器時代

；第三代：青銅器時代

；第四代：鐵器時代；第五代：高分子材料時代；第六代：復合材料時代（2）物質(zhì)結構分類法：通常是按材料的組成、結構特點進行分類，包括金屬材料、無機非金屬材料、無機材料、有機高分子材料(也稱高分子材料)、復合材料等。（3）材料加工度分類法：天然材料

、加工材料

、人造材料（4）材料形態(tài)分類法：顆粒材料

、線狀材料

、面狀材料

、塊狀材料

思考題：1、材料分類方法有哪些？具體怎么分類？2、材料的形態(tài)分類法中，舉例說明各類形態(tài)的應用。?THANKS南京航空航天大學工業(yè)設計系南京市秦淮區(qū)御道街29號3棟204室南京市江寧區(qū)將軍路29號3棟5樓04設計材料的性能與特性Propertiesandcharacteristicsofdesignmaterials一/

設計材料的性能與特性04設計材料的特性包括固有特性和派生特性。材料的固有特性：即材料的物理特性和化學特性。如力學性能、熱性能、電磁性能、光學性能和防腐性能。材料的派生性能：是由材料的固有特性派生出來的，即材料的加工特性、感覺特性，經(jīng)濟特性等。一/

設計材料的性能與特性04力學性能熱、光、電磁性能表面特性加工性能經(jīng)濟性能感覺特性產(chǎn)品一/

設計材料的性能與特性044.1材料密度密度是指材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。即ρ=m/V式中ρ—材料的密度，kg／m3；m——干燥材料的質(zhì)量，kg；V——材料在絕對密實狀態(tài)下的體積，m3

一/

設計材料的性能與特性044.2力學性能強度指材料在外力(載荷)作用下抵抗明顯的塑性變形或破壞作用的最大能力，是評定材料質(zhì)量的重要力學性能指標，是設計中選用材料的主要依據(jù)。材料抗壓、抗拉強度的計算式為：R=P/F式中R——材料的極限強度，Pa(帕)P——材料破壞時的最大載荷，N(牛)F——材料受力截面積，cm2(平方厘米)一/

設計材料的性能與特性044.2力學性能硬度硬度是材料抵抗其他物體壓人自己表面的能力，反映出材料局部塑性變形的能力。通常是采用鋼球或金剛石的尖端壓人各種材料的表面，通過測定壓痕深度來測定材料的硬度。用以測定金屬材料、塑料及橡膠等硬度的常用方法有布氏(J．A．Brinnell)硬度法、洛氏(S．P．Rockwell)硬度法和維氏(G．S．Viekers)硬度法等。也可通過測定材料上下落重錘的回彈高度來評定材料的硬度，此為肖氏(Albert.F．shore)硬度法。一/

設計材料的性能與特性044.2力學性能彈性在外力(載荷)作用下材料產(chǎn)生變形，當外力除去后材料能恢復原來形狀的性能稱為材料的彈性，這一變形稱為彈性變形。PU:高分子聚氨脂合成材料，優(yōu)點:密度、硬度高、耐磨、彈性佳EVA:乙酸乙烯共聚物，或PHYLON(MD):優(yōu)點:輕便、彈性好、柔韌好、不易皺，一/

設計材料的性能與特性044.2力學性能塑性在外力作用下材料產(chǎn)生變形，當外力取消后材料仍保持變形后的形狀和尺寸，但不產(chǎn)生裂縫，這一變形稱為永久變形，材料所能承受永久變形的能力稱為材料的塑性。材料的塑性用斷面抗縮率(φ)和延伸率(δ)表示。Φ=（原斷面積-拉斷后斷面積）/原斷面積δ=（拉斷后長度-拉伸前長度）/拉伸前長度一/

設計材料的性能與特性044.2力學性能脆性與韌性材料的力學斷裂是由于原子間或分子間的鍵斷開而引起的，按斷裂時的應變大小分為脆性斷裂和韌性斷裂。脆性斷裂是指材料未斷裂之前無塑性變形發(fā)生，或發(fā)生很小塑性變形導致破壞的現(xiàn)象。韌性斷裂是指材料在斷裂前產(chǎn)生大的塑性變形的斷裂。疲勞特性材料在受到拉伸、壓縮、彎曲、扭曲或這些外力的組合反復作用時，應力的振幅超過某一限度即會導致材料的斷裂，這一限度稱為疲勞極限。疲勞壽命指在某一特定應力下，材料發(fā)生疲勞斷裂前的循環(huán)數(shù)，它反映了材料抵抗產(chǎn)生裂縫的能力。疲勞破壞是機械零件失效的主要原因之一一/

設計材料的性能與特性044.2力學性能耐磨性材料對磨損的抵抗能力稱為材料的耐磨性，可用磨損量表示。在一定條件下的磨損量越小，則耐磨性越高。一般用在一定條件下試樣表面的磨損厚度或體積(或質(zhì)量)的減少來表示磨損量的大小。磨損包括氧化磨損、咬合磨損、熱磨損、磨粒磨損、表面疲勞磨損等。一/

設計材料的性能與特性044.3熱學性能熔點純金屬由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)時的溫度稱為材料的熔點。比熱容將1kg質(zhì)量的材料溫度升高1℃所需要的熱量稱為該材料的比熱容，其單位為焦(耳)每千克開(爾文)，即J／(kg·K)。熱脹系數(shù)材料由于其溫度上升或下降會產(chǎn)生膨脹或收縮，此種變形如果是以材料上兩點之間的單位距離在溫度升高10度時的變化來計算即稱為線脹系數(shù)，如果是以物體的體積變化來計算則稱為體脹系數(shù)。線膨脹系數(shù)以高分子材料的最大，金屬材料次之，陶瓷材料的最小。一/

設計材料的性能與特性044.3熱學性能熱導率(導熱系數(shù))材料中將熱量從一側表面?zhèn)鬟f到另一側表面的性質(zhì)稱為導熱性。具有單位厚度的材料，其相對的兩個面上如果給予單位的溫度差，則在單位時間內(nèi)傳導的熱量稱為熱導率(或導熱系數(shù))，其單位為W／(m·K)，即瓦(特)每米開(爾文)。耐熱性材料長期在熱環(huán)境下抵抗熱破壞的能力，通常用耐熱度表示。耐燃性材料對火焰和高溫的抵抗性能。根據(jù)材料耐燃能力可分為不燃材料和易燃材料。耐火性材料長期抵抗高熱而不熔化的性能，或稱耐熔性。耐火材料還應在高溫下不變形、能承載。耐火材料按耐火度又分為耐火材料、難熔材料和易熔材料三種。一/

設計材料的性能與特性044.4電性能導電性材料傳導電流的能力。通常用電導率來衡量導電性的好壞。電導率大的材料導電性能好。材料導電性的量度為電阻率或電導率。電阻R與導體的長度L成正比，與導體的截面積S成反比。R=ρ(L/S)式中ρ——體積電阻率，Ω·m電絕緣性與導電性相反。通常用電阻率、介電常數(shù)、擊穿強度來表示。電阻率是電導率的倒數(shù)，電阻率大，材料電絕緣性好；擊穿強度越大，材料的電絕緣性越好；介電常數(shù)愈小，材料的電絕緣性愈好。一/

設計材料的性能與特性044.5磁性能磁性能是指金屬材料在磁場中被磁化而呈現(xiàn)磁性強弱的性能。鐵磁性材料：在外加磁場中，能強烈被磁化到很大程度，如鐵、鈷、鎳等。順磁性材料：在外加磁場中，只是被微弱磁化，如錳、鉻、鉬等。抗磁性材料：能夠抗拒或減弱外加磁場磁化作用的材料，如銅、金、銀、鉛、鋅等。一/

設計材料的性能與特性044.6光性能材料對光的反射、透射、折射的性質(zhì)。如材料對光的透射率愈高，材料的透明度愈好；材料對光的反射率高，材料的表面反光強，為高光材料。一/

設計材料的性能與特性04（1）加工成型性產(chǎn)品都具有一定的形狀和結構特征，這是通過對材料的成型加工獲得的，并體現(xiàn)了設計者的設計思想。因此，設計材料必須具備在一定溫度和一定壓力下可對其進行成型加工，并塑制成某種形狀的能力。4.7設計材料工藝特性一/

設計材料的性能與特性04（2）環(huán)境形狀保持性產(chǎn)品都是以一定的形狀出現(xiàn)，并在該形狀下體現(xiàn)出產(chǎn)品功能的使用性。因此，材料應具有在所設計的使用環(huán)境條件下，保持既定形狀，并可供實際使用的能力。即材料應能經(jīng)得起自然環(huán)境因素的變化和周圍介質(zhì)的破壞作用，即不因外界因素的影響或襲擊而發(fā)生物理、化學變化，以致引起材料內(nèi)部構造改變而出現(xiàn)褪色、粉化、腐朽甚至破壞。4.7設計材料工藝特性一/

設計材料的性能與特性04（3）表面工藝性任何設計都不能直接使用基材或毛坯，而應通過一系列的表面處理，改變材料表面狀態(tài)，其目的除得到防腐蝕、防化學藥品、防污染、提高產(chǎn)品的使用壽命外，還可提高材料的表面裝飾效果，獲得美觀的外形，提高產(chǎn)品的經(jīng)濟價值。4.7設計材料工藝特性點擊添加相關標題文字知識點一/

設計材料的性能與特性04知識點4設計材料的力學性能（1）硬度：硬度是材料抵抗其他物體壓人自己表面的能力，反映出材料局部塑性變形的能力。（2）塑性：在外力作用下材料產(chǎn)生變形，當外力取消后材料仍保持變形后的形狀和尺寸，但不產(chǎn)生裂縫，這一變形稱為永久變形，材料所能承受永久變形的能力稱為材料的塑性。（3）脆性與韌性：材料的力學斷裂是由于原子間或分子間的鍵斷開而引起的，按斷裂時的應變大小分為脆性斷裂和韌性斷裂。脆性斷裂是指材料未斷裂之前無塑性變形發(fā)生，或發(fā)生很小塑性變形導致破壞的現(xiàn)象。韌性斷裂是指材料在斷裂前產(chǎn)生大的塑性變形的斷裂。（4）疲勞特性：材料在受到拉伸、壓縮、彎曲、扭曲或這些外力的組合反復作用時，應力的振幅超過某一限度即會導致材料的斷裂，這一限度稱為疲勞極限。（5）耐磨性：材料對磨損的抵抗能力稱為材料的耐磨性，可用磨損量表示。點擊添加相關標題文字知識點一/

設計材料的性能與特性04知識點5設計材料的工藝特性（1）加工成型性產(chǎn)品都具有一定的形狀和結構特征，這是通過對材料的成型加工獲得的，并體現(xiàn)了設計者的設計思想。因此，設計材料必須具備在一定溫度和一定壓力下可對其進行成型加工，并塑制成某種形狀的能力。（2）環(huán)境形狀保持性產(chǎn)品都是以一定的形狀出現(xiàn)，并在該形狀下體現(xiàn)出產(chǎn)品功能的使用性。因此，材料應具有在所設計的使用環(huán)境條件下，保持既定形狀，并可供實際使用的能力。（3）表面工藝性任何設計都不能直接使用基材或毛坯，而應通過一系列的表面處理，改變材料表面狀態(tài)，其目的除得到防腐蝕、防化學藥品、防污染、提高產(chǎn)品的使用壽命外，還可提高材料的表面裝飾效果，獲得美觀的外形，提高產(chǎn)品的經(jīng)濟價值。課內(nèi)討論題：生活中的產(chǎn)品（電線、電線桿、襪子、凳子、釣魚竿、鑰匙），說出它們主要需要哪一種力學性能？?THANKS南京航空航天大學工業(yè)設計系南京市秦淮區(qū)御道街29號3棟204室南京市江寧區(qū)將軍路29號3棟5樓05設計材料的選擇SelectionofDesignMaterials一/

設計材料的選擇055.1材料性能因素安全性能材料的選擇應當按照有關的標準正確選用，并充分考慮各種可能預見的危險。兒童玩具的材料要具有無毒性一/

設計材料的選擇05外觀需求產(chǎn)品的外觀在很大程度上受其可見表面的影響，并采取材料所能允許制造成的結構形式。5.1材料性能因素一/

設計材料的選擇05工藝性能材料所要求的工藝性能與零部件制造的加工工藝路線有密切關系，工藝性能包括機械性能、物理性能、化學性能、尺寸性能。5.1材料性能因素一/

設計材料的選擇055.2市場性因素可達性在考慮使用材料時，首先了解手邊有沒有這種材料，如果沒有，要看能否在規(guī)定期限內(nèi)得到，如果在規(guī)定的時間內(nèi)不能就必須考慮用另一種材料代替。經(jīng)濟性選擇材料的經(jīng)濟性始終是工業(yè)造型設計中十分重要的內(nèi)容。在滿足使用要求、藝術造型、工藝和可達性的同時，盡可能選用價廉的材料，以降低總成本，取得最大的經(jīng)濟效益，使產(chǎn)品在市場上具有最強的競爭力。經(jīng)濟性包括：材料價格、使用壽命、制造性能、零部件的總成本等因素。一/

設計材料的選擇055.2市場性因素一/

設計材料的選擇055.3環(huán)境性因素（1）選用同類材料設計產(chǎn)品時盡量采用同類材料，避免多種不同材料，以便產(chǎn)品回收和再利用。（2）減少表面裝飾。用表面不加任何涂、鍍的原材料直接制成產(chǎn)品，這也是出于便于回爐處理和再利用的目的。（3）采用可降解材料可降解材料是指廢棄后能自然分解并為自然界吸收的材料。（4）廢棄物的再利用充分選用廢棄物的再生材料，以利于資源的再循環(huán)利用。對廢棄物的再利用，不僅能有效減少可能污染環(huán)境的垃圾堆放，也大大節(jié)約了原材料。一/

設計材料的選擇055.3環(huán)境性因素一/

設計材料的選擇055.3環(huán)境性因素在日本，許多儲存了幾十年甚至上百年的舊木酒桶，以往都被人丟棄或當柴燒，一家具公司偶然發(fā)現(xiàn)并加以利用，使這廢棄的木酒桶成了家具的上好木材。而且，因木酒桶長時間被酒精滲透、浸泡，制造出來的家具竟然從未發(fā)生蛀蟲現(xiàn)象！一/

設計材料的選擇05案例分析一/

設計材料的選擇05案例分析一/

設計材料的選擇05案例分析知識點1產(chǎn)品設計中材料選擇的考慮因素：功能性因素：安全要求、外觀需求、工藝性能市場性因素：可達性；經(jīng)濟性環(huán)境性因素：選用同類材料；減少表面裝飾；采用可降解材料；廢棄物的再利用

點擊添加相關標題文字知識點一/

設計材料的選擇05思考題：1.為什么說設計選材的過程中具有適應性，這些特征體現(xiàn)在哪些方面？試舉例說明。2.試舉例說明設計選材的“適應性原則”的具體應用？?THANKS南京航空航天大學工業(yè)設計系南京市秦淮區(qū)御道街29號3棟204室南京市江寧區(qū)將軍路29號3棟5樓06設計材料的感性SensibilityofDesignMaterials一/

設計材料的感性06

產(chǎn)品形態(tài)設計的三大基本感覺要素包括形態(tài)感、色彩感和材質(zhì)感。相對于形態(tài)感和色彩感來說，材質(zhì)感是視覺以外的觸覺感受，是產(chǎn)品設計表現(xiàn)的另一個角度。一/

設計材料的感性06

感性是指人對物所持有的感覺或意象，具有人對物的心理上的期待感受。設計材料的感性就是指材料作用于人的認知體驗。包括人的感覺系統(tǒng)因生理刺激對設計材料作出的反映或由人的知覺系統(tǒng)從材料表面特征得出的信息，是人對設計材料的生理和心理活動，它建立在生理基礎上，是人們通過感覺器官對材料作出的綜合印象。一/

設計材料的感性066.1材料的質(zhì)感材質(zhì)感的兩個不同層次概念A由物面的幾何細部特征造成的形式要素——肌理B由物面的理化類別特征造成的內(nèi)容要素——質(zhì)地材料肌理材料質(zhì)地一/

設計材料的感性066.2材料的質(zhì)感分類材料感覺特性按人的感覺可分為觸覺材質(zhì)感和視覺材質(zhì)感；按材料本身的構成特性可分為自然材質(zhì)感和人為材質(zhì)感。一/

設計材料的感性066.2材料的質(zhì)感分類觸覺材質(zhì)感是人們通過手和皮膚觸及材料而感知的材料表面特性，是人們感知和體驗材料的主要感受。觸覺材質(zhì)感的生理構成觸覺是一種復合的感覺，由運動感覺與皮膚感覺組成，是一種特殊的反映形式，運動感覺是指對身體運動和位置狀態(tài)的感覺；皮膚感覺是指辨別物體機械特性、溫度特性或化學特性的感覺，一般分為溫覺、壓覺、痛覺等。6.2.1觸覺材質(zhì)感一/

設計材料的感性066.2材料的質(zhì)感分類6.2.1觸覺材質(zhì)感一/

設計材料的感性066.2材料的質(zhì)感分類觸覺材質(zhì)感的心理構成。從物體表面對皮膚的刺激性來分析，根據(jù)材料表面特性對觸覺的刺激性，觸覺質(zhì)感分為快適觸感和厭惡觸感。6.2.1觸覺材質(zhì)感柔軟的絲織品與銹蝕的金屬給人不同的感官刺激和心理感受一/

設計材料的感性066.2材料的質(zhì)感分類視覺材質(zhì)感是靠視覺來感知的材料表面特征，是材料被視覺感受后經(jīng)大腦綜合處理產(chǎn)生的一種對材料表面特征的感覺和印象。視覺材質(zhì)感的生理構成人的感覺系統(tǒng)中，視覺是捕捉外界信息能力最強的器官，人們通過視覺器官對外界進行了解。當視覺器官受到刺激后會產(chǎn)生一系列的生理和心理的反應，產(chǎn)生不同的情感意識。視覺材質(zhì)感的心理構成材料對視覺器官的刺激因其表面特性的不同而決定了視覺感受的差異。材料表面的光澤、色彩、肌理和透明度等都會產(chǎn)生不同的視覺質(zhì)感，從而形成材料的精細感、粗獷感、均勻感、工整感、光潔感、透明感、素雅感、華麗感和自然感。6.2.2視覺材質(zhì)感一/

設計材料的感性066.2材料的質(zhì)感分類6.2.2視覺材質(zhì)感1987意大利菲亞姆公司幽靈椅一/

設計材料的感性066.2材料的質(zhì)感分類6.2.2視覺材質(zhì)感一/

設計材料的感性066.2材料的質(zhì)感分類6.2.2視覺材質(zhì)感視覺材質(zhì)感的間接性相對于人的觸覺材質(zhì)感，視覺材質(zhì)感具有一定的間接性。因為材料的觸覺感覺特性相對于人的視覺而言是較為直接的。大部分觸覺感受可以經(jīng)過人的經(jīng)驗積累已轉化為視覺的間接感受。視覺材質(zhì)感相對于觸覺材質(zhì)感具有間接性、經(jīng)驗性、知覺性和遙測性。觸覺材質(zhì)感和視覺材質(zhì)感的特征對比感知生理性性質(zhì)質(zhì)感印象觸覺質(zhì)感人的表面+物的表面手、皮膚——觸覺直接、體驗、直覺真實、單純、肯定軟硬、冷暖、粗細鈍刺、滑澀、干濕視覺質(zhì)感人的內(nèi)部+物的表面眼——視覺間接、經(jīng)驗、知覺遙測、綜合、估量臟潔、雅俗、枯潤疏密、貴賤一/

設計材料的感性066.2材料的質(zhì)感分類6.2.3自然材質(zhì)感材料的自然材質(zhì)感是材料本身固有的質(zhì)感，是材料的成分、物理化學特性和表面肌理等物面組織所顯示的特征。自然質(zhì)感突出材料的自然特性，強調(diào)材料自身的美感，關注材料的天然性、真實性和價值性。天然材質(zhì)的肌理一/

設計材料的感性066.2材料的質(zhì)感分類6.2.4人為材質(zhì)感材料的人為質(zhì)感是人有目的地對于材料表面進行技術性和藝術性加工處理，使其具有材料自身非固有的表面特征。人為質(zhì)感突出人為的工藝特性，強調(diào)工藝美和技術創(chuàng)造性。人造材料質(zhì)地一/

設計材料的感性066.2材料的質(zhì)感分類6.2.4人為材質(zhì)感天然露珠與金屬珠鏈的材質(zhì)對比一/

設計材料的感性066.3影響材料感覺特性的相關因素6.3.1材料種類材料的感覺特性與材料本身的組成和結構密切相關，不同的材料呈現(xiàn)著不同的感覺特性。材料感覺特性木材自然、協(xié)調(diào)、親切、古典、手工、溫暖、粗糙、感性金屬人造、堅硬、光滑、理恒、拘謹、現(xiàn)代、科技、冷漠、涼爽、笨重玻璃高雅、明亮、光滑、時髦、干凈、整齊、協(xié)調(diào)、自由、精致、活潑塑料人造、輕巧、細膩、艷麗、優(yōu)雅、理性皮革柔軟、感性、浪漫、手工、溫暖陶瓷高雅、明亮、時髦、整齊、精致、涼爽橡膠人造、低俗、陰暗、束縛、笨重、呆板一/

設計材料的感性066.3影響材料感覺特性的相關因素6.3.2材料成型加工工藝和表面處理工藝鍛造工藝在鍛打過程中能產(chǎn)生豐富的肌理效果，可圓、可方、可長、可短、可規(guī)則、可隨意、可粗獷、可精細，忠實地保留下制作過程中情緒化的痕跡，具有強烈的個性化特征和濃厚的手工美。鑄造工藝鑄造工藝良好的復寫功能可精確地復制出纖細的葉脈、粗糙的巖石，甚至流動的液體，豐富了金屬的表現(xiàn)范圍。焊接工藝焊接不僅是實現(xiàn)造型、表達觀念、傾瀉情感的表述技藝，同時也是一種藝術的表現(xiàn)力。焊接后的銼平、拋光是一種工藝美，有意識保留焊接的痕跡，能產(chǎn)生奇特的肌理美，豐富產(chǎn)品的藝術美感。一/

設計材料的感性066.3影響材料感覺特性的相關因素6.3.2材料成型加工工藝和表面處理工藝鉚接工藝鉚接工藝具有一種強烈的工業(yè)感和現(xiàn)代感。鉚接的鉚釘頭有節(jié)奏地整齊排列，形成一種肌理變化。編織工藝編織工藝是一種由纖維藝術發(fā)展而來的工藝，是將絲狀材料按一定的方法編織在一起，可產(chǎn)生極富韻律和秩序感的肌理效果。車削工藝車削后的材料表面有車刀的連續(xù)紋理，有旋轉感。磨削工藝磨削后的材料表面精細光滑，富有光澤感。一/

設計材料的感性066.3影響材料感覺特性的相關因素6.3.2材料成型加工工藝和表面處理工藝電鍍工藝電鍍的材料表面不僅能改變材料的表面性能，而且表面具有鏡面般的光澤效果。噴砂工藝噴砂工藝能使材料獲得不同程度的粗糙表面、花紋與圖案，通過光滑與粗糙、明與暗的對比給人以含蓄、柔和的美感。一/

設計材料的感性06金屬經(jīng)切旋工藝產(chǎn)生的光澤美感金屬經(jīng)刷絲工藝產(chǎn)生的漫射光澤美感6.3影響材料感覺特性的相關因素6.3.2材料成型加工工藝和表面處理工藝一/

設計材料的感性066.3影響材料感覺特性的相關因素6.3.2材料成型加工工藝和表面處理工藝知識點1材質(zhì)感的兩個不同層次概念A由物面的幾何細部特征造成的形式要素——肌理B由物面的理化類別特征造成的內(nèi)容要素——質(zhì)地材質(zhì)感分為觸覺材質(zhì)感、視覺材質(zhì)感自然材質(zhì)感、人為材質(zhì)感知識點2影響材料感覺特性的相關因素A、材料的種類材料的感覺特性與材料本身的組成和結構密切相關，不同的材料呈現(xiàn)著不同的感覺特性。B、材料成型加工工藝和表面處理工藝不同的材料成型加工工藝與表面處理工藝能夠帶來不同的表面觸覺感受、視覺感受、理化特點知識點2替換文字內(nèi)容，添加相關標題，修改文字內(nèi)容，也可以直接復制你的內(nèi)容到此。請?zhí)鎿Q文字內(nèi)容，添加相關標題，修改文字內(nèi)容，也可以直接復制你的內(nèi)容到此。請?zhí)鎿Q文字內(nèi)容，添加相關標題，修改文字內(nèi)容，也可以直接復制你的內(nèi)容到此。請點擊添加相關標題文字知識點一/

設計材料的感性06思考題：1、舉例說明相同材料，不同的材質(zhì)感，講講原因。2、影響材料感覺特性的相關因素有哪些？?THANKS南京航空航天大學工業(yè)設計系南京市秦淮區(qū)御道街29號3棟204室南京市江寧區(qū)將軍路29號3棟5樓07材料的美感AestheticSenseofMaterials一/

材料的美感07

美感是人們通過感官接觸事物時所產(chǎn)生的一種愉悅的心理狀態(tài)，是人對美的認識、欣賞和評價。設計材料的美感來自于材料自身固有物質(zhì)特征形式，同時還來自于對材料的合理的選擇利用、巧妙的搭配組合以及精心的工藝加工。從而達到設計形式與物質(zhì)材料的性能一致，實用功能與審美功能的價值統(tǒng)一。

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材料的美感07

材料的美感設計就是對產(chǎn)品材料的技術性與藝術性的先期規(guī)劃，是一個合乎設計規(guī)范的認材——選材——配材——理材——用材的有機程序，是企業(yè)產(chǎn)品設計戰(zhàn)略的重要部分。一/

材料的美感

07材料美色彩美固有色彩人為色彩對比色彩相似色彩肌理美自然肌理再造肌理肌理組合光澤美透光反光質(zhì)地美一/

材料的美感

077.1材料的色彩美感7.1.1材料的固有色彩材料的固有色彩是產(chǎn)品設計中的重要因素，設計中必須充分發(fā)揮材料固有色彩的美感屬性，而不能削弱和影響材料色彩美感功能的發(fā)揮，應運用對比、點綴等手法去加強材料固有色彩