设计材料工艺学PPT
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产品设计工程学基础-材料及成型工艺基础-概述
2、材料的分类
材料及成型工艺基础
材料 概述
二、材料认知
学会用材料去思考、去设计.
2、材料的分类
按化学结构分
金属材料: 化学结构为金属键 的钢铁、铜、金等. 无机材料: 化学结构为离子键 的石、玻璃、陶瓷等. 有机材料: 化学结构为共价键, 主要有塑料、橡胶、有机纤维 (皮、木材)等高分子材料 复合材料: 有多相材料复合而 成,如玻璃纤维增强塑料(玻璃 钢).
材料及成型工艺基础
材料 概述
一、设计与材料
形态需求 功能需求
1、材料:设计的物质基础
材料（Material）是产品功能和形态的物质载 体, 一件完美的 产品必定是功能、形态(结构)和材 料(工艺)的和谐统一.
感知特性
形态美感
物质性能
产品功能
设计
材料
材料及成型工艺基础
产品
材料 概述
一、设计与材料
2、材料发展与设计变革
材料 概述
一、设计与材料
• 材料使用与时代划分
人们在研究中国历史时 依据对材料的使用将人
类历史划分旧石器时 代、新石器时代、 陶器时代 、青铜器 时代、铁器时代…而
如今随着新材料的不断 涌现和多种材料的综合 使用, 已很难依据材料来 进行历史的划分.
材料的开发、使用和发展贯穿着人类历史发展的 始终, 拓展着人类的生产能力, 推动着人类文明 的进步和发展, 改变着人类的生活,也深深地影响 着设计的创新与发展.
3 新材料的开发
是指基于全新概念和 方法所开发的材料.如 纳米材料与纳米加工 技术的的开发等……
材料及成型工艺基础
材料 概述
练习:材料感觉特性的测定
依据每组感觉特性，将玻璃、陶瓷、木材、金属、 塑料、橡胶、皮革等7种材料进行有序排列。
陶瓷工艺学第2章-原料课件
第二章 原料
2.3、长石类原料
— 、长石的种类
1、钾长石 2、钠长石 3、钙长石 4、钡长石
K2O·Al2O3·6SiO2 ； Na2O·Al2O3·6SiO2 ； CaO·Al2O3·2SiO2 ； BaO·Al2O3·2SiO2 ；
第三篇 陶瓷工艺学
钾长石
第三篇 陶瓷工艺学
第二章 原料
二、长石的作用
二、粘土的组成
粘土的组成包括化学组成、矿物组成和颗粒组成。 1、 化学成分 (1) SiO2：40~78%
SiO2高，砂性重，成型可塑性差，但干燥烧成收缩小。 (2) AL2O3：12~40%
AL2O3高，耐火度高，难烧结 (3)R2O+RO：R2O=0.5~5%，RO=1~6% R2O+RO高，耐火度低，烧成
陶瓷生产的主要原料，占配料中的 40~60%。 一、粘土的定义与分类 1、粘土的定义
是一种或多种呈疏松或胶状密实的含水铝硅酸盐矿物的混合物。 2、特点：是一混合物，无固定化学式，无固定熔点。 3、成因：粘土主要是由铝硅酸盐类岩石，如长石等经过长期地质 年代自然风化作用或热液浊变作用而形成。
第三篇 陶瓷工艺学
第二章 原料
第三篇 陶瓷工艺学
1 矿物组成
高岭石和伊利石加水时，水分子仅渗入颗粒间；而蒙脱石水分子除进 入颗粒间，还可渗入单位晶胞之间，故其遇水后膨胀要比前者大，触变性
比前者大。
2 粒度大小、形状 颗粒愈细，形状愈不对称，愈易成触变结构。
3 含水量 水量大的泥浆，不易形成触变结构，反之易成触变结构。
特点：常呈色，但可塑性较好，耐火度较差。
第三篇 陶瓷工艺学
第二章 原料
2）按可塑性分类 1 高可塑性粘土。
陶瓷工艺学显微结构与性质.pptx
第13页/共20页
五、机械强度
提高釉面强度的有效方法是使釉面承受压应力，釉面承 受压应力的能力是其承受张应力能力的数十倍。
通常用下述两种方法使釉面承受压应力： 一是通过调整釉料组成，烧成后让釉面的热膨胀系数比 坯体的小，冷却时坯体收缩大于釉面收缩，釉面承受 压应力。 二是釉烧至成熟温度后，迅速冷却，结果是釉表层首先 冷却凝固，而内部还是塑性状态，内外存在温差，外 部收缩小，内部收缩大，形成釉面表层处于压应力， 内层处于张应力。
❖ 一般情况下，瓷坯中的残留石英的量会多于方石英的 量，因石英的热膨胀系数与玻璃体的热膨胀系数相差 较大，冷却时会在瓷坯中形成应力，对瓷坯的强度造 成影响。合理的石英颗粒能大大提高瓷坯的强度，同 时石英能使瓷坯的透光度和白度得到改善。
第4页/共20页
4、气孔 ❖ 气孔在瓷坯中的多少、大小、形状、分布、位置对
多孔性陶瓷吸湿膨胀的原因是气孔吸收水分，吸收水分 与构成气孔壁的物质形成水和吸附而使胎体膨胀。
改善措施：1）烧成温度的提高将降低气孔率，从而减弱 吸湿膨胀性；2）减少碱金属氧化物含量，引入碱土金属 氧化物，如加入石灰石、白云石或滑石等原料，可以提 高玻璃相的化学稳定性，减小吸湿膨胀性。3）引入氧化 铝粉，对降低吸湿膨胀也有效。
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六、表面硬度 陶瓷表面硬度是指瓷胎表面或釉面抵抗外来压缩、摩
擦与刻划作用的能力。它是材料的一种重要力学性能。 陶瓷表面硬度测定的方法有莫氏硬度法、维氏显微硬
度法、流砂法以及玛尔登划痕法等四种。 前两种属静载压痕法，是目前陶瓷常用方法。它们都
是将一硬的物体在静载下压入被测物体表面，表面被 压入一凹面，以凹面单位面积上的荷载表示被测物体 硬度或者以凹面单位对角线长度的负荷表示被测物体 硬度。
五、机械强度
提高釉面强度的有效方法是使釉面承受压应力，釉面承 受压应力的能力是其承受张应力能力的数十倍。
通常用下述两种方法使釉面承受压应力： 一是通过调整釉料组成，烧成后让釉面的热膨胀系数比 坯体的小，冷却时坯体收缩大于釉面收缩，釉面承受 压应力。 二是釉烧至成熟温度后，迅速冷却，结果是釉表层首先 冷却凝固，而内部还是塑性状态，内外存在温差，外 部收缩小，内部收缩大，形成釉面表层处于压应力， 内层处于张应力。
❖ 一般情况下，瓷坯中的残留石英的量会多于方石英的 量，因石英的热膨胀系数与玻璃体的热膨胀系数相差 较大，冷却时会在瓷坯中形成应力，对瓷坯的强度造 成影响。合理的石英颗粒能大大提高瓷坯的强度，同 时石英能使瓷坯的透光度和白度得到改善。
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4、气孔 ❖ 气孔在瓷坯中的多少、大小、形状、分布、位置对
多孔性陶瓷吸湿膨胀的原因是气孔吸收水分，吸收水分 与构成气孔壁的物质形成水和吸附而使胎体膨胀。
改善措施：1）烧成温度的提高将降低气孔率，从而减弱 吸湿膨胀性；2）减少碱金属氧化物含量，引入碱土金属 氧化物，如加入石灰石、白云石或滑石等原料，可以提 高玻璃相的化学稳定性，减小吸湿膨胀性。3）引入氧化 铝粉，对降低吸湿膨胀也有效。
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六、表面硬度 陶瓷表面硬度是指瓷胎表面或釉面抵抗外来压缩、摩
擦与刻划作用的能力。它是材料的一种重要力学性能。 陶瓷表面硬度测定的方法有莫氏硬度法、维氏显微硬
度法、流砂法以及玛尔登划痕法等四种。 前两种属静载压痕法，是目前陶瓷常用方法。它们都
是将一硬的物体在静载下压入被测物体表面，表面被 压入一凹面，以凹面单位面积上的荷载表示被测物体 硬度或者以凹面单位对角线长度的负荷表示被测物体 硬度。
耐火材料工艺学(PPT 39页)
（4） “碳”与“炭”的区别
002
004
101
三维结构
“碳”是一种元素，符号为C。 “炭” 是碳，且以无定形碳为主
100
102
103
006
112 110
104
105
的人造物质(artifact, non-natural )。 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
炭的化学成分主要是碳，且其中
Al2O3-SiC-C Al2O3-SiC-C Al2O3-SiC-C
高炉出铁口用
Al2O3-SiC-C炮泥 Al2O3-SiC-C铁沟浇注料
高炉出铁口组成 渣沟
主沟
沟盖 出铁口
铁沟 摆动流槽
Al2O3-SiC-C质炮泥 高炉出铁口
Ironmaking——torpedo ladle（鱼雷罐）
炼铁——鱼雷罐(运送铁水、铁水预处理脱P,S)
与炉渣亲和性润湿性好、脆性材料、热导率小
抗渣性与热震稳定性差
铁水的预处理 顶吹、顶底复吹、超高功率电炉 炉外精炼、连铸比的不断提高。 要求耐火材料使用寿命(service life)要高。
新的冶炼技术的需要
上个世纪80年代初至80年代末的二伊战争 石油危机
重油紧缺----如何节能降耗？ 能源危机的需要
➢ 考虑材料的致密度。满足前述条件下，尽量选择体积 密度小的材料，以减少蓄热增强体温。
➢ 在用作电炉内衬时，还需考虑其导电性。 耐火材料的性能必须要满足生产要求，在此基础上， 考虑其经济要求，尽量使生产成本最低。
4.1 碳复合耐火材料发展概况(背景、历程和地位) （1）背景
传氧统化耐物火为材主料：MgO、Al2O3 、MA、A3S2…… 特点：离子晶体、熔点高、储量丰富
材料成型工艺基础材料成形方法选择教学课件PPT
对于不同零件的使用要求，必须考虑零件 材料的工艺特性（如铸造性能、锻造性能、焊 接性能等）来确定毛坯的成形方法。
选择成形方法，要兼顾后续机加工的可加工性。
例如： • 切削加工余量较大的毛坯不能采用普通压力铸造 成形，否则将暴露铸件表皮下的孔洞； • 需要切削加工的毛坯尽量避免采用高牌号珠光体 球墨铸铁和簿壁灰铸铁，否则难以切削加工; • 一些结构复杂，难以采用单种成形方法成形的毛 坯，注意各种成形方案结合的可能性，同时要考虑 这些结合是否会影响机械加工的可加工性。
5．钻套、导向套、滑动轴承、 液压缸、螺母等
该套类零件工作中承受径向力或轴向力和摩擦力。
通常采用钢、铸铁、非铁合金材料的圆棒材、 铸件或锻件制造，有的可直接采用无缝管下料。尺 寸较小、大批量生产时，还可采用冷挤压和粉末冶 金等方法制坯。
三、机架、箱座类零件
机架、箱座类零件包括各种机械的机身、底 座、支架、横梁、工作台，以及齿轮箱、轴承座、 缸体、阀体、泵体、导轨等。
可较复杂
冲压
各种 可较复杂
粉末 冶金
粉末间原子 扩散、再结 晶，有时重结 晶
粉末流动性 较好，压缩性 中小件 较大
可较复杂
较高 较低 较高 较高
高
低～高
低 较高或 高
较高或 高
较高
型腔较复杂尤其是内 腔复杂的制件，如箱 体、壳体、床身、支座 等
传动轴、齿轮坯、炮 筒等
受力较大或较复杂， 且形状较复杂的制件， 如齿轮、阀体、叉杆、 曲轴等
二、盘套类零件
盘套类零件 中，除套类零件 轴向尺寸有部分 大于径向尺寸外， 其余零件轴向尺 寸一般小于径向 尺寸、或两个方 向尺寸相差不大。
盘套类零件在机械中的使用要求 和工作条件有很大差异，因此所用 材料和毛坯各不相同。
选择成形方法，要兼顾后续机加工的可加工性。
例如： • 切削加工余量较大的毛坯不能采用普通压力铸造 成形，否则将暴露铸件表皮下的孔洞； • 需要切削加工的毛坯尽量避免采用高牌号珠光体 球墨铸铁和簿壁灰铸铁，否则难以切削加工; • 一些结构复杂，难以采用单种成形方法成形的毛 坯，注意各种成形方案结合的可能性，同时要考虑 这些结合是否会影响机械加工的可加工性。
5．钻套、导向套、滑动轴承、 液压缸、螺母等
该套类零件工作中承受径向力或轴向力和摩擦力。
通常采用钢、铸铁、非铁合金材料的圆棒材、 铸件或锻件制造，有的可直接采用无缝管下料。尺 寸较小、大批量生产时，还可采用冷挤压和粉末冶 金等方法制坯。
三、机架、箱座类零件
机架、箱座类零件包括各种机械的机身、底 座、支架、横梁、工作台，以及齿轮箱、轴承座、 缸体、阀体、泵体、导轨等。
可较复杂
冲压
各种 可较复杂
粉末 冶金
粉末间原子 扩散、再结 晶，有时重结 晶
粉末流动性 较好，压缩性 中小件 较大
可较复杂
较高 较低 较高 较高
高
低～高
低 较高或 高
较高或 高
较高
型腔较复杂尤其是内 腔复杂的制件，如箱 体、壳体、床身、支座 等
传动轴、齿轮坯、炮 筒等
受力较大或较复杂， 且形状较复杂的制件， 如齿轮、阀体、叉杆、 曲轴等
二、盘套类零件
盘套类零件 中，除套类零件 轴向尺寸有部分 大于径向尺寸外， 其余零件轴向尺 寸一般小于径向 尺寸、或两个方 向尺寸相差不大。
盘套类零件在机械中的使用要求 和工作条件有很大差异，因此所用 材料和毛坯各不相同。
化工工艺学合成氨幻灯片PPT
（1）原料的预热温度：其高低应根据原料烃的 组成及催化剂的性能而定。 （2）对流段内各加热盘管的布置
(3) 转化系统的余热回收
现代大型氨最重要的特点是充分回收生产过程的余热， 产生高压蒸气作为动力。
29 合成氨工业
（四）、烃类蒸气转化主要设备
顶部烧嘴炉（图）
炉型 侧壁烧嘴炉
1、一段转化炉
梯台炉 冷底式（图）
1、外部供热的蒸汽转化法
2、内部蓄热的间歇操作法
3、自热反应的部分氧化法
11 合成氨工业
二、煤气化原理
（一）、化学平衡
1、以空气为气化剂时，碳与氧之间的反应为： C+O2= CO2； △H0298=-393.77kJ/mol C+1/2O2=CO； △H0298=-110.59kJ/mol C+CO2=2CO； △H0298=-172.284kJ/mol CO+1/2O2=CO2；△H0298=-283.183kJ/mol 设CO2平衡转化率为α，总压为P 则
在制冰、空调、冷藏等系统的致冷剂。
5 合成氨工业
三、生产方法
（一）氰化法
CaO 3C 2 0 0oC 0 Ca2 CCO Ca2 CN2 1 0 0oC 0 CaC 2C N
CaC 23 NH2O CaC 32 O NH 3
（二）直接法
此法是在高压、高温和有催化剂时，氮气和氢 气直接合成为氨的一种生产方法。目前工业上合成 氨基本上都用此法。
烷烃：
或
C n H 2 n 2 n 2 1 H 2 O 3 n 4 1 C 4 n 4 H 1 C 2
C C n H n H 2 n 2 n 2 2 n n 2 2 O O H H n n2 C C ( ( 2 3 n n 1 1 ) ) O H H O 2 2
(3) 转化系统的余热回收
现代大型氨最重要的特点是充分回收生产过程的余热， 产生高压蒸气作为动力。
29 合成氨工业
（四）、烃类蒸气转化主要设备
顶部烧嘴炉（图）
炉型 侧壁烧嘴炉
1、一段转化炉
梯台炉 冷底式（图）
1、外部供热的蒸汽转化法
2、内部蓄热的间歇操作法
3、自热反应的部分氧化法
11 合成氨工业
二、煤气化原理
（一）、化学平衡
1、以空气为气化剂时，碳与氧之间的反应为： C+O2= CO2； △H0298=-393.77kJ/mol C+1/2O2=CO； △H0298=-110.59kJ/mol C+CO2=2CO； △H0298=-172.284kJ/mol CO+1/2O2=CO2；△H0298=-283.183kJ/mol 设CO2平衡转化率为α，总压为P 则
在制冰、空调、冷藏等系统的致冷剂。
5 合成氨工业
三、生产方法
（一）氰化法
CaO 3C 2 0 0oC 0 Ca2 CCO Ca2 CN2 1 0 0oC 0 CaC 2C N
CaC 23 NH2O CaC 32 O NH 3
（二）直接法
此法是在高压、高温和有催化剂时，氮气和氢 气直接合成为氨的一种生产方法。目前工业上合成 氨基本上都用此法。
烷烃：
或
C n H 2 n 2 n 2 1 H 2 O 3 n 4 1 C 4 n 4 H 1 C 2
C C n H n H 2 n 2 n 2 2 n n 2 2 O O H H n n2 C C ( ( 2 3 n n 1 1 ) ) O H H O 2 2
陶瓷工艺学第一章原料ppt课件
热液蚀变型黏土： A12O3 含量高，
量黄铁矿、明矾石等含硫杂质。
S. iO2含量低，钛和碱金属含量低，但含少14
.
15
化学组成在一定程度上反映其工艺性质。
（1）SiO2 ：若以游离石英状态存在的SiO2多时，黏土可塑性降低， 但是干燥后烧成收缩小。
（2）Al2O3 ：含量多，耐火度增高，难烧结。 （3）Fe2O3＜1％ ，TiO2 ＜0.5％ ：瓷制品呈白色，含量过高，颜色 变深，还影响电绝缘性。
随着地质条件不同，含有少量的碱金属氧化物K2O、Na2O，碱土金属 氧化物CaO、MgO，以及着色氧化物Fe2O3、TiO2等。
结晶水一般不进行直接测定，而以“灼烧减量”的形式测定：除了结晶 水外，还包括碳酸盐的分解和有机物的分解、挥发等。
风化残积型黏土：一般SiO2含量高，A12O3含量低，铁含量高于钛，富 含游离石英及未风化的残余长石，化学组成和矿物组成很不稳定。
.
9
长石及绢云母通过风化作用转化为高岭石的反应：
风化生成的基本产物是Al2Si2O5(OH)4，称为高岭石，主要由高岭石组成 的黏土就是高岭土。此外，还有可溶性的K2CO3、难溶性的CaCO3以及 游离的SiO2。
母岩不同，风化与蚀变条件不同，常形成不同类型的黏土矿物。
蒙脱石类黏土：由火山熔岩或凝灰岩在碱性环境中经热液蚀变形成
黏土是自然界产出的多种矿物混合体，普遍存在于各种类型的沉积岩 中，占沉积岩矿物组成的40%以上
各种富含铝硅酸盐的岩石，如长石、伟晶花岗岩、斑岩、片麻岩等， 经过漫长地质年代的风化或热液蚀变作用，均可形成黏土。
经风化或蚀变作用而生成黏土的岩石统称为黏土的母岩。
母岩经风化作用而形成的黏土产于地表或不太深的风化壳以下，而经 热液蚀变作用而形成的黏土常产于地壳较深处。
压铸工艺学课件(PPT 57页)
4.全立式冷压室压铸机的压铸过程
(2)冲头下压式
1 2
3
4 5 6 7
8 （余料）
1—压射冲头 2—压室 3—型腔 4—动模 5—定模 6—熔融合金 7—反料冲头
a）合模→熔融合金浇入压室
b）压射→反料冲头下降→熔融合金充满型腔
c）开模
d）冲头回程→推出压铸件
9
<压铸模、锻模及其他模具>
二.压铸生产的工艺特点
12
压铸模、锻模与其他模具
第一章 压铸工艺
Chapter2 The technology of die casting
重庆三峡学院机械工程学院
13
<压铸模、锻模及其他模具>
第二节 压铸件的工艺性
压铸件的工艺性包括以下三方面的内容： 压铸件的精度、压铸件的表面质量和压铸件的结构工艺性。
一.压铸件的精度
压铸工艺参数：是指压射压力、压射速度、浇注温度和 压铸模温度以及充填时间等工艺参数。
正确地选择和调整压铸工艺参数，是保证压铸件质量、 发挥压铸机的最大生产率和正确设计压铸模的依据。尤其 是压射压力、压射速度、浇注温度和铸模温度以及充填时 间等工艺参数合理选择，是生产合格压铸件的必要条件。
充填时间则是有关工艺参数的协调和综合的结果。
压铸过程循环图
2
<压铸模、锻模及其他模具>
二、压铸分类
热压室压铸机压力铸造 立式
冷压室压铸机压力铸造 卧式 全立式
3
<压铸模、锻模及其他模具>
压力铸造车间
4
<压铸模、锻模及其他模具>
1.热压室压铸机的压铸过程
1 2345
9 8 76
《材料成型工艺学 上》教学课件：4 气体和侵入性气孔
b) 气体来源 型、芯产生的气体 卷入的气体
c) 特征 数量少，容积大 孔壁光滑，表面氧化 呈梨形、椭圆形、圆形
2. 侵入性气孔 （2）形成机理
气孔形成条件
P气 P静 P阻 P腔
式中：
P气 — 界面处气泡压力 P静 — 气泡处的金属静压力 P阻 — 气泡进入金属液的阻力 P腔 — 型腔中金属液面压力
H2O、 H2、CO、CO2、N2、CH4
金属凝固析出的气体
（2）界面气氛 根据浇注时产生的各种气体含量的不同，金属与砂型的 界面可有三种气氛：
还原性气氛——CO, H2 为主
氧化性气氛——CO2, O2 为主
中铸型的界面作用。
（3）气孔分类
根据气孔中气体的来源将气孔分为三类：
热作用剧烈或时间长
1. 粘砂的类型及鉴别 （1） 类型
机械粘砂——金属渗入砂型微孔中，将砂粒钩联下来。
化学粘砂——金属氧化物渗入砂型微孔中并与砂粒起反应。 （2） 鉴别
部位 铸件表面
粘砂层
方法 肉眼观察 金相观察
测电阻 化学法
机械粘砂
化学粘砂
白色毛刺 灰黑蜂窝状
分清砂与金属 分不清
小
大
剩单个砂粒 剩连体物
晶体 晶体
玻璃状硅酸铁（mFeO.nSiO2） 玻璃体
其它尚有MnO、Na2O与硅酸铁形成的多元化合物。
上述各种硅酸铁的含量与铸件冷却速度有关。
（2） 形成机理
化学粘砂的形成包括两部分： 1 粘砂层的形成；2 粘砂层与铸件的结合
a) 金属液的表面氧化
Fe O2 FeO Fe CO2 FeO CO mMe nH2O MemOn 2nH
析出性气孔——金属液在凝固时由于溶解度的降低析 出气体而形成的气孔。
c) 特征 数量少，容积大 孔壁光滑，表面氧化 呈梨形、椭圆形、圆形
2. 侵入性气孔 （2）形成机理
气孔形成条件
P气 P静 P阻 P腔
式中：
P气 — 界面处气泡压力 P静 — 气泡处的金属静压力 P阻 — 气泡进入金属液的阻力 P腔 — 型腔中金属液面压力
H2O、 H2、CO、CO2、N2、CH4
金属凝固析出的气体
（2）界面气氛 根据浇注时产生的各种气体含量的不同，金属与砂型的 界面可有三种气氛：
还原性气氛——CO, H2 为主
氧化性气氛——CO2, O2 为主
中铸型的界面作用。
（3）气孔分类
根据气孔中气体的来源将气孔分为三类：
热作用剧烈或时间长
1. 粘砂的类型及鉴别 （1） 类型
机械粘砂——金属渗入砂型微孔中，将砂粒钩联下来。
化学粘砂——金属氧化物渗入砂型微孔中并与砂粒起反应。 （2） 鉴别
部位 铸件表面
粘砂层
方法 肉眼观察 金相观察
测电阻 化学法
机械粘砂
化学粘砂
白色毛刺 灰黑蜂窝状
分清砂与金属 分不清
小
大
剩单个砂粒 剩连体物
晶体 晶体
玻璃状硅酸铁（mFeO.nSiO2） 玻璃体
其它尚有MnO、Na2O与硅酸铁形成的多元化合物。
上述各种硅酸铁的含量与铸件冷却速度有关。
（2） 形成机理
化学粘砂的形成包括两部分： 1 粘砂层的形成；2 粘砂层与铸件的结合
a) 金属液的表面氧化
Fe O2 FeO Fe CO2 FeO CO mMe nH2O MemOn 2nH
析出性气孔——金属液在凝固时由于溶解度的降低析 出气体而形成的气孔。
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第二节 设计材料工艺的分类
第一章
概 论
二、设计材料的工艺分类
（一）材料的成型加工工艺
（二）材料的表面处理工艺
石材 木材
人造大理石
人造水晶
人造皮革
武汉理工大学艺术与设计学院
Art and Design Institute of Wuhan University of Technology
设计材料工艺学 Material and Technology of Design
设计材料工艺学 Material and Technology of Design
第三节 设计材料的感觉特性
第一章
概 论
三、质感设计的作用
1、提高适用性——良好的触觉质感设计， 可以提高整体设计的适用性。 2、增加装饰性——良好的视觉质感设计， 可以提高工业产品整体设计的装饰性， 能补充形态和色彩所难替代的形式美。 3 、获得多样性和经济性——良好的人为质 感设计可以替代和补救自然质感，可以 节约大量珍贵的自然材料，达到工业产 品整体设计的多样性和经济性。 4、表现真实性和价值性——良好的质感设计 往往决定整体设计的真实性和价值性。
导 言
第二章
设计选材的适应性系统
本章是本书的理论基础。与传统材料工艺类教材不同的是，编者在事 理学理论的基础上，用系统论的观点审视设计选材，提出了设计选材的适 应性原则。 本章概要：本章介绍了设计选材的适应性原则和设计选材的基本程序，提 出设计选材应该以材料工艺内部因素和外部因素相适应为起 点，以适度为标准，选择相对适合的材料与工艺。 教学目标：通过学习本章，学生能理解设计选材的适应性原则，这对学习 把握本书的后续章节有重要的作用。 课前准备：学生可在课前阅读系统科学相关书籍。 教学硬件：普通教室 学时安排：本章建议安排4～8个课时，任课教师可根据实际需要安排。其中教师讲 授课时占80%，学生讨论课时占20%。
Art and Design Institute of Wuhan University of Technology
设计材料工艺学 Material and Technology of Design
本书主要特色
1 2 3 4
从设计师的角度阐述材料与工艺
提出设计选材的适应性系统和适合性评价标准 材料和工艺相结合 用图片、图表加强形象化、系统性
设计材料的性能、基本特征和感觉特性；第二章从设计选材的角度展开论述，提
出了设计材料工艺的适应性系统，论述了内部因素、外部因素相适应的选材原则、 设计选材的基本程序和适合标准；第三至第七章则以材料的应用为切入点，着重 介绍设计材料的类别、用途、成型加工及表面处理工艺，并结合具体的应用实例 比较了材料及工艺在设计中的运用；第八章着重介绍发展中的新材料、新工艺； 第九章在前几章的基础上,总结了设计、材料与工艺之间互为因果的辨证关系 。
本书主要特色
1 2
从设计师的角度阐述材料与工艺
提出设计选材的适应性系统、用途等角度来 探讨设计系统、设计选材的内部因素和外部因素、 设计选材的适合性标准
武汉理工大学艺术与设计学院
Art and Design Institute of Wuhan University of Technology
调 对
所谓重点是反映事物的外在因素在排列组合时要 出中心，主从分明。
和
法 则
比
法 则
要有
质感与
设计的重点 适用性相符
（四）适合律
各种质材有明显的个性，在质感设计中应充分考虑 到质材的功能和价值，质感应与适用性相符。
武汉理工大学艺术与设计学院
Art and Design Institute of Wuhan University of Technology
1. 触觉质感 2. 视觉质感
生理属性 物理属性 材质感
武汉理工大学艺术与设计学院
Art and Design Institute of Wuhan University of Technology
设计材料工艺学 Material and Technology of Design
第三节 设计材料的感觉特性
设计材料工艺学 Material and Technology of Design
本书主要特色
1 2 3 4
从设计师的角度阐述材料与工艺
提出设计选材的适应性系统和适合性评价标准 材料和工艺相结合 用图片、图表加强形象化、系统性
5
结合典型设计实例，分析材料工艺在设计中的应用
典型实例，深入分析
武汉理工大学艺术与设计学院
第三节 设计材料的感觉特性
第一章
概 论
一、材料的质感
质感是物体表面由于内因和外因而形成的 结构特征，通过触觉和视觉所产生的综合印象， 作为工业设计的三大感觉要素（形态感、色彩 感和材质感）之一的质感，体现的是物体构成 材料和构成形式而产生的表面特征。
形态感 三大 感觉要素
色彩感
（一）质感的生理属性
设计用材料如按加工度来分可 分为天然材料、加工材料与人造材料三种。
复合材料
陶瓷基复合材料 高聚物复合材料
（四）材料形态分类法
武汉理工大学艺术与设计学院
Art and Design Institute of Wuhan University of Technology
设计材料工艺学 Material and Technology of Design
第三节 设计材料的感觉特性
第一章
概 论
二、质感设计的形式美法则
（一）调和法则 调和法则——使整体各部位的物面质感统一和谐。
质感运用的形式美基本法则
（二）对比法则
对比法则就是整体各部位的物面质感有对比的变 化，形成材质的对比、工艺的对比。 （三）主从律
配 比 率 主 从 律 适 合 律
强调在产品的质感设计中要有重点。
武汉理工大学艺术与设计学院
获得
多样性
经济性
提高 适用性
质 感 设 计
增加 装饰性
表现
真实性
价值性
Art and Design Institute of Wuhan University of Technology
设计材料工艺学 Material and Technology of Design
目 录
5
6 7
结合典型设计实例，分析材料工艺在设计中的应用
文字简洁，通俗易懂 按工业设计专业教材编写
武汉理工大学艺术与设计学院
Art and Design Institute of Wuhan University of Technology
设计材料工艺学 Material and Technology of Design
第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
武汉理工大学艺术与设计学院
设计材料工艺学 Material and Technology of Design
目 录
第一章
概 论
第一章 导言
概论
第一节 《设计材料工艺学》课程综述
第二节 设计材料工艺的分类
第三节 设计材料的感觉特性
武汉理工大学艺术与设计学院
Art and Design Institute of Wuhan University of Technology
1
从设计师的角度阐述材料与工艺
探讨设计、材料工艺的关系，不过多涉及专业理论
武汉理工大学艺术与设计学院
Art and Design Institute of Wuhan University of Technology
设计材料工艺学 Material and Technology of Design
第一章
概 论
一、材料的质感
（二）质感的物理属性 1. 自然质感 自然质感是固有的，符合物体质材构成实 况的质感。 2. 人为质感 人为质感与自然质感不同，强调的是材料 经人为加工后产生的工艺美和技术美。根据设 计要求、效果的不同可分为同材异质感和异材 同质感两种。
人 为 质 感
伴侣几 （设计师：朱小杰）
第二节 设计材料工艺的分类
第一章
概 论
材料的分类
黑色金属 有色金属 特殊金属材料
一、设计材料的分类
金属材料
（一）岛村昭治历史分类法
无机非金属材料
陶瓷、玻璃、石材等
（二）物质结构分类 （三）材料加工度分类法
设计材料
有机高分子材料
木材、竹、藤等
塑料、合成橡胶、涂料等 等 金属基复合材料
合成高分子材料
（一）在学好知识的基础上注重能力的培养
（二）采用灵活多样的教学手段,提高学生的学习兴趣
（三）理论与实践相结合、与其他课程的联系
三、与其他课程的联系
武汉理工大学艺术与设计学院
Art and Design Institute of Wuhan University of Technology
设计材料工艺学 Material and Technology of Design
设计材料工艺学 Material and Technology of Design
导 言
第一章
概 论
本章概要：本章第一节介绍了《设计材料工艺学》的课程性质、学习方法以及与设 计专业其它课程的关系，第二节至第四节分别介绍了设计与材料工艺的 关系、设计材料与工艺的分类、以及设计材料的感觉特性。 教学目标：通过学习本章，学生能够在了解本课程学习方法的基础上，更加有效地 学习本书的后续章节。 课前准备：要求学生在课前阅读本书的前言与目录部分，对本书的主要内容作初步 了解。 教学硬件：普通教室 学时安排：本章建议安排2～4个课时，任课教师可根据实际需要安排。
第二章
设计选材的适应性系统
第一章
概 论
二、设计材料的工艺分类
（一）材料的成型加工工艺
（二）材料的表面处理工艺
石材 木材
人造大理石
人造水晶
人造皮革
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设计材料工艺学 Material and Technology of Design
设计材料工艺学 Material and Technology of Design
第三节 设计材料的感觉特性
第一章
概 论
三、质感设计的作用
1、提高适用性——良好的触觉质感设计， 可以提高整体设计的适用性。 2、增加装饰性——良好的视觉质感设计， 可以提高工业产品整体设计的装饰性， 能补充形态和色彩所难替代的形式美。 3 、获得多样性和经济性——良好的人为质 感设计可以替代和补救自然质感，可以 节约大量珍贵的自然材料，达到工业产 品整体设计的多样性和经济性。 4、表现真实性和价值性——良好的质感设计 往往决定整体设计的真实性和价值性。
导 言
第二章
设计选材的适应性系统
本章是本书的理论基础。与传统材料工艺类教材不同的是，编者在事 理学理论的基础上，用系统论的观点审视设计选材，提出了设计选材的适 应性原则。 本章概要：本章介绍了设计选材的适应性原则和设计选材的基本程序，提 出设计选材应该以材料工艺内部因素和外部因素相适应为起 点，以适度为标准，选择相对适合的材料与工艺。 教学目标：通过学习本章，学生能理解设计选材的适应性原则，这对学习 把握本书的后续章节有重要的作用。 课前准备：学生可在课前阅读系统科学相关书籍。 教学硬件：普通教室 学时安排：本章建议安排4～8个课时，任课教师可根据实际需要安排。其中教师讲 授课时占80%，学生讨论课时占20%。
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设计材料工艺学 Material and Technology of Design
本书主要特色
1 2 3 4
从设计师的角度阐述材料与工艺
提出设计选材的适应性系统和适合性评价标准 材料和工艺相结合 用图片、图表加强形象化、系统性
设计材料的性能、基本特征和感觉特性；第二章从设计选材的角度展开论述，提
出了设计材料工艺的适应性系统，论述了内部因素、外部因素相适应的选材原则、 设计选材的基本程序和适合标准；第三至第七章则以材料的应用为切入点，着重 介绍设计材料的类别、用途、成型加工及表面处理工艺，并结合具体的应用实例 比较了材料及工艺在设计中的运用；第八章着重介绍发展中的新材料、新工艺； 第九章在前几章的基础上,总结了设计、材料与工艺之间互为因果的辨证关系 。
本书主要特色
1 2
从设计师的角度阐述材料与工艺
提出设计选材的适应性系统、用途等角度来 探讨设计系统、设计选材的内部因素和外部因素、 设计选材的适合性标准
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调 对
所谓重点是反映事物的外在因素在排列组合时要 出中心，主从分明。
和
法 则
比
法 则
要有
质感与
设计的重点 适用性相符
（四）适合律
各种质材有明显的个性，在质感设计中应充分考虑 到质材的功能和价值，质感应与适用性相符。
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1. 触觉质感 2. 视觉质感
生理属性 物理属性 材质感
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第三节 设计材料的感觉特性
设计材料工艺学 Material and Technology of Design
本书主要特色
1 2 3 4
从设计师的角度阐述材料与工艺
提出设计选材的适应性系统和适合性评价标准 材料和工艺相结合 用图片、图表加强形象化、系统性
5
结合典型设计实例，分析材料工艺在设计中的应用
典型实例，深入分析
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第三节 设计材料的感觉特性
第一章
概 论
一、材料的质感
质感是物体表面由于内因和外因而形成的 结构特征，通过触觉和视觉所产生的综合印象， 作为工业设计的三大感觉要素（形态感、色彩 感和材质感）之一的质感，体现的是物体构成 材料和构成形式而产生的表面特征。
形态感 三大 感觉要素
色彩感
（一）质感的生理属性
设计用材料如按加工度来分可 分为天然材料、加工材料与人造材料三种。
复合材料
陶瓷基复合材料 高聚物复合材料
（四）材料形态分类法
武汉理工大学艺术与设计学院
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第三节 设计材料的感觉特性
第一章
概 论
二、质感设计的形式美法则
（一）调和法则 调和法则——使整体各部位的物面质感统一和谐。
质感运用的形式美基本法则
（二）对比法则
对比法则就是整体各部位的物面质感有对比的变 化，形成材质的对比、工艺的对比。 （三）主从律
配 比 率 主 从 律 适 合 律
强调在产品的质感设计中要有重点。
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获得
多样性
经济性
提高 适用性
质 感 设 计
增加 装饰性
表现
真实性
价值性
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目 录
5
6 7
结合典型设计实例，分析材料工艺在设计中的应用
文字简洁，通俗易懂 按工业设计专业教材编写
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第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
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目 录
第一章
概 论
第一章 导言
概论
第一节 《设计材料工艺学》课程综述
第二节 设计材料工艺的分类
第三节 设计材料的感觉特性
武汉理工大学艺术与设计学院
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1
从设计师的角度阐述材料与工艺
探讨设计、材料工艺的关系，不过多涉及专业理论
武汉理工大学艺术与设计学院
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第一章
概 论
一、材料的质感
（二）质感的物理属性 1. 自然质感 自然质感是固有的，符合物体质材构成实 况的质感。 2. 人为质感 人为质感与自然质感不同，强调的是材料 经人为加工后产生的工艺美和技术美。根据设 计要求、效果的不同可分为同材异质感和异材 同质感两种。
人 为 质 感
伴侣几 （设计师：朱小杰）
第二节 设计材料工艺的分类
第一章
概 论
材料的分类
黑色金属 有色金属 特殊金属材料
一、设计材料的分类
金属材料
（一）岛村昭治历史分类法
无机非金属材料
陶瓷、玻璃、石材等
（二）物质结构分类 （三）材料加工度分类法
设计材料
有机高分子材料
木材、竹、藤等
塑料、合成橡胶、涂料等 等 金属基复合材料
合成高分子材料
（一）在学好知识的基础上注重能力的培养
（二）采用灵活多样的教学手段,提高学生的学习兴趣
（三）理论与实践相结合、与其他课程的联系
三、与其他课程的联系
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设计材料工艺学 Material and Technology of Design
导 言
第一章
概 论
本章概要：本章第一节介绍了《设计材料工艺学》的课程性质、学习方法以及与设 计专业其它课程的关系，第二节至第四节分别介绍了设计与材料工艺的 关系、设计材料与工艺的分类、以及设计材料的感觉特性。 教学目标：通过学习本章，学生能够在了解本课程学习方法的基础上，更加有效地 学习本书的后续章节。 课前准备：要求学生在课前阅读本书的前言与目录部分，对本书的主要内容作初步 了解。 教学硬件：普通教室 学时安排：本章建议安排2～4个课时，任课教师可根据实际需要安排。
第二章
设计选材的适应性系统