【正文】 產(chǎn)生膨脹或收縮的性能，通常用線膨脹系數(shù)表示。晶態(tài)以熔點(diǎn)溫度為指標(biāo)（金屬 ，晶態(tài)）。導(dǎo)熱系數(shù)小，是熱的絕緣體，如高分子材料。 ①導(dǎo)熱性 ：材料從一側(cè)表面?zhèn)鬟f到另一側(cè)表面的能力，通常用導(dǎo)熱 系數(shù)來表示。 ⑤耐磨性 ：耐磨性的好壞常以磨損量作為衡量指標(biāo)。 ④硬度 ：材料表面抵抗塑性變形和破壞的能力。 脆性材料易受沖擊破壞，不能承受較高的 局部應(yīng)力。這種變形稱永久變形。 這種變形稱 彈性變形。 由于外力的作用的方式不同，材料的強(qiáng)度分為 抗壓強(qiáng)度 、 抗拉強(qiáng)度 、 抗彎強(qiáng)度 、 抗剪強(qiáng)度 等。 ①強(qiáng)度 ： 指材料在外力作用下抵抗塑性變形和破壞作用的能力。 單位體積所含質(zhì)量，物質(zhì)質(zhì)量與體積比，符號(hào) p=v/m(㎏ /m179。基礎(chǔ)評(píng)價(jià)以單一因素進(jìn)行評(píng)價(jià)，綜合評(píng)價(jià)以組合因素評(píng)價(jià)，是復(fù)合的，動(dòng)態(tài)的。下面是材料內(nèi)部不同尺寸結(jié)構(gòu)示意圖，清晰從微觀到宏觀，從原子，晶體，顯微，復(fù)合，工程部件，研究領(lǐng)域從物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)，材料科學(xué)，工程科學(xué)。 圖 材料所呈現(xiàn)出的性能是材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的外在表現(xiàn)，受材料內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)所制約，這種內(nèi)部結(jié)構(gòu)只有用特殊的方法才能被觀察到，它的變化通過材料性能變化被人們所感知，這 就是我們對材料有“硬，軟，脆，韌”，對環(huán)境“敏感，不敏感”的感性認(rèn)識(shí)。二是 材料的派生特性， 它是由材料固有特性派生而來的，即材料的加工特性、材料的感覺特性和經(jīng)濟(jì)特性。 （ 3）塊 狀材料 木材、石材、泡沫塑料、混凝土、鑄鋼、油泥、石膏等。 2. 按材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu)分類 可分為四大類： 金屬材料 ：黑色金屬（鑄鐵，碳鋼，合金鋼等） 有色金屬（銅，鋁及合金等） 無機(jī)材料 ：石材，陶瓷，玻璃，石膏等 有機(jī)材料： 木材，皮革，塑料，橡膠等 復(fù)合材料 ：玻璃鋼，碳纖維復(fù)合材料 3. 按材料的形態(tài)分類 為了加工與實(shí)用的方便， 往往制成一定的形態(tài)，通常分成三大類： （ 1）線狀材料 鋼管、鋼絲、鋁管、金屬棒、塑料管、塑料棒、木條、竹條、藤條等 。 第四代的復(fù)合材料 —— 用有機(jī)，無機(jī)非金屬乃至金屬等各種原材料復(fù)合而成的材料。 第二代的加工材料 —— 利用天然材料經(jīng)不同程度的加工而得到的材料，加工程度從低到高，有人造板，紙，水泥，金屬，陶瓷，玻璃等。 從以下幾個(gè)角度進(jìn)行分類。視覺要求與材料表面感覺匹配。 產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)要求的是與材料核心部分的材料 固有性能相匹配，產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)中除了材料的形態(tài)之外，還要考慮材料與使用者的觸覺、視覺相匹配。 中間層次是感覺器官能直接感受的材料性能，主要部分是物理性能，如：軟硬，輕重，冷暖。因此在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中 材料要與功能和形態(tài) 取得良好的匹配。 材料不僅是功能設(shè)計(jì)并且是形態(tài)設(shè)計(jì)的主要處理對象。并考慮到材料廢棄后的回收和再利用。 材料設(shè)計(jì)內(nèi)容 產(chǎn)品造型中的材料設(shè)計(jì)，是以“ 產(chǎn)品 —— 人 —— 環(huán)境 ”的材料系統(tǒng)為對象，將材料的 性能，使用，選擇，制造，開發(fā)， 廢棄處理 和 環(huán)境 保護(hù)看成一個(gè)整體，著重研究材料特性與人，社會(huì)，環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系。潘頓 設(shè)計(jì)的S 形 塑料椅， 采用一次性成型。 塑料椅： 新的合金技術(shù)和合成化學(xué)技術(shù)為椅子提供了各類高性 能的輕質(zhì)合金材料及高分子聚合材料。 如芬蘭設(shè)計(jì)師 阿爾瓦 改變了原有木材特性，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度均發(fā)生變化。首創(chuàng)世界鋼管椅設(shè)計(jì)，突破了木制家具范圍。布 魯耶 由 自行車把引發(fā)了鋼管家具的設(shè)想。 鋼管椅： 18 世紀(jì)工業(yè)革命以 后， 1919 年包豪斯興起，當(dāng)時(shí)鋼材已經(jīng)出現(xiàn)，但是沒有一個(gè)人將其用在家具中。 多用 紫檀、黃花梨、紅木、烏木、楠木、鐵力木等硬木。 石椅 ：古希臘，采用天然石椅，由于石材特性在當(dāng)時(shí)不易加工，且承受壓力遠(yuǎn)大于承受拉力，通常采用整體落地式，形成基座式椅子造型風(fēng)格。因此，產(chǎn) 品的不斷創(chuàng)新與新材料和加工工藝的誕生有直接關(guān)系。 從原始時(shí)代起，人類在使用材料時(shí) 就注意到各種材料的特性，經(jīng)過不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，針對不同的材料進(jìn)行不同的加工工藝。材料早已成為人類賴以生存和發(fā)展的不可缺少的重要部分。 設(shè)計(jì)材料及加工工藝 第一章概論 設(shè)計(jì)與材料 翻開人類進(jìn)化史，不難發(fā)現(xiàn)， 材料的開發(fā)、使用和完善貫穿其始終。人類經(jīng)歷了石器時(shí)代，陶器時(shí)代，銅器時(shí)代，鐵器時(shí)代，到現(xiàn)代的各種新型材料時(shí)代。是人類文明和時(shí)代進(jìn)步的標(biāo)志，也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的標(biāo)志。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新 材料的不斷誕生，新的加工技術(shù)也隨之誕生，產(chǎn)品的造型也就越來越豐富。 下面一組例子可以看到材料的發(fā)展推動(dòng)產(chǎn)品 設(shè)計(jì) 的發(fā)展 。 木椅（實(shí)木椅） ：明清家具采用質(zhì)地堅(jiān)硬，紋理優(yōu)美，色澤亮麗的實(shí)木。線條挺拔秀麗，流暢，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，渾然一體。 馬歇爾 1925 年用鋼管 和帆布為材料，設(shè)計(jì)了世界第一張鋼管椅子 —— 瓦西里椅 。 膠合板椅： 20 世紀(jì)三四十年代以后， 合成樹脂 的迅速發(fā)展和高頻膠合 技術(shù)的應(yīng)用，產(chǎn)生新型椅子形態(tài) —— 膠合板椅 。賦予椅子新的造型風(fēng)格。阿爾圖 設(shè)計(jì)的彎曲膠合板椅。如設(shè)計(jì)師 威勒 還有 玻璃椅，充氣椅 等。 對于我們設(shè)計(jì)師來說，就是掌握各種材料的特性和加工工藝，學(xué)會(huì)合理選材，節(jié)約用材，并且運(yùn)用無污染，無毒的環(huán)保材料設(shè)計(jì)產(chǎn)品。 材料與產(chǎn)品的匹配關(guān)系 產(chǎn)品設(shè)計(jì)包括 兩個(gè)側(cè)面：功能設(shè)計(jì)和形態(tài)設(shè)計(jì)。 因?yàn)椴牧喜粌H保證了維持產(chǎn)品功能的形態(tài)，并且直接成為被產(chǎn)品使用者所視及與觸及的唯一對象。 圖 ，書 6 頁 材料性能分三個(gè)層次： 核心部分是材料的固有性能，包括物理、化學(xué)、加工性能等。 外層是材料性能中能直接賦予 視覺的表面性能，如：肌理，色彩，光澤等。觸覺要求與材料性能感覺匹配。 第二章設(shè)計(jì)材料的分類及特性 設(shè)計(jì)材料的分類 在工業(yè)設(shè)計(jì)范疇內(nèi)， 材料是指用于工業(yè)設(shè)計(jì)并且不依賴人的意識(shí)而客觀存在的所有物質(zhì) ，設(shè)計(jì)材料的范疇非常廣泛， 從氣態(tài)，液態(tài)到固態(tài)， 從單質(zhì)到化合物，無論是傳統(tǒng)材料還是現(xiàn)代材料， 無論是天然材料還是人工材料，無論是單一材料還是復(fù)合材料，都是 設(shè)計(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 1. 按材料的來源分 類 第一代的天然材料 —— 不改變在自然界中所保持的狀態(tài)，或只施加低度加工的材料，如木材，竹，棉，毛，皮革，石材等。 第三代的合成材料 —— 利用化學(xué)合成方法將石油，天然氣和煤等原料制造而得的高分子材料，如塑料，橡膠，纖維等。 第五代的智能材料或應(yīng)變材料 —— 隨環(huán)境條件的變化具有應(yīng)變能力，擁有潛在功能的高級(jí)形式的復(fù)合材料。 （ 2）板狀材料 金屬板、木板、塑料板、合成板、金屬網(wǎng)板、 皮革、紡織布、玻璃板、紙板等。 材料特性的評(píng)價(jià) 材料特性包括兩方面：一是材料 的固有特性，即材料的物理特性和化學(xué)特性，如力學(xué)性能、熱性能、電磁 性能、 光學(xué)性能和防腐性能等。這些特性的綜合效應(yīng)從某種角度講決定著產(chǎn)品的基本特點(diǎn)。材料內(nèi)部變化之多 ，甚至用千變?nèi)f化都無法形容，因而材料的性能是多種多樣的。 書 9頁 宏觀物質(zhì)由微觀組成，微觀結(jié)構(gòu)決定宏觀性能（熱、電、磁、聲、光等物理，化學(xué)性能） 材料評(píng)價(jià)分為 2個(gè)部分： 一基礎(chǔ)評(píng)價(jià)，二綜合評(píng)價(jià) 。如圖書 10 頁 材料的固有特性 由材料 本身組成、結(jié)構(gòu) 決定，是指材料在 使用條件 下表現(xiàn)出的性能，受外界條件制約。)表示。是評(píng)定材料質(zhì)量的重要力學(xué)指標(biāo)，是設(shè)計(jì)中選用材料的主要依據(jù)。 ②彈性和塑性 ：彈性指材料受外力作用而發(fā)生變形，外力除去后能恢復(fù)原狀的性能。塑性指在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去除時(shí)，仍保持變形后的形狀，而不恢復(fù)原型性能。 ③脆性和韌性 ：材料受外力作用達(dá)到一定限度后， 產(chǎn)生破壞而無明顯變形的性能。韌性指材料在沖擊荷重或振動(dòng)荷載下能承受最大的變形而不被 破壞的性能。硬度值隨試驗(yàn)方式不同而異。磨損量越小材料耐磨性越好。導(dǎo)熱系數(shù)大是熱的良導(dǎo)體，如金屬。 ②耐