電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料特性及其選擇方法

前言

　　電子產(chǎn)品（Electronic Product）是指雷達(dá)、通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、廣播電視設(shè)備、計算機(jī)、家用電子產(chǎn)品、電子測量儀器、電子元器件和電子材料等。電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（Mechanical Stmctures ofElectronic Product，Electro-Mechanical，Mechatronics①）是指在電子產(chǎn)品中除了含元器件的電路板組件以外，其他所有的機(jī)械零部件，如機(jī)殼、機(jī)架、風(fēng)扇、散熱片、熱管、裝飾件、內(nèi)外支撐件、傳動件、接插件、緊固件、包裝件等。電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料的正確選擇對保證產(chǎn)品的功能、性能、可靠性、可制造性以及保護(hù)環(huán)境和節(jié)約成本有著非常重要的作用?！　‰娮赢a(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計首先碰到的問題是：選擇什么樣的材料做這個產(chǎn)品？同類材料中哪種材料最好？這種材料的關(guān)鍵參數(shù)是什么？哪家公司做的材料最好？哪種材料性價比最高？本書將重點回答這些問題?！　”緯奶攸c之一是對每一種材料突出介紹其主要特性，忽略其次要特性，力圖以簡明扼要的文字描述問題，并且對每一種材料均給出了其典型應(yīng)用示例。　　本書的特點之二是溯源。讀者通過閱讀此書，可以追根溯源，即追溯材料技術(shù)的原理，對材料能夠做到“know how”，能夠在實際應(yīng)用中達(dá)到舉一反三的效果，這樣有利于進(jìn)行更深層次的材料技術(shù)跟蹤和創(chuàng)新?！　”緯奶攸c之三是知識新、資料新，即以國際化的視野，介紹每一類材料的國內(nèi)外領(lǐng)先產(chǎn)品和領(lǐng)先企業(yè)。書中很多資料來源于這些公司的最新產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格書，本書對其做了大量的比較、分析和整理工作。　　本書的特點之四是實用。我從事電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計20余年，至今仍在產(chǎn)品研發(fā)的第一線，特別知道現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)工程師缺乏什么，需要補(bǔ)充什么樣的材料知識、技術(shù)和技能。書中還有不少內(nèi)容是我多年從事產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的經(jīng)驗結(jié)晶?！　”緯奶攸c之五是條文化和表格化，這樣可以幫助讀者理清思路。書中對每種材料的規(guī)格只列1～2種，對于其余材料的規(guī)格給了出處，這樣讀者可以檢索到更多的材料品種。　　材料的標(biāo)準(zhǔn)是材料選擇的重要依據(jù)，為避免大篇幅的引用，書中大都僅列出了標(biāo)準(zhǔn)號和名稱。所以，從這個角度可以說，本書是一個指引，通過書中的示例，讀者可以很方便地進(jìn)行延伸閱讀和研究。這既適應(yīng)現(xiàn)在工程師快速閱讀的需求，也方便對當(dāng)今的海量文獻(xiàn)進(jìn)行快速檢索。同時，本書還給出了材料中應(yīng)用到的專業(yè)中英文關(guān)鍵詞和所有表格的檢索目錄，以①Mechattronics一詞是由日本人發(fā)明的，由中國電子設(shè)備結(jié)構(gòu)專業(yè)創(chuàng)始人之一、西安電子科技大學(xué)葉尚輝教授介紹引入。

內(nèi)容概要

　　《電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料特性及其選擇方法》全面介紹了電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)常用材料的特性及其選擇方法，這些材料包括塑料、鍍鋅鋼板、鋁和鋁合金、鈹青銅和錫青銅、鎂合金、鈦合金、碳纖維復(fù)合材料、印制板、防水和消聲材料等。作者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗，以國際化的視野，參考了大量國外一流制造商的最新材料技術(shù)規(guī)格書的原文，對國內(nèi)外同類材料進(jìn)行了比較和梳理，指出了很多成熟的材料在使用中的誤區(qū)，介紹了一些新材料的最新技術(shù)，并給出了材料優(yōu)選的實例。　　《電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料特性及其選擇方法》適用于從事電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)工藝、品質(zhì)管理、物料采購和項目管理等工作的人員，也可供電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、機(jī)電一體化、精密儀器、工程材料和電子材料等專業(yè)的師生作為教學(xué)參考。

作者簡介

　　馬寧偉，工程師，歷任南京熊貓集團(tuán)東方無線電廠結(jié)構(gòu)設(shè)計師、結(jié)構(gòu)設(shè)計室主任、副所長、二所所長、副總工程師，南京同創(chuàng)電腦集團(tuán)結(jié)構(gòu)設(shè)計部部長、研發(fā)中心常務(wù)副總監(jiān)，海爾集團(tuán)深圳海爾信息科技有限公司常務(wù)副總經(jīng)理，ABIT電腦（上海）研發(fā)中心常務(wù)副總經(jīng)理，中興通訊股份有限公司數(shù)據(jù)產(chǎn)品事業(yè)部工藝結(jié)構(gòu)總監(jiān)，現(xiàn)為中興通訊南京研發(fā)中心承載網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)部主任工程師?！　≈饕夹g(shù)成果：（1）1988年作為“熊貓2200收錄機(jī)”的結(jié)構(gòu)主設(shè)計師獲南京市科技進(jìn)步三等獎（編號：8809502）該機(jī)單品種產(chǎn)銷100萬臺。

書籍目錄

第1章 概述 11.1 材料選擇的原則 11.1.1 材料的通用化 11.1.2 材料的性價比 21.1.3 材料的環(huán)保要求 21.1.4 材料的應(yīng)用創(chuàng)新 21.2 材料選擇的技術(shù)要素 21.2.1 力學(xué)特性 21.2.2 制造工藝 31.2.3 其他特性要求 31.3 材料應(yīng)用現(xiàn)況 41.3.1 非金屬材料 41.3.2 金屬材料 41.3.3 復(fù)合材料 51.3.4 特殊功能材料 51.3.5 國內(nèi)外材料應(yīng)用技術(shù)的差距 51.4 電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用略表 6參考文獻(xiàn) 12第2章 結(jié)構(gòu)材料的基本感知和識別 132.1 概述 132.2 顏色和色標(biāo) 142.2.1 光學(xué)三原色 142.2.2 印刷三原色 142.2.3 色標(biāo)和體系 152.2.4 染料和顏料 162.2.5 產(chǎn)品顏色種類 162.3 視覺和觸覺 162.3.1 人的視角 172.3.2 人對顏色的感覺 172.3.3 顏色的特定使用 172.3.4 觸覺 172.4 尺寸和公差 182.4.1 尺寸參照系 182.4.2 尺寸測量技巧 192.4.3 機(jī)械加工公差 192.5 重量和力 202.5.1 常用材料的密度 202.5.2 重量參照物 212.5.3 人的施力值 212.6 溫度和濕度 222.6.1 人對溫度的感覺 222.6.2 電子材料和產(chǎn)品對溫度的敏感性 222.6.3 自然環(huán)境和室內(nèi)溫度 232.6.4 人對濕度的感覺 242.6.5 電子產(chǎn)品的生產(chǎn)和存儲溫/濕度 242.7 聲音和噪聲 242.7.1 聲音的基本概念 252.7.2 電子產(chǎn)品的噪聲 252.7.3 人對聲音的感覺 252.8 剛度和強(qiáng)度 262.8.1 強(qiáng)度的定義 262.8.2 剛度的定義 272.8.3 強(qiáng)度和剛度破壞的圖示 272.8.4 影響剛度的要素 272.8.5 彈性 282.9 材料的簡易識別 292.9.1 塑料的簡易識別 292.9.2 不銹鋼和不銹鐵的簡易識別 312.9.3 鋁合金、鎂合金和鈦合金的簡易識別 312.9.4 材料的晶體結(jié)構(gòu) 32參考文獻(xiàn) 33第3章 塑料 343.1 塑料的組成 343.1.1 塑料的基本成分 343.1.2 塑料的添加劑 353.1.3 塑料的填料 353.2 塑料的分類 363.2.1 按塑料的用途分類 363.2.2 按塑料的加工特性分類 363.2.3 按結(jié)晶的類型分類 383.2.4 同種塑料的不同牌號 383.3 塑料的成型方法 383.3.1 注射成型 383.3.2 壓鑄成型 393.3.3 其他成型方法 403.4 常用塑料的主要參數(shù) 403.4.1 機(jī)械性能 403.4.2 電氣性能 423.4.3 加工特性 433.4.4 塑料的檢驗 433.5 常用塑料的特性和選用 443.5.1 塑料材料的標(biāo)注 443.5.2 幾種塑料的知名生產(chǎn)廠商 453.5.3 塑料的特性比較和選擇 45參考文獻(xiàn) 52第4章 鍍鋅鋼板 534.1 鍍鋅鋼板的基礎(chǔ)知識 534.1.1 鍍鋅鋼板的基板 534.1.2 鍍鋅鋼板的分類 544.1.3 電鍍鋅板和熱鍍鋅板的比較 554.1.4 鍍鋅鋼板的基本狀態(tài) 564.1.5 鍍鋅鋼板的力學(xué)性能 574.1.6 鍍鋅鋼板的電氣性能 584.2 鍍鋅鋼板的材料標(biāo)注 584.2.1 鋼板基材的標(biāo)注 584.2.2 鍍鋅鋼板的分類標(biāo)注 584.2.3 鍍鋅鋼板的牌號標(biāo)注 584.3 常用鍍鋅鋼板的特性和選用 604.3.1 寶鋼鍍鋅鋼板的特性和選擇 614.3.2 日本新日鐵公司鋼板的特性 624.3.3 鍍鋅鋼板的國際知名生產(chǎn)廠商 624.3.4 鍍鋅鋼板應(yīng)用常見問題的處理 634.4 鍍鋅鋼板的檢驗 644.4.1 常規(guī)檢驗 644.4.2 專項性能指標(biāo)檢驗 64參考文獻(xiàn) 65第5章 鋁和鋁合金 675.1 鋁和鋁合金的分類 675.1.1 按成分分類 675.1.2 按成型方法分類 685.2 鑄造鋁合金的成型方法 685.2.1 傳統(tǒng)鑄造方法 685.2.2 壓力鑄造 695.2.3 半固態(tài)注射成型 705.2.4 噴鑄成型 715.3 鋁和鋁合金的種類 715.3.1 鋁和鋁合金的標(biāo)準(zhǔn) 715.3.2 鋁和鋁合金的產(chǎn)品種類 735.3.3 鋁和鋁合金的牌號含義 755.4 常用鋁及鋁合金的特性和選用 775.4.1 變形鋁的選用 775.4.2 鋁型材的選用 785.4.3 常用鑄造鋁合金的選用 815.4.4 鋁和鋁合金的特性和比較 82參考文獻(xiàn) 85第6章 鈹青銅和錫青銅 866.1 銅和銅合金的分類 866.1.1 銅元素的特性 866.1.2 銅合金的分類 876.2 鈹青銅 876.2.1 鈹元素的特性 876.2.2 鈹青銅的標(biāo)準(zhǔn) 876.2.3 鈹青銅的成分和種類 886.2.4 鈹青銅的力學(xué)性能 906.2.5 鈹青銅的沖壓加工性能 936.3 錫青銅 946.3.1 錫元素的特性 946.3.2 錫青銅的成分和種類 946.3.3 錫青銅的力學(xué)性能 956.4 鈹青銅和錫青銅的比較和選擇 966.4.1 鈹青銅和錫青銅材料的標(biāo)注 966.4.2 鈹青銅和錫青銅的知名生產(chǎn)廠商 966.4.3 鈹青銅和錫青銅的國內(nèi)外牌號對照 976.4.4 鈹青銅和錫青銅的關(guān)鍵指標(biāo) 976.4.5 鈹青銅和錫青銅的比較和應(yīng)用 98參考文獻(xiàn) 99第7章 鎂合金、鈦合金和碳纖維復(fù)合材料 1007.1 鎂合金 1007.1.1 鎂合金的概況 1007.1.2 鑄造鎂合金的化學(xué)成分 1017.1.3 鑄造鎂合金的性能 1017.1.4 鑄造鎂合金的特性和應(yīng)用 1027.2 鈦合金 1037.2.1 鈦合金的概況 1037.2.2 鈦合金的牌號和化學(xué)成分 1047.2.3 鈦和鈦合金的力學(xué)性能 1077.2.4 鈦合金的特性和應(yīng)用 1087.3 碳纖維復(fù)合材料 1107.3.1 碳纖維的概況 1107.3.2 碳纖維復(fù)合材料簡介 1107.3.3 碳纖維復(fù)合材料的物理和力學(xué)性能 1117.3.4 碳纖維復(fù)合材料的特性和應(yīng)用 1117.4 常用鎂、鈦合金及碳纖維復(fù)合材料的比較和選擇 112參考文獻(xiàn) 113第8章 印制板 1148.1 印制板的種類 1148.1.1 剛性印制板 1148.1.2 撓性印制板 1158.1.3 特殊印制板 1168.1.4 各國印制板標(biāo)準(zhǔn)的分類代號對照 1168.2 印制板的重要參數(shù) 1198.2.1 基板材料 1198.2.2 電氣參數(shù) 1208.2.3 機(jī)械參數(shù) 1218.2.4 阻燃性能 1228.2.5 質(zhì)量等級 1238.2.6 印制板性能舉例 1238.3 IPC標(biāo)準(zhǔn) 1248.3.1 IPC組織簡介 1248.3.2 IPC標(biāo)準(zhǔn)族 1258.4 常用印制板的比較和選用 1268.4.1 印制板產(chǎn)品規(guī)格細(xì)分 1268.4.2 印制板的知名生產(chǎn)廠商 1278.4.3 常用印制板的比較和選擇 127參考文獻(xiàn) 130第9章 電磁屏蔽縫隙填充材料 1319.1 電磁屏蔽簡介 1319.1.1 電磁屏蔽材料簡介 1319.1.2 電磁屏蔽的效能 1329.2 鈹青銅簧片 1339.2.1 鈹青銅簧片的材料和形狀 1339.2.2 鈹青銅屏蔽簧片的關(guān)鍵參數(shù) 1339.2.3 鈹青銅屏蔽簧片的應(yīng)用 1359.3 導(dǎo)電布彈性墊 1379.3.1 導(dǎo)電布的組成 1379.3.2 導(dǎo)電布彈性墊的組成 1379.3.3 導(dǎo)電布彈性墊的關(guān)鍵參數(shù) 1389.3.4 導(dǎo)電布彈性墊的應(yīng)用 1399.4 導(dǎo)電橡膠 1399.4.1 導(dǎo)電橡膠的組成 1399.4.2 導(dǎo)電機(jī)理 1399.4.3 導(dǎo)電橡膠的形狀 1399.4.4 導(dǎo)電橡膠的性能和應(yīng)用 1419.5 導(dǎo)電膠 1419.5.1 導(dǎo)電膠的成分 1419.5.2 導(dǎo)電膠的技術(shù)指標(biāo) 1429.5.3 導(dǎo)電膠的種類 1439.5.4 導(dǎo)電膠的應(yīng)用 1449.6 縫隙填充材料的比較和選用 1449.6.1 縫隙填充材料使用的注意點 1449.6.2 縫隙填充材料的知名生產(chǎn)廠商 1449.6.3 縫隙填充材料的比較和選擇 145參考文獻(xiàn) 145第10章 專用功能電磁屏蔽材料 14710.1 鐵氧體磁環(huán) 14710.1.1 鐵氧體磁環(huán)材料的成分 14710.1.2 鐵氧體磁環(huán)的工作原理 14710.1.3 鐵氧體磁環(huán)的選擇要素 14810.1.4 鐵氧體磁環(huán)的應(yīng)用 14910.2 坡莫合金 14910.2.1 坡莫合金的成分 14910.2.2 坡莫合金的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和性能 14910.2.3 坡莫合金的屏蔽原理 15010.2.4 坡莫合金的屏蔽應(yīng)用 15110.3 波導(dǎo)管 15110.3.1 波導(dǎo)管的定義 15110.3.2 截止波導(dǎo)管的傳輸特性 15210.3.3 截止波導(dǎo)管的衰減特性 15210.3.4 波導(dǎo)管產(chǎn)品 15210.3.5 截止波導(dǎo)管的應(yīng)用 15310.4 微波吸收材料 15310.4.1 微波吸收材料的成分 15310.4.2 橡膠吸波材料 15410.4.3 海綿吸波材料 15410.4.4 吸波膠帶 15510.4.5 吸波涂料 15710.4.6 微波吸收材料的應(yīng)用 15910.5 導(dǎo)電玻璃 15910.5.1 導(dǎo)電玻璃的成分 15910.5.2 導(dǎo)電玻璃的主要參數(shù) 15910.5.3 導(dǎo)電玻璃的應(yīng)用 16110.6 導(dǎo)電漆 16110.6.1 導(dǎo)電漆的成分 16110.6.2 用于塑料的導(dǎo)電漆 16110.6.3 用于金屬的導(dǎo)電漆 16210.7 專用功能電磁屏蔽材料的比較和選擇 16310.7.1 功能性屏蔽材料的關(guān)鍵參數(shù) 16310.7.2 功能性屏蔽材料的生產(chǎn)廠商 16310.7.3 功能性屏蔽材料的比較和選擇 164參考文獻(xiàn) 165第11章 導(dǎo)熱材料 16711.1 導(dǎo)熱材料的主要參數(shù) 16711.1.1 熱性能 16711.1.2 電性能 16811.1.3 物理性能 16911.1.4 其他性能 16911.2 導(dǎo)熱材料的種類 17011.2.1 相變導(dǎo)熱絕緣膜墊 17011.2.2 導(dǎo)熱導(dǎo)電膜墊 17111.2.3 導(dǎo)熱絕緣膠帶 17211.2.4 導(dǎo)熱絕緣發(fā)泡墊 17311.2.5 導(dǎo)熱絕緣膠 17511.2.6 導(dǎo)熱硅脂 17611.3 導(dǎo)熱材料的比較和選擇 17711.3.1 導(dǎo)熱材料的正確選擇 17711.3.2 導(dǎo)熱材料使用的注意事項 17811.3.3 導(dǎo)熱材料的知名生產(chǎn)廠商 179參考文獻(xiàn) 179第12章 防水材料 18012.1 水的基本特性 18012.1.1 水分子的大小 18012.1.2 水的流動條件 18012.1.3 水的滲透特性 18112.2 防水材料的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo) 18112.2.1 透水汽率 18112.2.2 靜水壓測試 18112.2.3 壓縮變形率 18112.2.4 拉伸強(qiáng)度 18112.2.5 拉伸率 18112.2.6 剝離強(qiáng)度 18212.3 防水材料的種類和特性 18212.3.1 橡膠密封件 18212.3.2 塑料密封膠 18312.3.3 密封膠 18312.3.4 三防漆 18512.3.5 防水透氣膜 18612.3.6 防水膠帶 18612.4 防水等級與防水材料的選擇 18712.4.1 防水等級標(biāo)準(zhǔn) 18712.4.2 目前防水電子產(chǎn)品達(dá)到的等級 18712.4.3 防水材料的選擇 18812.5 防水材料的測試標(biāo)準(zhǔn) 19212.5.1 國內(nèi)防水材料的測試標(biāo)準(zhǔn) 19212.5.2 美國防水材料的測試標(biāo)準(zhǔn) 19212.5.3 防水密封件的選擇參考標(biāo)準(zhǔn) 193參考文獻(xiàn) 193第13章 消聲材料 19513.1 聲波的基本特性 19513.1.1 聲的傳播 19513.1.2 聲壓和聲壓級 19613.1.3 聲功率和聲功率級 19713.2 吸收材料 19713.2.1 吸收材料的吸聲機(jī)理 19713.2.2 吸收材料的特性參數(shù) 19713.2.3 吸收材料的種類 19913.3 消振材料 20113.3.1 消振材料的吸聲機(jī)理 20113.3.2 消振材料的主要參數(shù) 20313.3.3 消振材料的種類 20413.4 隔聲材料 20513.4.1 隔聲材料的定義 20513.4.2 隔聲材料的特性參數(shù) 20613.4.3 隔聲材料的種類和規(guī)格 20713.5 消聲材料的比較和選擇 20913.5.1 電子產(chǎn)品的噪聲來源 20913.5.2 電子產(chǎn)品的噪聲限值標(biāo)準(zhǔn) 20913.5.3 消聲材料的比較和選擇 21013.6 噪聲的測量簡介 21213.6.1 測量內(nèi)容 21213.6.2 測試儀器 21213.6.3 測試環(huán)境和方法 213參考文獻(xiàn)附錄 關(guān)鍵詞中英文對照

章節(jié)摘錄

　　本章提要材料技術(shù)是產(chǎn)品的基礎(chǔ)，也是結(jié)構(gòu)工程師的基礎(chǔ)，材料技術(shù)的進(jìn)步往往是社會進(jìn)　　步的表現(xiàn)，例如青銅器的使用、塑料的使用、光纖的使用等。材料的正確選擇是對產(chǎn)品需求、材料功能、制造工藝、通用化和市場成本等因素綜合權(quán)衡的結(jié)果。　　選擇電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料是結(jié)構(gòu)工程師的基礎(chǔ)性工作。選擇材料要做到“知己知彼”。首先是知己”，即所研發(fā)的產(chǎn)品需求：要了解產(chǎn)品的功能、性能和工藝性，要考慮通用化、性價比和供貨情況。然后是“知彼”，即材料的特性：必須在繁多的材料中找出合適的種類，在選擇的種類中找出關(guān)鍵的參數(shù)，在關(guān)鍵的參數(shù)中對不同廠商的材料進(jìn)行比較和鑒別?！　”菊陆榻B了電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料選擇的原則、要素和結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用現(xiàn)況，并列舉了實例。材料選擇的原則是優(yōu)先選自己熟悉的、已用過的材料。在此基礎(chǔ)上積累經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)材料的不足，然后再選用新材料，或?qū)υ牧霞右愿纳?，從而在材料選擇方面實現(xiàn)質(zhì)量提升和創(chuàng)新。選定材料后，由于材料的特性差異，零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝性也相應(yīng)有不同要求，這方面的知識可以參考本書其他章節(jié)中的選用實例?！　∵x擇材料時，不一定要選擇最好的，但工程師一定要知道什么是最好的材料，一流的材料能夠做到何種水平，誰是這個材料的技術(shù)領(lǐng)先者。這樣才能真正把握好材料選擇這個環(huán)節(jié)。1.1材料選擇的原則1.1.1材料的通用化　材料選擇要充分考慮已使用過的材料，除非有充足理由，不要隨意用新材料，這樣可以借鑒已有材料的使用經(jīng)驗，產(chǎn)品設(shè)計容易成熟；同時，對一家公司來說，材料品種少，易于采購和減少管理成本?！　∫话銇碚f，大多數(shù)材料都有國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，大的公司也有一些關(guān)于材料方面的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，這都是需要盡量遵循的。這樣可以減少設(shè)計工作量和少走彎路，對設(shè)計新手來說，尤其應(yīng)該如此，當(dāng)有很多經(jīng)驗積累時才可以在原來的材料基礎(chǔ)上做改進(jìn)，選擇和使用新材料。

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