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在了解产品材料设计时，我们首先要了解一下CMF设计（图2.4），CMF是Color -Material-Finishing的缩写，是颜色、材料、表面处理的概括。对于CMF设计来说，首先是色彩的设计。CMF设计师也是一名色彩设计师。C即color的缩写色彩是视觉信息中最直观的信息，视觉是人类最初的感觉，通过视觉人能够感知外界物体的大小、明暗、颜色、动静获得有效信息，有80%的外界信息由视觉获得。色彩关乎情感因素和心理因素，还是消费者购买决策时的影响因素之一。色彩有一定的目的性和功能性，从视觉上能够定义产品的不同功能，色彩是时尚的表达者，色彩能够表达丰富的故事性，色彩是感性的，也是理性的。在色彩的运用中，不仅是考虑产品的用色，还要考虑产品的趋势色，产品的色彩要与造型、品牌、材料相匹配。可以多浏览一些设计网站，关注每年的流行色，欣赏优秀作品中的色彩搭配方法和技巧。M即material的缩写，新材料的出现从某种程度来说决定了设计的进步和更新换代的速度，新材料可以为设计实施的可行性创造有利条件，可以为新的结构和形态带来灵感。产品材料的选择大多情况是不同材料之间的组合与搭配。材料的发展速度很快，通过日积月累，设计师不断积累材料经验或者去寻找新材料。MC新材料图书馆是世界上唯一一所具有全球背景的创新材料咨询服务机构，也是世界最大的创新材料、可持续材料集成与应用的图书馆。MC的创始人指出：“我们促使设计师、建筑师和材料选择专家们思考：他们如何通过材料，尤其是此前他们从未采用过的新材料，使他们的设计变得更轻便、更明亮、更时尚、更牢固、更防刮、更健康、更耐用、更环保，而不再依赖非可持续性的材料。而在一名充满灵感的设计师手中，材料完全可以使我们的产品变得更美观而更富创意。”在MC，能够看到6500余种世界最新、最前沿、最自然环保的新材料，为了保证材料数据库的不断完善，每个月还有50～60种一流的新材料严格挑选后进入到MC的材料数据库。F即finishing的缩写，表面处理是由材料处理所带来的光泽、色彩、肌理上的变化，通过表面处理最终在材料层面创造新的可能性，满足人们对美学的需求。表面处理对增强产品的美观性、人文性、时尚性有重要作用。表面处理后产品会使人产生不同的感受，科技、硬朗、典雅、温暖、尊贵等不同的感受都可以通过表面处理获得。对产品设计而言，使用不同的材料传递给消费者的感受是不同的，材料设计占据重要的位置，不仅影响着成本、产品质量、生产销售，还会给用户带来不同的产品体验。

根据不同材料的特点进行分析各材料的特性和应用可能性。

玻璃属于无机非金属材料，一般由多种无机矿物为主要原料制成，主要成分是二氧化硅和其他氧化物。玻璃的特点有：透明、硬度高、脆度大、可塑性强、热的不良导体。基本特性是：各向同性，均质玻璃在各个方向的性质如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数等性能相同；介稳性，当熔体冷却成玻璃体时，它能在较低温度下保留高温时的结构而不变化；可逆渐变性，熔融态向玻璃态转化是可逆和渐变的；连续性，熔融态向玻璃态转变时物理化学性质随温度变化是连续的。玻璃易碎的特点让人们在使用玻璃制品时会格外小心，购买玻璃制品时也会更加小心翼翼。玻璃透明的特点能够直观地让用户看到内部的事物（图2.5），手工制品的玻璃还能够拥有极薄的玻璃厚度，给人以易碎、梦幻的感觉，让用户珍惜玻璃制品。玻璃自身还带有颜色，色相的不同、色块的大小、颜色的搭配都使得玻璃制品有很大的发挥空间。除此之外，玻璃还可以进行表面效果的不同处理，经过表面处理的玻璃经过光的折射后，能够映出动人的花纹。

钢化玻璃是采用钢化方法对玻璃进行增强。钢化玻璃的特性有：高强度，同等厚度的钢化玻璃的强度是普通玻璃的3～5倍，抗弯程度也是普通玻璃的3～5倍；热稳定性，钢化玻璃能够承受300℃的温差变化，抗温差能力是普通玻璃的3倍；安全性，钢化玻璃在受到外力破坏时，碎片会成蜂窝状的钝角小颗粒，不易对人体造成伤害。钢化玻璃通常被用在需要高强度玻璃的地方，如汽车的挡风玻璃，装饰中的门窗、室内装修，电子仪表的屏幕等。

从炼铁炉生产出的粗制铁称为生铁，日本江户时期的铁壶就是以生铁为原料，加之传统的铸造工艺，通过后期打磨成型为茶壶（图2.6）。科学发现铁是人身体中造血的元素，人体无法直接吸收金属中的铁元素，二价铁离子是人体能够吸收的。食物中的铁是以三价铁离子的形式存在，经过胃酸与三价铁离子反应后，生成能够被人体吸收的二价铁离子。实验表明，铁壶煮水时能够释放有利于人体吸收的二价铁离子，饮用铁壶煮的水能够有效补充铁元素，这是铁壶煮茶对健康有好处的原因。

生铁重新熔炼加入不同的添加剂可以得到铸铁，一般是含碳量在2%以上的铁碳合金。铸铁分为灰铸铁、白铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、抗磨铸铁、耐热铸铁、耐腐铸铁。灰铸铁含碳量在2.7%～4%，由基体和片状石墨组成，断口呈灰色，耐磨性好，铸造性能和切削加工性能好，一般用于机床、内燃机汽车、机械设备的零件等。白铸铁含碳、硅量较低，碳主要以渗碳体的形式存在，断口呈银白色，用作可锻铸铁的坯件。球墨铸铁是将灰铸铁经过球化后获得的，由基体和球状石墨组成，比灰铸铁的耐磨性、铸造性能、抗疲劳强度更高，常用于强度、韧性高的曲轴、连杆、齿轮等零件的制造。蠕墨铸铁是将灰铸铁经过蠕化后得到的，铸造性能介于灰铸铁与球磨铸铁之间，有较好的力学性能、导热性，用于高强度零件、耐热零件的加工，如气缸盖、液压阀等。可锻铸铁，是由白铸铁经过退火工艺得到的，由基体和团絮状石墨组成，有良好的塑性和冲击韧性，多用作受冲击、震动的零件。耐磨铸铁中加入低、中、高含量的合金，可实现特殊性能，因有基体和不同渗碳体组成，具有高耐磨性，主要用于制作磨损件、易损件等。耐热铸铁也是通过加入合金，实现耐热的性能，有基体和片状（或球状）石墨组成，有耐热的特性，用作锅炉、化工设备中的耐热件。耐腐蚀铸铁，主要加入硅和镍，由基体和片状（或球状）石墨组成，用作化工中抗酸碱等化学成分的零件使用。

动物皮革的使用可以追溯到原始社会，之后人们将动物皮革运用于衣帽、皮包、马具。皮革有较好的透气性和柔韧性，穿着、触摸舒适，可以作为直接接触身体的材料。皮革有表面自然的纹路，平整细腻，染色性好，有较强的可塑性。皮革受湿度影响较大，干燥时会收缩，潮湿时会伸长，还容易长霉，需要进行保养。

皮革可以分为真皮、再生皮、人造革和合成革。真皮是使用动物的皮加工而成的皮革制品，与人造皮形成对比。真皮可以分为猪皮革、羊皮革、牛皮革、马皮革、驴皮革、袋鼠皮革、鳄鱼皮革。在动物皮革中，黄牛皮革和绵羊皮革最佳，内在结构紧密、皮革本身具有较好的弹性，物理性强好，是高等皮革产品的首选材料。

再生皮是将动物皮的废料或是真皮下脚料加入化学成分加工制成的，整个平面较为平整，边缘整理，利用率高且价格便宜，但在性能方面缺少真皮的柔韧性，整体皮面也比较厚，可以满足公文包、皮套等产品的需求。

人造革是PVC和PU等人造材料，属于仿皮的胶料。将PVC和PU根据不同的花纹、强度、耐磨度、耐寒度、图案、防水度要求制成极似皮革的材料。人造革的价格比真皮的价格要便宜，这也是人造革能够广泛使用的原因之一。人造革的纵切面能够看到细微的气泡孔、布基、表层的薄膜、干瘪的人造纤维。现在的技术能够生产出与真皮组织纤维其为相似的产品，几乎能达到真皮的效果。

合成革是使用涤纶、棉、丙纶等合成纤维，模拟天然革的组织和结构制成的塑料制品，合成革的正面和反面都与皮革相似。透气性强，比人造革的性能更好，更接近于天然皮革。合成革的性能比天然皮革的性能还好，在潮湿环境中不易生霉。质量均一性和大量生产能够满足大批量产品的材料供应，拥有耐化学腐蚀的优良特性，保证了产品的使用稳定性。合成革和人造革能够拥有真皮的特性，所以人造革和合成革在工业生产中被广泛使用。

皮革与生铁和玻璃不同，人对皮革有特殊的身体感觉，皮革能够感受到人体的温度并将温度保存，还会传递温度。皮革用作与人接触相关产品的材料是非常合适的。皮革可以作为书籍装帧、家具产品（图2.7）、衣服、箱包、鞋帽、皮套、汽车坐垫的材料，皮革与手工制作结合形成皮革DIY的设计，可以在工业发展的时代让人们享受一下手工艺产品的温度。皮革的可塑性较强，是可以根据每个人的能力制作出或复杂或简单的实用产品。

硅胶为开放的多孔结构，除与强碱与氢氟酸反应外，不与任何物质反应。硅胶垫的化学成分和物理结构决定了硅胶吸附能力强、热稳定性好、机械强度高、不溶于水和任何溶剂、无毒无味、化学稳定性好等特点。硅胶可分为无机硅胶和有机硅胶。无机硅胶可根据硅胶孔径的大小，分为粗孔硅胶、B型硅胶和细孔硅胶。孔径的大小决定了不同的吸附特点，粗孔硅胶在相对湿度高的情况下有较高的吸附量，细孔硅胶在相对湿度较低的情况下吸附量高于粗孔硅胶，而B型硅胶由于孔结构介于粗孔、细孔之间，其吸附量也介于粗孔、细孔之间。无机硅胶主要用作干燥剂、吸附剂和催化剂载体。有机硅胶的结构使其拥有有机物和无机物的双重功能，有机硅胶的突出特性是耐温性，可以耐高温也可以耐低温，可以在较宽的温度范围内使用。耐候性和耐辐照使得有机硅胶可以在自然环境下保存几十年，其电绝缘性、受温度和频率的影响小，是一种稳定的电绝缘材料。生理惰性，有较好的抗凝血性。有机硅胶可以在电子、医疗、汽车、纺织、建筑行业中广泛使用。

由于硅胶材料的弹性、可塑性和触感，用于产品中为我们的生活带来了很多的可能性。硅胶无毒无味，能够直接与人体接触，还可以用于婴儿产品中。硅胶易清洗，还经常成为厨房产品的使用材料，耐高温的特性能够让硅胶在微波炉中使用。硅胶的触感与皮革不同，其更有一种神秘感和新鲜的体验感，能够为产品的触感加分。

在设计硅胶产品时，可以避免复杂的形态设计。更多地把产品体验留给硅胶材料，因为过多的造型或是功能设计可能会喧宾夺主，妨碍硅胶本身与用户的沟通。有时候对材料的烘托更能够表达产品的美学价值，在没有了多功能和吸引人的造型后，仅用材料的特点如何去打动消费者。柔软的特质是很容易打动人的，给人柔软感觉的材料有很多，硅胶属于其中一种。材料不同，运用的表现手法也不同，赋予硅胶合适的产品类型，并突出硅胶材料的感觉表达才是重要的。

生漆是中国古代所用漆，也称国漆、大漆。生漆是从漆树上获得的一种纯白色天然涂料，与空气接触后变为褐色，经日晒脱水后可以获得作为涂料的熟漆，在使用时加入干性植物油，涂抹于内坯上形成漆膜。生漆有耐腐、耐磨、耐酸、耐溶剂、耐热、隔水、有光泽等特性。生漆还可以进行调色，方便花纹图案的绘制，用来装饰。以木、竹篾、麻布等为胎骨，加以生漆涂料制成的产品称为漆器（图2.8）。中国制造漆器的历史悠久，与生漆共同使用的材料还有贝壳、金、银，加以研磨的贝壳薄片作为漆器的镶嵌纹饰，漆器的制作工艺繁杂，与之配合的材料以点、线、片的形式镶嵌于漆器的外围。金银材质常以镶银、描金的工艺手法丰富产品的层次感。漆器有一定的历史，漆器的美渗透着中华民族的文化精神和审美意识。漆器与中国的设计哲学是密不可分的，产品加以生漆材料会产生一种复古感。一些与复古、文创有关的材料使用上可以考虑生漆材料的运用。在材料的选择上，我们要看到材料能够反映的设计文化。

在设计的研究中，我们经常会谈到设计与文化，在审美思考之外还可以考虑材料与文化的关系，材料的岁月累积也可成为文化传递的手段，但是不能一味地为塑造与文化的关系而选择材料，要真正结合产品表现的本身全方面地选择材料。生漆与不同材料的结合也可以创造出新的产品感受，在不断创新中赋予传统材料新的产品体验。

铝合金强度接近或者超过优质钢的强度，塑性好，具有优良的导电性、导热性和抗腐蚀性，在工业和民用业大范围使用，使用量仅次于钢。铝合金材料经过热处理后还会带来更好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。铝合金可以制作成铝合金型材、铝塑板、铝单板、铝蜂窝板，普遍用于建筑、航空、交通、装修等领域。由于铝合金材料的抗腐蚀性和可塑性，还被用于家居产品的制造。铝制家具（图2.9）的外形与木质家具相同，同样可以做到相似的纹理，视觉效果和木制家具几乎没有差别。铝制家具产品（图2.10）有木质产品不能比拟的特点，能够抗腐蚀、抗潮湿，非常适合天气潮湿的城市使用。铝制家居比木质家居产品质量轻、价格低，作为办公产品使用非常适合，还可以回收利用。作为设计师，我们要广泛了解材料的适用范围，有时我们经常接触的材料在不经常接触的领域被广泛使用，我们应去了解每一种材料领域的使用方法和设计中存在的缺陷。这样，我们就可以发现新的设计机遇。