工程材料的发展史
高速钢发展历史
高速钢是一种用于制造高速切削工具和刀具的材料，其发展历史可以追溯到19世纪末和20世纪初。
以下是高速钢发展历史的简要概述：
1. 高速钢的起源：高速钢最初是由瑞典化学家约翰·贝恩斯在1898年发明的。
他将钨、碳和其他元素混合在一起，形成了一种新的合金材料，具有较高的硬度和耐磨性。
2. 高速钢的发展：在高速钢的发展初期，它主要用于制造钻头和锯片等工具。
随着工业化的进程，高速钢逐渐应用于制造各种切削工具和刀具，如铣刀、刨刀、车刀等。
3. 高速钢的改良：为了进一步提高高速钢的性能，人们不断进行改良。
例如，在20世纪初，人们发现将钼添加到高速钢中可以提高其硬度和耐磨性。
此外，人们还通过改变合金成分和加工工艺，使高速钢的性能得到了更好的优化。
4. 高速钢的现代化：随着科学技术的进步，高速钢逐渐被其他新型材料所取代，如硬质合金和陶瓷材料。
但是，高速钢仍然在某些领域得到了广泛应用，如制造高精度的切削工具和刀具，因为它仍然具有优异的切削性能和耐磨性能。
总的来说，高速钢的发展历史可以说是一个不断改良和优化的过程，它的应用范围也在不断扩大。
虽然高速钢已经不再是现代工业中唯一的切削材料，但它仍然具有重要的地位和作用。
土木工程材料的发展历史
土木工程材料的发展历史土木工程材料的发展经历了多个时代，每个时代都有其代表性的材料和特点。
以下是各个时代的主要内容和特点概述。
1.天然材料时代在古代，土木工程中主要使用的是天然材料，如木材、石头、土壤等。
这些材料在当时不仅来源广泛，而且加工和利用方式也相对简单。
例如，木材被用于建造房屋、桥梁等，石头则被用于制作工具、武器等。
虽然这些材料的使用在一定程度上取得了成功，但也存在一些问题，如易腐烂、强度不高、不耐久等。
2.水泥与混凝土时代19世纪初，水泥和混凝土的发明为土木工程带来了革命性的变革。
水泥是一种无机胶凝材料，具有良好的力学性能和耐久性，而混凝土则是由水泥、砂、石等材料混合而成的复合材料，具有较高的强度和耐久性。
这些材料的出现为土木工程提供了更为可靠、耐用的建筑材料，推动了土木工程的发展。
3.钢材与混凝土时代20世纪初，钢材和混凝土的发明和应用进一步推动了土木工程的发展。
钢材具有高强度、良好的塑性和韧性，而且耐腐蚀、耐高温。
而混凝土则被用作承重结构和防护材料，具有高强度、耐久性和防火性能好的特点。
在土木工程中，钢材和混凝土的组合应用使得建筑物和结构物的强度和跨度都有了质的飞跃。
4.高分子材料时代20世纪中叶，高分子材料的出现为土木工程提供了新的选择。
高分子材料具有轻质、高强度、耐腐蚀、易加工等特点，被广泛应用于建筑结构、防水材料、装饰材料等领域。
例如，塑料、合成橡胶等高分子材料可用于制作防水卷材、保温材料等，同时也为土木工程师提供了更多的设计选择。
5.复合材料时代复合材料的出现进一步丰富了土木工程材料的种类和性能。
复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料组成的，这些材料通过特殊的工艺手段结合在一起，以获得更好的性能。
例如，钢筋混凝土就是一种典型的复合材料，它结合了钢筋和混凝土两者的优点，具有更高的强度和耐久性。
此外，碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等也相继问世，进一步推动了土木工程的发展。
6.绿色建筑材料时代随着人们对环境保护意识的不断提高，绿色建筑材料逐渐成为了土木工程领域的热点。
建筑材料的发展史
2、干燥硬化、结晶硬化、碳酸化硬化 不宜用于长期处于潮湿或反复受潮的地方？ 使用时，掺入填充材料，如砂、纤维材料？
三、石灰的技术要求：
1、评定其质量标准： 活性氧化钙和氧化镁含量的高低、欠火 石灰与过火石灰及其他杂质含量的多少
2、三个等级的划分： 优等品、一等品、合格品
❖ 提高混凝土耐久性的措施： 1. 选择合适品种的水泥； 2. 控制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量； 3. 选用优质骨料，改善骨料级配； 4. 掺外加剂； 5. 严格控制施工质量，保证混凝土的均匀、密
实。
第五节 混凝土外加剂
一外加剂的掺量： ——不大于水泥质量的5%
二、外加剂的种类及功能： 减水剂、早强剂、引气剂、缓凝剂、膨胀
2，行业标准
——分为： 建筑材料（JC） 建筑工程（JGJ） 石油工业（SY） 冶金工业（YB）
六，学习方法
是一门重要的专业基础课； 是学习其他课程：结构、施工、预算等
专业课程的基础。 学习的主线：成份------组成------性质和
特征------性质的影响因素------应用 应用（检测、验收、选用）
料的性质（合理砂率、最佳砂率）
3、改善砼拌合物工作性的措施
1) 在水泥浆不变的情况下，适当增加水泥 浆的用量。
2) 选用合理的砂率。 3) 改善砂石的级配，采用连续级配。 4) 调整砂石的粒径。 5) 掺加外加剂，改善工作性。 6) 尽量缩小新拌混凝土的运输时间。
第四节 硬化砼的技术性质
一、混凝土的强度 抗压强度：脆性材料；判定质量的标准 1、普通混凝土受压破坏的特点： 2、混凝土的抗压强度及强度等级： ——据立方体抗压强度，划分为12个强
度等级，以C表示，从 C7.5,C10,C15,C20……C50，C55，C60 ——轴心（棱柱体）抗压强度
谈土木工程材料的历史演变与现状及发展趋势
谈土木工程材料的历史演变与现状及发展趋势土木工程材料是土木工程中的重要组成部分，它的发展历史可以追溯到人类第一次开始建造房屋和桥梁的时候。
随着科学技术的不断进步和人们对建筑质量和耐久性要求的提高，土木工程材料也经历了从简单的天然材料到复杂的工程材料的演变，为建筑和城市发展提供了强大的支撑力量。
本文将从土木工程材料的历史演变、现状以及未来发展趋势等方面展开探讨。
一、土木工程材料的历史演变1.天然材料时代最早的土木工程材料是以天然材料为主，主要包括木材、石材、黏土等。
在建筑房屋和修建桥梁时，人们主要使用这些天然材料，因为这些材料容易获取，且性能稳定，能够满足基本的建筑需求。
2.人工合成材料时代随着工业革命的到来，人们开始尝试合成新的建筑材料，如水泥和钢铁等。
水泥是一种用于粘结材料的粉状物质，通过混合水和颗粒状的材料，可以形成石灰石、粘土和砂等材料，进而形成水泥混凝土。
而钢铁则是一种高强度的金属材料，可以用于构建桥梁和大型建筑结构。
这些人工合成材料的出现，为土木工程领域带来了革命性的变革。
3.新型复合材料时代近年来，随着科学技术的不断进步，新型复合材料开始在土木工程领域得到广泛应用。
这些新型复合材料具有良好的耐腐蚀性、抗风化性和抗压性，可以在特定的环境条件下发挥出更好的性能，因此受到了广泛关注。
玻璃纤维增强塑料（GFRP）在桥梁和隧道工程中得到了广泛应用，它具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，大大提高了工程结构的使用寿命和可靠性。
新型复合材料在土木工程领域也有了一定的应用。
在海洋工程和航空航天领域，碳纤维增强复合材料可以替代传统的金属材料，减轻结构重量，提高强度和耐久性，因此在土木工程领域具有巨大的潜力。
1.可持续发展材料随着人们对环境保护意识的增强，可持续发展材料将是未来土木工程材料的发展方向之一。
可持续发展材料是指在生产、使用和回收过程中对环境影响较小的材料，如可降解材料、再生材料等。
这些材料不仅可以减少资源浪费，还可以降低对自然环境的破坏。
谈土木工程材料的历史演变与现状及发展趋势
谈土木工程材料的历史演变与现状及发展趋势1. 引言1.1 土木工程材料的重要性土木工程材料是土木工程建设中必不可缺的重要组成部分。
它不仅直接影响土木工程项目的质量、安全性和持久性，也对环境和社会产生深远影响。
土木工程材料的质量直接关系到工程项目的稳定性和耐久性，如果采用低质量的材料可能会导致工程质量问题，甚至发生安全事故。
选择合适的土木工程材料对于工程建设至关重要。
随着社会经济的发展和人们对生活质量的要求不断提高，土木工程材料的应用范围也在不断扩大。
为了适应工程建设的需要，土木工程材料必须不断创新和改进，以满足工程项目对材料性能的需求。
研究和发展高性能、环保、经济适用的土木工程材料是当前土木工程领域的重要课题之一。
土木工程材料在工程建设中的重要性不言而喻。
它直接影响着工程项目的质量和安全性，体现了一个国家或地区的工程建设水平和技术实力。
对土木工程材料的研究和应用必须引起高度重视，促进其不断创新和发展，以推动土木工程行业的持续发展。
1.2 土木工程材料的历史演变土木工程材料的历史演变是一个经历了数千年发展过程的领域。
早在古代，人类就开始使用土壤、石块、木材等自然材料来建造简单的住所和基础设施。
随着社会的不断发展，人们开始探索更加耐久、稳固的建筑材料。
在古代埃及文明时期，人们开始利用灰泥、砖石等材料建造金字塔和神庙，这标志着土木工程材料的技术进步。
随着罗马帝国的兴起，混凝土的应用得到了推广和发展，这使得建筑结构更加稳固耐久，为古罗马建筑的繁荣奠定了基础。
中世纪时期，石材成为主要的土木工程材料，大教堂、城堡等庄严建筑的兴建也推动了石材工艺的发展。
随着工业革命的到来，铁、钢等金属材料的应用开始逐渐增多，大型桥梁、高楼大厦等建筑得以实现。
近现代，随着科技的进步和材料工程的发展，新型材料如钢筋混凝土、玻璃纤维增强材料等被广泛应用于土木工程领域，为建筑结构和基础设施的设计和施工提供了更多的可能性。
土木工程材料的历史演变充分体现了人类对建筑材料的不断探索和创新，为现代建筑工程的发展奠定了重要基础。
《工程材料》工程材料的发展及范围
镁铝合金叶轮
镁铝合金手机壳
13
《工程材料》化学工业出版社 伍强主编
材料快速成型技术和材料表面处理技术在我国 得到迅速发展。
分层实体快速成形减速机箱体原型
熔融沉积快速成形叶轮原型
激光表面淬火、激光熔涂技术已在汽车发动机缸 套、凸轮轴、石油抽油管、纺织用锭杆等零件的表面 强化上得到应用。
《工程材料》化学工业出版社 伍强主编
《工程材料》化学工业出版社 伍强主编
7
新材料新工艺迅速发展
高分子材料迅速发展 陶瓷材料引人注目 复合材料前途广阔 功能材料发展很快
《工程材料》化学工业出版社 伍强主编
8
涤纶安全带
尼龙齿轮
从20世纪60年代到70年代，高分子材料每年以14％ 的速度增长，而金属材料的年增长率仅为4％。到70年代 中期，全世界的高分子材料和钢的体积产量已经相等； 除了用作结构材料代替钢铁外，目前正在研究和开发具 有良好导电性能和耐高温的高分子材料。
《工程材料》化学工业出版社 伍强主编
历史上，从使用天然非金属材料发展到 使用金属材料，标志着社会的进步和发展。 在发展高性能金属材料的同时，迅速发展和 应用人工非金属材料，标志着现代技术的进 步。
《工程材料》化学工业出版社 伍强主编
人类正在进入人工合成非金属材料和复 合材料的新时代。因此“金属学”已不能全 面反映目前材料的研究、生产和应用中的问 题，因而形成了一门新兴的“材料科学”。 这门学科研究所有固体材料的成分、内 部结构和性能之间的相互关系。“工程材料” 涉及的范围只是固体材料领域中有关工程结 构、机械零件和工具制造，主要是要求力学 性能的材料，并研究这些材料的成分、内部 结构、性能和应用之间的关系。
谈土木工程材料的历史演变与现状及发展趋势
谈土木工程材料的历史演变与现状及发展趋势土木工程材料是指用于建造基础设施或进行土木工程的材料，主要包括水泥、混凝土、钢筋、钢材、砖石等。
这些材料的历史演变与现状以及发展趋势，是土木工程领域长期以来一直受到关注的话题。
历史演变在人类发展初期，人们主要使用自然材料如木材、石头和泥土进行建筑。
到了公元前4000年，埃及人开始使用石灰和粘土来建造金字塔，这被认为是人类建筑史上的重要节点。
公元前3000年左右，古巴比伦人发明了砖石建筑，这样的材料在那个时候代表着最先进的技术。
在公元前300年，罗马人发明了水泥，并使用它来修建耐水的水道、浴室和其他基础设施。
这使得罗马城成为古代世界上最先进的城市。
到了19世纪，混凝土和钢筋混凝土材料的发明，使得建筑和基础设施建设有了质的飞跃。
随着化学、材料科学和新技术的发展，越来越多的革命性材料相继问世，如高性能混凝土、基于复合材料的建筑材料等。
现状目前，土木工程材料呈现出多元化与复合化的趋势。
水泥、混凝土、钢筋等传统材料在建筑行业中仍广泛使用，但也面临着一系列挑战，如能源消耗、碳排放、自然资源浪费等难题。
在此背景下，越来越多的新材料源源不断地涌现出来，如新型混凝土、玻璃纤维、碳纤维、耐磨材料、高强度钢材等。
这些材料的发展具有多元化和专业化的特点，结合先进的技术和科学原理，有望在建筑领域中扮演越来越重要的角色。
发展趋势从建筑材料的发展趋势来看，无疑是向着更高强度、更耐久、更环保的方向发展。
这不仅要求新型材料具有更好的机械性能，还要求材料的生产、使用过程中能够减少对环境的影响。
在未来，建筑材料还需要满足更加严格的性能要求。
例如，在海洋深埋油气管线使用的钢管材料，需要同时具有高强度和高耐腐蚀性能；在建造高层建筑时，需要具备更好的防震性和耐火性能。
总的来说，未来土木工程材料的发展将更加注重技术革新和环境保护，材料的性能将更加优越，应用范围也将进一步扩大。
谈土木工程材料的历史演变与现状及发展趋势
谈土木工程材料的历史演变与现状及发展趋势土木工程材料是土木工程领域中重要的基础材料，它的发展经历了漫长的历史过程。
本文将从历史演变、现状以及发展趋势三个方面来讨论土木工程材料。
土木工程材料的历史演变。
古代人们开始使用土石材料进行建筑，如石块、黏土等，这些材料具有一定的强度和耐用性，但在抗压、抗拉等方面性能较差。
随着科技的进步，人们开始研发新型材料，如钢铁、混凝土等。
19世纪末，混凝土得到了广泛应用，成为了土木工程建筑的主要材料。
20世纪初，钢结构技术的发展，使得钢材成为重要的土木工程材料。
土木工程材料的现状。
目前，土木工程材料主要包括混凝土、钢材、木材以及新型材料等。
混凝土仍然是土木工程建筑的主要材料，它具有耐久性好、抗压强度高等优点，但在抗拉强度等方面仍有待改进。
钢材具有高强度、轻量化等优势，广泛应用于桥梁、高层建筑等领域。
木材具有易加工、可再生等特点，在一些特定场合仍然得到应用。
随着科技的进步，新型材料如复合材料、高性能混凝土等也在土木工程中得到了应用。
土木工程材料的发展趋势。
随着人们对环境保护的要求越来越高，可持续发展成为了材料研发的重要方向。
在土木工程材料中，绿色环保材料将得到更加广泛的应用，如利用废弃物资源开发新型材料、降低能源消耗等。
高性能材料也是未来的发展趋势，人们需要更高强度、更轻量化的材料来满足工程项目的需求。
智能材料也将成为未来发展的重点，如自修复材料、传感材料等，它们能够提高土木工程材料的耐久性和安全性。
土木工程材料经历了漫长的历史演变，从传统的土石材料到现代的混凝土、钢材等，不断地满足工程项目的需求。
未来，土木工程材料将更加注重环境保护和可持续发展，并向着高性能和智能化的方向发展。
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湖南省生物机电职业技术学院 ISAS文档
ISAS 题 目: 专 业： 班 级： 指 导 教 师： 小 组 成 员： 工程材料的发展史 机电一体化技术 一体化12344班 欧赵福
目
录
1、 材料发展的推演 2、 天然材料——石器 3、 无机非金属材料——陶器 4、 瓷器时期 5、 青铜器时期 6、 铁器时期 7、 钢材料 8、 有色金属 9、 高分子材料 10、复合材料 11、新材料的展望
没有材料科学的发展，没有新材料的出现，就不会有 高薪技术产品的出现，也就失去了人类社会进步的物质基 础。
总结
人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。历史上,材料被 视为人类社会进化的里程碑。对材料的认识和利用的能力,决定着 社会的形态和人类生活的质量。历史学家也把材料及其器具作为划 分时代的标志:如石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料 时代„„ 材料是人类社会生活的基础，材料的发展引起时代的变 迁，推动人类社会进步，在知识经济新时代，材料与能源和信息并 列为现代科学技术的三大支柱，其作用和意义尤为重要。 在人类社会的发展与进步过程中，材料是一个带有时代和文明 标志的基础。人类和材料的关系非常广泛，衣食住行等都离不开对 材料的应用。人类文明的发展史，就是一部利用材料、制造材料和 创造材料的历史。材料是人类一切生产和生活活动的物质基础，历 来是生产力的标志，人类社会进步的里程碑。对材料认识和利用的 能力，决定社会形态和人类生活质量，所以人类从没中断过追求更 好的材料，让材料具有更优异的性质或新的功能来满足人类社会发 展中层出不穷的新需要和追求。一种新材料的出现，常常引起生产 力大发展推动社会进步。正是如此，才有了今天人类丰富多彩，璀 璨夺目的世界与文化。
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青铜戈
青铜头盔
越王勾践剑
青铜工具
青铜犁 青铜斧 春秋初期，出现大量青铜工具（斧、锯、凿、锥等）青铜农具 (锄、铲等）。青铜工具极大促进农业技术的提高，相关的冶炼技 术获得飞速发Байду номын сангаас。
其它青铜制品
爵 商
秦 马 始 踏铜 皇 飞 奔 秦陵 燕 铜 马 ） 马 汉 车
(
13
六、铁器时期
铁是地球上储量居于第三的元素（前两位为硅、铝），来源于 大型恒星的聚变。 中国同埃及、美索不达米亚等古国一样，对铁的认识都是从陨 铁开始的。
贝塞麦在舍菲尔德开办的炼钢厂 H.Bessemer 不锈钢的发明是材料发展史上又一项重大成就，从20世纪20年 代开始工业规模生产，为化学工业的发展做出重大贡献。 高 速 钢 不锈钢容器 不锈钢管
钢的应用
埃菲尔铁塔
旧金山金门大桥
建筑
设备
8、有色金属
近代以来，人们除了发展钢材料以外，还进一步发展了金、银、 铜、钛、铝、镁、钼等有色金属及其合金材料。全世界每年金属材 料总产量约达八亿吨，其中黑色金属占95％，有色金属只占5％。 有色金属资源的可开发和利用，不只是对钢铁材料的补充，更 重要的是可发挥和开发钢铁材料部具备的各种特殊性能。
丝绸
波音787是世界上首款主题结构采用 碳纤维复合材料制造的大型客机
奔驰SLR跑车车身由碳纤 维符合材料制成
酚 醛 树 脂
绝 缘 层 压 料
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高分子材料发展迅速，对人类生活各领域影 响之深入和广泛，在当前各高新技术中发挥作用 之重大，是一般传统材料难以比拟的。 没有高分子材料，探测宇宙的空间飞船、高密 度存储光盘、飞机跨越太平洋的不停站飞行、飞 行器的红外线隐身，都只能是停留在脑子里的幻 想。
一、材料发展的推演
天然材料 → 陶瓷 → 青铜 → 铁 → 钢 → 有色金属→ 高分子材料 → 新型材料 → →
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二、天然材料——石器
天然的材料包括竹、木、骨、牙、皮、毛、石等材料，它们在 自然界中大量存在，人类可以直接从自然中获取。经过简单的加工 就可以为人类所用。大约在25000年前，人类就学会使用材料。那 时人类只能利用岩石、树木、兽皮、骨骼等天然材料并进行粗糙加 工，除此之外别无他物。
世界最早的铁 铁器农具 湖北当阳铁踏 器 石梯铁器 中国冶炼历史比欧洲早1900年，春秋战国时期发明了生铁冶炼
陨铁
技术，用铁水浇铸成农具、工具，大量使用。 铁器的广泛使用，使人类的工具制造进入了一个全新的领域， 生产力得到极大的提高。铁器使一些民族从原始社会发展到奴隶社 会，也推动了民族脱离奴隶制度的枷锁而进入封建社会。
骨针
竹筷
石制品
皮毛制品
从挖掘的人类当年所使用的各种用途的锋利石片，可想象人类 元祖的艰苦和聪明。
石 刀 石 斧 石 针
三、无机非金属材料——陶器
陶器是人类创造的第一种无机非金属材料，是人类第一次有 意识地创造发明自然界没有的，并且具有全新性能的“新”材料， 从此人类离开上天的赐予而进入自力创造材料的时代。
铝合金航空材料
铝合金轮廓
18
有色金属的应用
铜衬电路板
稀土永磁合金
锆壳核燃料管
镁合金发动机部件
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九、高分子材料
从人类文明出现以来，高分子材料就一直陪伴着人们。天然高分 子，如丝、皮、毛等从远古开始就被人们发现并利用。人们不断改 进加工技术，将木、棉、麻、丝、皮、毛等用于建筑、工具、用品、 纺织、造纸、制衣制革、防寒制品。
七、钢材料
含碳量在0.0218％—2.11％之间的铁碳合金称为钢，强度较高， 用途更广。 两汉是中国古代炼钢技术的大发展时期，如生铁脱碳钢、炒钢、 百炼钢等都是在这个时期发展的。
汉军主战兵器-环首长刀(百炼钢打制） 现代炼钢起始于1856年英国人H.Bessemer发明的酸性底吹转炉 炼钢法，该法首次解决了大规模生产液态钢的问题，奠定近代炼钢 工艺方法的基础。
花果纹梅瓶（永乐青花）
五、青铜器时期
我国青铜的冶炼在公元前2140--1711年开始，目前考察已可追 溯到公元前3600。
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四羊方尊
商
鼎
周
青铜器的最大贡献在于社会秩序的建立，西周中晚期有严格的 列鼎制度，用形状花纹相同而大小依次递减的奇数组鼎来代表贵族 身份。人类文明第一次将人与工具的意义联系起来。 青铜武器 青铜的一个重要用途就是铸造武器
复合材料电缆支架
碳纳米管材料复合材料
再生树脂复合材料
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11 新材料的展望
新型材料是知识密集、技术密集、资金密集的一类新 兴产业。新型材料的发展与新技术密切相关，新型材料 是多学科互相交叉和渗透的结果，种类多，更新换代快。 未来新型材料能够促使生产力得到极大的提高，推动 人类社会的发展；新兴材料是现代国民经济各行各业发展 的基础；新型材料是国防现代化的保证；新兴材料是科技 进部的关键。
可以预言，在人类面临能源和资源挑战的21世 纪，高分子材料将为人类社会做出更大的贡献。
21
10
复合材料
20世界人类进入了新材料时代，衣、食、住、行以及科学技术 的发展都离不开新材料，同时也出现了各种材料的复合技术。金属 与无机材料的复合、金属与高分子材料的复合、无机材料与高分子 材料的复合。
金属无机复合材料
半坡变体乌纹盆
半坡小口尖底 瓶
半坡陶盆
恩格斯论述：人类从低级阶段向文明阶段的发展史从学会制陶开 始的。
龙 山 白 陶 瓶
兵马俑
猪纹陶盆
商 酒陶尊
唐
三彩佣
四、瓷器
瓷器作为中华文明的象征，大量流传。9世纪至阿拉伯国家， 13世纪传到日本，15世纪传到欧洲，以其富美绝伦征服西方。
青
花
瓷
中国瓷器
瓷器中的三彩