第一篇：設計材料及加工工藝章節總結 鞠青秀

設計材料及加工工藝

（章節總結）

班 級：工業設計122 姓 名：鞠青秀

學 號：201210146 指導老師：王斌修

目錄

第一章：概論

第二章：材料的工藝特性

第三章 ：材料感覺特性的運用

第四章：材料與環境

第五章：金屬材料及加工工藝

第六章：高分子材料及加工工藝

第七章：木材及加工工藝

第八章：無機非金屬材料及加工工藝

第九章：復合材料及加工工藝

第十章：產品設計中材料的選擇與開發

第十一章：材料體驗與表現

第一章 ：概論

1.1設計與材料

縱觀人類的進化史，與人類的生活和社會發展密不可分的有很多因素，其中材料的的開發、使用和完善就是其中之一。

材料是人類生產各種所需產品和生活中不可缺少的物質基礎。可以說我們生活的周圍任何物品都離開材料。

材料科學的發展，使產品形態產生了根本變化，材料的發展，更是推動了人們生活的進步。

材料分類：石器、陶器、銅器、鐵器、人工合成材料時代。1.2產品造型設計的物質基礎

材料在產品造型設計中，是用以構成產品造型，不依賴于人的意識而客觀存在的物質，所以材料是工業造型設計的物質基礎。

工藝：材料的成型工藝、加工工藝和表面處理工藝。是人類認識、利用和改造材料并實現產品造型的技術手段。

材料與工藝是設計的物質技術條件，與產品的功能、形態構成了產品設計的三大要素。而產品的功能和造型的實現都建立在材料和工藝上。1.3材料設計

1.材料設計的內容

產品造型中的材料設計，以“物—人—環境的材料系統為對象，將材料的性能、使用、選擇、制造、開發、廢棄處理和環境保護啊看成一個整體，著重研究材料特性與人、社會、環境的協調關系，對材料的工學性，社會性、經濟性、歷史性、生理性、心理性和環境性等問題進行平衡和把握，積極評價各種材料在設計中的使用和審美價值，是材料的特性和產品的物理功能和犀利功能達到高度的和諧統一，是材料具有開發新產品和新功能的可行性，并從各種材料的質感中獲取最完美的結合和表現，給人以自然，豐富、親切的視覺和觸覺的綜合感受。

產品造型的材料選擇中，我們不僅要從材料本身的角度考慮材料的功能特性，還要考慮整個材料設計系統。

2.材料設計的方式

出發點：原材料所具有的特性與產品所需性能之間的比較。兩種主要方式：①從產品的功能用途出發，思考如何選擇和研制相應材料

②從原料出發，思考如何發揮材料的特性，開拓產品的新功能，甚至創造全新的產品。

3.材料與產品的匹配關系

產品設計包含功能設計、形式設計，在產品設計中都要匹配。

材料性能的三個層次：核心部分是材料的固有性能；中間層次世人的感覺器官能直接感受的材料性能；外層是材料性能中能直接賦予視覺的表面性能。

產品功能設計所要求的是與核心部分的材料固有性能相匹配，而在產品設計中除了材料的形態之外，還必須考慮材料與使用者的觸覺、視覺相匹配。1.4設計材料的分類

1.按材料的來源分類：①天然材料 ②技工材料 ③合成材料 ④復合材料⑤智能材料或應變材料

2.按材料的物質結構分類：①金屬材料 ②無機材料 ③有機材料 ④復合材料

3.按材料的形態分類：①線狀材料 ②板狀材料 ③塊狀材料 1.5材料特性的基本特性

從材料特性包括:①材料的固有特性，即材料的物理化學特性。②材料的派生特性，即材料的加工特性材料的感覺特性和經濟特性。

特性的綜合效應從某種角度講決定著產品的基本特點。1.5.1材料特性的評價

材料特性的評價：①基礎評價，即以單一因素評價。②綜合評價，即以組合因素進行評價。

1.5.2材料的固有特性

材料的固有特性是由材料本身的組成、機構所決定的，是指材料在使用條件下表現出來的性能，他受外界條件的制約。1.5.3材料的派生特性

材料的派生特性包括材料的加工特性、材料的感覺特性、環境特性和材料的經濟性。第二章：材料的工藝特性

材料的工藝特性是指：材料適應各種工藝處理要求的能力，材料的工藝性包括材料的成型工藝、加工工藝和表面處理工藝。他是材料固有特性的綜合反映，是決定材料能否進行加工或如何進行加工的重要因素，直接關系到加工效率、產品質量和生產成本等。2.1材料的成型加工

2.1.1 成形加工工藝

材料的成型加工性是衡量產品造型材料優劣的重要標志

成型加工工藝對設計效果的影響因素很多，主要從以下幾個方面表現出來： ①工藝方法 ②工藝水平③新工藝的采用 ④工藝方法的綜合運用 2.1.2材料成型工藝的選擇原則

是高效、優質、低成本，即應在規定的周期內，經濟地生產出符合技術要求的產品，其核心是產品品質。必須指出，產品的成本運算是以生產合格產品為基礎的。根據零件類別、用途、功能、使用性能要求、結構形狀與復雜程度、尺寸大小、技術要求等，可基本確定零件應選用的材料與成型方法。2.2 材料的連接工藝

材料的連接工藝包括機械連接、焊接、粘接技術、靜連接、動連接。2.3材料的表面處理

具體說就是要處理注入色彩、光澤、紋理、質地等直接賦予視覺與觸覺的一切表面造型要素。在產品造型設計時要根據產品的性能、使用環境、材料性質，正確選擇表面處理工藝和面飾材料。

2.3.1表面處理的目的

一是保護產品，即保護材料本身賦予產品表面的光澤、色彩、肌理等而呈現出的外觀美，并提高產品的耐用性，確保產品的安全性，由此有效的利用材料資源：二是根據產品造型設計的意圖，改變產品表面狀態，賦予表面更豐富的色彩、光澤、肌理等，提高表面裝飾效果，改善表面的物理性能、化學性能及生物學性能，使產品表面有更好的感覺特性。

表面處理技術，即可以是相同材料具有不同的感覺特性，又可是不同材料獲得相同的感覺特性。2.3.2表面處理類型

設計中所采用的三類表面處理技術：

（1）表面被覆：①鍍層被覆 ②涂層被覆 目的：保護作用、裝飾作用、特殊作用（如隔熱、殺菌等）。涂裝工藝一般包括制件表面涂裝前處理、涂敷涂料及涂層干燥三大步驟。③琺瑯被覆；廣泛應用于廚房用具、醫療用具等。

（2）表面層改質：①化成處理，形成的膜對基物體具有耐蝕保護性耐磨性，不會從基體金屬上脫離。②陽極氧化處理；得到不同硬度、彈性、孔隙率孔徑的氧化膜。

（3）表面精加工

2.3.3材料表面處理工藝的選擇原則

①形態的時代性 ②求簡的單純性 ③功能的合理性 ④情感的審美性 ⑤產品檔次的經濟性 ⑥成本 ⑦環境保護 2.4 新材料成形技術——快速成形技術

快速成型，又稱快速原型制造技術、快速制樣或實體自由形式制造。快速成型是一種用材料逐層堆積出制件的制造方法。

2.4.1 快速成型的原理及特點

原理：快速成型是基于離散、堆積原理而實現快速加工原型或零件的加工技術。

特點：

1、改變了傳統模式的制造方式，設計制造一體化。

2、設計的易達性。

3、快速性。

4、材料的廣泛性。

2.4.2 快速成型的基本方法

1、光固化成型——SLA成型工藝

2、選擇性激光少杰成型——SLS成型技術

3、熔積堆積成型——FDM成型技術

4、分層實體成型——LOM成型技術

2.4.3 快速成型技術在設計領域的應用

快速成型技術在設計領域的應用包括：

1、優化產品設計；

2、支持同步（并行）工程的實施；

3、對產品性能進行及時、準確的校驗與分析；

4、快捷、經濟地制作各種模型。

第三章：材料感覺特性的應用

3.1材料感覺特性的概念

材料感覺特性又稱材料質感，是人的感覺系統因生理刺激對材料做出的反映或由人的知覺系統從材料表面特征得出的信息，是人對材料的生理和心理活動，他建立在生理基礎上，是人通過感覺器官對材料做出的綜合印象。

3.1.1材料感覺特性的內容

兩個基本屬性：生理心理屬性、物理屬性

材料感覺特性按人的感覺可分為觸覺質感和視覺質感，按材料本身的構成特性可分為自然質感和人為質感。

1.材料的觸覺質感：生理心理構成物理構成

2.材料的視覺質感：生理構成、物理構成、間接性、距離效應 3.材料的自然質感；關注材料的天然性、真實性、價值性

4.材料的人為質感：突出認為的工藝特性，強調工藝沒和技術創造性 3.1.2材料感覺特性的評價

1.材料感覺特性的描述:自然-人造、高雅-低俗、明亮-陰暗、柔軟-堅硬、光滑-粗糙、時髦-保守、干凈-骯臟、整齊-雜亂、鮮艷-平淡、感性-理性、浪漫-拘謹、協調-沖突、親切-冷漠、自由-束縛、古典-現代、輕巧-笨拙、細致-粗略、活潑-呆板、科技-手工、溫暖-涼爽

2.材料感覺特性的測定：

選取玻璃、陶瓷、木材、金屬、塑料、橡膠、皮革比較，表3-3 材料感覺特性的差異。

3.1.3影響材料感覺特性的相關因素

材料感覺特性構成因素眾多，通常表現為：

1.材料種類

2.材料成型加工工藝和表面處理工藝

同質異感、異質同感：不同加工方法和工藝技巧會產生不同的外觀效果，從而獲得不同的感覺特性：鑄造工藝、焊接工藝、編織工藝、車削工藝、磨削工藝、電鍍工藝、噴砂工藝。

3.其他因素：時代的科技水平、審美標準、流行時尚 3.2質感設計

質感設計是對工藝產品造型設計的技術性和藝術性的先期規劃，是一個合乎設計規范的”認材-選材-配材-理材-用材”的有機過程。

3.2.1質感設計的形式美法則

實際上是各種材質有規律組合的基本法則：

1、調和與對比法則，即，使整體中各部位的物面質感統一和諧。

2、主從法則，即強調在產品的質感設計上要有重點

3.2.2質感設計的運用原則

合理的使用材料、藝術性的使用材料、創造性的使用材料 3.2.3質感設計的主要作用

提高適用性、增加宜人性、塑造產品的精神品味、達到產品的多樣性和經濟性、創造全新的產品風格 3.3材料的抽象表達

1.材料的抽象表達 定義：是將材料的某些特性加以提煉，升華為具有某種審美價值的意象，并沿著抽象表達的共同方向，是材料成為能喚起人們某種感情的具有抽象意義的材料。

2.抽象思維是材料抽象表達的基礎。3.材料的抽象表達對設計有直接的意義。3.4材料的美感

材料的美感與材料本身的組成、性質、表面結構及使用狀態有關 3.4.1材料的色彩美感

材料的色彩可分為材料的固有色彩和材料的人為色彩。

只有運用色彩規律將材料色彩進行組合和協調，才會產生明度對比、色相對比、和面積效應以及冷暖效應等現象，突出和豐富材料的色彩表現力。

（1）相似色材料組合（2）對比色材料組合3.4.2材料的肌理美感

肌理是由天然材料自身的組織結構或人工材料的人為組織設計而形成的，在視覺或觸覺上可感受到的一種表面材質效果。

根據材料表面形態的構造特征，肌理可分為自然肌理和再造肌理；根據材料表面給人以知覺方面的感受，吉利還可分為視覺肌理和觸覺肌理。

材料肌理形態的組合方式主要有：同一肌理材料組合、相似肌理材料組合、對比肌理材料組合。

3.4.3材料的光澤美感

根據材料受光特性可分為透光材料和反光材料。3.4.4材料的質地美感

材料的質地美是材料本身的固有特性所引起的一種賞心悅目的心理綜合感受，具有較強的感情色彩。材料的質地是材料內在的本質特征，主要由材料自身的組成、結構、物理化學特性來表現，主要表現為材料的軟硬、輕重、冷暖、干濕、粗細等。

質地是與任何材料有關的造型要素，一般分為天然質地與人工質地。產品材料質地特性及美感的表現力實在材料的選擇和配置中實現的。分為兩種：相似質地的材料配置、對比質地的材料配置。3.4.5材料的形態美感

設計材料的形態通常分為線材、片材和塊材。

線材具有長度和方向感，運用線材進行設計構思時，應把握線材的形態變化和組合特征；片材具有延伸感和空間的敘事干，其側面具有線材的特性；塊材具有重量感、充實感和較強的視覺表現力。

第四章：材料與環境

4.1環境意識

環境意識是現代社會的產物，也是也是后工業社會發展的必然要求。4.2綠色設計

綠色設計的基本思想就是維護地球綠色生態環境的設計，就是在設計階段將生態環境因素和預防污染的措施納入產品設計中，將環境性能作為產品的設計目標和出發點，力求產品對環境的影響最小。

4.2.1綠色設計的基本特征

1.環境協調性；是指產品開發與使用過程中，對人類生態環境與資源環境的協調有益程度。

2.加價值創造性；體現在：結構與零部件設計中的結構技術的更新與進步變化，材料與工藝選擇中的污染防范技術的應用，人與環境整體關系中的創新設計和提高產品總體價值的措施。

3.功能全程性；

4.2.2綠色設計的基本原則——6R設計原則

6R設計原則：①研究 ②保護 ③減量化 ④回收 ⑤重復使用 ⑥再生 4.2.3產品設計的綠色觀念

綠色設計與傳統設計在設計依據、設計人員、設計技術與工藝、設計目的、產品、產品生命周期之間的比較。

產品設計的綠色觀念的四個層次：目標層、內容層、主要階段層、設計因素層。

針對產品綠色設計的觀念，設計師應考慮的方面：①安全性 ②節能型 ③生態型 ④社會性。

4.2.4綠色設計的發展方向

1.綠色產品的設計：產品的簡約設計、產品的可拆卸設計。2.綠色包裝設計：無包裝設計、再利用包裝 3.綠色能源的開發。4.創造有生命的材料。4.3綠色材料

綠色材料是綠色設計的基礎，綠色設計首先要選擇綠色材料。4.3.1綠色材料的主要內涵

綠色材料是指具有良好使用性能。對資源和能源消耗少，對生態環境污染小，可再生利用率或可降解循環利用率高，在材料的備置、使用、廢棄及到再循環利用的整個過程中，都與環境協調共存的材料。

綠色材料的明顯特征：先進行、環境協調性、舒適性。4.3.2典型的綠色材料 1.生物降解材料

目前市場上主要兩種：淀粉基熱塑性塑料制品、脂肪族聚酯塑料制品 2.循環與再生材料

特征：可多次重復循環使用，廢棄物可作為再生資源，廢棄物處理消耗能量少，廢棄物的處理對環境不產生二次污染或對環境的影響少。3.凈化材料

幾種實例說明：陶瓷過濾器、吸附材料、有害氣體轉換技術、廢水凈化材料。

4.綠色建筑材料

分類：基本型、用廢棄物型的建材、節能型建材、健康性材料、抗菌材料。

5.綠色能源材料

4.3.3綠色材料的評價方法（LCA）4.4材料選擇對環境保護的考慮

①選擇適合產品使用方式的材料，對各種材料的種類、使用量和使用條件都加以嚴格的限制。

②減少使用材料對環境破壞和污染，避免使用有毒有害成分的原料。③材料使用單純化、少量化，盡量避免多種材料的混合使用，限制產品中材料的種類。

④盡量選用可回收再生或重復使用的材料，避免拋棄式的設計。⑤選用廢棄后能自然分解并為自然界吸收的材料。⑥減少不必要的表面裝飾，盡量選用表面不加任何涂飾、渡覆、貼覆的原材料，便于回收處理和再利用的目的。4.5影響材料選擇的環境因素

①沖擊與震動 ②溫度與濕度 ③人為破壞 ④火災危害 ⑤生物危害 ⑥污損 ⑦氣候影響 ⑧噪聲

第五章：金屬材料及加工工藝

5.1金屬材料的分類及特性

1、金屬的分類：金屬材料是金屬及其合金的總成。金屬材料種類繁多，按照不同的要求又有許多分類的方法。可以按照金屬材料構成元素、金屬材料主要性能和用途、金屬材料加工工藝和金屬材料密度對金屬材料進行不同反面的分類。

2、金屬的基本特性：（1）金屬材料表面具有金屬所特有的色彩、良好的反射能力、不透明性及金屬光澤（2）優良的力學性能（3）優良的加工性能（4）表面工藝幸好（5）金屬材料是電與熱的良導體（6）金屬合金（7）金屬的氧化

5.2金屬材料的工藝特性

金屬材料的工業特性包括金屬材料的成型加工、金屬材料的熱處理和金屬材料的表面處理技術。

5.2.1金屬材料的成型加工 1.鑄造

好處：成本低，工藝靈活性大，適應性強，適合生產不同材料、形狀和重量的鑄件，并適合于批量生產。缺點：公差較大，容易產生內部缺陷。

鑄造按鑄型所用材料及澆鑄方式分為砂型鑄造、熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造和離心鑄造。

2金屬塑性加工

特點：在成型的同時能改傷感材料的組織結構和性能，產品可直接制取或便于加工，無切削，金屬損耗小。適用于專業化大規模生產，但須專門的設備和工具，不宜與加工脆性材料或形狀復雜的制品

金屬塑性加工按加工方式分為鍛造、軋制、擠壓、拔制和沖壓加工 3.切削加工 按加工方式分為車削、銑削、刨削、磨削、鉆削、鏜削和鉗工等

4.焊接加工 常見的焊接方法有熔焊、壓焊和釬焊 5.粉末冶金

5.2.2金屬材料的熱處理 1.普通熱處理；包括退火、正火、淬火和回火處理 2.表面熱處理；包括表面淬火和化學熱處理 3.特殊熱處理

5.2.3金屬材料的表面處理技術 作用：保護、裝飾 1.金屬材料表面處理前

--應有前處理或預處理工序，應使金屬材料或制品的表面達到-可以進行表面處理的狀態。其方法主要有：機械處理、化學處理和電化學處理。

2.金屬材料的表面裝飾技術

（1）金屬表面著色工藝

①化學著色 ②電解著色 ③陽極氧化染色 ④渡覆著色 ⑤涂覆著色 ⑥琺瑯著色 ⑦熱處理著色 ⑧傳統著色技術

（2）金屬表面肌理工藝

是通過鍛打、刻劃、打磨腐蝕等工藝在金屬表面制作出肌理效果 ：①表面鍛打 ②表面拋光 ③表面鑲嵌 ④表面蝕刻 5.3常用的金屬材料

金屬材料按不同要求的不同分類方法：①按金屬材料構成元素分為黑色金屬材料和有色金屬材料 ②按金屬材料主要性能和用途分為金屬結構材料和金屬功能材料 ③按金屬材料加工工藝分為鑄造金屬材料、變形金屬材料和粉末冶金材料 ④按金屬材料密度分為輕金屬和重金屬。

5.3.1鋼鐵材料

根據含碳量多少，鋼鐵材料可分為三大類：①工業純鋼 ②鋼 ③鑄鐵 1.鋼的分類：碳素鋼、合金鋼 2.常用鋼材的品種

①型鋼 ②鋼板 ③鋼管 ④鋼絲 5.3.2常用的有色金屬材料

1.鋁及鋁合金

純鋁密度小，屬于輕金屬，導電性、導熱性良好（1）鋁合金的分類：①變形鋁合金 ②鑄造鋁合金（2）常見鋁合金品種

①鋁合金型材 ②鋁合金裝飾板 ③鋁箔 ④鋁塑復合膜 ⑤真空鍍鋁膜

2.銅及銅合金

純銅的導電性、導熱性極好

分類：①黃銅 ②青銅 ③白銅

5.3.3其他合金金屬

1.鈦及鈦合金，按用途可分為耐熱合金、耐蝕合金、高強合金、低溫合金和特殊功能合金。廣泛應用于航空、化工、機械等工業，還可做渡覆材料，具有耐腐蝕性和良好的裝飾性。

2.錫和錫合金

熔點低，導熱性好耐蝕性和減磨性好，可作為焊料和軸承材料，可用來做電容器、電器儀表零件以及裝飾品和包裝材料。5.4金屬材料在設計中的應用

設計實例：金屬椅、“柔韌度良好”的扶手椅、褶皺花瓶、“貓魚”剪子、“鹿特丹”桌、明月椅子、“ZEN”燈具、“孔洞”椅、鋁制座椅、“欽奇塔”茶幾等。

第六章：高分子材料及加工工藝

6.1高分子聚合物的基本知識

1.高分子聚合物的特點：具有可分割型、具有彈性、具有可塑性、具有絕緣性。

2.高分子聚合物的組成和結構

（1）高分子聚合物的組成，化學組成都是有簡單的結構單元以重復的方式連接而成。

（2）高分子聚合物的結構，包括分子鏈結構和聚集態結構 3.高分子聚合物的分類，表7-1 4.高分子聚合物的力學狀態

隨著溫度的變化，呈現不同狀態。在應用上，材料的耐熱性、耐寒性有著重要意義。在現行聚合物中，由于鏈斷熱運動程度不同，一般可出現三種不同的力學狀態：玻璃態、高彈態和粘流態。6.2塑料的基本特性

1.塑料的組成：塑料是以合成樹脂為主要成分，適當加入填料，增塑劑、穩定劑、潤滑劑、色料等添加劑，在一定溫度和壓力下塑制成型的一類高分子材料。

2.塑料的分類

按熱行為可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。按其應用可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。3.塑料的一般特性

優點：（1）塑料質輕，比強度高（2)多數塑料制品有透明性，并富有光澤，能著鮮艷色彩（3）優質的電絕緣性(4)耐磨、自潤滑性能好（5）塑有耐化學藥品性（6）塑料成型加工方便，能大批量生產。

缺點：（1）塑料不耐高溫，低溫容易發脆（2）塑料制品易變形（3）塑料有老化現象

6.3塑料的工藝特性

塑料的工藝特性是指將塑料轉變為塑料制品的工藝特性。

①處于玻璃態的塑料，車、銑、鉆、刨等機械加工方法和電鍍、噴涂等表面處理方法 ②當塑料處于高彈態時，可采用熱壓、彎曲、真空成型等加工方法 ③把塑料加工到粘流態時，可以進行注射成型、擠出成型、吹塑成型等加工 6.3.1塑料的成型工藝

1.注射成型 2.擠出成型 3.壓制成型 4.吹塑成型 5.壓延成型 6.流延成型 7.傳遞模塑成型

6.3.2塑料的二次加工 1.塑料機械加工

加工時應注意：塑料的導熱性很差，加工中散熱不良，一旦溫度過高易造成軟化發粘，以至分解燒焦，制件的回彈性大，易變形，加工表面較粗糙，尺寸誤差大，加工有方向性的層狀塑料制件是易開裂、分層、起毛或崩落。

2.塑料熱成型：根據所用的模具可分為無模成型、陽模成型、陰模成型和對模成型。主要成型方法有模壓熱成型和真空成型。

3.塑料連接：分為塑料焊接、塑料熔劑粘結、塑料膠結。4.塑料表面處理：包括：涂飾、鍍飾、印刷、燙印、壓花、彩飾。6.4常用的塑料材料

1、通用塑料

2、工程塑料

3、增強塑料

4、泡沫塑料 6.5塑料產品的結構設計

在塑料產品的結構設計中必須遵循的基本原則：

（1）在滿足使用要求和性能的前提下，力求塑料產品結構簡單、壁厚均勻、連接可靠、安裝和使用方便

（2）應盡量使結構合理，便于模具和成型工藝的實事，使用最簡單的工序和設備來完成產品的成型加工

（3）產品要求外形美觀，既滿足外觀又要結構合理

（4）高效率、低消耗，盡量減少產品成型前后的輔助工作量，并避免成型后的二次機械加工

6.5.1塑料產品的結構要素

1、壁厚

2、脫模斜度

3、圓角

4、加強筋

5、支撐面

6、孔

7、嵌件

8、分模線

9、凸臺

10、雕刻

6.5.2 塑料結構設計的應用 6.6 塑料在設計中的應用

設計實例：“生態”垃圾桶、“4300”桌、“線龜”纏線器、“令人驚異”花瓶、“TOHOT”鹽和胡椒搖罐、“SKUD醫生”蒼蠅怕、“Dune”衣物掛鉤、“翼”式臺燈、“蒼鷺”臺燈、“燈站”燈具。6.7 橡膠材料及加工工藝

橡膠也屬于高分子材料具有高分子材料的共性。6.7.1 橡膠的特性及分類

1、橡膠基本特性：橡膠材料是指在較大變形之后能迅速有力恢復到原狀的材料。橡膠的高彈性表現為，在外力作用下具有較大的彈性變形，最高可達1000%，除去外力后變形很快恢復。此外，橡膠比較柔軟，硬度低，還具有良好的疲勞強度、電絕緣性、耐化學腐蝕、環境老化性、耐磨性以及密封性等。

2、分類：通常分類分為天然橡膠和合成橡膠。合成橡膠又分為通用合成橡膠和特種合成橡膠。

6.7.2 橡膠的加工工藝

橡膠產品的制備工藝過程復雜，一般包括塑煉、混煉、壓延、壓出、成型、硫化等加工工藝。

6.7.3 常用橡膠材料

1、天然橡膠

2、合成橡膠材料主要有：丁苯橡膠、順丁橡膠、丁基橡膠、乙丙橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、硅橡膠等。

6.7.4 橡膠材料在設計中的應用

Eye數碼相機、硅橡膠罐子、“線龜”纏線器、“Mollle”臺燈、“令人驚異”的花瓶、彈性瓶蓋、保鮮軟蓋、下落壁燈、OXO GoodGrips削皮刀、防水收音機等。

第七章：木材及加工工藝

7.1木材的基本性能 7.1.1 木材的組織構造 7.1.2 木材的基本性能

①質輕 ②具有天然的色澤和美麗的花紋 ③具有調濕性 ④隔聲吸音性⑤具有可塑性 ⑥易加工和涂飾 ⑦對熱、電具有良好的絕緣性 ⑧易變形、易燃 ⑨各向異性 7.2木材的工藝特性

7.2.1木材的加工成型

1.木材加工的工藝流程：①配料 ②基準面的加工 ③相對面的加工 ④劃線 ⑤榫頭、榫眼及形面的加工 ⑥表面修正

2.木材加工的基本方法：①木材的鋸割 ②木材的刨削 ③木材的鑿削 ④木材的銑削。

3.木制品的裝配：木制品的構件間的結合方式，常見的有榫結合、膠結合、螺釘結合、圓釘結合、金屬或硬質塑料聯結件結合，以及混合結合。

7.2.2木制品的表面裝飾技術 1.木制品的表面涂飾

(1）目的：裝飾作用和保護作用。

（2）涂飾前的表面處理：①干燥 ②去毛刺 ③脫色 ④消除木材內含雜物

（3）底層涂飾 目的：改善木制品表面的平整度，提高透明涂飾及模擬木紋和色彩的顯示程度，獲得紋理優美、顏色均勻的木質表面。

（4）面層涂飾；一般可分為透明涂飾和不透明涂飾。

（5）涂層常見缺陷及其消除方法。

2.木制品表面覆貼

其工藝方法是：以木質人造板為基材，將基材按設計要求加工成所需的形狀，覆貼的平衡板，然后用一整張裝飾貼面材料對板面和端面進行覆貼封邊。7.3常用木材

7.3.1原木

分為直接使用的原木和加工使用的原木。7.3.2人造板材

常見的有膠合板、刨花板、纖維板、細木工板及各種輕質板。7.3.3新穎木材

特硬木材、有色木材、陶瓷木材、染色木材、防火木材、鉄化木材、模壓木材、澆鑄木材、脫色木材、工藝品用人造木材。7.4木材在設計中的應用

7.4.1設計中木材的選用

按木材的特性應考慮如下設計條件：

①有一定的強度及韌性，剛度和硬度，重量適中，材質結構應細致。②有美麗的自然紋理，材質感悅目。③干縮，濕脹性和翹曲變形性小。④易加工，切削性良好。⑤膠合、著色及涂飾性能好。⑥彎曲性能好。⑦有抗氣候和蟲害性。7.4.2木材的感覺特性（1）視覺：①木紋 ②色彩

（2）觸覺：①冷暖感 ②干濕感 7.4.3設計實例

（1)紅藍椅(2)“交叉”扶手椅（3）謎題扶手椅（4）“瑪麗-洛爾”桌（5）半靠背椅（6）靠背椅

第八章：無機非金屬材料及加工工藝

在金屬材料、有機高分子材料和無機非金屬材料三大類材料中，無機非金屬材料因其具有金屬材料和高分子材料所無可比擬的優異性，在現代技術中占有越來越重要的地位。主要包括玻璃、陶瓷、石材等。8.1 玻璃材料

8.1.1 玻璃的基本性能

玻璃是以石英砂、長石、石灰石等為主要原料，加入某些金屬氧化物、化合物等輔助原料，經高溫加熱融化、冷卻凝固所得的非晶態無機材料。其物理性質和力學性質具有各向異性。

玻璃的基本性能包括：

1.玻璃的強度取決于其化學組成、雜質含量及分布、制品的形狀、表面狀態和性質、加工等方法。

2.玻璃的硬度較大，僅次于金剛石，碳化硅，不能用普通道具切割。3.具有一定的光學常數、光譜特性，具有吸收或透過紫外線和紅外線、感光、光變色、光儲存和顯示等重要光學性能。

4.電學性能，常溫下試點的不良導體。

5.熱性質，導熱性很差，受不了溫度的急劇變化。

6.化學穩定性，能抵抗除氫氟酸以外的酸的侵蝕，耐堿腐蝕性較差。8.1.2玻璃的工藝特性

1、玻璃原料：由主要原料和輔助原料

2、玻璃的熔制，是獲得優質玻璃制品的重要保障

3、玻璃的成型：壓制成型、吹制成型、拉制成型、壓延成型

4、玻璃的熱處理：一般包括退火和淬火兩種工藝

5、玻璃制品的二次加工：分為冷加工、熱加工、表面處理 8.1.3 常用玻璃材料

1、玻璃材料的分類，可根據其用途和使用環境、特性、化學成分、制造方法分。

2、常用玻璃品種：

平板玻璃 ：<1>磨砂玻璃<2>磨光玻璃<3>夾層玻璃<4>鋼化玻璃<5>夾絲玻璃<6>彩色玻璃<7>釉面玻璃<8>花紋玻璃<9>中空玻璃<10>熱反射玻璃<11>吸熱玻璃<12>光柵玻璃<13>光致變色玻璃

日用玻璃、泡沫玻璃、微晶玻璃等。

3、新穎奇特的玻璃：可釘玻璃、天線玻璃、滅菌玻璃、導電玻璃、發電玻璃、折光玻璃、調光玻璃、薄紙玻璃、自凈玻璃、放到玻璃。

8.1.4玻璃在設計中的應用

玻璃的透明性等特性，給人以不同的材質美。常見的有玻璃器皿，家具玻璃，建筑用玻璃都給人以很強的感染力，詩人在視覺和觸覺上，有特殊的感受。8.2 陶瓷材料

陶瓷的發展已經有數千年的歷史，以其優異的物理化學性能，自始至終伴隨著人類社會的繁衍、生產力水平的進步和產品設計理念的日益發展而提升，成為現代工程材料的重要支柱之一。8.2.1 陶瓷的基本知識

1、陶瓷的組成和分類：陶瓷是以天然礦物質和人工制成的化合物為原料，按一定配比稱量配料，經成型、高溫燒制而成的制品的總成。陶瓷可分為傳統陶瓷和特種陶瓷兩大類。

2、陶瓷的基本特性：高化學穩定性、耐高溫、耐腐蝕、高強度等基本屬性。8.2.2 陶瓷的成型工藝

陶瓷制品的生產流程比較復雜，各品種的生產工藝不盡相同，陶瓷制品的成型工藝通常包括原料配制、坯料成型、干燥、施釉、窯爐燒結和后續加工等主要工序。

8.2.3 常用陶瓷制品

常用的陶瓷制品有日用陶瓷、建筑陶瓷、衛生陶瓷、美術陶瓷、園林陶藝和特種陶瓷。

8.2.4 陶瓷材料在設計中的應用

“Polar Molar”牙簽架、海綿花瓶、陶瓷花插椅、“白化”拼板玩具燈、Zero陶瓷餐具、雷達“銀鉆”計時陶瓷手表、陶瓷手機、PhonofoneII陶瓷揚聲器、陶瓷“編織墻”、不燙手的被子和Tonfisk Oma檸檬榨汁機。

第九章：復合材料及加工工藝

隨著現代科學技術的發展，對材料性能的要求越來越高，越來越全面。復合技術，把一些不同性能的材料復合起來，取長補短，來實現這些性能要求，于是就出現了復合材料。9.1 復合材料的基本特征 9.1.1 復合材料的概念

復合材料是指兩種或兩種以上不同化學性質或不同組織結構的材料，通過不同的工藝方法組成的多相材料，一般是由高強度、高模量和脆性很大的增強材料和硬度低，韌性好、低模量的基體所組成。常用玻璃纖維、碳纖維、硼纖維等做增強材料，以塑料，樹脂，橡膠，金屬等做基體組成的各種復合材料。復合材料保留了單一材料的各自優點，彌補了單一材料的弱點。9.1.2 復合材料的特點

由于復合材料能集中和發揚組成材料的優點，并能實行最佳結構設計，所以具有許多優越的特性。

復合材料的特點包括：

1、比強度，比模量高

2、良好的抗疲勞性能

3、良好的減磨，耐磨性能

3、減震能力強

4、高溫性能好

5、化學穩定性好

6、成型工藝簡單靈活。

9.1.3 復合材料的分類

復合材料一般由基體相和強化相兩部分材料組成。基體材料起黏結作用，增強材料起強化作用。

復合材料的分類方法有很多，主要有以下分類：

1、按使用性分類、2、按基體類型分類、3、按增強體形分類、4、按復合形式及結構特點分類。9.2 常用復合材料

9.2.1 纖維強化復合材料

纖維強化復合材料一般有：

1、玻璃纖維增強塑料

2、碳纖維復合材料

3、其他纖維復合材料（主要有：硼纖維復合材料、晶須增強復合材料、石棉增強材料）。

9.2.2 層和復合材料

層和復合材料是由兩層或兩層以上的不同材料結合而成，其目的是為了將組分層的最佳性能組合起來以得到更為有用的造型材料。

層和復合材料有：

1、金屬層壓復合材料

2、塑料金屬多層復合材料

3、夾層結構復合材料

9.2.3 顆粒復合材料

顆粒復合材料是由一種或多種材料的顆粒均勻分散在基本材料內所組成的材料。

9.3 復合材料的成型工藝

復合材料的產品化過程與一般材料的產品化過程不同，原材料加工和材料加工形成產品兩個基本過程是同時實現的，復合材料的設計過程就是產品的設計過程，并且不同的產品即使采用相同的復合材料也有不同的成型方法和條件。

主要成型方法有：

1、手糊成型

2、纖維纏繞成型

3、模壓成型

4、噴射成型

5、其他成型方法（包括：連續成型、離心成型、樹脂注射成型、回轉成型、裱襯成型等）

9.4 復合材料在設計中的應用

復合材料在設計中的應用非常廣泛，其中包括：Random吊燈、玻璃鋼椅、“輕輕型”手扶椅、“Sirius Mushroom”吊燈、“蒼鷺”臺燈、球椅、“E.T.A.外太空天使”落地燈、諾基亞8800 CA手機、VAIO G系列筆記本、invicta S1超級跑車。

第十章：產品設計中材料的選擇與開發

10.1 設計材料的選用

設計材料的選用提供了設計的起點。與設計的其他方面相比，材料的選擇是最基本的。材料選擇的得當與否對產品的關系非常大。設計師在選擇材料時，除必須考慮材料的固有特性外，還必須著眼于材料與人、環境的有機聯系。

10.1.1 設計材料的選擇原則

設計材料的選擇應遵循以下原則：

1、實用性原則

2、公藝性原則

3、經濟性原則

4、環境性原則

5、創新性原則

10.1.2 影響材料選擇的基本因素

除材料本身的固有特性外，影響材料選擇的基本因素主要有以下幾個方面：

1、功能

2、基本結構要求

3、外觀

4、公藝

5、安全性

6、控制件

7、抗腐蝕性

8、市場 10.2 材料工程的發展

隨著人類文明的進步，面對人類需求在質和量方面的不斷增長，對材料品種和性能的要求越來越高。

材料科學與工程領域發生著日新月異的變化，主要特征體現在：

1、新構思、新觀念不斷涌現，成為此領域迅速發展的強大推動；

2、營造特殊環境，利用特殊手段，制備特殊材料，獲取特殊性能；

3、強烈依賴其他高新技術，材料領域成為其他高新技術綜合應用的試驗地；

4、經濟實力成為制約材料菱悅發展速度、深度和廣度的關鍵因素。10.3 設計材料的開發

材料的開發經歷從基礎研究到應用再到實用的過程。對于新材料的發現和研制，材料開發閉環過程為：功能需求分析——確定性能指標——確定材料體系和加工方法——材料成分設計和工藝參數優化——性能評價——應用——產品失效分析。然后進入下一輪循環，直到達到預定要求。

10.3.1 新材料

1、新材料發布的標志：①引起生產力的大發展，推動社會進步②根據需要設計新材料，一改以往根據產品功能來選擇材料的方式，二是建立一種有材料設計產品的新觀念。

2、新材料的性能要求：新材料應具有結構與功能相結合、智能化、減少污染、可再生性、節省能源和長壽命的特性。

3、新材料的應用特征

4、新世紀材料開發應用中必須考慮的因素 10.3.2 新材料對產品造型設計的影響和作用

1、新材料的使用可能產生新的產品設計風格。

2、新材料可以改善產品外觀，使設計變得更簡潔、合理，更具時代感。

3、通過新材料的使用，設計能最大限度的賦予產品新的魅力。

4、設計應進一步開發傳統材料，使之在現代生活中具有新的意義。10.3.3 新材料的開發方向

開放方向大致可分為：

1、基礎材料的開發

2、復合材料的開發 10.4 發展中的新材料

1、納米材料

2、智能材料

3、生態環境材料 10.5 新材料的運用

目前新材料的運用，比如：ORICALCO襯衫、電子產品、歐米茄凳、變色龍湯匙、BMC Pro Machine SLCO1賽車、電子織物智能產品、可以表達情感的衣物、橡皮泥鼠標、Morph納米技術概念終端、LUCE燈和去味大蒜壓磨棒等。

第十一章：材料體驗與表現

在造型設計中，除了要考慮材料的物理特性，在日后的設計中，體驗材料是設計中的重要環節。11.1 材料的認知體驗

對各種材料材質進行認知性、試驗性、拓展性的體驗，培養對各種材料特性的體驗，并由此捕捉、掌握和深入發掘材料特性的能力，以及在設計中創造性運用材料的能力。人類通常依靠視覺、觸覺、聽覺、味覺和嗅覺五種感覺接受外界信息來感知這個世界。視覺是我們使用最多和最信賴的感知器官，除了視覺，觸覺也是重要的感知器官。11.2 材料構成體驗

不同材質的之感給人們不同心理感受，對不同材質特征的研究有助于培養審美能力和掌握材料特有的表現力，是研究產品造型不可缺少的環節，其中材料特性的比較與概括，將為簡練而生動地表現產品形態打好基礎。

產品造型是通過各種材料來實現的，在設計表現中，產品的材料質感是構成產品表現的重要因素，通過對材料質感的表現可以直接反映出產品與材料的真實性。材料質感設計表現的表現元素主要包括材料的色彩、材料的表面肌理以及材料對光的反射和折射。11.3 材料的設計技法表現

材料質感的表現技法表現主要有手繪表現和計算機輔助設計的表現兩種方式。其中計算機輔助設計在當今設計領域應用越來越廣泛，在產品的形態、結構、色彩、材質的表現上，計算機強大的表達能力，能快捷、準確、真實地表達產品的材料質感，大大地提高了設計構想的實現能力。

不難看出，消費者對材質的心理感受，應是今后設計師認真思考的方向。材料體驗是對材料的性能及材質質感的良好把握，是設計中的重要環節。

第二篇：微電子加工工藝總結資料

1、分立器件和集成電路的區別

分立元件：每個芯片只含有一個器件；集成電路：每個芯片含有多個元件。

2、平面工藝的特點

平面工藝是由Hoerni于1960年提出的。在這項技術中，整個半導體表面先形成一層氧化層，再借助平板印刷技術，通過刻蝕去除部分氧化層，從而形成一個窗口。P-N結形成的方法： ① 合金結方法

A、接觸加熱：將一個p型小球放在一個n型半導體上，加熱到小球熔融。

B、冷卻：p型小球以合金的形式摻入半導體底片，冷卻后，小球下面形成一個再分布結晶區，這樣就得到了一個pn結。

合金結的缺點：不能準確控制pn結的位置。

②生長結方法

半導體單晶是由摻有某種雜質（例如P型）的半導體熔液中生長出來的。生長結的缺點：不適宜大批量生產。擴散結的形成方式 與合金結相似點：

表面表露在高濃度相反類型的雜質源之中 與合金結區別點：

不發生相變，雜質靠固態擴散進入半導體晶體內部 擴散結的優點

擴散結結深能夠精確控制。平面工藝制作二極管的基本流程：

襯底制備——氧化——一次光刻（刻擴散窗口）——硼預沉積——硼再沉積——二次光刻（刻引線孔）——蒸鋁——三次光刻（反刻鋁電極）——P-N結特性測試

3、微電子工藝的特點

高技術含量 設備先進、技術先進。

高精度 光刻圖形的最小線條尺寸在亞微米量級，制備的介質薄膜厚度也在納米量級，而精度更在上述尺度之上。超純 指工藝材料方面，如襯底材料Si、Ge單晶純度達11個9。

超凈 環境、操作者、工藝三個方面的超凈，如 VLSI在100級超凈室10級超凈臺中制作。大批量、低成本 圖形轉移技術使之得以實現。

高溫 多數關鍵工藝是在高溫下實現，如：熱氧化、擴散、退火。

4、芯片制造的四個階段

固態器件的制造分為4個大的階段（粗線條）： ① ② ③ ④

晶圓制備：（1）獲取多晶

（2）晶體生長----制備出單晶，包含可以摻雜（元素摻雜和母金摻雜）（3）硅片制備----制備出空白硅片 硅片制備工藝流程（從晶棒到空白硅片）：

晶體準備（直徑滾磨、晶體定向、導電類型檢查和電阻率檢查）→

切片→研磨→化學機械拋光（CMP）→背處理→雙面拋光→邊緣倒角→拋光→檢驗→氧化或外延工藝→打包封裝 芯片制造的基礎工藝

增層——光刻——摻雜——熱處理 材料制備

晶體生長/晶圓準備 晶圓制造、芯片生成 封裝

5、high-k技術

High—K技術是在集成電路上使用高介電常數材料的技術，主要用于降低金屬化物半導體（MOS）晶體管柵極泄漏電流的問題。集成電路技術的發展是伴隨著電路的元器件（如MOS晶體管）結構尺寸持續縮小實現的。隨著MOS晶體管結構尺寸的縮小，為了保持棚極對MOS晶體管溝道電流的調控能力，需要在尺寸縮小的同時維持柵極電容的容量，這通常需要通過減小棚極和溝道之間的絕緣介質層厚度來實現，但由此引起的棚極和溝道之間的漏電流問題越來越突出。High—K技術便是解決這一問題的優選技術方案。因為，MOS器件柵極電容類似于一個平板電容，由于MOS器件面積、絕緣介質層厚度和介電常數共同決定，因此MOS器件柵極電容在器件面積減小的前提下，采用了High—K材料后，可以在不減小介質層厚度（因此柵極泄漏電流而不增加）的前提下，實現維護柵極電容容量不減小的目標。High—K材料技術已被英特爾和IBM應用到其新開發的45mm量產技術中。目前業界常用的High—K材料主要是包括HfO2在內的Hf基介質材料。

6、拉單晶的過程

裝料——融化——種晶——引晶——放肩——等徑——收尾——完成

7、外延技術的特點和應用 外延特點： 生成的晶體結構良好 摻入的雜質濃度易控制 可形成接近突變pn結的特點 外延分類： 按工藝分類

A 氣相外延（VPE）利用硅的氣態化合物或者液態化合物的蒸汽，在加熱的硅襯底表面和氫發生反應或自身發生分解還原出硅。B 液相外延（LPE）襯底在液相中，液相中析出的物質并以單晶形式淀積在襯底表面的過程。此法廣泛應用于III-V族化合半導體的生長。原因是化合物在高溫下易分解，液相外延可以在較低的溫度下完成。C 固相外延（SPE）

D 分子束外延（MBE）在超高真空條件下，利用薄膜組分元素受熱蒸發所形成的原子或分子束，以很高的速度直接射到襯底表面，并在其上形成外延層的技術。特點：生長時襯底溫度低，外延膜的組分、摻雜濃度以及分布可以實現原子級的精確控制。按導電類型分類

n型外延：n/n, n/p外延 p型外延：p/n, p/p外延 按材料異同分類

同質外延：外延層和襯底為同種材料，例如硅上外延硅。

異質外延：外延層和襯底為不同種材料，例如SOI((絕緣體上硅)是一種特殊的硅片，其結構的主要特點是在有源層和襯底層之間插入絕緣層——— 埋氧層來隔斷有源層和襯底之間的電氣連接)按電阻率高低分類

正外延：低阻襯底上外延高阻層n/n+ 反外延：高阻襯底上外延低阻層

硅的氣相外延的原理：在氣相外延生長過程中，有兩步： 質量輸運過程－－反應劑輸運到襯底表面

表面反應過程－－在襯底表面發生化學反應釋放出硅原子

摻雜

有意摻雜：按器件對外延導電性和電阻率的要求，在外延的同時摻入適量的雜質，這稱為有意摻雜。自摻雜：襯底中的雜質因揮發等而進入氣流，然后重新返回外延層。雜質外擴散:重摻雜襯底中的雜質通過熱擴散進入外延層。外延的應用

1、雙極型電路：n/n外延,在n型外延層上制作高頻功率晶體管。+ 外延：雙極型傳統工藝在p襯底上進行n型外延通過簡單的p型雜質隔離擴散，實現雙極型集成電路元器件的隔離。

2、MOS電路:外延膜的主要應用是作為雙極型晶體管的集電極。

外延膜在MOS集成電路中的較新應用是利用重摻雜外延減小閂鎖效應（寄生閘流管效應）。

8、分子束外延（MBE）的原理及其應用

在超高真空下，熱分子束由噴射爐噴出，射到襯底表面，外延生長出外延層。

9、二氧化硅膜的用途

表面鈍化：保護器件的表面及內部，禁錮污染物。

摻雜阻擋層：作為雜質擴散的掩蔽膜，雜質在二氧化硅中的運行速度低于在硅中的運行速度。絕緣介質：IC器件的隔離和多層布線的電隔離，MOSFET的柵電極，MOS電容的絕緣介質。

10、二氧化硅膜的獲得方法 A：熱氧化工藝 B：化學氣相淀積工藝 C：濺射工藝 D：陽極氧化工藝

11、熱氧化機制

① 線性階段，② 拋物線階段（生長逐漸變慢，直至不可忍受）

影響氧化速率的因素有：氧化劑、晶向、摻雜類型和濃度、氧化劑的分壓。熱氧化生長方法：

（1）干氧氧化：干燥氧氣，不能有水分；隨著氧化層的增厚，氧氣擴散時間延長，生長速率減慢；適合較薄的氧化層的生長。氧化劑擴散到SiO2/Si界面與硅反應。

（2）水汽氧化:氣泡發生器或氫氧合成氣源；原理：

（3）濕氧氧化：濕氧氧化的各種性能都是介于干氧氧化和水汽氧化之間，其掩蔽能力和氧化質量都能夠滿足一般器件的要求。（4）摻氯氧化：薄的MOS柵極氧化要求非常潔凈的膜層，如果在氧化中加入氯，器件的性能和潔凈度都會得到改善。減

+弱二氧化硅中的移動離子（主要是鈉離子）的沾污影響，固定Na離子；減少硅表面及氧化層的結構缺陷

12、SiO2/Si界面特性： 熱氧化薄膜是由硅表面生長得到的二氧化硅薄膜。高溫生長工藝將使SiO2/Si界面雜質發生再分布，與二氧化硅接觸的硅界面的電學特性也將發生變化。雜質再分布：有三個因素： ① 分凝效應② 擴散速率 ③ 界面移動

水汽氧化速率遠大于干氧氧化速率，水汽氧化SiO2/Si界面雜質的再分布就遠小于干氧氧化；濕氧氧化速率介于水汽、干氧之間，SiO2/Si界面雜質的再分布也介于水汽、干氧之間。二氧化硅層中存在著與制備工藝有關的正電荷，這種正電荷將引起SiO2/Si界面P-Si的反型層，以及MOS器件閾值電壓不穩定等現象。可動離子或可動電荷

主要是Na、K、H等，這些離子在二氧化硅中都是網絡修正雜質，為快擴散雜質。其中主要是Na。在人體與環境中大++++量存在Na，熱氧化時容易發生Na沾污。加強工藝衛生方可以避免Na沾污；也可采用摻氯氧化，固定Na離子。固定離子或固定電荷

主要是氧空位。一般認為：固定電荷與界面一個很薄的（約30?）過渡區有關，過渡區有過剩的硅離子，過剩的硅在氧化過程中與晶格脫開，但未與氧完全反應。干氧氧化空位最少，水汽氧化氧空位最多。熱氧化時，首先采用干氧氧化方法可以減小這一現象。氧化后，高溫惰性氣體中退火也能降低固定電荷。

13、氧化膜厚度的檢測

劈尖干涉和雙光干涉：利用干涉條紋進行測量，因為要制造臺階，所以為破壞性測量。

比色法：以一定角度觀察SiO2膜，SiO2膜呈現干涉色彩，顏色與厚度存在相應關系。比色法方便迅速，但只是粗略估計。橢圓儀法：入射的橢圓偏振光經氧化膜的多次反射和折射以后，得到了改變橢圓率的反射橢圓偏振光，其改變量和膜厚與折射率相關。高頻MOS結構C-V法：測量金屬柵極的電容，利用公式測量氧化膜層的厚度。

14、化學氣相沉積定義

化學氣相淀積（Chemical Vapor Deposition）是通過氣態物質的化學反應在襯底上淀積薄膜的工藝方法。與之對應的是：PVD（蒸發和濺射），它主要應用于導體薄膜。

15、淀積技術包括哪兩種？CVD和PVD

16、LPCVD和APCVD的主要區別？LPCVD有何優勢？

APCVD：原料以氣相方式被輸送到反應器內，原料氣體向襯底基片表面擴散，被基片吸附，由于基片的溫度高或其它能量提供給原料氣體，使其發生表面化學反應，生成物在基片表面形成薄膜，而生成物中的其它物質是氣相物質，擴散到氣相中被帶走。LPCVD：低壓情況下，分子自由程較長，薄膜電極的均勻性較高。LPCVD相對APCVD的特點：

增加了真空系統，氣壓在1-10Torr之間；壓下分子自由程長，可以豎放基片；熱系統一般是電阻熱壁式。

17、PECVD的機理？PECVD有何優勢？

優勢：采用等離子體把電能耦合到氣體中，促進化學反應進行,由此淀積薄膜；因此該法可以在較低溫度下淀積薄膜。PECVD常常是低溫和低壓的結合。-2+++

+機理：反應器的射頻功率使低壓氣體（真空度1-10Torr）產生非平衡輝光放電，雪崩電離激發出的高能電子通過碰撞激活氣體形成等離子體。襯底基片（具有一定溫度，約300℃）吸附活潑的中性原子團與游離基即高能的等離子體發生化學反應，生成的薄膜物質被襯底吸附、重排進而形成淀積薄膜，襯底溫度越高形成的薄膜質量越好。

18、多晶硅淀積和外延淀積的主要區別。淀積多晶硅薄膜的方法：主要采用LPCVD的方法。摻雜則采用：離子注入；化學氣相淀積；擴散。多晶硅的淀積和外延淀積的主要區別：硅烷的使用

19、金屬薄膜的用途？金屬化的作用?

（1）在微電子器件與電路中金屬薄膜最重要的用途是作為內電極（MOS柵極和電容器極板）和各元件之間的電連接。（2）在某些存儲電路中作為熔斷絲。

（3）用于晶圓的背面（通常是金），提高芯片和封裝材料的黏合力。

金屬化的作用：集成電路中金屬化的作用是將有源器件按設計的要求連接起來，形成一個完整的電路與系統。20、說明為什么鋁作為通常使用的金屬薄膜，說明銅作為新一代金屬薄膜的原因。鋁膜：用途: 大多數微電子器件或集成電路是采用鋁膜做金屬化材料

優點：導電性較好；與p-Si，n-Si（>5*10）能形成良好的歐姆接觸；光刻性好；與二氧化硅黏合性好；易鍵合。缺點：抗電遷移性差；耐腐蝕性、穩定性差 ；臺階覆蓋性較差。工藝：蒸發，濺射 銅膜：用途：新一代的金屬化材料，超大規模集成電路的內連線；缺點：與硅的接觸電阻高，不能直接使用；銅在硅中是快擴散雜質，能使硅中毒，銅進入硅內改變器件性能；與硅、二氧化硅粘附性差。優點：電阻率低（只有鋁的40-45%），導電性較好；抗電遷移性好于鋁兩個數量級； 工藝：濺射

21、VLSI對金屬化的要求是什么？

① 對n+硅和p+硅或多晶硅形成低阻歐姆接觸，即金屬/硅接觸電阻小 ② 能提供低電阻的互連引線，從而提高電路速度 ③ 抗電遷移性能要好

④ 與絕緣體（如二氧化硅）有良好的附著性 ⑤ 耐腐蝕 ⑥ 易于淀積和刻蝕

⑦ 易鍵合，且鍵合點能經受長期工作

⑧ 層與層之間絕緣要好，不互相滲透和擴散，即要求有一個擴散阻擋層

22、Al-Si接觸的常見問題及解決辦法？

Al和Si之間不能合成硅化物，但是可以形成合金。Al在Si中溶解度很小，但是相反Si在Al中溶解度很大，這樣就形成尖楔現象，從而使P-N結失效。解決尖楔問題： +（1）一般采用Al-Si合金代替Al作為Al/Si的接觸和互連材料。但是又引入了硅的分凝問題。

（2）由于銅的抗電遷移性好，鋁-銅（0.5-4%）或鋁-鈦（0.1-0.5%）合金結構防止電遷移，結合Al-Si合金，在實際應用中人們經常使用既含有銅又含有硅的Al-Si-Cu合金以防止合金化（即共熔）問題和電遷移問題。（3）（4）Al-摻雜多晶硅雙層金屬化結構：在多晶硅中摻雜重磷或重砷，構成摻雜多晶的結構。鋁-隔離層結構：在Al-Si之間沉積一層薄的金屬層，替代磷摻雜多晶硅，成為阻擋層。

23、說明難熔金屬在金屬連線中的作用？

難熔金屬及其硅化物有較低的電阻率和接觸電阻。難熔金屬的一個廣泛應用是在多層金屬結構中填充連接孔，這個工序叫作過孔填充，填補好的過孔叫做接線柱。

24、金屬化的實現方法有幾種？請論述真空濺射方法 金屬化的實現主要通過兩種方式來實現： ① 物理淀積

A：真空蒸發淀積（較早，金屬鋁線）

B：真空濺射淀積（Al-Si合金或Al-Si-Cu合金）2LPCVD（難熔金屬）○真空蒸發淀積 ：被蒸物質從凝聚相轉化為氣相；氣相物質在真空系統中的輸運；氣相分子在襯底上淀積和生長。分為電阻、電子束等蒸發沉積。真空濺射沉積：濺射淀積是用核能離子轟擊靶材，使靶材原子從靶表面逸出，淀積在襯底材料上的過程。

25、說明金屬CVD的優勢和主要用途。金屬CVD ： LPCVD可以應用于制作金屬薄膜。

優勢：不需要昂貴的高真空泵；臺階覆蓋性好；生產效率較高。用途：難控制金屬；難熔金屬，主要是鎢。

26、什么叫做光刻，光刻有何目的？

光刻是圖形復印與腐蝕作用相結合，在晶片表面薄膜上制備圖形的精密表面工藝技術。

光刻的目的就是：在介質薄膜、金屬薄膜或金屬合金薄膜上面刻蝕出與掩膜版完全對應的幾何圖形，從而實現選擇性擴散和金屬薄膜布線的目的。

27、光刻技術的圖形轉移分為哪兩個階段？ 圖形轉移到光刻膠層；圖形從光刻膠層轉移到晶圓層

28、列出光刻工藝的十個步驟，并簡述每一步的目的。表面準備：微粒清除，保持襯底的憎水性。

涂光刻膠：與襯底薄膜粘附性好，膠膜均勻，是光刻工藝的核心材料。

前烘：使膠膜體內的溶劑充分揮發使膠膜干燥；增加膠膜和襯底的粘附性以及膠膜的耐磨性 對準和曝光：把所需圖形在晶圓表面上定位或對準；通過曝光燈或其他輻射源將圖形轉移到光刻膠涂層上

后烘：減少駐波效應，激發化學增強光刻膠的PAG產生的酸與光刻膠上的保護基團發生反應并移除基團使之能溶解于顯影液。顯影：將掩膜板上的圖形顯示在光刻膠上。

堅膜：除去光刻膠中剩余的溶劑，增強光刻膠對襯底的附著力。

刻蝕：把顯影后的光刻膠微圖形下層材料的裸露部分去掉，將光刻膠圖形轉移到下層材料上去的工藝叫作刻蝕。去膠：刻蝕完成以后將光刻膠去除掉。

29、光刻膠的分類，談談正膠和負膠的區別。

正膠：膠的曝光區在顯影中除去。正膠曝光時發生光分解反應變成可溶的。使用這種光刻膠時，能夠得到與掩膜版遮光圖案相同的圖形，故稱之為正膠。負膠：膠的曝光區在顯影中保留，用的較多。具體說來負膠在曝光前對某些有機溶劑是可溶的，而曝光后發生光聚合反應變成不可溶的。使用這種光刻膠時，能夠得到與掩膜版遮光圖案相反的圖形，故稱之為負膠。30、刻蝕的方法分類，刻蝕常見有哪些問題？ 分類：刻蝕分為濕法刻蝕和干法刻蝕。

濕法刻蝕：化學腐蝕，在腐蝕液中通過化學反應去除窗口薄膜，得到薄膜圖形。優點：工藝簡單，無需復雜設備，選擇比高；均勻性好。缺點：各向同性腐蝕；分辨率低，自動化難。干法刻蝕：使用氣體和等離子體能量來進行化學反應的化學工藝。

常見問題：不完全刻蝕、刻蝕和底切、各向同性刻蝕。優點：刻蝕非常有方向性（各向異性），導致良好的小開口區域的精密度。缺點：選擇性差。

31、摻雜技術實現的兩種方式以及摻雜的目的 方式：擴散和離子注入

目的：在晶圓表面下的特定位置處形成PN結；在晶圓表面下得到所需的摻雜濃度。

32、擴散的基本原理、離子注入的基本原理及其比較

微電子工藝中的擴散是雜質在晶體內的擴散，因此是一種固相擴散。晶體內擴散有多種形式：填隙式擴散、替位式擴散、填隙-替位式擴散。離子注入技術：離子注入是將含所需雜質的化合物分子（如BCl3、BF3）電離為雜質離子后，聚集成束用強電場加速，使其成為高能離子束，直接轟擊半導體材料，當離子進入其中時，受半導體材料原子阻擋，而停留在其中，成為半導體內的雜質。離子注入時可采用熱退火工藝，修復晶格損傷，注入雜質電激活。離子注入技術的優勢：① 離子注入克服熱擴散的幾個問題：

A 橫向擴散，沒有側向擴散 B 淺結

C 粗略的摻雜控制 D 表面污染的阻礙 ② 離子注入引入的額外的優勢：

A 在接近常溫下進行 B 使寬范圍濃度的摻雜成為可能

33、集成電路的形成

集成電路的制造工藝與分立器件的制造工藝一樣都是在硅平面工藝基礎上發展起來的，有很多相同之處，同時又有所不同。相同點：單項工藝相同的方法外延，氧化，光刻，擴散，離子注入，淀積等。不同點：主要有電隔離，電連接，局部氧化，平整化以及吸雜等。

電隔離：

（1）PN結隔離：雙極型集成電路多采用PN結隔離，是在硅片襯底上通過擴散與外延等工藝制作出隔離島，元件就做在隔離島上。（2）介質隔離：SOS集成電路（Silicon on Sapphire）是最早的介質隔離薄膜電路，新材料SOI（Silicon on Insulator）有很大發展，SOI集成電路也是采用介質隔離工藝的電路。

電連接：集成電路各元件之間構成電路必須進行電連接，這多是采用淀積金屬薄膜，經光刻工藝形成電連接圖形，電路復雜的集成電路一般是多層金屬布線，構成電連接。局部氧化：分離器件的氧化工藝是在整個硅片表面制備二氧化硅薄膜，而集成電路工藝中的氧化有時是在局部進行，如MOS型電路中以氮化硅作為掩蔽膜的局部氧化技術。平整化：超大規模集成電路的制備經過多次光刻、氧化等工藝，使得硅片表面不平整，臺階高，這樣在進行電連接時，臺階處的金屬薄膜連線易斷裂，因此，有時通過平面化技術來解決這一問題，如在金屬布線進行電連接之前，采用在硅片表面涂附聚酰亞胺膜的方法達到平面化的工藝技術。

吸雜：硅單晶本身的缺欠以及電路制備工藝中的誘生缺欠，對電路性能影響很大，有源元件附近的缺欠，通過吸雜技術可以消除或減少缺欠，如通過在硅片背面造成機械損傷，噴沙或研磨，這種背損傷可以吸收雜質與缺欠。

34、封裝的工藝流程

底部準備：底部準備通常包括磨薄和鍍金。劃片：用劃片法或鋸片法將晶片分離成單個芯片

取片和承載：在挑選機上選出良品芯片，放于承載托盤中。

粘片：用金硅熔點技術或銀漿粘貼材料粘貼在封裝體的芯片安裝區域。

打線：A：芯片上的打線點與封裝體引腳的內部端點之間用很細的線連接起來（線壓焊）；B：在芯片的打線點上安裝半球型的金屬突起物（反面球形壓焊）；C：TAB壓焊技術； 封裝前檢查 有無污染物；芯片粘貼質量；金屬連接點的好壞 電鍍、切割筋成和印字 最終測試

35、封裝設計

金屬罐法；雙列直插封裝；雙列直插封裝；針形柵格陣列封裝 球形柵格陣列封裝；薄形封裝；四面引腳封裝 ；板上芯片（COB）

第三篇：數控加工工藝一人總結

為期一周的課程設計即將結束了。在這七天的學習中，我學到了很多，也找到了自己身上的不足。感受良多，獲益匪淺。

我們這次所做的課程設計是由六個可選的大題目中選出的一個，該零件屬于軸類零件，由圓柱面、順逆圓弧面和螺紋等幾部分組成，是數控加工可選擇的內容。在數控加工工藝課程設計指導書對加工內容的選擇做了要求，其中適宜內容為：普通機床無法加工的內容宜作為優選內容；普通機床難加工、質量難以保證的內容作為重點選擇內容；普通機床加工效率低、工人勞動強度大，在數控機床還有加工能力充裕時進行選擇。我們小組針對適宜內容中所說的一二兩條，再根據自身的情況選擇了第一個零件圖來進行課程設計。

因為我們小組所選擇的第一個圖形未做特殊的表面粗糙度要求，而一般零件取表面精度為七級精度，所以我們決定使用中等精度數控CAK6140機床即可保證零件的加工要求。毛壞的選擇也很重要，零件村料的工藝特性和力學性能大致決定了毛坯的種類。零件的結構形狀與外形尺寸也是重要因素。大型且結構簡單的零件毛坯多用砂型鑄造或自由鍛；軸類零件的毛坯，若臺階直徑相差不大，可用棒料；若各臺階尺寸相差較大，則宜選擇鍛件。但是根據我們現在的實際情況是做課程設計及現在的我們自身所具備的條件（因

為能否上數控機車實驗尚未可知），且為符合加工要求，毛坯熱扎45#鋼是最好的選擇。數控加工前先在普床上完成外圓的準備加工：先使之獲得的外圓。接下來就是確定基準與夾具了。因為數控加工對所選用的夾具有兩個基本要求：一是保證其主要定位方向與機床的坐標方向相對固定；二是要便于協調零件與坐標系的尺寸對應關系。工件的裝卸也要快速、方便、可靠，這幾點跟普通車床也是基本一樣的，不過數控車床是為了減少停機時間。所以我們加工這個輪盤類外輪廓時，為保證一次安裝加工出全部外輪廓，需設一圓錐心軸裝置，用三爪卡盤夾持心軸左端，心軸右端留有中心孔并用尾座頂尖頂緊以提高工藝系統的剛性。

由于數控機床具有孔加工固定循環功能，使得孔加工動作比較容易實現。因此，確定孔加工路線時重點要考慮孔定位的問題。確定進給路線的原則是，應能保證零件的加工精主和表面粗糙度要求，應使走刀路線最短，減少刀具空行程時間，還應充分考慮所確定的工步順序，安排進給路線。零件加工路線原則是由粗到精,由內到外，基面先行的加工原則。在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面。結合本零件的結構特征，可先加工內孔各表面，然后加工外輪廓。而CAK6140車床具有粗車循環及螺紋循環的自動加工功能，加工時能按程序去自動完成循環。

在編寫程序中一些基本的指令代碼是不可或缺的。數控程序所用的代碼，主要有準備功能G代碼、輔助功能代碼、進給功能F代碼、主軸速度功能S代碼和刀具功能T代碼。因為本次選來做課程設計的這個零件在數控機床上加工是分兩次裝夾的，所以程序的編寫在兩端時也是不一樣的，不是用單純的循環指令。

在本次設計中，個人認為在數控工藝設計的過程中，對工藝措施的選擇與加工路線制定還是比較成功的，但還存在的未解決的問題:，如設計進度與質量不能達到較好的水平、設計方法不是很如人意、沒有一個學習這門課很系統的人來指導。

這次課程設計讓我們對以往學習過的知識進行了再學習和鞏固。其中涉及到多門專業課。如《機械制造》、《數控工藝》、《數控編程》等。通過這次課程設計我們真正學會了自主學習，獨立完成作業，如何學會與自己的團隊做好協調。因為課程設計具有實踐性、綜合性、探索性、應用性等特點。本次選題的目的是數控專業教學體系中構成數控技術專業知識及專業技能的重要組成部分，是運用數控機床實際操 作的一次綜合練習。隨著課程設計的逐漸完成，使我對《數控加工工藝與裝備》這門課程以及對數控加工技術都有了更深入的理解和掌握。在這段時間里，我們這個小組，就是新

建的團隊，每個人都是一樣，盡著自己最大的努力學習，來學習和創新。為了解決技術上的問題，我也不斷地去翻閱所學的專業書籍和各種相關的資料。這使我真正體會到了很多，也感受到了很多，當然更重要的是學習到了以前書本上沒學到的知識。

通過這次課程設計,我覺得自己要對刀具的切削用量等方面的計算多下功夫學習,這些方面的知識對我們以前從事的專業工作都有很大用處。這次課程設計讓我們在設計工藝規程和編寫加工程序的時候大腦中形成了一種可以快速反應的模式，我想這也是一種收獲，是在對我們一周在課設上所花時間的回報。因為這種模式將讓我更好地學習以后的課程，將其他專業課程系統的組合在一起。

在這次課程設計中，對加工程序的編寫是最讓人感到棘手的，因為對數控加工程序指令不是很熟悉，在編寫上也費了不少的功夫，雖然編寫程序這一塊占用了整個時間的相當一部分，但我依然感到欣慰，因為現在的我已經基本上掌握了基本程序的編寫，而且對一些特殊指令也可以應用到實例中了。我想如要加快編程速度，除了對各編程指令的熟練掌握之外，還需要我們掌握零件工藝方面的知識。對于夾具的選擇、切削參數的設定我們必須要十分清楚。在以后的上機操作時，我們只有不斷地練習各個功能指令的作用，才能在編程時得心應手。

這次數控加工工藝課程設計的指導書是由我們的工藝老師，是由我們數控原理劉老師執筆的，無疑指導書在我們這次設計中起了很大的作用，它指導我們按什么的步驟去完成這個設計。其實在對指導書的閱讀過程中也是一種學習，一些關于加工工藝上的問題和所要注意的事項，使我們大家在做課程設計時思路更加清晰，不會走太多彎路。

通過這次課程設計，我的第一感受就是團隊精神的重要性。當第一天開始課程設計要分組的時候，老師就給我們大家心里埋下了一股高昂的基調。在這讓人覺得枯燥又充實的幾天中，我們大家都按照自己所分工所要做的事性在埋頭苦干，給人的感覺好像將面臨考試時候，讓人心潮澎湃，激情更加高漲。

寫完這篇總結后，我知道了在制造工件時我們需要注意的東西非常多，制作一個工件要到圖紙上的要求時，我們必須在從拿到圖紙時就注意制作工件時的各個部分，例如圖紙的分析，毛坯的選擇，程序的編制，切削速度的設定，切削量的給定……而且我知道了要注意一個工件的工藝必須有清晰的思路，必須從頭到尾都考慮到。以往做一件事情的時候，個人可能都會有精神分散的情況，而當一個人真正面對一件難做而又不得不做的事情時，覺得拿下它就是一種勝利，這是對自己的一種最起碼的要求，精神集中也是對你在做的一件事情負責，對自己負責。這是我們在以后的工作中，應該具備的一種本質，現在學會或者說是養成是非常有必要的。不管怎么說，這次課設是帶給了我很大的收獲的，在即將臨近畢業的時候，我想我會繼續以高昴的心態去面對將要走上的社會中的工作崗位帶給我的無限挑戰。

第四篇：01材料加工工藝

《材料加工工藝》課程教學大綱

一、課程基本信息

課程編號：13106106

課程類別：專業核心課程

適應專業：材料科學與工程

總學時：64

總學分:3

課程簡介：本門課程是材料加工工程學科的主要專業技術基礎課，是研究金屬和非金屬工程材料成形工藝的技術基礎課。尤其在培養學生的工程意識、創新思想、運用規范的工程語言和解決工程實際問題的能力方面，具有其他課程不能替代的重要作用。

授課教材：《材料成形工藝基礎》，翟封祥 尹志華編，哈爾濱工業大學出版社，2002年。參考書目：

[1]《材料成形技術基礎》，陳金德 邢建東編，機械工業出版社，2000年。

[2]《工程材料與材料成形工藝》，王紀安主編，高等教育出版社，2000年。

二、課程教育目標

通過教學使學生掌握金屬液態成形加工工藝，包括液態成形理論基礎、了解常用鑄造合金、掌握成形方法及其發展、工藝設計；了解金屬的塑性成形加工工藝，自由鍛與胎模鍛、掌握模鍛、鍛件結構設計、軋制、擠壓與拉拔、板料沖壓和了解金屬塑性成形新技術；掌握非金屬材料的成形加工工藝，工程塑料及橡膠成形工藝與工程陶瓷及復合材料的成形工藝；了解熱噴涂與氣相沉積技術；了解材料成形方法的選擇，掌握工程材料的選擇與材料成形方法的選擇。

三、教學內容與要求

1．金屬液態成形加工工藝

教學重點：液態成形理論基礎.教學難點：液態成形理論基礎；鑄件結構與工藝設計.教學時數：20學時

教學內容：包括液態成形理論基礎、常用鑄造合金、成形方法及其發展、工藝設計。教學方式：課堂講授

教學要求：（1）掌握金屬液態成形加工工藝，包括液態成形理論基礎；

（2）了解常用鑄造合金；

（3）掌握成形方法及其發展、工藝設計。

2.金屬的塑性成形加工工藝

教學重點：金屬塑性變形的實質；金屬塑性變形后的組織和性能.教學難點：金屬塑性變形的實質；金屬塑性變形后的組織和性能；板料沖壓.教學時數：20學時

教學內容：自由鍛與胎模鍛、模鍛、鍛件結構設計、軋制、擠壓與拉拔、板料沖壓和金屬塑性成形新技術。

教學方式：課堂講授

教學要求：（1）了解金屬的塑性成形加工工藝，自由鍛與胎模鍛；

（2）掌握模鍛、鍛件結構設計、軋制、擠壓與拉拔、板料沖壓；

（3）了解金屬塑性成形新技術

3.非金屬材料的成形加工工藝

教學重點：工程塑料及橡膠成形工藝；工程陶瓷及復合材料的成形工藝.教學難點：工程塑料及橡膠成形工藝；工程陶瓷及復合材料的成形工藝.教學時數：14學時

教學內容：工程塑料及橡膠成形工藝與工程陶瓷及復合材料的成形工藝。

教學方式：課堂講授

教學要求：（1）掌握工程塑料及橡膠成形工藝；

（2）掌握工程陶瓷及復合材料的成形工藝。

4.熱噴涂與氣相沉積技術

教學重點：熱噴涂技術、氣相沉積技術.教學難點：熱噴涂技術、氣相沉積技術.教學時數：4學時

教學內容：熱噴涂技術、氣相沉積技術。

教學方式：課堂講授

教學要求：了解熱噴涂與氣相沉積技術。

5.材料成形方法的選擇

教學重點：工程材料的選擇、材料成形方法的選擇.教學難點：工程材料的選擇、材料成形方法的選擇.教學時數：6學時

教學內容：工程材料的選擇、材料成形方法的選擇。

教學方式：課堂講授

教學要求：（1）了解材料成形方法的選擇；

（2）掌握工程材料的選擇與材料成形方法的選擇.四、作業

該課程原則上每次課都布置作業，除了教材中的習題，也可以補充一些典型習題。

五、考核方式與成績評定

考核方式：考試

成績評定：總評成績＝平時成績（30%）+期末考試（70%），其中平時成績是平時作業與出勤情況，視具體情況而定。

執筆人：

責任人：

2013年8月

第五篇：編織袋及其加工工藝（推薦）

塑料編織袋是以聚丙烯（PP）為主要原料，經過擠出、拉絲，再經織造、編織、制袋而成。PP是一種半透明、半晶體的熱塑性塑料，具有高強度、絕緣性好、吸水率低、熱就形溫度高、密度小、結晶度高等特點，是制成編織袋的主要原料。改性填充物通常有玻璃纖維、礦物填料、熱塑性橡膠等。塑料編織袋的使用范圍很廣。就目前來說，塑料編織袋的主要用于農產品包裝、水泥袋包裝、食品包裝、巖土工程、旅游運輸、抗洪物資等。編織袋主要有塑料編織袋（無復膜編織袋）、復合塑料編織袋以及各種編織布等三類。塑料編織袋的生產工藝流程是:編織布通過印刷，切割，縫制，成為編織袋。依據所用的設備不同，可先切割后印刷，也可先印刷后切割。自動切割縫紉可連續完成印刷，切割，縫紉等工序，也可制成閥口袋，放底袋等，對于平織布可進行中縫粘合后制袋。

復合塑料編織袋的生產工藝流程是將編織布,涂復料和紙或膜，進行復合或涂復。得到的筒布或片布，筒布可以進行切割、印刷、縫合、制成普通的縫底袋，也可以打孔、折邊、切割、印刷、縫合，制成水泥袋，得到的片布，可以中縫粘合，印刷，切割，糊底，制成糊底袋。也可以焊接，卷取，制成篷布、土工布。平織布可以涂復或不涂復生產篷布，土工布等，圓筒布也可以破幅后涂復或是不涂復生產篷布或是土工布等

扁絲生產工藝技術指標主要分四類：

⑴..物化改性指標。主要有共混改性、混配比、功能助劑添加比、廢舊再生料摻混比；

⑵.物性流變指標。主要有牽伸比、吹脹比、牽伸比、回縮比； ⑶.機械性能指標。主要有拉斷力、相對拉斷力、斷裂伸長率、線速度、線密度偏差；

⑷.公差尺寸指標。主要有扁絲厚、扁絲寬等

內襯袋工藝 聚乙烯物料經擠出機加熱，熔融塑化穩定擠出；通過機頭擠出成圓筒型薄膜；通入壓縮氣吹脹，形成管泡；由冷卻風環冷卻定型，牽引入人字夾板折合；經牽引輥、傳動輥至收卷輥；最后進行切割、熱合工序完成內襯袋的生產，最后進行套袋。生產扁絲用純聚丙烯是不能滿足要求的，還必須加入一定比例的高壓聚乙烯、碳酸鈣和色母料等。加入少量的高壓聚乙烯，可以降低擠出過程中料流的黏度和熔化速度，流動性增加，改善扁絲和編織袋的韌性、柔軟性，保持一定的斷裂伸長率，使之改善聚丙烯的低溫沖擊性。

接枝聚丙烯加入，可以降低加工溫度、壓力。提高材料的流動和粘接性，更可以提高拉伸強度。碳酸鈣的加入，可以改變透明、不透光的缺陷，在減少在拉伸、編織過程中因摩擦產生的有害靜電，增加印刷商標圖案的油墨附著力，降低成品在存放過程中的自然收縮和降低成本。