金属材料与人类社会的发展

金属材料与人类社会的发展

概要：

金属是人类历史发展中最不可或缺的材料，更是人类社会进步的关键所在，本篇论文将围绕金属在人类社会中的地位，应用等方面展开。主要论述金属材料与人类社会之间的关系，回顾金属过去在人类历史中的作用，分析其在现代社会的地位，并且展望金属才来的在未来的发展前景。

正文：

从100万年以前,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。1万年以前,人类对石器进行加工,使之成为器皿和精致的工具,从而进入新石器时代。现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器,在六千多年前已经冶炼出黄铜,在四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用陨铁制造兵器。我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁,比欧洲要早一千八百多年以上。18世纪,钢铁工业的发展,成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶,现代平炉和转炉镍管炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。至今,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。金属材料可以说是人类社会发展的全称见证者，我之所以那么说，是与他在人类社会各个转型期所起到的举足轻重的作用所分不开的。作为人类最早发现并开始加以利用的一种材料，金属可以说从方方面面影响着人类的历史发展进程。从最初把金属打造成狩猎武器到如今人类的生活已完全离不开金属，可见金属早已融入了整个人类社会，那么金属在人类社会中的过去，现在和将来又会是什么样的呢？

金属的在人类社会的过去时中扮演的角色多为一个时期的社会性质的缩影。如新石器时代，青铜器时代等等，而之所会如此为这些时代命名，归根结底，最主要的原因，便是人类在这一石器开发出了某种新的金属，而这一金属几乎决定了人类在这一时期的文明发展进程。如在战国石器，由于铁器的发明和使用，既解放了农村的大量生产力，又在投入战争使用后，大大缩短了战争的进程，从而加速了整个国家的统一，结束了乱世的局面，使得我国文明在一段动荡时期后能够继续得以正常的发展。其中，金属在武器方面的贡献主要在冷兵

器的铸造上，又犹以石制兵器和青铜兵器为最。石兵器时期从原始人学会制作劳动工具--石斧、石刀等开始，到夏朝青铜兵器问世以前，大约历经五六十万年之久。从出土的石兵器判断，中国最古老的兵器是古代猿人采集石英石、砂岩、煌石等原料，经过敲打、磨制而成的。有扁、圆、方、关各种不规则形，有带刀的，有呈校状的。我们的祖先正是依靠那些既是劳动工具又当防卫武缴的器具，围兽捕猎，刀耕火种，顽强生存并得以进化发展的。到旧石器时代末期，人们已能制造出可安装竹木桶的石矛、标枪、石斧等兵器，进而发明了抛射兵器--弓箭。这充分显示出中国古代劳动人民的聪明才智和精湛技能，人们就此告别愚昧走向文明。新石器时代，石兵器的制造技术已有很大进步，种类日渐增多。而青铜兵器时期从夏朝算起一直延续到春秋战国。这一时期伴随我国的奴隶制社会，从兴盛走向没落。在商朝青铜文化日益繁荣的盛况下，青铜兵器迅速崛起，很快成为奴隶主贵族士大夫阶层掌握的工具，并彻底取代了古老的石兵器，成为车战时代军队中装备的主要兵器。因而可见，金属材料在古代社会是有着举足轻重的地位的。而人们在意识到这点后，也加大了利用的幅度，这也在一定程度上促进了金属冶炼技术的发展。两者是相辅相成的。

时间来到了现代，虽然金属已不再像过去那样有着决定社会性质或是国家兴亡的能力，但依然在如今的社会有着自己的一片天地。不同于过去人们一直比较长期利用的传统金属，如铜，铁等，如今的人类，已经开发出了绝大多数金属在现代社会的各种用途，相比于那些传统金属在人类社会中的用途比较单一。现代社会中，由于各种高科技技术的迅猛发展，在交通，武器，文化甚至是艺术等诸多方面都有了金属的身影，而且在这些领域都有着举足轻重的重要。同样是金属，又为何在古今几千年中，会如此快的如此广泛的渗透进人类的生活中呢？

在我看来，这时由于金属得天独厚的各种优势所造成的，如塑性，耐久性，硬度等，而利用其中的一些特性，恰好能够迎合一些新科技发展的需要，使得金属材料在现代的应用也更加与时俱进。比如在航天航空技术的很多方面便需要金属的参与，锂是世界上最轻的金属元素。把金属锂作为合金元素加到金属铝中，就形成了铝锂合金。加入金属锂之后，可以降低合金的密度，增加刚度，同时仍然保持较高的强度、较好的抗腐蚀性和抗疲劳性以及适宜的延展性。因为这些特性，

这种新型合金受到了航空、航天以及航海业的广泛关注。正是由于这种合金的许多优点，吸引着许多科学家对它进行研究，铝锂合金的开发事业犹如雨后春笋般迅速发展起来了。1983年在巴黎国际航空博览会上，世界上两家最大的铝合金生产企业--英国阿尔康铝业公司和美国阿尔考铝业公司，同时宣布研制成功新的革命性材料--铝锂合金。专家们认为，铝锂合金是从1943年发明铝锌系高强合金以来，铝合金研究和开发的又一个里程碑。据认为，目前许多先进的战斗机和民航飞机大都采用了这种合金。铝锂合金的成本大约只是碳纤维增强塑料的1/10。如果采用铝锂合金制造波音飞机，重量可以减轻14.6%，燃料节省5.4%，飞机成本将下降2.1%，每架飞机每年的飞行费用将降低2.2%。可以预料，随着材料科学的发展，将有越来越多的新型合金进入航空航天业、各个工业部门及千家万户。

因而可见，金属能在现代社会立足一是因为其本身具有的各种性质优势，第二点，也是最重要的一点，便是传统金属推动了社会的进步，从而使得人类又能力去不断的开发新兴的金属。这么看来，金属在人类社会的发展史，可以简化为传统金属促进了高科技发展，而高科技又推动了新兴金属在人类社会的应用。有了以上这两点，金属能在现今社会立足并得到重视也就不足为奇了。

那么在未来社会中，金属材料又会扮演着一个什么样的角色呢？可以预见的是，金属材料依然不会被人类忽视，甚至应该是更受到重视和发展。那么，他在未来社会能起到的作用又有多大呢?谁也无法断定未来的事。但是就金属材料从古至今的长期发展规律我们可以发现，金属在人类的应用历史，正呈现着一种不断减重的趋势，即人类所最为依赖和一种的金属质量正在逐渐减少。这其实并不奇怪，在人类日新月异的技术，几乎越是高端的技术，就越是追求精巧别致，比如如今火热的纳米技术，核能开发等。而金属作为传统的人类常用材料，自然也要跟上这一趋势。这也便是人类在利用金属的过程会渐渐向质量轻的金属去靠拢。从最初的铜铁，到之后的铝，到如今，未来最热门的金属已变为了镁，钛等轻金属，这些，既证明了人类社会的不断进步，同时也让金属的价值得到了越来越大的发掘和提高。而在这其中，稀土的金属的开发已成为了全世界的一个焦点，稀土金属又称稀土元素，是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称，常用R或RE表示。它们的名称和化学符号是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、

铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。稀土元素根据

他们性质上差异和分离工艺的要求一般分为轻稀土和重稀土两组，其中镧、铈、镨、钕、钜、钐、铕为轻稀土。稀土元素是典型的金属元素，它们的金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属，比其他金属元素都活泼，可与多种元素化合，且稀土金属的燃点很低，如铈165℃，钕270℃，极易与氧起反应。所有的稀土金属能在180℃-200℃的空气中被氧化成RE203型氧化物，稀土氧化物的熔点都很高，生成自由能负值很大，说明它们都是很稳定的化合物。由于稀土元素的特殊性质，决定了稀土的用途。钢铁工业中应用的主要是稀土硅铁合金(含

轻稀土混合金属20％-45％)，稀土硅铁镁合金(稀土金属6％-25％，镁7％-12％)，重稀土硅铁合金(含钇类混合稀土60％以上)。混合稀土金属(含轻稀土95％以上)，富铈或镧的稀土硅铁合金(Ce占70％

或La占50％以上)。其中炼钢生产中最常用的有两种，一是稀土合金，块状稀土硅铁合金，以前用于大包投入，大包压入，粉状一般用于大包内喷粉、模铸中注管喷粉等方法加入钢中；二是混合稀土金属，制成丝(φmm-φmm)或棒(≥φmm)，丝用于钢包、中注管或连铸结晶器，使用喂丝机喂入钢中，棒采用模内吊挂的方法熔入钢中。稀土金属包芯线作为线性添加材料的新品种，由于喂丝技术在炼钢生产中的广泛应用，必将得到进一步的发展。

可以肯定的是，在未来，随着人类生活中的不断需要，还会有更多的金属被开发出他独特的用途，成为人类社会中所必不可少的材料。也将同样引起未来科技的震荡，从而强力的推动社会的发展。好不夸张的说，未来社会人类能否生存，是否能利用好一些新兴金属将在很大程度上起着决定性的因素。因而，金属在未来的前景依然一片大好。

说了那么多，金属材料与人类社会进步的关系已不需多言，其体现的价值早已不再是简单一种人类所熟知的材料而已了。更多的，是一种社会进步的推动力。显而易见，金属材料的存在让人类的社会的进步加速了很多。而能够学会利用金属材料，毫无疑问，也是人类社会在不断前进中的一大幸事。所以，我们应该感谢金属材料在人类社会中起到的作用，也应更好的在未来利用好金属，让他的光芒更加闪耀。

论文体会：

因为我已经准备在大二开始选课金属作为自己的专业，所以很自然的我的这篇论文题目便落在了金属上。但因为金属所包含的方面是在太多，无论是他的性质或是用途，每一点都值得大书特书，但在我看来，金属的这些特点只有在为人类所用后才散发出了他独有的光芒，而这正是我这篇论文主题思想的来源，要把金属和人类对他的运用和他为人类所做的贡献结合起来阐述，才能最大限度的阐释清楚金属的性质。因而我的这篇论文把主题定为了金属材料和人类社会的发展。

其实这篇论文我也已经构思许久，关于金属和人类社会，有着很复杂的关系，要在一片论文里将其比较清晰的展现出来，这就要求这篇论文既要又详细，权威的资料数据，能够让人十分直观的了解的所叙述金属的特性，又必须让整片论文围绕着主题有一个十分清楚的思路，这样才能让读者不会一堆一堆的数据中迷失了整片论文的主题方向。在有了这样的考虑之后，我便结合自己的论文主题，决定把论文的主体按时间的发展顺序，分为过去，现在和未来，使的整片论文有了大致的框架，也让自己之后的论文编写在素材收集上更有方向性。

接下来论文写作的重心便是资料的收集上，在这方面我最大的体会便是切不可以盲目的去查阅资料，继而更不目的性的把通篇大论都抄下来。这样做只会使整片论文淹没在大段大段的数据资料中，而没有了自己个人的理解和想法，那么这篇论文也就没有了灵魂。因而资料的选择是尤为重要的。而我在这方面也做得十分小心谨慎，根据自己的论文框架，我并没有考虑把所有金属的性质都在这篇论文中展现。而是在每一个时代选取一个具有代表性的金属来进行举例分析，而这也是我在之前所构思的思路所带来的好处，能够让自己的材料的选择上更加游刃有余，为整篇论文的撰写奠定坚实的基础。

当然，更令我深有的体会的，是我在写这篇论文过程所学到的许多知识。由于我的论文很多事基于课堂知识所展开的，所以一开始我以为只要以书上的内容为主就足够了。然而在写的过程中我发现情况并非如此。许多金属的介绍不仅仅需要书上的知识，更需要课外自己去学习，这种学习，并不是搜集资料，而是自己通过搜集资料后再次通过资料来学习获得知识。只有这样，这些参考资料才能在被你理解的情况，在整篇论文被运用的得心应手，否则他们很可能会成为败笔。所以我在搜集资料前，往往都是自己先把这些文献学习一下，而不是一股脑的把他们王自己论文里搬。通过自己的筛选组合，把所需要的

资料和自己的论文配合后，使论文内容更加丰富。更重要的是自己在通过写论文的过程学到了很多的相关知识。

这样一篇5000字的论文，既是我这一个学期材概课的句号，更是我未来材料知识的学习的起点，把这篇论文作为自己之后专业学习的一个标尺，通过写这篇论文的过程，既要发现自己的不足，也要找到自己的一些优点，这样在大学未来的4年专业课学习中，才能让自己更有效率的去汲取知识，成为一名合格的材料学生。

参考文献：

《材料与社会进步》戚飞鹏著上海大学出版社

《中国古代冷兵器》郑轶伟著上海文化出版社

《铝合金及应用》潘复生张丁菲等著化学工业出版社

《航空航天材料》李成功恒志傅著国防工业出版社

《稀土材料学》刘光华著化学工业出版社

材料工程系10120052 王盛禾