电冰箱的材料分析学术论文
摘要：材料是设计的物质基础，任何产品功能目标的实现是通过可感知的材料等体现出来，设计的重要原则之一就是正确的掌握材料，赋予材料以生命。电冰箱是个完美的发明。在冰箱出现以前，我们一直在为食品存放时间一久就会变得不再新鲜甚至而烦恼。20年代初期发明出来的电冰箱为人类解决了如何让视频储存的时间更久一点。电冰箱利用蒸发致冷或气化吸热的作用而达到制冷的目的。对于冰箱的作用人们充满了好奇，并对它所采用的材料作了分析与研究。进一步去发现如何正确的掌握材料，赋予材料以生命。
关键词：电冰箱材料设计生活高分子材料正文：
一、电冰箱的发展史
20世纪以前，用冰箱保存食物是不可想象的，20世纪没有冰箱的生活是不可想象的。电冰箱与我们的生活息息相关。据了解，真正的电冰箱发明于20年代，1920年，纽约布鲁克林一家平板印刷厂的一位名叫威利斯·H.卡里尔的工程师，设计出一种能控制温度和湿度的系统。大约在第一次世界大战期间，出现了一些体积更小的家用冰箱，这是一种噪音大，易泄漏的新发明，实际上它只是在旧式“冰盒”壳内安装上电机和转动皮带，这使它的外貌看起来就像一种试验品。1923年，当弗雷基代尔还是美国通用汽车公司的分厂的时候，它引进了一种新的机械冰箱组件，并组装成电冰箱。弗雷基代尔电冰箱的设计是把储存易腐烂食品的“冰盒”和制冷机械部分装进一个特制的柜子。这种装置安静、方便，且结构紧凑。
至此，一种新的冰箱式样随着到处可见的商标名诞生了。
此后，随着生产数量剧增，冰箱价格暴跌。到1944年，约85％的美国家庭都有了机械冰箱。“冰盒”仅作为一个词汇流传下来。
电冰箱是中国最早实现国产化的制冷电器之一。特别是在我国90年代的无氟环保和90年代末至今的多元化新技术阶段是依靠无氟环保定位诉求和广告方面的重金投入来迅速扩大市场。例如，新飞冰箱。日耗电0.29度的新飞节能王冰箱成为市场新宠，刚一上市就受到各地消费者的追捧。它采用目前世界高效的、能效比COP值高达2.0的恩布拉科国际名牌压缩机；冰箱后背板采用航天材料真空绝热板，隔热效果较同等厚度的发泡层提高10倍；而其两侧面则采用达到95mm的超厚发泡层、使隔热效果更佳；另外其独特的专利双门封结构，能够有效隔绝内外热交换，从而达到节能保鲜的目的；毛细管及制冷剂冲注量的优化保证了制冷系统的优化。这五大节能科技的应用使得“节能王”冰箱达到国际领先节能水平。
所以，新飞冰箱作为电冰箱的代表。我们针对于特性对它的部分材料展开了分析与研究。
二、电冰箱的材料分析
电冰箱的原理是电冰箱利用蒸发致冷或气化吸热的作用而达到制冷的目的。
电冰箱的喉管内，装有一种商业上称为氟利昂，俗称雪种的致冷剂。常用的一种为二氟二氯甲烷(CCL2F2)，是一种无色无臭无毒的气体，沸点为29℃。氟利昂在气体状态时，被压缩器加压。加压后，经喉管流到电冰箱背部的冷凝器，借散热片散热（物质被压缩后，温度就会升高）后，冷凝而成液体。液体的氟里昂进入蒸发器的活门之后，由于脱离了压缩器的压力，就立即化为蒸汽，同时向电冰箱内的空气和食物等吸取汽化潜热，引致冰箱内部冷却。汽化后的氟里昂又被压缩器压回箱外的冷凝器散热，再变为液体，如此循环不息，把冰箱内的热能泵到箱外。
电冰箱是一个复杂的电器。主要是由箱体、制冷系统、控制系统和附件系统构成。我们针对于其中的制冷系统和箱件系统作了分析与研究。
a、ABS树脂颗粒冷藏室隔板采用的是ABS（英文名Acrylonitrile-butadiene-styrene)
材料。它是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。 从形态上看，ABS树脂是微黄色固体，有一定的韧性，密度约为1.04~1.06g/cm3。它抗酸、碱、盐的腐蚀能力比较强，也可在一定程度上耐受有机溶剂溶解ABS树脂可以在-25℃~60℃的环境下表现正常，而且有很好的成型性，加工出的产品表面光洁，易于染色和电镀。因此它适用于家用电器制品，如电视机外壳、冰箱内衬、吸尘器等，以及仪表、电话、汽车工业用塑料制品。
ABS材料是由丙烯腈（Acrylonitrile）、丁二烯（Butadiene）和苯乙烯（Styrene）三种化学单体合成。其中，丙烯腈占15%~35%，丁二烯5%~30%，苯乙烯占40%~60%，最常见的比例是A:B:S=20:30:50，此时ABS树脂熔点为175℃。随着三种成分比例的调整，树脂的物理性能会有一定的变化。另外，这三种单体中每种单体都具有不同特性：丙烯腈为ABS树脂提供硬度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀的性质；丁二烯为ABS树脂提供低温延展性和抗冲击性；但是过多的丁二烯会降低树脂的硬度、光泽及流动性；苯乙烯为ABS树脂提供硬度、加工的流动性及产品表面的光洁度。ABS树脂可与多种树脂配混成共混物，如PC/ABS、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等，产生新性能和新的应用领域，如：将ABS树脂和PMMA混合，可制造出透明ABS树脂。
ABS树脂颗粒ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的`抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。
ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。是一种综合性能十分良好的树脂，无毒，在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度。综合性能较好,冲击强度较高,具有化学稳定性,电性能良好成型温度在200C到240C之间、与有机玻璃的熔接性良好,有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。
ABS塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。
冷藏室隔板ABS材料一次压模成型，坚固耐用，并且在塑料抽屉内镶嵌日本原装进口不锈钢，厚度仅0.5mm，丝毫不影响冰箱储存空间，制冷速度比一般的塑料抽屉提高2倍以上并且承重能力超强。
PU海绵(聚氨酯)
新飞冰箱拥有全世界一流的发泡技术，采用高密度的发泡材料，冰箱上下门采用一体发泡技术，门胆与门钢板一次发泡成型，结实、耐用，保温效果比分体发泡的好。
发泡材料是含有气孔的材料，如聚苯发泡板、聚氯乙烯发泡保温板、聚氨酯发泡胶等。可作为发泡的有：EVA、PU、PE、PP、PS、PVC、PVA、酚醛树脂、环氧树脂，基本上所有的高分子材料都可以作为发泡塑料，发泡机理有物理发泡和
化学发泡，如果是塑料成品想发泡的话只能使用物理发泡剂，比如说发泡聚苯乙烯；聚氨酯发泡塑料（海绵）应该是发泡塑料里应用最多的，可分为硬泡和软泡，硬泡一般用在隔热材料，软泡有快回弹和慢回弹之分，快回弹一般用在沙发一些价格比较低的地方；慢回弹的配方主要是用在太空枕、太空床等高档用品上，慢。
回弹的PU海绵的特点就是对人体的压迫性非常小。PU海绵主要配方为白料：TDI或MDI。
聚氨酯(简称TPU)是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物作用而成的高分子化合物。通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品。又称聚氨基甲酸酯，是分子结构中含有—NHCOO—单元的高分子化合物，该单元由异氰酸基和羟基反应而成。
PU海绵主要包括聚酯及聚醚型可切片或卷切,亦可根据客户要求复合加工,热压加工及爆破开孔处理等。PU海绵由于其具有保温、隔热、吸音、减震、阻燃、防静电、透气性能好等特性,故涉及各种行业,包括汽车工业、电池工业、电器业、化妆品业及高档家具制造业等。
因此新飞冰箱的耗电性能、保温效果就比一般的冰箱好得多，加厚保温壁的冰箱停电之后的保温时间长。
冰箱的各各部位材料不仅要与人们日益提高的生活水平和追求的“无污染，无毒，绿色”等消费观念相符合，而且要符合冰箱这一食品保存且保鲜的作用。
三、总结
正确的掌握材料，赋予材料以生命。材料对设计师而言就如同文学家手中的笔，设计师用材料塑造着人造物的历史，在设计实践中无时无刻不接触各种材料，如金属、塑料、玻璃、木材、陶瓷、化纤、纸张等等。对于任何人造的实体结构与形态构成所采用的都是材料，不管是工业产品，还是生活用品或工艺制品、纯艺术品等，无疑都是由具体的材料，可感可知的具体形态材料构成，而可感可知的材料与形态是通过具体的技术与工艺来实现的。材料的发明与应用，是一个时代的标志，它标志着科学技术的发展水平，而任何设想与计划只有在融合材料自身的材性与生产规律，才可能使设想转变为理想的物品；才能保证物品的品质和成功率。设计正是通过对材料的合理使用，在充分发挥材料的材性的基础上保障了设计的完美实现。而不少失败的设计，最突出的错误正是由于对材料的误解与生疏而造成，因此，掌握设计材料与工艺应用的基本方法是一名设计师必备的素养。
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