材料期末考试题目及答案

第一章概述

1、材料与工艺是设计的物质技术条件，是产品设计的前提，它与产品的功能、形态构成了产品设计的三大要素。

2、按材料的物质结构分类，材料可分为：

金属材料：黑色金属（铸铁、碳钢、合金钢）、有色金属（铜、铝及合金等）

无机非金属材料：石材、陶瓷、玻璃、石膏等

有机高分子材料：塑料、橡胶、纤维、木材、皮革等

复合材料：玻璃钢、碳纤维复合材料等

３、材料设计的方式：一、从产品的功能、用途出发；二、从原材料出发。

４、材料的固有特性：物理性能、化学性能。

材料的派生特性：材料的加工特性、材料的感觉特性、环境特性和材料的经济性。

第三章材料感觉特性的运用

1、产品造型设计的三大感觉要素：形态感色彩感材质感

２、材料感觉特性的概念及分类

概念：材料质感又称材料感觉特性，指人的感觉器官（触觉和视觉）对材料作出的综合印象,由人的知觉系统从材料表面特征得出的信息，是人对材料的生理和心理活动。

分类：、一、触觉质感和视觉质感；二、自然质感和人为质感（利用人为质感设计可以做到同材异质感、异材同质感，从而使设计更加灵活多样、变化无穷。）

３、质感设计的三大运用原则：合理、艺术性、创造性地使用材料

４、质感设计在产品造型设计中的作用。

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，还能补充形态和色彩所难以替代的形式美。

3）、获得多样性和经济性———良好的人为质感设计可以替代自然质感或弥补自然质感的某些不足，可以节约大量珍贵的自然材料，达到工业产品设计的多样性和经济性。

4）、表现真实性和价值性——良好的整体设计的真实性和价值性。

第五章金属材料及其加工技术

1、金属材料的性能

1）使用性能

物理性能有哪些：密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性

化学性能有哪些：耐腐蚀性、抗氧化性

力学性能有哪些：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度

强度（概念）：强度是金属材料抵抗外力荷载而不致失效的能力

指标：屈服点和抗拉强度；

塑性（概念）：塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力。

指标：断后伸长率、断面收缩率

硬度（概念）：硬度是金属材料抵抗更硬物体压入其内的能力。

冲击韧性（概念）：金属材料抵抗冲击载荷的能力，叫做冲击韧性

疲劳强度（概念）：疲劳强度是指材料经受无数次应力循环时的最大应力。

2）工艺性能有哪些：铸造性、锻压性、焊接性和切削加工性等。

2、金属晶格结构形式：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格

结晶（概念）：金属及合金从液体状态转变为固体状态并形成晶体结构的过程称为结晶。同素异构转变（概念）：大多数金属结晶后晶格结构的类型保持不变，少数如铁、锰、锡、钛、铝等，在固态范围内，因温度的变化还会出现晶体结构的转变，称为同素异构转变。合金（概念）：是指由两种或两种以上金属元素（或金属与非金属元素）组成的具有金属特性的物质。

3、常见的金属材料分类及牌号表示法的含义

分类：黑色金属、纯铁、钢

1）碳素钢（………）

Q235-A·F：表示屈服点为235的普通碳素结构钢。

45：含碳量为0.45％的钢。

08F：含碳量为0.08％的钢。

T8：含碳量为0.8％的碳素工具钢。

T10A：表示含碳量在1％的碳素工具钢。

ZG200-400：表示屈服点为200MPA，抗拉强度为400MPA的铸钢。

2）合金钢（………）P75页

Q390：屈服点为450的普通碳素钢。

Y40Mn：表示碳质量为0.4％且含Mn量小于1.5％的易切削结构钢。

60SI2Mn：含碳量为0.6％，含硅量为2％且含Mn量小于1.5％的合金钢。

GCr15：表示平均含铬量为1.5％的滚动轴承钢。

35CrMo：

0Cr19Ni9：含碳量少于0.08％，含Cr量为19％且含Ni量为9％的不锈钢。

铸铁

HT250:表示φ30mm试棒的最小抗拉强度值为250MPa的灰铸铁。

QT700-2:表示最低抗拉强度为700MPa、最低断后伸长率δ为2％的球墨铸铁。

KTH350-10:表示最低抗拉强度为350MPa、最低断后伸长率为10％的黑心可锻铸铁，即铁素体可锻铸铁.

KTZ650-02：表示最低抗拉强度为650 MPa、最低断后伸长率为2％的珠光体可锻铸铁。

RuT300:表示最低抗拉强度为300MPa的蠕墨铸铁。

有色金属及其合金

铝及其合金

1070：表示纯度为99.70％的变形工业纯铝。

LF21：表示21号防锈铝合金。（数字越大，纯度越低）

LY11：表示11号硬铝合金。

LC4：表示4号超硬铝合金。

LD：锻铝。

ZAlSi12：表示含硅量为12%，余量为铝的铸造铝合金。

铜及其合金

H68：表示平均WCu=68%，其余为锌的普通黄铜。

ZCuZn38：平均wZn=38%，其余为铜的铸造普通黄铜

B25：表示镍含量为约25%，其余为铜的普通白铜。

ZCuSn10P1：表示平均wSn=10%、wP=1%，其余为铜的铸造锡青铜。

钛及钛合金

TA6：表示6号α型钛合金

TC4：表示4号α＋β型钛合金。

粉末冶金（概念）：

4、工艺过程（概念）：在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等，

使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。

工艺规程（概念）：一台结构相同、要求相同的机器，或者具有相同要求的机器零件，均可以采用几种不同的工艺过程完成，但其中总有一种工艺过程在某一特定条件下是最合理的。人们把合理工艺过程的有关内容写成工艺文件的形式，用以指导生产，这些工艺文件即称为工艺规程。

5、铸造（概念）:铸造是指金属受热融化并浇铸到预先制作好的铸型内，凝固后获得一定形状和性能的金属制品的成型方法。

金属的铸造性能：流动性、收缩率

6、砂型铸造（概念）：是以型砂为主要造型材料制备铸型的铸造工艺方法，它具有适应性广、生产准备简单、成本低廉等优点，是应用最广的铸造方法。

砂型的种类：块模造型、挖砂造型、活块造型、三箱造型、刮板造型

７、特种铸造的种类和优点

种类：金属型铸造、压力铸造、熔模铸造、离心铸造、陶瓷型铸造等

优点：提高铸件精度和表面质量、提高生产率、改善劳动条件等。

金属型铸造的原理、特点及应用范围

原理：金属型铸造是指在重力的作用下将液态金属浇入金属型中获得铸件的方法，也称狭义的重力铸造。金属型可连续使用几千次至数万次

特点：金属型使用寿命长，可“一型多铸”，提高生产率；铸件的晶粒细小、组织致密，力学性能比砂型铸件高约25％；铸件的尺寸精度高、表面质量好；铸造车间无粉尘和有害气体的污染，劳动条件改善。金属型铸造的不足之处是金属型制造周期长、成本高、工艺要求高，且不能生产形状复杂的薄壁铸件，否则易出现浇不足和冷隔等缺陷；受铸型材料的限制，浇注高熔点的铸钢件和铸铁件时，金属型的寿命低。

应用范围：目前金属型铸造主要用于大批量生产形状简单的铝、铜、镁等非铁金属及合金铸件。如铝合金活塞、油泵壳体，铜合金轴瓦、轴套等。

压力铸造的原理、特点及应用范围

原理：压力铸造是指熔融金属在高压下快速压入铸型中，并在压力下凝固的铸造方法，简称压铸。

特点：压力铸造具有如下特点：生产率高，便于实现自动化；铸件的精度高、表面质量好；组织细密、性能好；能铸出形状复杂的薄壁铸件。但压力铸造设备投资大，压铸型制造周期长、成本高；受压型材料熔点的限制，目前不能用于高熔点铸铁和铸钢件的生产.

应用范围：主要用于大批量生产铝、锌、铜、镁等非铁金属与合金件。如汽车、仪表、计算机、航空、摩托车、日用品等行业各类中小型薄壁铸件，如发动机气缸体、气缸盖、仪表壳体、电动转子、照相机壳体、各类工艺品、装饰品等。

8、锻压加工（概念）:锻压加工是指对坯料施加压力，使其产生塑性变形，改变尺寸、形状及改善性能，用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法。它是锻造和冲压的总称。金属的锻造性能：可锻性

9、自由锻（概念）:自由锻是指用简单的通用性工具 ,或在锻造设备的上、下砧铁之间直接对坯料施加外力,使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工方法。

模锻（概念）: 模锻是指利用模具使毛坯变形而获得锻件的锻造方法。

10、冲压（概念）:冲压是指使金属板料经分离或成形而得到制件的工艺统称为冲压。

冲压的基本工序: 分离工序、变形工序

分离工序有哪些: 切断、落料、冲孔、切口、切边等。

落料及冲孔（概念）：落料及冲孔的工艺过程完全相同, 当坯料被冲下的部分为成品时, 该工艺过程称为落料；当坯料的周边为成品时, 该工艺过程称为冲孔。落料与冲孔总称为冲裁。

变形工序有哪些: 弯曲、拉深、翻边、起伏、缩口和胀形等。

11、焊接（概念）：焊接是通过加热或加压，或两者同时并用，使两个分离的物体产生原子间结合力而连接成一体的成形方法。

金属的焊接性能：焊接性,、碳当量（概念）：把钢中合金元素 ( 包括碳 ) 的含量按其作用换算成碳的相当含量称碳当量。

12、焊接的分类

熔焊（概念）：将工件焊接处局部加热到熔化状态，形成熔池（通常还加入填充金属），冷却结晶后形成焊缝，被焊工件结合为不可分离的整体。

常见的熔焊有哪些：焊条电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊、气焊与气割

压焊（概念）：压焊是指在焊接过程中必须对工件施加压力 ( 加热或不加热 ) ，以完成焊接的方法。

常见的压焊有哪些：电阻焊

钎焊（概念）：钎焊是指采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接工件的方法。

13、金属切削加工（概念）：金属切削加工是指利用切削刀具在工具（刀具）与工件的相对运动中，切除工件上的多余材料，得到预想的工件形状、尺寸和表面质量的加工方法。

金属切削加工性能：切削加工性

每种车床的应用场合：车床主要用于加工轴或孔、圆锥或球体等具有回转表面的工件，是使用最广的一类机床; 铣床主要用于加工零件上的键槽和端面; 指主要用钻头在工件上加工孔的机床; 刨床是用刨刀对工件的平面、沟槽或成形表面进行刨削的直线运动机床;磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床,主要目的提高工作表面的精度; 镗床主要用来加工壳体的轴孔和端面.

14、热处理（概念）:金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却，以达到改善材料性能的一种工艺。

15、整体热处理方法有哪些及其目的:

退火和正火（预备热处理）：目的是为消除毛坯的组织缺陷，或为以后的加工作准备；

淬火和回火（最终热处理）：配合可强化钢材，提高零件或工具的使用性能。

调质（概念）：工件淬火并高温回火的复合热处理工艺称为调质。

16、表面热处理方法有哪些：表面淬火、

表面淬火（概念）：是通过快速加热金属表面层至所要求的温度，然后进行淬火，以提高金属表面的硬度和耐磨性。

化学热处理（概念）：将钢件放在具有一定活性介质的介质中加热、保温，使一种或几种元素渗入钢件的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺称化学热处理。

化学热处理的种类有哪些：渗碳、渗氮、碳氮共渗、氮碳共渗

17、简要介绍一般金属零件制造的工艺路线：毛坯（铸造或锻造）→退火或正火→机械（粗）加工→淬火+回火（或表面热处理）→机械（精）加工。

18、金属材料表面装饰技术有哪些：

1）、金属表面肌理工艺：表面切削和研削、表面研磨抛光、表面镶嵌、表面蚀刻、拉丝

2）、金属表面着色工艺：镀层被覆、涂层被覆、化学着色、电解着色

19、铝及铝合金氧化膜的着色方法：化学染色法，整体着色法，电解着色法,干涉着色法

第六章高分子材料及加工技术

1.聚合物（概念）：人工合成高分子化合物（合成树脂）如塑料、橡胶、化学纤维、涂料、

黏合剂等，它是由—种或多种简单低分子化合物(单体)聚合生成的分子量特别大的有机化合物的总称，又称之为聚合物或高聚物。

2.高分子聚合物的两种合成方法：a、加聚反应 b、缩聚反应

3. 高分子聚合物的三种不同力学形态：玻璃态、高弹态、粘流态

4.塑料（概念）的组分及作用

1）、概念

塑料是以天然或合成树脂为主要成分，加入填料、增塑剂、润滑剂、固化剂、稳定剂等添加剂，经一定温度和压力塑制成型，且成型后在常温或一定温度范围内能保持其形状不变的材料。

2）、组成成份

一般的塑料可分为简单组分和多组分两类。

简单组分的塑料基本由一种树脂组成，如常见的聚四氟乙烯PTEE等，也有的加入少量的着色剂、润滑剂等，如聚苯乙烯、有机玻璃等。

多组分的塑料由多种组分组成，除树脂外，还加入各种其它添加剂，如酚醛塑料PF、环氧塑料EP等。

a.合成树脂—合成树脂是现代塑料的基本原料

b.填充剂—加入填料的主要目的是改善塑料的性能

c.增塑剂—增塑剂是用来提高树脂可塑性与柔软性

d.润滑剂—它是成型中为防止粘模而采用的添加剂，可使塑料制品表面美观。

e.着色剂—使设计中塑料制品具有美丽的色彩，以适应使用上的要求

f.固化剂—它的作用在于通过交联使树脂具有体型网状结构，成为较坚硬和稳定的塑料制品

g.稳定剂—防止某些塑料在光、热或其他条件下过早老化

h.阻燃剂—阻燃剂的作用是遏止燃烧或造成自熄

I.其他添加剂—抗静电剂、发泡剂和润滑剂等。根据塑料产品的需要加入添加剂

5.塑料的分类

1）、按热性能来分

a.热塑性塑料：加热时能软化流动或熔化，冷却后定型，且这一过程可重复，但加热温度不得超过该塑料的分解温度。常用的如：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等

b.热固性塑料：制品定型后，再加热也不软化或熔化，温度太高时该塑料发生焦化分解，不能回收进行重复再加工。如：酚醛树脂（PF）、环氧树脂（EP）、聚氨酯（PU）等。2)、按用途来分

（1）通用塑料：一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA亚克力）、环氧树脂（EP）、酚醛树脂（PF电木）、聚氨酯（PU）等。

（2）工程塑料：一般指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。如聚酰胺（PA尼龙）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚苯醚（PPO）等。

（3）特种塑料：一般指具有特种功能（如耐热、自润滑等），应用于特殊要求的塑料。如聚苯硫醚（PPS）、聚砜（PSU）、聚四氟乙烯（PTFE）等。

6.塑料的性能

1）力学性能：

a.比强度或比模量

b.拉伸性能

c.压缩性能

d.弯曲性能

e.剪切性能

f.冲击性能

g.疲劳性能

h.抗撕性能

i.耐磨损性

j.硬度

k.蠕变：塑料在低于本身弹性极限的恒定的外力（包括拉伸、弯曲、压缩等）作用下，变形随时间慢慢增加的现象。是不可恢复的塑性形变。

l.应力松弛：塑料制品维持恒定应变所需要的应力随时间延长而慢慢松驰的现象。

2)热性能：耐热性；耐低温性；导热性；热膨胀性；可燃性

3）电磁性能：（1）电阻率（2）介电损耗（3）静电性（4）导电性（5）磁性

（6）介电强度：置于电场中的聚合物，当电场强度超过某一临界值时，便丧失了绝缘性能，此现象称为击穿。试样被击穿时的电压值与试样厚度之比定义为介电强度。介电强度越高，绝缘质量越好。（7）电磁波屏蔽性

4）耐化学药品性：（1）耐酸碱性（2）耐溶剂性（3）环境应力开裂（4）溶剂应力开裂

5）光化学性能：（1）透明性（2）折射率（3）光泽性

常用的透明塑料：PMMA、PS、PC、AS(丙烯腈—苯乙烯)、PP（半透明）

6）环境适应性

（1）紫外辐射和光氧老化（2）热辐射与热氧老化（3）雨水和空气湿度

光氧老化（概念）：对聚合物危害最大的是紫外线，户外塑料制品是在含氧条件下接受紫外

线辐射，聚合物所发生的种种化学物理的变化主要是光氧老化所引起的。

热氧老化（概念）：聚合物吸收可见光和红外线，并转化成热能，使吸收部位温度升高，热合氧对聚合物的联合作用称之为热氧老化。

7简要介绍塑料产品生产工艺流程

配料—混炼（混合物料）—半成品（浆糊状涂凝模塑，溶液发泡成型，粒料注塑成型、粉料挤塑成型）—成型加工工艺—产品—后加工（装配、切削、粘接、印刷、电镀金属等）8.常用塑料

PE聚乙烯、PP聚丙烯、PS聚苯乙烯、 PVC聚氯乙烯、ABS丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物、PA聚酰胺（俗称：尼龙）、PC聚碳酸脂、PMMA聚甲基丙烯酯甲酯（俗称：有机玻璃）、POM聚甲醛、PPO聚苯醚、PPS聚苯硫醚、PU聚氨酯、PSU聚砜、PF酚醛树脂（电木）、PTFE 聚四氟乙烯、AF氨基树脂塑料（俗称：电玉）

10. 塑料的工艺性能：流动性、收缩性、吸湿性

11、注射成型的原理、特点及应用场合

原理：注射机主要由料斗、料简、加热器、喷嘴、模具和螺杆构成。将颗粒状或粉状塑料原料倒入料斗内，在重力和螺杆旋转推送下，原料进入料筒内，在料简中物料被加热至流动状态，然后使熔融物料以高压高速经喷嘴注射到设计好的闭合模具内，经一定的时间，完成冷却、定型固化成型，开启模具，取出制品。

特点：1）成型塑料品种多；2）能成型形状复杂且尺寸精确的塑料制品；3）生产周期短、生产效率高；4）易于实现自动化和半自动化生产。

应用场合：一次性成型出结构复杂且尺寸精确的制品。

12、挤出成型原理、特点及应用场合

原理：是借助螺杆和柱塞的挤压作用,使塑化均匀的塑料强行通过模口而成为具有恒定截面的连续制品。

特点：1）能连续生产同一截面的零件制品，但结构复杂的截面形状难以达到高精度

2）生产效率高，可一机多用；

3）操作简单，工艺过程易控制，便于实现连续大批量生产；

应用场合：具有恒定截面的连续制品

13、压制成型的分类及应用场合

分类：模压成型、层压成型

应用场合：结构简单的热固性塑料制品、无翘曲变形（简单、平面）的热塑性塑料制品。

14、吹塑成型（概念）及应用场合

概念：吹塑成型（也叫中空成型法）是将挤出或注射成型所得的半熔融态管坯(型坯)置于各种形状的模具中，在管坯中通入压缩空气将其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，再经冷却脱模得到中空制品的成型方法。

应用场合：中空容器

15、热成型的应用场合：壁薄，表面积很大的半壳性结构制品

16、塑料的连接种类有哪些：机械连接、焊接、溶剂粘接、和胶接

17、塑料表面处理与装饰技术有哪些：着色、涂饰、电镀、丝网印、贴膜、热转印等

18、在塑料制品的生产中的三项重要因素:合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具

19、电镀的概念及塑料电镀的目的。

概念：塑料电镀是塑料制品表面金属化常用的方法之一。为使塑料件表面具有金属的特性，常用的方法是使塑料表面金属化

目的：1）使制品表面具有金属光泽，具有装饰性；

2）提高制品表面的硬度和耐磨性；

3）以塑料件代替有色金属件，减轻产品重量，降低成本；

4）提高制品防潮、防老化、防溶剂侵蚀的能力；

5)使塑料件具有导电性。

20.橡胶及加工技术

1）橡胶的特性：具有高弹性、玻璃化温度低、橡胶易老化

2）简介橡胶制品的加工工艺过程

橡胶制品生产的基本过程包括：生胶的塑炼、胶料的混炼、橡胶成形和制品的硫化。3）常见的橡胶有哪些：天然橡胶NR、丁苯橡胶SBR、顺丁橡胶BR、

聚氨酯橡胶 UR （耐磨性能是所有橡胶中最高的，强度高，弹性好）、硅橡胶

4）硫化的概念及作用

概念：硫化是在一定温度、时间和压力下，混炼胶的线型大分子进行交联，形成三维网状结构的过程。

作用：硫化使橡胶的塑性降低，弹性增加，抵抗外力变形的能力大大增加，并提高了其他

物理和化学性能，使橡胶成为具有使用价值的工程材料。

第九章复合材料及加工技术

1、复合材料概念及组成：

概念：复合材料是由两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。其中一种做为基体，另外材料做为增强剂。

组成：增强剂、基体材料

2. 复合材料的分类

按用途来分: 结构复合材料(概念), 功能复合材料(概念),

结构复合材料(概念) ：以其力学性能为工程所用。主要用作承力和次承力结构，质量轻、强度和刚度高，且能耐受一定温度，在某种情况下还要求有膨胀系数小、绝热性能好或耐介质腐蚀性能好等其他性能。

功能复合材料(概念) ：以其声、光、电、热、磁等物理特性为工程所用, 种类繁多且容易与结构复合材料结合，达到功能上的复合并得到广泛应用。

3. 常用的复合材料：玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料

玻璃钢(概念) ：是以玻璃纤维为增强剂和以热塑性树脂为粘结剂制成的复合材料。

第七章木材及其加工技术

1、木材的一般特性：质轻，具有天然的色泽和美丽的花纹，具有平衡调节空气中湿气的功能，具有良好的声学特性，易加工和涂饰，具有良好的绝缘性能，易变形易燃，可降解，环保，各向异性。

２、人造板材（概念）：利用原木、刨花、木屑、小材、废材以及其它植物纤维等为原料，经过机械或化学处理制成的板材，称为人造板材。

常见的人造板材：胶合板，刨花板，纤维板，细木工板，新颖木材

３、相关含水率（概念）：正常状态下的木材及其制品，都会有一定数量的水分。我国把木材中所含水分的重量与绝干后木材重量的百分比，定义为木材含水率。

平衡含水率（概念）：木材在一定空气状态（温度、相对湿度）下最后达到的吸湿或稳

定含水率叫平衡含水率。

干缩与湿胀（概念）及相关简答题：当木材含水率高于环境的平衡含水率时，木材会排湿收缩，反之会吸湿膨胀。

简答题：1）、为什么有些木门、木地板、木制家具等木制品销售出去以后会出现开裂、变形等质量问题呢？

答：木制品制作完成后，造型、材质都不会再改变，此时决定木制品内在质量的关键因素主要就是木材含水率和干燥应力。木材置于一定的环境下，在足够长的时间后，其含水率会趋于一个平衡值，称为该环境的平衡含水率EMC。当木制品使用时达到平衡含水率以后，这个时候的木材最不容易开裂变形。

2）、木材干燥，越干越好吗？应该干燥到什么程度呢？

答：当木材含水率高于环境的平衡含水率时，木材会排湿收缩，反之会吸湿膨胀。例如，广州地区年平均的平衡含水率为15.1%，北京地区却为11.4%。干燥到11%的木材用于北京是合适的，可用于广州将会吸湿膨胀，产生变形。所以说，木材干燥要适当，并非越干越好。不同地区、不同用途，对木材含水率的要求也是不一样的。

４、简要介绍木制品的工艺流程

配料加工

—基准面的加工表面处理配料—构件加工——相对面的加工—装配—表面涂饰——木材着色

榫头和榫孔的加工涂饰涂料

５、木制品装配的常用结合方式：榫结合、楔结合、板面拼合

６、木制品表面的涂饰的作用及简要工艺流程

作用：装饰性：1）增加天然木质的美感2）掩盖缺陷3）改变木质感保护性

保护性：1）提高硬度2）防水防潮3）防霉防污4）保色

简要工艺流程：干燥，去毛利，脱色，消除木材内含杂物，做底层，涂面漆

第八章无机非金属材料及加工工艺

一、玻璃及其加工技术

1、玻璃（概念）及普通玻璃的主要成分：SIO2

玻璃（概念）：玻璃是将原料加热熔融，经一定方式冷却，不经结晶而冷却成固态的非晶态物质。

2、玻璃材料最重要的性质：光学性质

3、简要介绍玻璃制品的工艺流程

配料（主要原料SiO2、辅助原料）熔化（将配合料经高温加热熔融成为均匀的、无气泡的符合成型要求的玻璃液）、成型（熔融玻璃转变为具有固定几何形状制品的过程）与后处理（热处理、后加工、表面处理）四个阶段。

4、玻璃的辅助原料有哪些：澄清剂、助溶剂、着色剂、脱色剂

澄清剂（概念）：在高温下本身能气化或分解放出气体以促进玻璃液中气泡的排除的物质。

5、常见的玻璃制品后加工

1）、冷加工：冷加工的基本方法：研磨抛光；切割；喷砂、钻孔和切削

2）、热加工：吹制等成型的玻璃制品切割后锋利边缘的烧口和火抛光、火焰切割与钻孔等热加工过程。

3）、玻璃制品的表面处理（1）玻璃的化学蚀刻（2）玻璃的化学抛光（3）玻璃的

表面涂层

4）、玻璃增强：物理钢化（淬火）：使玻璃表面产生均匀分布的压应力层。

化学钢化

贴层玻璃：在玻璃表面贴一层物质（陶瓷釉）

火抛光：使玻璃表面伤痕、裂纹弥合。

二、陶瓷及其加工技术

1、传统陶瓷（概念）：传统上，“陶瓷”是指所有以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经

过粉碎、混炼、成形、烧结等过程而制成的各种制品。

2、日用陶瓷的主要组成成份和主要原材料。

主要成分：主要成份是SiO2、AL203、含有少量的Fe2O3、MgO、CaO、K2O、Na2O等。

主要原材料：粘土类原料、石英类原料、长石类原料、其他矿物类原料。

3、简要介绍陶瓷制品的工艺流程。

包括原料配制、坯料成型和窑炉烧结等三个主要工序

4、施釉和概念及作用

施釉：陶瓷的施釉是指通过高温的方式，在陶瓷体表面上附着一层玻璃态层物质。施釉的目的在于改善坯体的表面物理性能和化学性能，同时增加产品的美感，提高产品的使用性能。

作用：（1）釉能够提高瓷体的表面光洁度。

（2）釉可提高瓷件的力学性能和热学性能。

（3）提高瓷件的电性能，如压电、介电和绝缘性能。

（4）改善瓷体的化学性能。

（5）能使瓷件与金属之间形成牢固的结合。

（6）釉可以增加瓷器的美感，艺术釉还能够增加陶瓷制品的艺术附加值，提高其艺术欣赏价值。

5、陶瓷材料的特性: 高硬度、高强度、脆性大

陶瓷加工的特点：（1）尺寸精确度差，（2）难加工材料

第四章材料与环境第十章产品设计中材料的选择与开发

1、设计材料的选择五大原则

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二、材料与环境

1、绿色设计（概念）：绿色设计是指在产品整个生命周期内以产品环境属性为主要设计目标，着重考虑产品的可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等功能目标，并在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的基本功能、使用寿命和经济性等，突出了“生态意识”和“以环境保护为本位”的设计概念。

６Ｒ设计原则：研究、保护、减量化、回收、重复使用、再生原则

2、生态环境材料（概念）：生态环境材料是指那些具有良好的使用性能和优良的

环境协调性的材料。

常见的生态环境材料：纯天然材料、仿生物材料、环境兼容性包装材料、环境兼容性涂层材料、环境降解材料以及环境工程材料等各类生态环境材料。

3、生态环境材料的特征：1节约能源 2节约资源3可重复使用4可循环再生5结构可靠

性6化学稳定性7生物安全性8有毒，有害替代9舒适性10环

境清洁，治理功能。

4、可降解塑料（概念）：可降解塑料是指在生产过程中加入一定量的添加剂（如淀粉、改

性淀粉或其它纤维素、光敏剂、生物降解剂等），稳定性下降，

较容易在自然环境中降解的塑料。

降解的方式：微生物降解，大型微生物降解，光降解，化学降解。

三、发展中的新材料

１、智能材料（概念）：模仿生命系统，能感知环境变化，并能实时地改变自身的一种或多种性能参数，作出所期望的，能与变化后的环境相适应的的复合材料或材料的复合。

常见的智能材料：光导纤维，压电材料，电流变液，形状记忆材料，磁致伸缩材料，智能高分子材料。

２、纳米材料的独特的纳米效应：表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。

第二章材料的工艺特性

１、材料的连接工艺分类：

1）、连接原理：机械连接、焊接、粘接；

2）、连接功能：静连接、动连接。

静连接（概念）：连接后的各个零件（或组件）之间无相互位置变化，连接零件之间不允许产生相对运动，连接固定为一体，故又称为固定连接。

动连接（概念）：连接的各个零件（或组件）可发生相对的运动，产生位置变化。２、表面处理的分类，常见的表面处理

３、涂层被覆:在制品表面形成以有机物为主体的涂层，并干燥成膜的工艺，称为涂装技术，简称为涂装。

1）涂料的概念与作用

概念：涂装所用的材料就是各种涂料，一般由主要成膜物质、次要成膜物质、辅助成膜物质和挥发物质组合而成。

作用：1)防止制品老化：由于制品表面的涂层，可防治空气、水等环境因素和霉菌等对塑料的腐蚀与侵蚀，有效的防止和延缓塑料制品的老化，提高制品的寿命；

2)提高制品耐化学药品与溶剂的能力；

3)装饰着色，获得不同的表面肌理；

4)获得其它特性：使制品表面具有要求的硬度、亮度、导热性、导电性或绝缘性、憎水、润滑等性能。

2）常见的涂装方法：浸涂、喷涂、涮涂、辊涂、电泳涂装、静电喷涂、刮涂、搓涂。

3）涂料在设计中的应用：不透明涂饰、透明涂饰、有光和无光涂饰、肌理涂饰

4、快速成型概念和基本方法

概念：又称快速原理制造技术、快速制样或实体自由形式制造。快速成型是一种用材料逐层堆积出制件的制造方法，是集计算机辅助设计、计算机辅助制造、数字控制、精密机械、激光技术和材料科学与工程等最新技术而发展起来的产品设计开发技术，其目的是将计算机三维CAD模型快速地转变为具体物质构成的三维实体模型。

基本方法：光固化成型—SLA成型工艺

选择性激光烧结成型—SLS成型工艺

熔积堆积成型—FDM成型工艺

论述题

1、分析产品设计中塑料材料的选用

（1）给定产品及其某个零件；（通常给定,例如家用电器壳体材料等）

（2）分析产品中的某个零部件的材料选择影响因素,例:功能需求因素，审美情趣因素, 使用人机因素、安全可靠因素、市场价值因素及生态环境因素等；6分

（3）简要分析零件的生产工艺；4分

（4）分析可选塑料（至少三种）及简要说明每种塑料的特点及定位场合。10分

2、设计中等复杂程度产品材料选择案例

(1)给定产品及其所要设计的零件（通常给定,例如家用电器壳体材料等）

(2)设计产品案例，自行拟定产品设计定位，例：功能需求定位、造型定位、目标人群定位、使用环境定位、价值成本定位等。6分

（3）分析壳体可供选择材料（至少三种），并说明选择材料的依据, 最终选定一种最符合产品设计定位的材料，并分析其原因。10分

（4）简要分析此零件的生产制造过程。4分