选择适合零件特征的非金属材料

知识目标

● 熟悉常用非金属材料的种类及主要性能。

● 掌握常用非金属材料的应用。

● 了解塑料、橡胶和陶瓷材料的成型方法。

技能目标

● 能根据零件特征选取合适的非金属材料。

● 具备非金属材料的分类及分析性能的能力。

素养目标

● 培养学生爱岗敬业、团结协作、吃苦耐劳的职业精神与创新设计意识。

● 培养学生刻苦钻研的学习态度，善于思考的学习方法，脚踏实地的工作作风。

● 培养学生精益求精、追求卓越的工匠精神。

任务导航

● 任务7.1 高分子材料认知学习(www.xing528.com)

● 任务7.2 陶瓷材料认知学习

● 任务7.3 复合材料认知学习

● 任务7.4 实践技能训练

引导案例

随着电动汽车的不断推广与发展，车身的轻量化问题受到人们的广泛关注。一般人认为，高强钢的汽车会更安全。尤其是各种不同型号的高强度钢板被不同色彩涂装后，给人以钢筋铁骨般的质感。但实际上了解汽车结构的人都明白，即使是钢铁也不是万能的，强度和刚度也是有限的。为何很多车企不遗余力地推广高强度钢？从经济的角度来看，高强度钢成本较低、强度高、更加轻薄并且成型较为方便，这是车企们既能达到节约成本又能保证车体结构强度目的的最适合的选择。

由于近年来，燃油经济性和排放标准更加严格，各大汽车制造商为了满足这些规定都开始将目光转向铝合金材料。同款车型车身采用铝合金能减少100 kg左右的质量，100 km可降低油耗0.3～0.6 L，并且排放量也降低了。这就意味着汽车质量每减轻1%，油耗可降低0.7%。

有实力的车企都着眼于开发全铝车身并且应用于高端车型上面。但目前全铝车身仅仅是一个概念，比较常见的是钢铝混合结构。

为什么不采用全铝车身呢？这样车身减重不就更明显么？因为铝受热后体积会大幅度膨胀，制造难度就会大大增加，这也就意味着多数车企想要做到这一点需要建造更高级别的工厂。目前，铝合金车身材料是现行技术中最成熟、最高效的新材料应用技术。据悉，随着法规加严及技术普及，铝合金车身也开启了全新“铝”程。那么除了常用的高强钢、铝合金，还有没有哪种材质更容易被汽车制造业推广使用呢？

知识导学

长期以来，在机械工程领域主要应用的是金属材料（尤其是钢铁材料）。但是随着生产的发展和科学技术的进步，金属材料已经不能完全满足各种产品的要求。非金属材料应运而生，以其优越的综合性能，在生产中得到了广泛应用，并且取得了巨大的技术及经济价值。

除金属以外的所有工程材料统称为非金属材料，主要有高分子材料、陶瓷材料和复合材料三大类。这些非金属材料因具有各种优异的性能，如塑料的质量轻，橡胶的高弹性，陶瓷的耐高温、耐腐蚀等，为天然的非金属材料和某些金属材料所不及，从而在近代工业中的用途不断扩大，并迅速发展。