資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
第二節(jié)
挑選合適的材料
第一課時
常見的材料及標(biāo)準(zhǔn)件與元器件
◎教材分析
通用技術(shù)必修模塊《技術(shù)與設(shè)計1》”第三章第二節(jié)，根據(jù)設(shè)計要求選擇合適的材料或標(biāo)準(zhǔn)件。
前面一節(jié)介紹了信息的收集與整理，學(xué)生們通過收集整理信息，獲得了與設(shè)計問題相關(guān)的各種信息資料，為選擇材料做好了準(zhǔn)備。
這節(jié)課介紹了在選擇材料時，除了要考慮材料的性能和加工方法外，還要考慮在現(xiàn)有的工作條件下，有哪些材料可供使用，以及材料使用與資源保護(hù)的關(guān)系。以及使用標(biāo)準(zhǔn)件可以簡化制作的過程，實現(xiàn)通用互換。
◎?qū)W情分析
通過一學(xué)期的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)積累了一定的生活經(jīng)驗，對學(xué)習(xí)、生活中使用的各種產(chǎn)品有了一定程度的了解。這些經(jīng)驗，能使學(xué)生比較容易區(qū)分各種材料的特性差異，也會幫助學(xué)生比較輕松地理解標(biāo)準(zhǔn)件和元器件的概念。但如何在設(shè)計產(chǎn)品過程中，對材料進(jìn)行合理合適的選擇，就需要教師在上課的過程中，進(jìn)行引導(dǎo)。
◎?qū)W習(xí)目標(biāo)
1.了解設(shè)計制作的常用材料的種類和特性，學(xué)會挑選合適的材料。
2.了解元件及標(biāo)準(zhǔn)件，合理合適的選擇標(biāo)準(zhǔn)件。
◎教學(xué)目標(biāo)
1、知識與技能
通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生認(rèn)識到選擇材料時，除了要考慮材料的性能和加工方法外，還要考慮在現(xiàn)有的工作條件下，有哪些材料可供使用，以及材料使用與資源保護(hù)的關(guān)系。要讓學(xué)生認(rèn)識到，使用標(biāo)準(zhǔn)件可以簡化制作的過程，實現(xiàn)通用互換。
2、過程與方法
①通過展示學(xué)生作品實物，引發(fā)學(xué)生求知欲，使學(xué)生認(rèn)識到材料對產(chǎn)品質(zhì)量、成本、價格、市場定位有重要影響。
②教師展示各種材料圖片，學(xué)生閱讀、自學(xué)、小組討論、總結(jié)。使學(xué)生了解各種材料的特性，并對各種各種材料對環(huán)境資源的影響，有了更深層次的認(rèn)識。
③組織學(xué)生互拆互換瓶蓋和螺釘?shù)膶嵺`活動，引導(dǎo)學(xué)生在活動過程中進(jìn)行觀察、思考、總結(jié)，使學(xué)生認(rèn)識到，在設(shè)計產(chǎn)品時，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件和元器件，既節(jié)能又環(huán)保。
3、情感態(tài)度與價值觀
材料種類繁多，在設(shè)計產(chǎn)品選擇材料時，使用元器件和標(biāo)準(zhǔn)件，有利于環(huán)境的保護(hù)。培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境的責(zé)任感，愛護(hù)我們賴以生存的地球資源。
◎教學(xué)方法
案例分析法、合作探究法、小組討論法
◎教學(xué)重點
材料的分類與特性
◎教學(xué)難點
根據(jù)設(shè)計要求，合理合適的選擇材料或標(biāo)準(zhǔn)件
◎教學(xué)準(zhǔn)備
收集輔助教學(xué)的相關(guān)案例、教學(xué)圖片素材，設(shè)計好教學(xué)課件以及多媒體教學(xué)設(shè)備。
◎教學(xué)過程
一、新課引入
李明所在的活動小組進(jìn)行校慶廣告宣傳燈的設(shè)計時，首先碰到了校慶廣告宣傳燈的架、燈罩用什么材料制作，照明使用什么光源的問題。
通過收集有關(guān)的資料，他們發(fā)現(xiàn)廣告宣傳燈的制作材料有多種選擇，如：骨架的料可以選擇竹、藤條、木條、鐵絲、鋼絲、塑料、硬紙皮等，燈罩的材料可以選擇綢布絲布、普通布料、皺紋紙、普通紙、PVC膜、有機(jī)玻璃、普通玻璃等，光源可以選擇白熾燈、日光燈、LED燈等。這些材料各有優(yōu)缺點，價格也存在較大的差異。不同材料的使用影響到廣告宣傳燈的功能、壽命及成本預(yù)算，是進(jìn)行方案設(shè)計時需要解決的問題。
應(yīng)該選擇什么材料比較合適呢？李明和同學(xué)們對有關(guān)材料的特性、價格做了進(jìn)一步的了解，并通過討論、分析和比較，做出了他們的選擇。
你是否知道一些常用的材料及它們的特性？如何為本小組的設(shè)計項目挑選合適的材料？
二、常見的材料
了解常見材料的種類及其特性，嘗試運用工程思維的方法，為本小組的設(shè)計項目選擇一些合適的材料。
1.常見材料的特性
閱讀材料
下表所列是一些常用材料的特性及用途
常用材料特性和用途
材料類型
特性和用途
舉例
金屬材料
金屬材料指金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材料的統(tǒng)稱。金屬材料一般不透明、光澤良好，密度較高，表面比較光滑，硬度較大，有較好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，富有延展性。化學(xué)性質(zhì)大多較為活躍，比較容易被腐蝕和被氧化金屬材料常用于設(shè)計耐磨、耐高溫、受較大沖擊力的產(chǎn)品或零件
鋼鐵：屬于大金屬品種。鐵的磁導(dǎo)率是非鐵金屬的數(shù)千倍，磁鐵在力、電工和電子方面有重要的用途
鎬：屬于小金屬品種，熔點高達(dá)3410℃。鎢的用途十分廣泛，涉及礦山、冶金、機(jī)械、建筑、交通、電子、化工、輕工、紡織、軍工、航天、科技等領(lǐng)域，如制造槍械、火箭推進(jìn)器的噴嘴、切削金屬的刀片鉆頭、超硬模具等
非金屬材料
非金屬材料指具有非金屬性質(zhì)的材料。非金屬材料一般密度相對較少，硬度小，導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性差，具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，具有較強(qiáng)的抗氧化性和還原性非金屬材料常用于制作精度不高的產(chǎn)品外殼或零件
木材：屬于天然材料，但生長周期較長。木材常用作家具、建筑、室內(nèi)裝修與裝飾、造紙等的材料
塑料：屬于人工合成材料，主要成分是合成高分子化合物。根據(jù)不同的使用特性，塑料通常分為通用塑料、工程塑料和特種塑料三種類型，在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)等方面都有廣泛應(yīng)用
復(fù)合材料
復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的方法，在宏觀(微觀)上組成具有新性能的材料。復(fù)合材料一般有較好的綜合物理性能和化學(xué)性能，密度相對較小，具有較高的強(qiáng)度、硬度和韌性，比單品更具抗腐蝕性和抗氧化性復(fù)合材料在市政建設(shè)、環(huán)保工程、汽車及飛機(jī)制造等方面有廣泛應(yīng)用
鈦基復(fù)合材料：屬于金屬基體復(fù)合材料。具強(qiáng)度高、硬度大、抗高溫等特性，是航天航空的重要材料
玻璃鋼：屬于非金屬基體復(fù)合材料。是一種纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料，廣用于船舶、各類車輛、化工管道和貯罐、建筑結(jié)構(gòu)、體育用品等方面
新型材料
新型材料是指新出現(xiàn)的或正在發(fā)展中的，具有傳統(tǒng)材料所不具備的優(yōu)異性能和特殊功能的材料；或采用新技術(shù)(工藝、裝備)，使傳統(tǒng)材料性能明顯提高或產(chǎn)生新功能的材料新型材料在多個領(lǐng)域有較快的發(fā)展和應(yīng)用，如信息材料、能源材料、生物材料、納米材料、超導(dǎo)材料
型建筑材料、生態(tài)環(huán)保材料、軍工新材料等領(lǐng)域
納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺寸(0.1-100nm）或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料。納米技術(shù)可以使得材料的強(qiáng)度、韌和超塑性大幅度提高，納米材料廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、航天航空等領(lǐng)域
2.材料的選擇與資源保護(hù)
材料的選擇要堅持生態(tài)優(yōu)先、綠色環(huán)保的理念，遵循可持續(xù)發(fā)展的原則，應(yīng)盡可能選取可再生的和資源儲藏量豐富的材料。
在技術(shù)設(shè)計的學(xué)習(xí)中可以向?qū)W生滲透“生態(tài)意識”“環(huán)保意識”的綠色設(shè)計知識。
綠色設(shè)計是指，在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)，以產(chǎn)品的環(huán)境屬性為主要目標(biāo)，在保證產(chǎn)品應(yīng)有的基本功能、使用壽命和經(jīng)濟(jì)性等的同時，著重考慮產(chǎn)品的拆卸性、可回收性、可重復(fù)利用性等目標(biāo)。在設(shè)計中要采取“從開始就要想到終結(jié)”的綠色設(shè)計觀念，即在設(shè)計時就以讓產(chǎn)品在整個生命周期內(nèi)不產(chǎn)生環(huán)境污染的策略，而不是產(chǎn)品生產(chǎn)污染后再采取措施補(bǔ)救的策略。在選擇材料時，要考慮材料對人的安全性和對環(huán)境的無污染性；減少用料或使用可再生的材料，加強(qiáng)材料的使用效率；提倡使用無害于環(huán)境的材料，和在自然環(huán)境下易于降解、易于回收的材料。
蘆葦、毛竹、木料、石油都是常用的材料，通過查閱有關(guān)資料，了解它們的再生周以及它們的主要用途。
(1)參考下表中的材料介紹，結(jié)合設(shè)計的原則，分析、比較和權(quán)衡：本小組設(shè)計的校慶廣告宣傳燈骨架選擇什么材料比較合適。
校慶廣告宣傳燈骨架用材
類別
優(yōu)缺點
竹
傳統(tǒng)用材。堅硬且有彈性，成型容易，價格低，不防火，大量使用對生生態(tài)有影響
藤條
較少使用。彈性好，不防火，價格較高，大量使用對生態(tài)有較大影響
木條
用于多角燈籠。形狀穩(wěn)固，彈性較差，不防火，大量使用對生態(tài)有影響
鐵絲
用于各式燈籠。成型容易，價格低，防火，堅硬，彈性較差，易生銹
鋼絲
用于各式燈籠。堅硬且有彈性，防火用，成型困難
塑料(條)
較少使用。耐腐蝕，易加工，可減少森林砍伐，缺乏彈性，不防火
(厚)紙皮
易加工，成本低，缺乏彈性，不防火，不防水。多適用于自制燈籠，例如學(xué)生的燈籠制作練習(xí)等
(2)參考下表中的材料介紹，結(jié)合設(shè)計的原則，分析、比較和權(quán)衡：本小組設(shè)計的慶廣告宣傳燈燈罩選擇什么材料比較合適。
校慶廣告宣傳燈罩布(膜)用材
類別
優(yōu)缺點
綢布
傳統(tǒng)用材。外觀好，價格較高，不防火。多用于專業(yè)燈籠制作
絲布
傳統(tǒng)用材。透光好，價格一般，不防火。多用于專業(yè)燈籠制作
普通布料
圖案花式多，易于獲得，透光性較差，不防火。多用于非專業(yè)燈籠制作，例如學(xué)生的燈籠制作練習(xí)等
皺紋紙
統(tǒng)用材。容易加工，價格低，不防火，不防水。多用于價格較低的燈籠制作
普通紙
用材易于獲得，加工容易，不防火，不防水。多用于非專業(yè)燈籠制作，例如學(xué)生的燈籠制作練習(xí)等
PC(薄板)
新型用材。加工容易，不易起皺紋，美觀，防水，不防火，大量使用
易造成白色污染。多用于專業(yè)廣告燈籠的制作
有機(jī)玻璃(板)
美觀，耐腐蝕，防水，價格較高。多用于專業(yè)廣告燈籠的制作
普通玻璃(板)
耐腐蝕，防火，防水，加工要有專用工具，破碎時易割傷人
三、標(biāo)準(zhǔn)件與元器件
通過實踐和觀察，認(rèn)識標(biāo)準(zhǔn)件和元器件，體悟在術(shù)設(shè)計中使用標(biāo)準(zhǔn)件和元器的意義。
1.標(biāo)準(zhǔn)件
標(biāo)準(zhǔn)件是指結(jié)構(gòu)、尺寸、畫法、標(biāo)記等各個方面已經(jīng)完全標(biāo)準(zhǔn)化，并由專業(yè)廠生產(chǎn)的常用的零(部)件，如螺紋
(?https:?/??/?baike.?/?doc?/?1101781-1165814.html"
\t
"https:?/??/?baike.?/?doc?/?_blank?)件、鍵、銷、滾動軸承
(?https:?/??/?baike.?/?doc?/?5328210-5563382.html"
\t
"https:?/??/?baike.?/?doc?/?_blank?)等等。
（1）廣義標(biāo)準(zhǔn)件
廣義包括標(biāo)準(zhǔn)化的緊固件
(?https:?/??/?baike.?/?doc?/?5682197-5894874.html"
\t
"https:?/??/?baike.?/?doc?/?_blank?)、連結(jié)件、傳動件、密封件、液壓元件、氣動元件、軸承、彈簧等機(jī)械零件。
①連接件，包括螺紋連接件(又稱緊固件)和軸轂連件、銷連接件、鉚接件、膠接件、焊接件等。
②傳動件，包括帶傳動件、鏈傳動件、齒輪傳動件(包括漸開線圓柱齒輪、錐齒輪以及蝸桿等)、摩擦輪、減速器、無級變速器、軸伸、聯(lián)軸器、離器及液力耦合器、氣壓傳動件、液壓傳動件等。
③軸承，包括滑動軸承、滾動軸承
④彈簧，按形狀分，主要有螺旋彈簧、碟形彈簧、板彈簧、環(huán)形彈簧等。
（2）狹義標(biāo)準(zhǔn)件
狹又標(biāo)準(zhǔn)件即標(biāo)準(zhǔn)化緊固件，實際是連接件的一種，但因為種類繁多應(yīng)用廣泛，所以實際使用中單算一類，甚至簡稱為標(biāo)準(zhǔn)件，它通常包括12種零件，以下介紹常見的幾種：
①螺栓：由頭部和螺桿(帶有外螺紋的圓柱體)兩部分組成的一類緊固件，需與螺母配合，用于緊固連接兩個帶有通孔的零件。這種連接形式稱螺栓連接。如把螺母從螺栓上旋下，又可以使這兩個零件分開，故螺栓連接是屬于可拆卸連接。
②螺柱：沒有頭部的，僅有兩端均外帶螺紋的一類緊固件。連接時，它的一端必須旋入帶有內(nèi)螺紋孔的零件中，另一端穿過帶有通孔的零件中，然后旋上母，一件整體。這種連接形式稱為螺柱連接，也是屬于可拆卸連接。主要用于被連接零件之一厚度較大、要求結(jié)構(gòu)緊湊，或因拆卸頻繁，不宜采用螺栓連接的場合。
③螺釘：也是由頭部和螺桿兩部分構(gòu)成的一類緊固件，按用途可以分為三類：機(jī)器螺釘、緊定螺釘和特殊用途螺釘。機(jī)器螺釘主要用于一個緊定螺紋孔的零件，與一個帶有通孔的零件之間的緊固連接，不需要螺母配合(這種連接形式稱為螺釘連接，也屬于可拆卸連接；也可以與螺母配合，用于兩個帶有通孔的零件之間的緊固連接)。緊定螺釘主要用于固定兩個零件之間的相對位置。特殊用途螺釘例如有吊環(huán)螺釘?shù)裙┑跹b零件用。
④螺母：帶有內(nèi)螺紋孔，形狀一般呈扁六角柱形，也有呈扁方柱形或扁圓柱形，配合螺栓、螺柱或器螺釘，用于緊固連接兩個零件，使之成為一件整體。
體驗通用串行總線(USB)(如下圖)與不同通信設(shè)備或電器的連接。
USB數(shù)據(jù)線與接口
觀察一些不同規(guī)格的螺栓、螺母及不同規(guī)格的裝配工具(如下圖)混到一起后，再找出相同規(guī)格的螺栓、螺母及裝配工具。
不同規(guī)格的螺栓、螺母和工具
使用同一條通用串行總線(USB)可以連接計算機(jī)、手機(jī)、照相機(jī)、游戲機(jī)、充電機(jī)，十分方便。螺栓、螺母、裝配工具，只要規(guī)格相同，就可相互匹配。在使用這些零件或部件時，之所以感到方便，是由于這些零件或部件都是標(biāo)準(zhǔn)件。標(biāo)準(zhǔn)件是指按照國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求批量生產(chǎn)的、具有通用性的零件。
在產(chǎn)品設(shè)計時，使用標(biāo)準(zhǔn)件，可以減少設(shè)計工作量，提高設(shè)計效率。在產(chǎn)品制作中使用標(biāo)準(zhǔn)件既可以節(jié)約成本，又可以加快生產(chǎn)的進(jìn)度。標(biāo)準(zhǔn)件有相應(yīng)的代號，在機(jī)械制圖上會注明。
2.元器件
電子元器件是電子元件和小型的機(jī)器、儀器的組成部分，其本身常由若干零件構(gòu)成，可以在同類產(chǎn)品中通用;常指電器、無線電、儀表等工業(yè)的某些零件，是電容、晶體管、游絲、發(fā)條等電子器件的總稱。常見的有二極管等。
電子元器件包括:電阻、電容、電感、電位器、電子管
(?https:?/??/?baike.?/?doc?/?19050-19768.html"
\t
"https:?/??/?baike.?/?doc?/?_blank?)、散熱器、機(jī)電元件、連接器、半導(dǎo)體分立器件、電聲器件、激光器件、電子顯示器件、光電器件、傳感器、電源、開關(guān)、微特電機(jī)、電子變壓器、繼電器、印制電路板、集成電路、各類電路、壓電、晶體、石英、陶瓷磁性材料、印刷電路用基材基板、電子功能工藝專用材料、電子膠(帶)制品、電子化學(xué)材料及部品等。
電子元器件在質(zhì)量方面國際上有歐盟的CE認(rèn)證，美國的UL認(rèn)證，德國的VDE
(?https:?/??/?baike.?/?doc?/?6821324-7038410.html"
\t
"https:?/??/?baike.?/?doc?/?_blank?)和TUV以及中國的CQC認(rèn)證等國內(nèi)外認(rèn)證，來保證元器件的合格。
收音機(jī)的電路板(底板)
電腦的主板
仔細(xì)觀察一臺收音機(jī)的電路板(底板)或電腦的主板(上圖)，記錄其中一些使用較多的零件。
在觀察收音機(jī)的電路板或電腦的主板時發(fā)現(xiàn)，用得比較多的是不同規(guī)格的電阻、電容器、集成塊等。在電子和電器產(chǎn)品中，因某一功能部件被廣泛、大量使用，人們出于使用方便、簡化制作過程和節(jié)約成本的需要，單獨設(shè)計和生產(chǎn)這種零部件，稱之為元器使用35)。隨著制造技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在人們已經(jīng)把具有若干功能的單一產(chǎn)品部件集合在一起構(gòu)一個新部件，如集成電路芯片。現(xiàn)在的收音機(jī)、電視機(jī)、響等電器幾平都由電子元器件組成。
電腦主板
各種電子元器件
我們在選擇材料時既要滿足設(shè)計要求，又要考慮成本預(yù)算、加工難度等因素。盡可能選用元器件和標(biāo)準(zhǔn)件，避免選用加工困難和需要專門加工設(shè)備的材料，從而節(jié)約成本，提高設(shè)計和制作效率。
綜合運用本節(jié)學(xué)習(xí)的知識，為本小組的設(shè)計項目制訂一個選用材料方案，并明確哪些是標(biāo)準(zhǔn)件或元器件，填寫到表格中(下表)。
本小組設(shè)計項目選用材料
材料類型
用途
是否標(biāo)準(zhǔn)件或元器件
21世紀(jì)教育網(wǎng)
www.21cnjy.com
精品試卷·第
2
頁
（共
2
頁）
HYPERLINK
"http://21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)
"
21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)(共47張PPT)
第一課時
常見的材料及標(biāo)準(zhǔn)件與元器件
通用技術(shù)粵教版（2019）
必修1
第三章
制訂我的設(shè)計方案
第二節(jié)
挑選合適的材料
01
02
03
04
新課導(dǎo)入
常見的材料
標(biāo)準(zhǔn)件與元器件
課后作業(yè)
目
錄
01
新課導(dǎo)入
李明所在的活動小組進(jìn)行校慶廣告宣傳燈的設(shè)計時，首先碰到了校慶廣告宣傳燈的架、燈罩用什么材料制作，照明使用什么光源的問題。
骨架的料可以選擇竹、藤條、木條、鐵絲、鋼絲、塑料、硬紙皮等
骨架
光源可以選擇白熾燈、日光燈、LED燈等
光源
燈罩的材料可以選擇綢布絲布、普通布料、皺紋紙、普通紙、PVC膜、有機(jī)玻璃、普通玻璃等
燈罩
02
常見的材料
1.常用材料特性和用途
材料類型
特性和用途
舉例
金屬材料
金屬材料指金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材料的統(tǒng)稱。金屬材料一般不透明、光澤良好，密度較高，表面比較光滑，硬度較大，有較好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，富有延展性。化學(xué)性質(zhì)大多較為活躍，比較容易被腐蝕和被氧化金屬材料常用于設(shè)計耐磨、耐高溫、受較大沖擊力的產(chǎn)品或零件
鋼鐵：屬于大金屬品種。鐵的磁導(dǎo)率是非鐵金屬的數(shù)千倍，磁鐵在力、電工和電子方面有重要的用途
鎬：屬于小金屬品種，熔點高達(dá)3410℃。鎢的用途十分廣泛，涉及礦山、冶金、機(jī)械、建筑、交通、電子、化工、輕工、紡織、軍工、航天、科技等領(lǐng)域，如制造槍械、火箭推進(jìn)器的噴嘴、切削金屬的刀片鉆頭、超硬模具等
1.常用材料特性和用途
材料類型
特性和用途
舉例
非金屬材料
非金屬材料指具有非金屬性質(zhì)的材料。非金屬材料一般密度相對較少，硬度小，導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性差，具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，具有較強(qiáng)的抗氧化性和還原性
非金屬材料常用于制作精度不高的產(chǎn)品外殼或零件
木材：屬于天然材料，但生長周期較長。木材常用作家具、建筑、室內(nèi)裝修與裝飾、造紙等的材料
塑料：屬于人工合成材料，主要成分是合成高分子化合物。根據(jù)不同的使用特性，塑料通常分為通用塑料、工程塑料和特種塑料三種類型，在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)等方面都有廣泛應(yīng)用
1.常用材料特性和用途
材料類型
特性和用途
舉例
復(fù)合材料
復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的方法，在宏觀(微觀)上組成具有新性能的材料。復(fù)合材料一般有較好的綜合物理性能和化學(xué)性能，密度相對較小，具有較高的強(qiáng)度、硬度和韌性，比單品更具抗腐蝕性和抗氧化性
鈦基復(fù)合材料：屬于金屬基體復(fù)合材料。具強(qiáng)度高、硬度大、抗高溫等特性，是航天航空的重要材料
玻璃鋼：屬于非金屬基體復(fù)合材料。是一種纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料，廣用于船舶、各類車輛、化工管道和貯罐、建筑結(jié)構(gòu)、體育用品等方面
1.常用材料特性和用途
材料類型
特性和用途
舉例
新型材料
新型材料是指新出現(xiàn)的或正在發(fā)展中的，具有傳統(tǒng)材料所不具備的優(yōu)異性能和特殊功能的材料；或采用新技術(shù)(工藝、裝備)，使傳統(tǒng)材料性能明顯提高或產(chǎn)生新功能的材料
新型材料在多個領(lǐng)域有較快的發(fā)展和應(yīng)用，如信息材料、能源材料、生物材料、納米材料、超導(dǎo)材料、新型建筑材料、生態(tài)環(huán)保材料、軍工新材料等領(lǐng)域
納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺寸(0.1-100nm）或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料。納米技術(shù)可以使得材料的強(qiáng)度、韌和超塑性大幅度提高，納米材料廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、航天航空等領(lǐng)域
2.材料的選擇與資源保護(hù)
材料的選擇要堅持生態(tài)優(yōu)先、綠色環(huán)保的理念，遵循可持續(xù)發(fā)展的原則，應(yīng)盡可能選取可再生的和資源儲藏量豐富的材料。
生態(tài)意識
01
環(huán)保意識
02
2.材料的選擇與資源保護(hù)
綠色設(shè)計是指，在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)，以產(chǎn)品的環(huán)境屬性為主要目標(biāo)，在保證產(chǎn)品應(yīng)有的基本功能、使用壽命和經(jīng)濟(jì)性等的同時，著重考慮產(chǎn)品的拆卸性、可回收性、可重復(fù)利用性等目標(biāo)。
在設(shè)計中要采取“從開始就要想到終結(jié)”的綠色設(shè)計觀念，即在設(shè)計時就以讓產(chǎn)品在整個生命周期內(nèi)不產(chǎn)生環(huán)境污染的策略，而不是產(chǎn)品生產(chǎn)污染后再采取措施補(bǔ)救的策略。在選擇材料時，要考慮材料對人的安全性和對環(huán)境的無污染性；減少用料或使用可再生的材料，加強(qiáng)材料的使用效率；提倡使用無害于環(huán)境的材料，和在自然環(huán)境下易于降解、易于回收的材料。
（1）參考下表中的材料介紹，結(jié)合設(shè)計的原則，分析、比較和權(quán)衡：本小組設(shè)計的校慶廣告宣傳燈骨架選擇什么材料比較合適。
校慶廣告宣傳燈骨架用材
類別
優(yōu)缺點
竹
傳統(tǒng)用材。堅硬且有彈性，成型容易，價格低，不防火，大量使用對生生態(tài)有影響
藤條
較少使用。彈性好，不防火，價格較高，大量使用對生態(tài)有較大影響
木條
用于多角燈籠。形狀穩(wěn)固，彈性較差，不防火，大量使用對生態(tài)有影響
鐵絲
用于各式燈籠。成型容易，價格低，防火，堅硬，彈性較差，易生銹
鋼絲
用于各式燈籠。堅硬且有彈性，防火用，成型困難
塑料(條)
較少使用。耐腐蝕，易加工，可減少森林砍伐，缺乏彈性，不防火
(厚)紙皮
易加工，成本低，缺乏彈性，不防火，不防水。多適用于自制燈籠，例如學(xué)生的燈籠制作練習(xí)等
(2)參考下表中的材料介紹，結(jié)合設(shè)計的原則，分析、比較和權(quán)衡：本小組設(shè)計的慶廣告宣傳燈燈罩選擇什么材料比較合適。
類別
優(yōu)缺點
綢布
傳統(tǒng)用材。外觀好，價格較高，不防火。多用于專業(yè)燈籠制作
絲布
傳統(tǒng)用材。透光好，價格一般，不防火。多用于專業(yè)燈籠制作
普通布料
圖案花式多，易于獲得，透光性較差，不防火。多用于非專業(yè)燈籠制作，例如學(xué)生的燈籠制作練習(xí)等
皺紋紙
統(tǒng)用材。容易加工，價格低，不防火，不防水。多用于價格較低的燈籠制作
普通紙
用材易于獲得，加工容易，不防火，不防水。多用于非專業(yè)燈籠制作，例如學(xué)生的燈籠制作練習(xí)等
PC(薄板)
新型用材。加工容易，不易起皺紋，美觀，防水，不防火，大量使用
易造成白色污染。多用于專業(yè)廣告燈籠的制作
有機(jī)玻璃(板)
美觀，耐腐蝕，防水，價格較高。多用于專業(yè)廣告燈籠的制作
普通玻璃(板)
耐腐蝕，防火，防水，加工要有專用工具，破碎時易割傷人
校慶廣告宣傳燈罩布(膜)用材
03
標(biāo)準(zhǔn)件與元器件
標(biāo)準(zhǔn)件
標(biāo)準(zhǔn)件是指結(jié)構(gòu)、尺寸、畫法、標(biāo)記等各個方面已經(jīng)完全標(biāo)準(zhǔn)化，并由專業(yè)廠生產(chǎn)的常用的零（部）件，如螺紋件、鍵、銷、滾動軸承等等。
（1）廣義標(biāo)準(zhǔn)件
廣義包括標(biāo)準(zhǔn)化的緊固件、連結(jié)件、傳動件、密封件、液壓元件、氣動元件、軸承、彈簧等機(jī)械零件。
①
包括螺紋連接件(又稱緊固件)和軸轂連件、銷連接件、鉚接件、膠接件、焊接件等。
連接件
（1）廣義標(biāo)準(zhǔn)件
廣義包括標(biāo)準(zhǔn)化的緊固件、連結(jié)件、傳動件、密封件、液壓元件、氣動元件、軸承、彈簧等機(jī)械零件。
②
包括帶傳動件、鏈傳動件、齒輪傳動件(包括漸開線圓柱齒輪、錐齒輪以及蝸桿等)、摩擦輪、減速器、無級變速器、軸伸、聯(lián)軸器、離器及液力耦合器、氣壓傳動件、液壓傳動件等。
傳動件
（1）廣義標(biāo)準(zhǔn)件
廣義包括標(biāo)準(zhǔn)化的緊固件、連結(jié)件、傳動件、密封件、液壓元件、氣動元件、軸承、彈簧等機(jī)械零件。
③
包括滑動軸承、滾動軸承
軸承
（1）廣義標(biāo)準(zhǔn)件
廣義包括標(biāo)準(zhǔn)化的緊固件、連結(jié)件、傳動件、密封件、液壓元件、氣動元件、軸承、彈簧等機(jī)械零件。
④
按形狀分，主要有螺旋彈簧、碟形彈簧、板彈簧、環(huán)形彈簧等。
彈簧
（2）狹義標(biāo)準(zhǔn)件
狹又標(biāo)準(zhǔn)件即標(biāo)準(zhǔn)化緊固件，實際是連接件的一種，但因為種類繁多應(yīng)用廣泛，所以實際使用中單算一類，甚至簡稱為標(biāo)準(zhǔn)件，它通常包括12種零件，以下介紹常見的幾種：
01
螺栓
02
螺柱
03
螺釘
04
螺母
①螺栓
由頭部和螺桿(帶有外螺紋的圓柱體)兩部分組成的一類緊固件，需與螺母配合，用于緊固連接兩個帶有通孔的零件。這種連接形式稱螺栓連接。如把螺母從螺栓上旋下，又可以使這兩個零件分開，故螺栓連接是屬于可拆卸連接。
②螺柱
沒有頭部的，僅有兩端均外帶螺紋的一類緊固件。連接時，它的一端必須旋入帶有內(nèi)螺紋孔的零件中，另一端穿過帶有通孔的零件中，然后旋上母，一件整體。這種連接形式稱為螺柱連接，也是屬于可拆卸連接。主要用于被連接零件之一厚度較大、要求結(jié)構(gòu)緊湊，或因拆卸頻繁，不宜采用螺栓連接的場合。
③螺釘
也是由頭部和螺桿兩部分構(gòu)成的一類緊固件，按用途可以分為三類：機(jī)器螺釘、緊定螺釘和特殊用途螺釘。機(jī)器螺釘主要用于一個緊定螺紋孔的零件，與一個帶有通孔的零件之間的緊固連接，不需要螺母配合(這種連接形式稱為螺釘連接，也屬于可拆卸連接；也可以與螺母配合，用于兩個帶有通孔的零件之間的緊固連接)。緊定螺釘主要用于固定兩個零件之間的相對位置。特殊用途螺釘例如有吊環(huán)螺釘?shù)裙┑跹b零件用。
④螺母
帶有內(nèi)螺紋孔，形狀一般呈扁六角柱形，也有呈扁方柱形或扁圓柱形，配合螺栓、螺柱或器螺釘，用于緊固連接兩個零件，使之成為一件整體。
體驗通用串行總線(USB)(如下圖)與不同通信設(shè)備或電器的連接。
USB
元器件
電子元器件是電子元件和小型的機(jī)器、儀器的組成部分，其本身常由若干零件構(gòu)成，可以在同類產(chǎn)品中通用;常指電器、無線電、儀表等工業(yè)的某些零件，是電容、晶體管、游絲、發(fā)條等電子器件的總稱。常見的有二極管等。
元器件
電子元器件包括:電阻、電容、電感、電位器、電子管、散熱器、機(jī)電元件、連接器、半導(dǎo)體分立器件、電聲器件、激光器件、電子顯示器件、光電器件、傳感器、電源、開關(guān)、微特電機(jī)、電子變壓器、繼電器、印制電路板、集成電路、各類電路、壓電、晶體、石英、陶瓷磁性材料、印刷電路用基材基板、電子功能工藝專用材料、電子膠(帶)制品、電子化學(xué)材料及部品等。
電子元器件在質(zhì)量方面國際上有歐盟的CE認(rèn)證，美國的UL認(rèn)證，德國的VDE和TUV以及中國的CQC認(rèn)證等國內(nèi)外認(rèn)證，來保證元器件的合格。
仔細(xì)觀察一臺收音機(jī)的電路板(底板)或電腦的主板(上圖)，記錄其中一些使用較多的零件。
收音機(jī)的電路板(底板)
仔細(xì)觀察一臺收音機(jī)的電路板(底板)或電腦的主板(上圖)，記錄其中一些使用較多的零件。
電腦的主板
我們在選擇材料時既要滿足設(shè)計要求，又要考慮成本預(yù)算、加工難度等因素。盡可能選用元器件和標(biāo)準(zhǔn)件，避免選用加工困難和需要專門加工設(shè)備的材料，從而節(jié)約成本，提高設(shè)計和制作效率。
04
課后作業(yè)
綜合運用本節(jié)學(xué)習(xí)的知識，為本小組的設(shè)計項目制訂一個選用材料方案，并明確哪些是標(biāo)準(zhǔn)件或元器件，填寫到表格中(下表)。
材料類型
用途
是否標(biāo)準(zhǔn)件或元器件
本小組設(shè)計項目選用材料
謝謝
21世紀(jì)教育網(wǎng)（www.21cnjy.com)
中小學(xué)教育資源網(wǎng)站
有大把高質(zhì)量資料？一線教師？一線教研員？
歡迎加入21世紀(jì)教育網(wǎng)教師合作團(tuán)隊！！月薪過萬不是夢！！
詳情請看：
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php

展開更多......

收起↑