设计材料工艺学PPT课件

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1、武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology设计材料工艺学设计材料工艺学主编：郑建启主编：郑建启1武汉理工大学艺术与设计学院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 Designv 内容提要内容提要 设计材料工艺学设计材料工艺学是工业设计专业的一门必修专业基础课。全书内容共八章。是工业设计专业的一门必修专业基础课。全书内容共

2、八章。第一章着重探讨第一章着重探讨“设计、材料、工艺设计、材料、工艺”的关系，探讨了设计中的材料因素、材料与的关系，探讨了设计中的材料因素、材料与造型的发展、材料与工艺的关系，总结了设计材料、工艺的分类，阐述了设计材料造型的发展、材料与工艺的关系，总结了设计材料、工艺的分类，阐述了设计材料的性能、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

3、三至第七章则以材料的应用为切入点，着重介绍设计材料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基础上, ,总结了设计、材料与工艺之间互为因果的辨证关系总结了设计、材料与工艺之间互为因果的辨证关系 。 适用于：高校工业设计、艺术设计专业教材适用于：高校工业设计、艺术设计专业教材

4、工业设计师和相关技术人员参考书工业设计师和相关技术人员参考书武汉理工大学艺术与设计学院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 Designv 本书主要特色本书主要特色 探讨设计、材料工艺的关系，不过多涉及专业理论探讨设计、材料工艺的关系，不过多涉及专业理论1 1从设计师的角度阐述材料与工艺从设计师的角度阐述材料与工艺武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute o

5、f Wuhan University of Technology 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 本书主要特色本书主要特色 区别于自然系统，从人的目的、意图、用途等角度来区别于自然系统，从人的目的、意图、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、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设计选材的适合性标准2 2提出设计选材的适应性系统和适合性评价标准提出设计选材的适应性系统和适合性评价标准1 1从设计师的角度阐述材料与工艺从设计师的角度阐述材料与工艺武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院

6、Art and Design Institute of Wuhan University of Technology 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 本书主要特色本书主要特色 2 2提出设计选材的适应性系统和适合性评价标准提出设计选材的适应性系统和适合性评价标准1 1从设计师的角度阐述材料与工艺从设计师的角度阐述材料与工艺材料和工艺相结合材料和工艺相结合各类设计材料的用途、分类及其成型、加工、各类设计材料的用途、分类及其成型、加工、表面处理工艺相结合表面处理工艺相结合3 32 2提出设计选材的适应性系统和适合性评价标准提出设计选材的适应性系

7、统和适合性评价标准1 1从设计师的角度阐述材料与工艺从设计师的角度阐述材料与工艺3 3材料和工艺相结合材料和工艺相结合武汉理工大学艺术与设计学院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 Design4 4用图片、图表加强形象化、系统性用图片、图表加强形象化、系统性图片更直观、形象图片更直观、形象图表更完整、系统图表更完整、系统v 本书主要特色本书主要特色 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and

8、 Design Institute of Wuhan University of Technology 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 本书主要特色本书主要特色 2 2提出设计选材的适应性系统和适合性评价标准提出设计选材的适应性系统和适合性评价标准1 1从设计师的角度阐述材料与工艺从设计师的角度阐述材料与工艺3 3材料和工艺相结合材料和工艺相结合4 4用图片、图表加强形象化、系统性用图片、图表加强形象化、系统性结合典型设计实例，分析材料工艺在设计中的应用结合典型设计实例，分析材料工艺在设计中的应用典型实例，深入分析典型实例，深入分析5 5武

9、汉理工大学艺术与设计学院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 Design2 2提出设计选材的适应性系统和适合性评价标准提出设计选材的适应性系统和适合性评价标准1 1从设计师的角度阐述材料与工艺从设计师的角度阐述材料与工艺3 3材料和工艺相结合材料和工艺相结合4 4用图片、图表加强形象化、系统性用图片、图表加强形象化、系统性5 5结合典型设计实例，分析材料工艺在设计中的应用结合典型设计实例，分析材料工艺在设计中的应用6

10、 6文字简洁，通俗易懂文字简洁，通俗易懂7 7按工业设计专业教材编写按工业设计专业教材编写v 本书主要特色本书主要特色 设计材料工艺学 Material and Technology of Design武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technologyv 目目 录录 第一章第一章 概概 论论 第二章第二章 设计选材的适应性系统设计选材的适应性系统 第三章第三章金属材料与工艺金属材料与工艺 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 第五章第五章天然有机高分子材料与

11、工艺天然有机高分子材料与工艺 第六章第六章 合成高分子材料与工艺合成高分子材料与工艺 第七章第七章纤维复合材料与工艺纤维复合材料与工艺 第八章第八章 发展中的新材料发展中的新材料 第九章第九章 总结总结 设计材料工艺学 Material and Technology of Design武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technologyv 第一章第一章 概概 论论 目目 录录第一章 概论 导言第一节 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

12、设计材料工艺学 Material and Technology of Design武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technologyv 第一章第一章 概概 论论 本章概要：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：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：课前准备

13、：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：教学硬件：普通教室学时安排：学时安排：本章建议安排24个课时，任课教师可根据实际需要安排。导导 言言 设计材料工艺学 Material and Technology of Design武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technologyv 第一章第一章 概概 论论 第一节第一节 设计材料工艺学课程综述设计材料工艺学课程综述一、一、设计材料工艺学设计材料工艺学课程简介课程简介 二、二、 学习学习设计

14、材料工艺学设计材料工艺学课程的方法课程的方法 （一）在学好知识的基础上注重能力的培养（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（二）采用灵活多样的教学手段, ,提高学生的学习兴趣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）理论与实践相结合、与其他课程的联系三、与其他课程的联系三、与其他课程的联系 设计材料工艺学 Material and Technology of Design武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technologyv

15、 第一章第一章 概概 论论 第二节第二节 设计材料工艺的分类设计材料工艺的分类 一、设计材料的分类一、设计材料的分类 （一）岛村昭治历史分类法（一）岛村昭治历史分类法 （二）物质结构分类（二）物质结构分类 （三）材料加工度分类法（三）材料加工度分类法 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。 （四）材料形态分类法（四）材料形态分类法设计材料金属材料无机非金属材料有机高分子材料合成高分子材料复合材料黑色金属有色金属特殊金属材料陶瓷、玻璃、石材等木材、竹、藤等塑料、合成橡胶、涂料等等等金属基复合材料陶瓷基复合材料高聚物复合材料材料的分类 设计材料工艺学 Material

16、and Technology of Design武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technologyv 第一章第一章 概概 论论 二、设计材料的工艺分类二、设计材料的工艺分类 （一）材料的成型加工工艺（一）材料的成型加工工艺 （二）材料的表面处理工艺（二）材料的表面处理工艺 人造大理石人造水晶人造皮革石材木材第二节第二节 设计材料工艺的分类设计材料工艺的分类 设计材料工艺学 Material and Technology of Design武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学

17、艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technologyv 第一章第一章 概概 论论 第三节第三节 设计材料的感觉特性设计材料的感觉特性 一、材料的质感一、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。 （一）质感的生理属性（一）质感的生理属性 1. 触觉质感 2. 视觉质感 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Ins

18、titute of Wuhan University of Technology三大三大感觉要素感觉要素生理属性生理属性物理属性物理属性色彩感色彩感形态感形态感材质感材质感 设计材料工艺学 Material and Technology of Design武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technologyv 第一章第一章 概概 论论 第三节第三节 设计材料的感觉特性设计材料的感觉特性 一、材料的质感一、材料的质感 （二）质感的物理属性（二）质感的物理属性 1. 自然质感 自然

19、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。 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology伴侣几（设计师：朱小杰）zippo打火机表面（生产商：美国ZIPPO公司）人人 为为 质质 感感突出工艺美、技巧性强突出工艺美、技巧性强以以“新新”为贵为贵 设计材料工艺学 Material and Technology of Design

20、武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technologyv 第一章第一章 概概 论论 第三节第三节 设计材料的感觉特性设计材料的感觉特性 二、质感设计的形式美法则二、质感设计的形式美法则 （一）调和法则（一）调和法则调和法则使整体各部位的物面质感统一和谐。 （二）对比法则（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（三）主从律强调在产品的质感设计中要有重点。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。 （四

21、）适合律（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武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology质感运用的形式美基本法则质感运用的形式美基本法则配配 比比 率率调调和和法法则则对对比比法法则则主主从从律律要有要有设计的重点设计的重点适适合合律律质感与质感与适用性相符适用性相符 设计材料工艺学 Material and Technology of Design武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art

22、 and Design Institute of Wuhan University of Technologyv 第一章第一章 概概 论论 质质 感感设设 计计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。 提高提高适用性适用性表现表现真实性真实性价值性价值性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。 增加增加装饰性装饰性 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。 获得获得多样性多样性经济性经济性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，

23、达到工业产品整体设计的多样性和经济性。 第三节第三节 设计材料的感觉特性设计材料的感觉特性三、质感设计的作用三、质感设计的作用 设计材料工艺学设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第二章第二章 设计选材的适应性系统设计选材的适应性系统 目目 录录武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第二章 设计选材的适应性系统导言第一节 设计选材的适应性第二节 设计选材的适应性原则第三节 设计选材的程序文献阅读指南思考题 设计材料工

24、艺学设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第二章第二章 设计选材的适应性系统设计选材的适应性系统 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology 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，

25、选择相对适合的材料与工艺。教学目标：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：课前准备：学生可在课前阅读系统科学相关书籍。教学硬件：教学硬件：普通教室学时安排：学时安排：本章建议安排48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%。导导 言言 设计材料工艺学设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第二章第二章 设计选材的适应性系统设计选材的适应性系统 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Instit

26、ute of Wuhan University of Technology第一节第一节 设计选材的适应性设计选材的适应性 设计选材是产品设计的重要环节，选 择合适的材料与工艺作为产品设计的物质技术基础，对设计概念转化为产品实物起着关键的作用。一、设计选材的复杂化一、设计选材的复杂化二、设计选材的适应性要求二、设计选材的适应性要求适适 应应适应是设计适应是设计目标确定后目标确定后开始实施的开始实施的阶段阶段适适 度度适度是设计适度是设计过程中的行过程中的行为准则为准则适适 合合适合是设计适合是设计的最后结果的最后结果以及应该达以及应该达到的目标到的目标设计的适应性系统的应用原则由系统的内部因素、

27、外部因素和系统的目的三个要素构成。” 设计材料工艺学设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第二章第二章 设计选材的适应性系统设计选材的适应性系统 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第二节第二节 设计选材的适应性原则设计选材的适应性原则 选材作为设计的适应性系统中人的行为的一部分，具有适应性。在设计选材过程中，需要考察的因素包括如下两部分：铁锅和木柄勺子（一）材料的物理性能（一）材料的物理性能（二）材料的化学性能（

28、二）材料的化学性能（三）材料的机械性能（三）材料的机械性能一、内部因素一、内部因素材料与工艺内部因素，包括材料的物理性能、化学性能、机械性能和加工性能等。为适合设计专业教学需要，剔除了材料的分子结构等内容。 设计材料工艺学设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第二章第二章 设计选材的适应性系统设计选材的适应性系统 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第二节第二节 设计选材的适应性原则设计选材的适应性原则课内讨论题：

29、课内讨论题： 1.图2-12中显示的产品（电线、电线杆、袜子、凳子、钓鱼杆等），说出它们的主要需要那一种机械性能？部分日常用品图 设计材料工艺学设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第二章第二章 设计选材的适应性系统设计选材的适应性系统 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第二节第二节 设计选材的适应性原则设计选材的适应性原则（一）功能需求（二）安全性（一）功能需求（二）安全性（三）外观需求（四）市场与经济因素（三

30、）外观需求（四）市场与经济因素（五）与材料相关的政策法规（五）与材料相关的政策法规（六）环境因素（六）环境因素二、外部因素二、外部因素外部因素包括产品的功能需求、安全性、外观需求、市场因素（材料可达性、成本、社会流行趋势）、国家相关政策法规、环境因素等。综上所述，设计选材的适应性原则是指以材料工艺内部因素和外部因素相适应为起点，以适度为评价标准，最终选择出相对适合的材料与工艺。 设计材料工艺学设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第二章第二章 设计选材的适应性系统设计选材的适应性系统 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art

31、and Design Institute of Wuhan University of Technology第三节第三节 设计选材的程序设计选材的程序根据设计选材的“适应性原则”，可以拟定以下程序：第一步：针对特定产品，研究系统中材料工艺之外的需求与限定：第六步：如果有必要，重复上面的第三、四、五步。 第二步：针对特定产品，综合分析外部因素中的主要因素和次要因素。 第三步：根据主要因素选择系统内部因素（材料的物理性能、机械性能、化学性能、尺寸性能以及加工性能）。 第四步：根据次要因素选择系统内部因素（材料的物理性能、机械性能、化学性能、尺寸性能以及加工性能）。 第五步：根据内部因素确定一系列符

32、合要求的材料，通过制作模型，以内 部因素与外部因素相适应的程度为标准，对这些材料行评 估比较，选出其中相对而言更合适的材料。 设计材料工艺学设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第二章第二章 设计选材的适应性系统设计选材的适应性系统 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology文献阅读指南：文献阅读指南： 本章主要介绍了设计选材的适应性特征、适合性原则、设计选材的目标与基本程序。 司马贺著武夷山译的人工科学（上海科技教育出

33、版社2004年版）第一、二、五章对人工物的适应性特征有比较深刻的论述。 柳冠中编著的事理学论纲（中南大学出版社2006年版）第二章对设计科学的适应性系统有比较全面的论述。 另外，杰姆斯伽略特著常初芳译的设计与技术（科学出版社2004年版）对材料的性质有初步的介绍。 对材料与工艺进一步的了解可参见本书的后续章节。 设计材料工艺学设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第二章第二章 设计选材的适应性系统设计选材的适应性系统 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan Univ

34、ersity of Technology思考题：思考题：1为什么说设计选材的过程具有适应性的特征，这些特征体现在哪些方面？试举例说明。2试举例说明设计选材的“适应性原则”的具体应用？ 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology目目 录录第三章 金属材料与工艺 导言第一节 金属材料概述 第二节 金属材料的性能第三节 设计中常用的金属材料 第四

35、节 金属成型加工工艺第五节 金属切削和连接加工工艺第六节 金属材料的表面处理工艺第七节 设计中金属材料与工艺的选择及其应用实例文献阅读指南思考题习题 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology 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

36、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：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：课前准备：学生可在课前阅读系统科学相关书籍。教学硬件：教学硬件：普通教室学时安排：学时安排：本章建议安排48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%。导导 言言 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属

37、材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology一、金属材料应用的发展历史及现状一、金属材料应用的发展历史及现状 金属是一种伴随人类物质文明发展的重要材料。第一节 金属材料概述曾侯乙墓出土的战国时期编钟（引自http:/） 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of W

38、uhan University of Technology第一节 金属材料概述二、二、 产品设计与金属材料产品设计与金属材料 造物是为人类创造合理的使用方式。产品作为设计的最终产物，是以一定的物化形态存在，故物质材料是设计得以实现的基础。 在现今日常生活和工业生产中能接触到的产品小到锅、勺、刀、剪、手机、 电脑，大到机械 设备、交通工具、 航天飞机、大型 建筑物等，都离 不开金属材料。 茶壶和椭圆碟子（生产商：阿莱西） 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设

39、计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第一节 金属材料概述 金属材料的分类金属材料有色金属轻有色金属轻有色金属是指密度在4.5kg/m3以下的有色金属，它包括铝(AL)、镁(Mg)、钠(Na) 、钾(K) 钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)；特点：比重小、化学活性大，与氧 硫 碳和卤素的化合物都相当稳定重有色金属重有色金属是指密度在4.5kg/m3以上的有色金属，它包括铜(Cu)、镍(Ni)、铅(Pb)、锌(Zn) 、锡(Sn) 等；在国民经济各部门中，每种重有色金属根据其特性都有特殊的应用范围和用途贵有色金

40、属贵有色金属包括金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)族元素，它们在地壳中含量少，开采和提取比较困难；共同特点：比重大、熔点高、化学性质稳定、能抵抗酸、碱腐蚀(银和钯除外)，价格都很昂贵半金属一般指硅(Si)、硒(Se)、碲(Te)、砷(As)、硼(B)等，此类金属的物理性能介于金属与非金属之间，如砷是非金属，但能传热导电稀有金属通常是指那些在自然界中含量少，分布稀散或难从原料中提取的金属，如钨、钛等黑色金属铁(Fe)铁元素大约占地壳之元素总量的5.5%，全世界金属总产量中钢铁占99.5%钢（含碳量0.04-2%）全世界金属总产量中钢铁占99.5%特殊金属非晶态金属、高强高模铝锂合金、形状记忆合金

41、、减震合金、超塑金属、储氢合金、超导合金等三、金属材料的分类三、金属材料的分类 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology 一、金属的特性一、金属的特性第二节第二节 金属材料的性能金属材料的性能1.具有良好的导电和导热性能；2.表面具有金属所特有的色彩与光泽；3.具有良好的延展性，易于加工成型；4.可以制成金属间化合物，可以与其他金属或非金

42、属在熔融态下形成合金，以改善金属的性能； 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology二、金属材料的机械性能二、金属材料的机械性能（一）强度（一）强度 强度是指金属材料抵抗外力荷载而不致失效的能力。 （二）塑性（二）塑性 塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不被破坏的能力。（三）硬度（三）硬度 硬度是金属材料抵抗更硬物体压入其内的能力。

43、（四）韧性（四）韧性 冲击韧性是指金属材料抵抗冲击载荷的能力。（五）疲劳强度（五）疲劳强度 疲劳强度是指材料经受无数次应力循环时的最大应力。（六）弹性变形（六）弹性变形 弹性变形是指材料在产生变形之后，取消应力可以恢 复到原来形状的能力。 材料受力时的强度变化示意图第二节第二节 金属材料的性能金属材料的性能 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Techn

44、ology三、金属材料的加工性能三、金属材料的加工性能 （一）铸造性（一）铸造性 金属材料的铸造性包括流动性、收缩性和偏析倾向等 。 （二）锻压性（二）锻压性 金属材料的锻压性是指金属能否用锻压方法制成优良锻压件的性能。 （三）焊接性（三）焊接性 金属材料的焊接性是指它易于用焊接方法连接起来，而且不需附加特殊措施即能获得优良焊接质量的性能。 （四）切削加工性（四）切削加工性 金属材料的切削加工性是指它是否易于被刀具切削的性能。 第二节第二节 金属材料的性能金属材料的性能图3-6 材料受力测试示意图课内讨论题：课内讨论题： 2.结合生活中一些金属材料的应用实例（如保险丝对电路的保护、铸造的下水道

45、盖等），试分析它们所选用材料的物理属性和化学属性特征。 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology一、产品设计中常用的黑色金属一、产品设计中常用的黑色金属 第三节第三节 设计中常用的金属材料设计中常用的金属材料 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺

46、武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology一、产品设计中常用的黑色金属一、产品设计中常用的黑色金属 第三节第三节 设计中常用的金属材料设计中常用的金属材料( (一一) )纯铁纯铁 纯铁是指含碳量c在0.02%-0.04%的铁。 ( (二二) )铸铁铸铁 铸铁是指含碳量c在2.11%以上的铁碳合金 。 1.灰口铸铁 2.可锻铸铁 3.白口铸铁 4.球墨铸铁 5.蠕墨铸铁球墨铸铁微观组织使用铸铁为材料的室外家具灰口铸铁灰口铸铁球墨铸铁球墨铸铁白口铸铁白口铸铁可锻铸铁可锻铸

47、铁 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第三节第三节 设计中常用的金属材料设计中常用的金属材料( (三三) ) 钢钢 钢是指以铁为主要元素,含碳量c在0.02%-2.11%的铁碳合金。 钢的分类：碳素钢普通碳钢优质碳钢合金钢合金结构钢低合金结构钢渗碳钢调质钢弹簧钢滚动轴承钢易切削结构钢合金工具钢特殊性能钢刃具钢模具钢不锈钢耐热钢耐磨钢

48、钢 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第三节第三节 设计中常用的金属材料设计中常用的金属材料( (三三) ) 钢钢(1)碳素钢：碳素钢（简称碳钢）是指含碳量大于0.0218%而小于2.11%的铁碳合金。 普通碳素钢。碳素结构钢。 碳素工具钢。 (2)合金钢：合金钢是指在碳钢的基础上，适量地加入一种或几种其它元素而形成具有特殊性能的钢

49、。合金结构钢。 合金工具钢。 高速工具钢。 特殊性能钢。 开瓶器（生产商：阿莱西）iPOD（生产商：苹果公司）平衡杯（设计师：卡尔马特斯）榨汁机（生产商：阿莱西） 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第三节第三节 设计中常用的金属材料设计中常用的金属材料二、产品设计中常用的有色金属二、产品设计中常用的有色金属( (一一) )铝及铝合金

50、铝及铝合金1.纯铝2.铝合金3.铝及铝合金的应用课内讨论题：课内讨论题： 3.不锈钢的应用在厨具和餐具中非常广泛，为什么一般不使用其它的金属材料？试分析其原因（从材料的基本性能、用具的使用环境等方面去分析）。铝合金分类示意图 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第三节第三节 设计中常用的金属材料设计中常用的金属材料3.铝及铝合金的应用

51、全新捷豹XK敞篷跑车及双门跑车（引自汽车之家杂志）课内讨论题：课内讨论题： 4.全球每年使用易拉罐的数量达到了约2100亿只，其中大部分是铝制的，为什么易拉罐大多采用铝材料？为什么有的饮料（如旺仔牛奶、八宝粥）要用铁制易拉罐？ 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第三节第三节 设计中常用的金属材料设计中常用的金属材料 ( (二二) )

52、铜及铜合金铜及铜合金 铜具有优良的导电性和导热性。由于纯铜的强度不高，在实际运用中通常是以紫铜（纯铜）、黄铜、白铜、青铜等合金形式出现。1.纯铜 纯铜是玫瑰红色金属，常呈紫红色，故又名紫铜，其熔点为1083，密度约为8.89/m3,晶体结构为面心立方体，具有良好的导电性能。2.铜合金 铜合金是指以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。3.铜及铜合金的应用 铜合金铜合金白铜青铜黄铜课内讨论题：课内讨论题： 5.试分析日常用的人民币硬币一角、五角和一元分别是使用什么金属材料铸造的？在选择材料时主要考虑那些因素？ 设计材料工艺学 Material and Technology of Desi

53、gnv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第三节第三节 设计中常用的金属材料设计中常用的金属材料( (三三) )镁及镁合金镁及镁合金1.镁 镁是地球上储量丰富的轻金属元素，它的密度为1740kg/m3，约为铝的64%、锌的25%、钢的33%。镁不仅具有优良的性能，而且是日常应用中最轻的结构金属。2.镁合金 镁合金是指在纯镁中加入铝、锌、锂、锰、锆和稀土元素形成的合金。 镁合金按加工方法可以分为变形镁合金和铸造镁合金。

54、3.镁及镁合金的应用 镁合金作为目前密度最小的金属结构材料之一，广泛应用于航空航天工业、军工领域、交通领域（包括汽车工业、飞机工业、摩托车工业、自行车工业等）、3C领域等。 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第三节第三节 设计中常用的金属材料设计中常用的金属材料( (四四) )其他合金金属其他合金金属1.钛及钛合金(1)纯钛:(2)

55、钛合金: (3)钛及钛合金的应用: 2.锌及锌合金3.轴承合金4.锡合金5.低熔点合金6.粉末合金图3-33 索尼 VAIO B笔记本电脑（生产商：日本索尼） 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第四节第四节 金属成型加工工艺金属成型加工工艺 金属材料的成型加工按其特点分为冷加工和热加工。 热加工成型有液态成型、塑性成型、固态成型三种

56、方法。金属材料的成型加工冷加工热加工液态成型塑性成型固态成型 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第四节第四节 金属成型加工工艺金属成型加工工艺一、铸造成型一、铸造成型铸造工艺通常包括以下三个阶段：1铸型准备： 2铸造金属的熔化与浇注： 3铸件处理和检验： （一）普通砂型铸（一）普通砂型铸造造1.湿砂型和干砂型2.化学硬化砂型 设计材

57、料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology砂型铸造示意图（二）特种铸造（二）特种铸造 1.熔模铸造 熔模铸造的特点： （1）铸件精度高、表面质量好，是少、无切削加工工艺的重要方法之一。 （2）可制造形状复杂铸件，对由几个零件组合成的复杂部件，可用熔模铸造一次铸出； 第四节第四节 金属成型加工工艺金属成型加工工艺 设计材料工艺学 Material

58、and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology2.壳型铸造 3.实型铸造4.陶瓷型铸造5.金属型铸造6.压力铸造7.连续铸造 8.低压铸造9.离心铸造陶瓷型铸造示意图第四节第四节 金属成型加工工艺金属成型加工工艺压铸原理示意图水平式连续铸钢锭示意图低压铸造工艺流程图 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工

59、艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology（3）铸造合金种类不受限制，用于高熔点和难切削合金，更具显著的优越性；（4）生产批量基本不受限制，既可成批、大批量生产，又可单件、小批量生产；（5）工序繁杂，生产周期长，生产成本较高，铸件不宜太大、太长。熔模铸造工艺流程图课内讨论题：课内讨论题： 6.我国古代有许多优秀的青铜工艺制品都是采用了失蜡铸造制作而成，试列举三到五个例子。第四节第四节 金属成型加工工艺金属成型加工工艺 设计材料工艺学 Material

60、 and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology（三）铸造新工艺（三）铸造新工艺 1.快速凝固 2.定向凝固 3.复合铸造 4.镶铸工艺课内讨论题：课内讨论题： 7.许多家庭使用的门把手采用了压力铸造的工艺。为什么压力铸造这种加工工艺不太可能用于短周期生产呢？第四节第四节 金属成型加工工艺金属成型加工工艺 设计材料工艺学 Material and Technology of D

61、esignv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology 2.自由锻 3.模锻 4.挤压 5.冲压 6.拉拔自由锻示意图模锻示意图二、塑性成型二、塑性成型 塑性成型即在外力作用下金属材料通过塑性变形，获得具有一定形状、尺寸和力学性能的零件或毛坯的加工方法。 （一）塑性成型工艺种类（一）塑性成型工艺种类 1.轧制轧制示意图冲压示意图挤压示意图图3-49拉拔示意图第四节第四节 金属成型加工工艺金属成型加工工艺 设计材料工艺学 M

62、aterial and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology三、金属半固态成型三、金属半固态成型1.金属半固态成型特点：2.半固态金属制备方法 3.半固态金属成型工艺流程4.半固态成型工艺的工业应用半固态金属成型工艺流程课内讨论题：课内讨论题： 8.有些汽车的轮毂是由低碳钢冲压而成的，有些则是用铝合金铸造的。是依据什么原理分别采用这两种方式？第四节第四节 金属成型加工工艺金属

63、成型加工工艺 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 第五节第五节 金属切削和连接加工工艺金属切削和连接加工工艺武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology一、金属切削加工一、金属切削加工 金属切削是利用刀具和工件作相对运动，从毛坯上切去多余的金属以获得所需几何形状、尺寸精度和表面粗糙度的零件，这种加工方法又称为冷加工。（一）剪切工艺（一）剪切工艺 剪切工艺就是在凸模和凹模之间存在

64、的类似于剪子一般的行为。 （二）有屑切削（二）有屑切削 切削是指通过去除切屑，而使材料分离或者减少。 1.车削 2.铣削 3.镗和刨 4.磨削和拉削 5.钻和锯图3-51剪切示意图图3-52铣削工艺示意图电火花加工原理示意图 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology（三）其他加工（三）其他加工1.放电加工2.喷砂磨损加工3.高压水加工 4

65、.热加工5.氧炔焰切割和等离子切割高压水加工示意图电子束加工示意图氧炔焰切割示意图课内讨论题：课内讨论题： 9.大部分人都有过配钥匙的经历，试讨论它采用了何种工艺，以及工艺流程。第五节第五节 金属切削和连接加工工艺金属切削和连接加工工艺 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第五节第五节 金属切削和连接加工工艺金属切削和连接加工工艺二、

66、金属连接加工工艺二、金属连接加工工艺（一）焊接基本工艺（一）焊接基本工艺金属焊接方法有40种以上，主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。1.熔焊 （1）气焊 （2）电弧焊（3）埋弧焊和电渣焊 （4）钨极氩弧焊 （5）电阻焊 （6）高频焊（7）闪光焊 （8）超声波焊 （9）爆炸焊 2.压焊3.钎焊爆炸焊工艺流程示意图 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Tech

67、nology（二）焊接新工艺与发展展望（二）焊接新工艺与发展展望 1.新技术新工艺 随着社会的进步，新的需求不断提高，金属 材料的连接技术也出现了很多新技术。 （1）电子束焊 （2）激光束焊工艺 （3）摩擦焊 2.发展展望第五节第五节 金属切削和连接加工工艺金属切削和连接加工工艺课内讨论题：课内讨论题： 10.请问铝制的热水器一旦漏水，应当采取何种焊接方式？钨极氩弧焊示意图 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Inst

68、itute of Wuhan University of Technology第六节第六节 金属材料的表面处理工艺金属材料的表面处理工艺一、金属材料的表面改性处理一、金属材料的表面改性处理（一）金属材料的热处理（一）金属材料的热处理 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，并改善材料性能的一种工艺。 金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。 1.整体热处理 2.表面热处理 3.化学热处理铝制产品（引自产品设计.北京：艺术与设计出版社）淬火示意图 设计材料工艺学 Material and Technology

69、 of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第六节第六节 金属材料的表面处理工艺金属材料的表面处理工艺一、金属材料的表面改性处理一、金属材料的表面改性处理（二）其它表面改性方法（二）其它表面改性方法 1.喷丸强化 2.等离子扩渗处理 3.激光表面处理 4.电子束表面处理 5.高密度太阳能表面处理 6.离子注入表面改性二、金属材料的表面装饰技术二、金属材料的表面装饰技术 金属材料的表面装饰技术是保护和美化

70、产品外观的手段，主要分为表面着色工艺和肌理工艺。（一）表面着色工艺（一）表面着色工艺盘子（设计师：AfraScarpa和TobiaScarpa）热处理 退火退火正火正火回火回火淬火淬火 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第六节第六节 金属材料的表面处理工艺金属材料的表面处理工艺（二）金属表面肌理工艺（二）金属表面肌理工艺 金属表面肌

71、理工艺是通过锻打、刻划、打磨、腐蚀等工艺在金属表面制作出肌理效果。 1.表面锻打 2.表面镶嵌 3.表面蚀刻 4.表面切削和研磨抛光加工 5.表面拉丝金属材料表面装饰技术金属表面肌理工艺表面切削和研磨加工表面抛光表面镶嵌拉丝表面蚀刻金属表面着色工艺镀层被覆涂层被覆化学着色电解着色 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第六节第六节 金属

72、材料的表面处理工艺金属材料的表面处理工艺课内讨论题：课内讨论题： 11.电梯门上一般都有一些条纹状的纹理，试问它采用了何种表面处理工艺？12.有一产品是以表面电镀镍的铜为材料制作而成的，因其表面轻微刮花了而破坏了产品的效果，采用哪种工艺可以使其处理得和新的一样？ 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第七节第七节 设计中金属材料与工设计

73、中金属材料与工艺的选择及其应用实例艺的选择及其应用实例一、一、VertuVertu手机手机 Vertu手机是英国UK手机制造商推出的一款贵族收藏系列新成员。Vertu手机（生产商：英国UK手机制造商） 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第七节第七节 设计中金属材料与工设计中金属材料与工艺的选择及其应用实例艺的选择及其应用实例二、叶鞘

74、二、叶鞘LEDLED台灯台灯选材理由：合金具有良好的加工成型性、导热性，并可阳极氧化成各种颜色，因此，铝合金可用来制造造型复杂的产品。图3-68 叶鞘LED台灯（生产商：美国家具商Herman Miller） 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第七节第七节 设计中金属材料与工设计中金属材料与工艺的选择及其应用实例艺的选择及其应用实例

75、三、皇后国王系列首饰三、皇后国王系列首饰图3-69 皇后国王系列首饰（设计师：艾丽克）四、麦兰多利纳折椅四、麦兰多利纳折椅五、柯尼卡美能达数码相机五、柯尼卡美能达数码相机-7-7 处在加工过程中的麦兰多利纳折椅生产商：萨诺塔-7 数码相机生产商：日本柯尼卡美能达 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第七节第七节 设计中金属材料与工设计

76、中金属材料与工艺的选择及其应用实例艺的选择及其应用实例六、苹果六、苹果G5G5电脑电脑苹果G5电脑生产商：苹果公司弹性回火钢椅生产商：瑞士维特拉国际公司七、弹性回火钢椅七、弹性回火钢椅选材理由：不锈钢材料坚韧、易于成型、牢固且价格相对低廉；易于回收利用。 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology文献阅读指南：文献阅读指南： 本章重点介绍了

77、常用金属材料的基本性质，及金属材料的成型工艺。克里斯莱夫特瑞著的欧美工业设计5大材料顶尖创意-金属（上海人民美术出版社2004年版）对金属材料的创意运用有较具体的说明。 谢建新等编著的材料加工新技术与新工艺（冶金工业出版社2004年版）对金属材料的最新出现的加工工艺有更详细的分析。 KARL T.ULRICH、STEBEN D.EPPINGER编著的（PRODUCT DESIGN AND DEVELOPMENT）（高等教育出版社出版2004年第三版）对产品设计中涉及到的因素以及其它密切关联的方面有比较全面的论述。 吉姆莱斯科编著、李乐山译的工业设计-材料与加工手册（中国水利出版社2005年版）

78、对各种加工工艺的过程有较深入的介绍。 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第三章第三章 金属材料与工艺金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology思考题：思考题：1.1.设计中常用金属材料有哪些？其主要特点是什么？并列举几个生活中的范例说明。设计中常用金属材料有哪些？其主要特点是什么？并列举几个生活中的范例说明。2.2.一般产品需经过成型工艺，切削和连接工艺才能有个大致的形态。那么有些温室一般产品需经过成

79、型工艺，切削和连接工艺才能有个大致的形态。那么有些温室的框架是由复杂的铝型材组装的，你认为这些型材是采用了什么制造方法生产出来的？的框架是由复杂的铝型材组装的，你认为这些型材是采用了什么制造方法生产出来的？手推车3.3.简述金属常用的成型加工方法以及各自的特点。家用洗衣机和电冰箱一般都是安装简述金属常用的成型加工方法以及各自的特点。家用洗衣机和电冰箱一般都是安装在钢制外壳中的，这些外壳是由低碳钢制作而成的，试问它采用了何种成型工艺？在钢制外壳中的，这些外壳是由低碳钢制作而成的，试问它采用了何种成型工艺？ 4.4.如图如图3-743-74，手推车的框架是由不锈钢管材制造的。，手推车的框架是由不锈

80、钢管材制造的。 （1 1）不锈钢的什么性能使它特别适合做这种产品？）不锈钢的什么性能使它特别适合做这种产品？（2 2）为什么使用管材而不用实心杆？）为什么使用管材而不用实心杆？（3 3）用低碳钢制造这种产品会有什么缺点？）用低碳钢制造这种产品会有什么缺点？（4 4）有些手推车用铝制造。说出使用铝制造这种产品的一）有些手推车用铝制造。说出使用铝制造这种产品的一 个优点和一个缺点。个优点和一个缺点。 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Ar

81、t and Design Institute of Wuhan University of Technology目目 录录第四章 无机非金属材料与工艺导言第一节 陶瓷概述 第二节 设计中常用的陶瓷材料第三节 陶瓷的工艺 第四节 玻璃概述第五节 设计中常用的玻璃材料第六节 玻璃的工艺第七节 设计中无机非金属材料与工艺的选择及其应用实例文献阅读指南思考题及习题教学目标：教学目标：通过本章的学习，学生能够在熟练掌握玻璃、陶瓷材料的性质 与工艺的基础上，学会在设计实践中合理地选用玻璃、陶瓷材 料。课前准备：课前准备：教师可根据教学内容准备部分陶瓷玻璃制品（如陶瓷、玻璃器 皿）作为教学器材。学生可在课前

82、搜集陶瓷（陶瓷工艺品）与 玻璃制品的图片资料，以备分析。教学硬件：教学硬件：多媒体教室、陶艺工作室（在条件允许的情况下，可组织学生 到陶瓷制品厂、玻璃制品厂参观实习）学时安排：学时安排：本章建议安排1624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60%，学生讨论与工厂参观实习课时占40 %。导导 言言 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan Universi

83、ty of Technology 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第一节第一节 陶瓷概述陶瓷概述 陶瓷(ceramics)是人们熟悉的一种材料，在产品设计中被广泛使用。 Big Bowl Small（大碗小碗），陶瓷材料（引自网站www.hi- ID公社官方网站）陶制碗盆（设计师：娜塔丽拉赫登马基） 设计材料工艺学 M

84、aterial and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第一节第一节 陶瓷概述陶瓷概述一、陶瓷发展的历史与现状一、陶瓷发展的历史与现状 “陶瓷”分为陶和瓷两大类。通常把胎体没有致密烧结的粘土和瓷石制品，不论是有色还是白色，统称为陶器。 二、陶瓷的组成与分类二、陶瓷的组成与分类陶瓷按发展分类表陶瓷普通陶瓷按所用的原料、烧成温度及制品性质分类陶器、炻器和瓷器按不同

85、用途分类日用陶瓷、建筑陶瓷、绝缘陶瓷、多孔陶瓷、化工陶瓷等特种陶瓷按应用不同分类功能陶瓷、工程陶瓷按化学组成分类氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、复合瓷、金属陶瓷、纤维增强陶瓷 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第一节第一节 陶瓷概述陶瓷概述（一）普通陶瓷（一）普通陶瓷 普通陶瓷又称传统陶瓷，是用天然硅酸盐矿物，如黏土

86、、长石、石英、高岭土等原料烧结而成的。1.作胎原料不同2.釉的种类3.胎色4.总气孔率 5.烧成温度 6.吸水率（二）特种陶瓷（二）特种陶瓷 特种陶瓷又称现代陶瓷，是采用高度精选的能精确控制的化学组成的原料，按照便于控制的制造技术加工，便于进行结构设计，且具有优异特性的陶瓷 “劫”花器碗（设计师：萨地扬德拉帕克黑尔）凿孔容器（设计师：赫林柏林公司） 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute o

87、f Wuhan University of Technology第一节第一节 陶瓷概述陶瓷概述 三、陶瓷的基本特性三、陶瓷的基本特性（一）陶瓷的机械性能（一）陶瓷的机械性能1.刚度2.硬度3.强度4.塑性5.韧性或脆性（二）陶瓷的热性能（二）陶瓷的热性能1.热膨胀2.导热性3.热稳定性（三）陶瓷的其他性能（三）陶瓷的其他性能1.导电性2.化学稳定性高温弹簧（制造商：斯兰公司）课内讨论题：1.陶制花盆、瓷制花盆和塑料花盆比较起来，三种材料制成的花盆各自具有哪些优点和缺点？ 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机

88、非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第二节第二节 设计中常用的陶瓷材料设计中常用的陶瓷材料一、一、 普通陶瓷普通陶瓷 普通陶瓷产品种类很多，在日用器皿、建筑陶瓷、美术陶瓷、卫生洁具陶瓷、餐具陶瓷、各种工艺品和工业用具中应用广泛。（一）日用器皿（二）建筑陶瓷 （三）卫生陶瓷及卫浴产品（四）美术陶瓷（五）园林陶瓷 （六）烹饪陶瓷二、特种陶瓷二、特种陶瓷 特种陶瓷有两种分类方法：（一）按化学成分分类1.氧化物陶瓷 2.非氧化物陶瓷 陶瓷马桶（生产商：

89、德国科勒公司）陶瓷果盘（设计师：萨蒂恩德拉帕卡莱） 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第二节第二节 设计中常用的陶瓷材料设计中常用的陶瓷材料（二）按其应用分类（二）按其应用分类1.1.功能陶瓷功能陶瓷 功能陶瓷是指具有一定特殊声、光、电、磁、热等物理化学性能的多晶无机固体材料。 设计中常用的陶瓷材料 (1)电光陶瓷 (2

90、)生物陶瓷 (3)磁性陶瓷 (4)压电陶瓷 (5)半导体陶瓷 2.2.结构陶瓷结构陶瓷 结构陶瓷是发挥其机械、热、化学等性能的新型陶瓷材料。 (1)氧化物陶瓷 氧化铝陶瓷 氧化锆陶瓷(2)氮化物陶瓷 氮化硅。氮化硼。 “晶电系统”网球拍 （制造商：海德公司）京瓷厨房刀具（制造商：京瓷） 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology

91、第二节第二节 设计中常用的陶瓷材料设计中常用的陶瓷材料(3)碳化物陶瓷：碳化物陶瓷主要有碳化硅陶瓷等。三、三、 其他新型陶瓷其他新型陶瓷（一）透明陶瓷（一）透明陶瓷 透明陶瓷就是能透过光线的陶瓷。 （二）金属陶瓷（二）金属陶瓷 金属陶瓷是由金属同陶瓷组成的非均质复合材料。 ( (三）超轻陶瓷三）超轻陶瓷 超轻陶瓷是指一种比木头更轻，能浮在水里的超轻量陶瓷。 （四）高性能陶瓷（四）高性能陶瓷 高性能陶瓷是采用分子设计方法、将碳、氨、硅、硼等根据陶瓷性能的需要进行组合配比，然后将配好的成分与有机物聚合成中间体，最后热解，除去有机杂质，得到所需高性能的陶瓷。 “银钻”记时表陶瓷手表（制造商：瑞士雷达

92、公司）氮化硅轴承（制造商：CERBEC） 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第二节第二节 设计中常用的陶瓷材料设计中常用的陶瓷材料（五）耐温陶瓷（五）耐温陶瓷 耐温陶瓷是一种能够经受1700以上的高温的复合材料，是氧化铝粉末经熔化、冷却、再铝化后制成，它强度大，加工性能好，在高温下不会变质 （六）玻璃陶瓷（六）玻璃陶瓷

93、玻璃陶瓷材料一般用于制造家用或商业用的厨具餐具。 NextelTM阻火陶瓷纸（制造商：3MTM）课内讨论题： 2.陶瓷材料在卫生洁具中应用非常广泛，试分析其原因（从材料的基本性能、用具的使用环境及成型工艺分析），是否能用其它材料代替，为什么？ 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第三节第三节 陶瓷的工艺陶瓷的工艺陶瓷生产工

94、艺流程图 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology一、陶瓷的成型加工工艺一、陶瓷的成型加工工艺（一）原料配制（一）原料配制 原料配制的好坏在一定程度上决定着产品的质量，以及工艺流程、工艺条件的选择。（二）成型（二）成型 将配制好的坯料制作成为预定的形状，以实现陶瓷产品的使用与审美功能，这个赋形工序即为成型。 1.1.可塑成型可

95、塑成型 可塑法是利用泥料具有可塑性的特点，经一定工艺处理泥料制成一定形状的制品。 （1）挤压成型 （2）车坯成型 （3）旋坯成型 （4）滚压成型 （5）轧膜成型（6）拉坯成型（7）印坯成型 陶瓷原材料研磨的三种方式黏土坯的挤压成型第三节第三节 陶瓷的工艺陶瓷的工艺 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology浸模橡胶手套瓷阴模（生

96、产商：韦德陶瓷公司）仰旋法和覆旋法（引自克里斯莱夫特瑞.陶瓷.上海：上海人民美术出版社，2004）滚压成型工艺流程陶瓷花插椅（设计师：萨地扬德拉帕克黑尔）手工拉坯第三节第三节 陶瓷的工艺陶瓷的工艺 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第三节第三节 陶瓷的工艺陶瓷的工艺2.2.注浆成型注浆成型注浆成型又叫浆料成型。（1）石膏

97、模铸成型（2）热压注浆成型 （3）高压注浆成型 3.3.压制成型压制成型压制成型又称粉料成型。 （1）塑压成型：塑压成型一般是将可塑泥料放在石膏模内在常温下压制成坯的方法。 （2）模压成型：模压成型也叫干压成型。 （3）等静压成型：等静压成型是利用液体介质不可压缩性和均匀传递压力性的一种成型方法。 4.4.其他成型工艺其他成型工艺（1）注铸成型 （2）快速制作原型法 陶瓷制品的注浆铸造阿尔托座厕（生产商：美标研究室）先进陶瓷基片公司产品（引自克里斯莱夫特瑞.陶瓷.上海 ： 上 海 人 民 美 术 出 版 社 ，2004） 设计材料工艺学 Material and Technology of D

98、esignv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第三节第三节 陶瓷的工艺陶瓷的工艺（3）带式成型法 （三）坯体干燥（三）坯体干燥坯体干燥有不同的方法，如对流干燥、工频电干燥、微波干燥、远红外干燥等。 （四）坯体装饰（四）坯体装饰1.化妆土装饰2.划花3.刻花4.贴花5.印花6.剔花触觉系列餐具（生产商：皇家道尔顿公司）课内讨论题：3.试讨论餐具同卫生洁具是否可采用同样的成型工艺进行生产？如果可以应采用哪种

99、工艺，如果不可以它们各适合采用哪种工艺，原因是什么？ 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第三节第三节 陶瓷的工艺陶瓷的工艺陶瓷花瓶（引自产品设计第29期.艺术与设计杂志社）彩绘7.镂空8.彩绘9.雕塑（五）上釉1.釉的分类2.釉的制备3.上釉的方法4.上釉的作用（六）窑炉烧结1.低温烧成2.热压烧结3.热等静压4.真空烧

100、结法二、陶瓷的表面工艺二、陶瓷的表面工艺（一）陶瓷彩釉（二）厚膜金属化处理（三）手工施釉 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第三节第三节 陶瓷的工艺陶瓷的工艺吹釉法（机吹）电子陶瓷元件（生产商：英国通用混合物公司）成套餐具（设计师：罗勃科瑟勒）（四）陶瓷丝网转印印刷课内讨论题：4.目前陶瓷工艺品的表面处理工艺发展较快，其

101、中又以釉的发展最为明显。试分析课前准备的陶瓷工艺品图片资料，判断这些陶瓷工艺品的表面各经过了哪些工艺处理。 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第四节第四节 玻璃概述玻璃概述 玻璃，中国古代称之为璧琉璃、琉璃，近代也称为料，是指熔融物冷却凝固所得到的非晶态无机材料。一、 玻璃发展的历史与现状二、 玻璃的组成与分类（一）按主

102、要成分分类1.石英玻璃2.高硅氧玻璃水壶水杯系列（设计师：凯瑟琳玛斯克）Audrey滤茶器（设计师：Selma Serman）JAZZ水晶餐具系列(制造商：法国JG DURAND公司) 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第四节第四节 玻璃概述玻璃概述3.钠钙玻璃4.铅硅酸盐玻璃5.铝硅酸盐玻璃6.硼硅酸盐玻璃7磷酸盐玻璃

103、（二）按原料、工艺和性能分类三、三、 玻璃的基本特性玻璃的基本特性(一)强度玻璃抗拉强度较弱，抗压强度较强，且抗压强度约为抗拉强度的许多倍。(二)硬度(三)光学特性(四)电学性能(五)热性质(六)化学稳定性派热克斯玻璃珠宝（生产商：波地伯德）制造商：波地伯德公司27球体吊灯（派莱克斯耐热玻璃材料，米兰设计艺廊，2002引自：产品设计总第25期产品设计杂志社） 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Instit

104、ute of Wuhan University of Technology第五节第五节 设计中常用的玻璃材料设计中常用的玻璃材料玻璃是一种硬且脆的透明非晶体材料，具有良好的抗风化、抗化学介质腐蚀（氢氟酸、碱除外）性。一、一、 传统氧化物玻璃传统氧化物玻璃（一）平板玻璃（一）平板玻璃1.平板玻璃是建筑玻璃中用量最大的一类，按表面状态可分为 :（1）普通平板玻璃 （2）磨光玻璃 （3）磨砂玻璃 （4）花纹玻璃 压花玻璃 喷砂玻璃 刻花玻璃 2.平板玻璃还可以通过着色、表面处理、复合等工艺制成具有不同色彩和各种特殊性能的制品 （1）热反射玻璃 （2）真空玻璃 东京普达拉旗舰店，菱形网格玻璃（引自：产

105、品设计总第25期 产品设计杂志社 138页） 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第五节第五节 设计中常用的玻璃材料设计中常用的玻璃材料（3）镭射玻璃 （4）中空玻璃 （5）夹丝玻璃 （6）钢化玻璃 其特性如下： 高强度。 良好的热稳定性。 高安全性。 （7）防弹防盗（8）夹层玻璃（9）彩色玻璃（10）低辐射镀膜玻璃（二）

106、器皿玻璃与瓶罐玻璃（二）器皿玻璃与瓶罐玻璃低辐射镀膜玻璃反射原理油醋二合一调味瓶（产地：“玻璃王国”捷克）玻璃杯（制造商：德国老牌玻璃制品生产商theresienthal） 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第五节第五节 设计中常用的玻璃材料设计中常用的玻璃材料课内讨论题：课内讨论题： 5.玻璃因其优良的材料特性广泛应用

107、于建筑领域，其中热反射镀膜玻璃、中空玻璃、夹层玻璃、夹丝玻璃等制作的玻璃幕墙逐渐成为现代建筑物的一种装饰方式，试讨论为什么用这些玻璃制作成的玻璃幕墙来装饰建筑物？能否用其它类型的玻璃替换？二、二、 新型玻璃新型玻璃（一）光电玻璃（二）导电膜玻璃（三）微晶玻璃（四）玻璃马赛克（五）感光玻璃（六）智能调光玻璃（七）玻璃微珠图4-44玻璃马赛克装饰系列（生产商：BISAZZA）图4-43“马克”灯，塑料灯体由玻璃马赛克装饰（设计师：Marco Piva） 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉

108、理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第五节第五节 设计中常用的玻璃材料设计中常用的玻璃材料玻璃微珠主要被制成：1.反光漆2.反光膜3.反光织物(八)微孔玻璃（九）警报玻璃（十）防眩玻璃图4-47荧光镀膜道路标线（引自克里斯莱夫特瑞.陶瓷.上海：上海人民美术出版社，2004）图4-46调光玻璃结构图（引自网站http:/ 6.结合新型玻璃材料的开发趋势，试讨论玻璃材料的应用走向。 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第

109、四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第六节第六节 玻璃的工艺玻璃的工艺用途分类容器玻璃瓶罐、啤酒瓶、饮料瓶、食品瓶、调剂瓶、化妆瓶、玻璃杯、保温瓶、钢化器皿等仪器、医疗玻璃仪器玻璃、温度计、体温计、玻璃管、医疗用玻璃平板玻璃电真空玻璃普通平板玻璃、特种平板玻璃、磨砂玻璃、磨光玻璃、夹丝玻璃、轧花玻璃、夹层玻璃等灯泡壳、芯柱、水银灯、显相管、整流管、电子管、汽车灯、X线管、杀菌灯等工艺美术玻璃晶质玻璃、刻花玻璃

110、、光珠、宝石、玻璃球、各种装饰品和工艺品光学玻璃镜头、反射镜、眼镜玻璃、保护镜、滤片、紫外线用玻璃等光纤玻璃芯、皮等建筑用玻璃玻璃砖、玻璃大理石、玻璃饰面装、玻璃瓦、微珠、玻璃泡沫等照明器具玻璃灯罩、反射器、导电玻璃、信号灯、灯塔玻璃、反射性微珠、感光玻璃等纤维、泡沫玻璃玻璃纤维、玻璃丝、玻璃布、棉、钢化泡沫玻璃等特种玻璃具有特种用途的玻璃其它水面计、仪表壳、绝缘子、浮球等 玻璃的主要成分是SIO2，一般通过熔烧硅土(砂、石英或燧石)，加上碱(苏打或钾碱、碳酸钾)而得到的，其中碱是作为助熔剂，也可以加入其他物质，例如石灰(提高稳定性)、镁（去除杂质)、氧化铝(提高光洁度)或加入各种金属氧化物得

111、到不同的颜色根据玻璃的组成成分和玻璃的特性用途，可对玻璃作如下分类 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第六节第六节 玻璃的工艺玻璃的工艺一、玻璃的成型工艺一、玻璃的成型工艺将熔融的玻璃液加工成具有一定形状、尺寸的玻璃制品需要经过一系列的加工过程。（一）原料的选择与配合料的制备（一）原料的选择与配合料的制备玻璃原料是指用于

112、制备玻璃配合料的各种物质。 1.原料的选择（1）主要原料石英砂。 硼酸、硼砂及含硼矿物。 长石、瓷土、蜡石。 纯碱、芒硝。 方解石、石灰石、白垩。 硫酸钡、碳酸钡。 铅化合物。 （2）辅助原料澄清剂。 着色剂。 脱色剂。 乳浊剂。 助熔剂。 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第六节第六节 玻璃的工艺玻璃的工艺（二）玻璃的

113、熔制（二）玻璃的熔制将配合料经过高温加热形成均匀的、无气泡的（即把气泡、条纹和结石等减少到容许限度），并符合成形要求的玻璃液的过程，称为玻璃的熔制。1.硅酸盐形成2.玻璃的形成3.澄清4.均化5.冷却（三）玻璃的成型（三）玻璃的成型常见的玻璃成型方法有：压制成型、吹制成型、拉制成型和压延成型等。不同的玻璃产品成型的方法不尽相同。1.平板玻璃的成型方法（1）垂直法成型： （2）浮法玻璃成型：（3）拉制成型 （4）压延成型： 浮法制玻璃板玻璃板生产浮法玻璃生产（引自克里斯莱夫特瑞.玻璃.上海：上海人民美术出版社，2004） 设计材料工艺学 Material and Technology of De

114、signv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第六节第六节 玻璃的工艺玻璃的工艺2.玻璃细珠的成型方法3.空心玻璃的成型方法（1）手工成型： （2）机械吹制成型： 4.碟盘状玻璃的成型方法 碟盘状玻璃产品的成型方式一般采用的是压制成型。压制成型是在模具中加入玻璃熔料后加压而成 5.其他成型方法（1）离心成型法：（2）喷水切割和凹陷：（3）窑烧玻璃： 二、玻璃的加工工艺二、玻璃的加工工艺（一）玻璃的热处理

115、玻璃制品的热处理，一般包括退火和淬火两种工艺。1.退火2.淬火拉制成型（引自张锡.设计材料与加工工 艺 .化 学 工 业 出 版 社 ，2004）玻璃压延成型 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第六节第六节 玻璃的工艺玻璃的工艺（二）玻璃制品的二次加工（二）玻璃制品的二次加工1.1.玻璃制品的冷加工玻璃制品的冷加工 冷加

116、工是指在常温下通过机械方法来改变玻璃制品的外形和表面状态所进行的工艺过程。（1）研磨 （2）抛光 （3）切割 （4）磨边 （5）喷砂 （6）钻孔 （7）刻花 目前刻花主要有两种方法：手工刻花。手工刻花是用一把垂直的金刚钻轮进行加工，需要长年练就的加工玻璃的熟练技术。机器切割。机器切割可以切割直线和弧线。2.2.玻璃制品的热加工玻璃制品的热加工 有很多形状复杂和要求特殊的玻璃制品，需要通过热加工进行最后成型。 硼硅玻璃餐具展现了传统灯烧玻璃工艺的魅力（设计师：简斯坦雷） 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非

117、金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第六节第六节 玻璃的工艺玻璃的工艺三、玻璃的表面工艺三、玻璃的表面工艺（一）玻璃彩饰玻璃彩饰是利用彩色釉料对玻璃制品进行装饰的过程。 （二）玻璃蚀刻玻璃蚀刻是一种利用氢氟酸的腐蚀作用，使玻璃获得不透明毛面的方法。 （三）玻璃镀银玻璃镀银会产生一种镜面反光效果。 （四）装饰薄膜塑性薄膜可以改变橱窗及建筑玻璃的外观。 油酱瓶（设计师：托尼帕马路易松）镜子花瓶（设计师：迈克尔安娜斯塔塞德斯）课内讨论题：7.如图4-6

118、2是一款玻璃啤酒瓶，获得了2002年德国红点设计奖。这款酒瓶设计的最大特点是标志以浮雕的形式出现，而非标签贴纸，让人通过触觉来认知品牌。试讨论这个啤酒瓶的整个生产流程。 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第七节 设计中无机非金属材料与工艺的选择及其应用实例P253i陶瓷手机（生产商：日本松下公司）V602T陶瓷手机（生产

119、商：日本东芝公司）一、颠覆传统的陶瓷手机一、颠覆传统的陶瓷手机（一）松下P253i陶瓷手机（二）东芝V602T陶瓷手机选材理由：1.陶瓷材料具有耐磨、不褪色的材料特性2.采用陶瓷材料制造的手机时尚美观，会产生新的视觉感受3.陶瓷材料质感强 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第七节 设计中无机非金属材料与工艺的选择及其应用

120、实例二、新型陶瓷刹车盘二、新型陶瓷刹车盘选材理由：1.陶瓷材料不易生锈、重量轻2.外观动感时尚、耐磨性好可延长使用寿命3.采用陶瓷材料生产的刹车盘经济性好，可降低成本图4-65 陶瓷刹车盘（生产商：德国奥迪公司）图4-66 烛台（设计师：Arik Levy）图4-67 水果盘（设计师：Arik Levy） 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of

121、Technology第七节 设计中无机非金属材料与工艺的选择及其应用实例三、三、Arik LevyArik Levy系列产品系列产品（一）Kaz Candlestick Holder（烛台） （二）Galactica Fruit Bowl（Galactica水果盘） （三）Mistic Candelabra and Vase（Mistic大烛台和花瓶）（四）Snob Glass Collection（假绅士玻璃品）四、四、Tonfisk Oma Tonfisk Oma 柠檬榨汁机柠檬榨汁机 选材理由：1.陶瓷材料不易被油污，易清洁2.陶瓷材料抗酸性、抗碱性较强3.成型工艺简单、成本低假绅士玻璃

122、品（设计师：Arik Levy）大烛台和花瓶（设计师：Arik Levy）图4-70 Oma柠檬榨汁机（设计师：詹妮奥娅拉、苏珊娜霍卡拉） 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology第七节 设计中无机非金属材料与工艺的选择及其应用实例五、茶具系列五、茶具系列（一）建筑茶具（一）建筑茶具选材理由：1.玻璃的透明性透光性强，可增强产

123、品的建筑感2.采用玻璃材料生产的茶具易体现建筑玻璃质感3.生产工艺简单，成本较低（二）（二）“温暖温暖”茶具茶具选材理由：1.陶瓷材料用作茶具易于清洁，且耐高温的特性可用于加热食品2.造型简单大方，陶瓷成型工艺成本低3.陶瓷与木材的材质对比获得新的质感体验图4-71建筑茶具（设计师：张智强）图4-72 “温暖”茶具（生产商：金枪鱼设计公司） 设计材料工艺学 Material and Technology of Designv 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wu

124、han University of Technology第七节 设计中无机非金属材料与工艺的选择及其应用实例六、花瓶系列六、花瓶系列（一）海绵花瓶（一）海绵花瓶选材理由：1.陶瓷制品在粗坯状态时可塑性好2.陶瓷材料耐高温，同海绵一起烧制会得到陶瓷海绵胎体3.成型工艺简单，成本较低（二）玻璃花瓶（二）玻璃花瓶选材理由：1.成本较低2.加工方法简单玻璃花瓶（设计师：托德布恩吉）海绵花瓶（设计师：马克尔万德思） 设计材料工艺学 Material and Technology of Design武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of

125、 Wuhan University of Technology文献阅读指南：文献阅读指南： 本章重点介绍了陶瓷和玻璃的基本性质及工艺。本章重点介绍了陶瓷和玻璃的基本性质及工艺。 克里斯克里斯莱夫特瑞编著的莱夫特瑞编著的欧美工业设计欧美工业设计5 5大材料顶尖创意大材料顶尖创意陶瓷陶瓷（上海人民美术出版社出版的（上海人民美术出版社出版的20042004年年7 7月第一版）展示了一系列令人称奇的玻月第一版）展示了一系列令人称奇的玻璃产品与应用实例。璃产品与应用实例。 克里斯克里斯莱夫特瑞编著的莱夫特瑞编著的欧美工业设计欧美工业设计5 5大材料顶尖创意大材料顶尖创意玻璃玻璃（上海人民美术出版社出版的

126、（上海人民美术出版社出版的20042004年年7 7月第一版）展示了一系列令人称奇的玻月第一版）展示了一系列令人称奇的玻璃产品与应用实例，并提供了可以进一步查询的相关供应商、生产商的联系方璃产品与应用实例，并提供了可以进一步查询的相关供应商、生产商的联系方式。式。 刘宏伟主编的刘宏伟主编的陶瓷产品设计陶瓷产品设计（辽宁美术出版社出版）对艺术陶瓷制作（辽宁美术出版社出版）对艺术陶瓷制作部分有详细的图片介绍。部分有详细的图片介绍。 另外，蔡军、张海主编的另外，蔡军、张海主编的芬兰当代设计芬兰当代设计（北京理工大学出版社出版（北京理工大学出版社出版20042004年年1 1月第一版）、殷紫编著的月第

127、一版）、殷紫编著的北欧新锐设计北欧新锐设计（重庆出版社出版（重庆出版社出版20052005年年5 5月第一版）对当代北欧的陶瓷及玻璃产品设计有比较详尽的介绍。月第一版）对当代北欧的陶瓷及玻璃产品设计有比较详尽的介绍。 v 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺 设计材料工艺学 Material and Technology of Design武汉理工大学艺术与设计学院武汉理工大学艺术与设计学院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology思考题习题思考题习题思考题：思考题：1 1陶瓷材料在特性上有哪些优点和

128、缺点？我们在设计中应如何利用其优点，陶瓷材料在特性上有哪些优点和缺点？我们在设计中应如何利用其优点，同时避免陶瓷材料特性上的不足？同时避免陶瓷材料特性上的不足？2 2玻璃的压制成型、吹制成型、拉制成型及压延成型各自特点是什么？它们玻璃的压制成型、吹制成型、拉制成型及压延成型各自特点是什么？它们分别适合制作什么类型的玻璃产品？分别适合制作什么类型的玻璃产品？3 3陶瓷的基本制作方法有哪几种？收集一些陶瓷作品，并分析其使用了哪种陶瓷的基本制作方法有哪几种？收集一些陶瓷作品，并分析其使用了哪种成型工艺，彩绘方法，和烧制特点。成型工艺，彩绘方法，和烧制特点。4 4回顾陶瓷和玻璃两种材料各自的特性与工艺

129、。总结一下无机非金属材料性回顾陶瓷和玻璃两种材料各自的特性与工艺。总结一下无机非金属材料性质与工艺的联系，在今后的设计中应如何运用所学知识。质与工艺的联系，在今后的设计中应如何运用所学知识。习题：习题：1 1以陶瓷为材料，设计一组餐具（根据所设计餐具的特点制定出相应的成型以陶瓷为材料，设计一组餐具（根据所设计餐具的特点制定出相应的成型及加工工艺），在技术人员的指导下制出成品。及加工工艺），在技术人员的指导下制出成品。2 2以各种类型玻璃为材料，用不同的表现方式（对玻璃进行拼接或表面刻画以各种类型玻璃为材料，用不同的表现方式（对玻璃进行拼接或表面刻画等）发挥想象，表达出抽象的情感，如轻快、愉悦、舒展、亲切、刺激、忧郁、等）发挥想象，表达出抽象的情感，如轻快、愉悦、舒展、亲切、刺激、忧郁、愤怒等（尺寸在愤怒等（尺寸在20cm20cm20cm20cm20cm20cm的范围内）。的范围内）。3 3以玻璃为材料，设计一款花瓶，运用空心玻璃的成型工艺，在技术人员的以玻璃为材料，设计一款花瓶，运用空心玻璃的成型工艺，在技术人员的指导下制出成品。（有条件的学校可选作此题）指导下制出成品。（有条件的学校可选作此题）v 第四章第四章 无机非金属材料与工艺无机非金属材料与工艺