浅谈材料历史发展与材料成 型技术

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材料科学发展的历史

材料科学发展的历史

材料科学发展的历史材料科学是一门研究材料的结构、性能和制备方法的学科,它对于现代工业、科技和生活的发展起到了重要的推动作用。

本文将详细介绍材料科学发展的历史,从古代到现代,探讨材料科学的里程碑和重要突破。

1. 古代材料科学的起源古代人类从事材料科学的研究可以追溯到石器时代。

当时的人类利用石头、木材、骨头等天然材料制作工具和武器。

随着冶金技术的发展,人类开始使用金属材料,如铜、铁等。

古代人们的经验和实践为后来的材料科学奠定了基础。

2. 工业革命时期的材料科学18世纪的工业革命推动了材料科学的发展。

当时,人们开始使用煤炭和石油等化石燃料,同时发明了蒸汽机和纺织机等机械设备。

这些新的技术和材料的使用对工业生产产生了巨大影响。

随着对材料性能和制备方法的研究,材料科学逐渐成为一个独立的学科。

3. 20世纪的材料科学突破20世纪是材料科学发展的关键时期,许多重要的突破和发现在这个时期取得。

例如,1905年爱因斯坦提出了光电效应理论,为半导体材料的研究奠定了基础。

20世纪50年代,人们发现了半导体材料的PN结构,为现代电子器件的发展奠定了基础。

此外,人们还发现了许多新的材料,如塑料、合金等,这些材料在航空航天、电子、医疗等领域得到了广泛应用。

4. 当代材料科学的发展趋势随着科技的进步和社会的发展,材料科学正面临着新的挑战和机遇。

目前,人们对材料的研究重点逐渐转向功能材料、纳米材料和生物材料等领域。

功能材料可以根据需求调控其性能,如光学、磁学和电学等特性。

纳米材料具有特殊的物理和化学性质,广泛应用于能源、环境和生物医学等领域。

生物材料是一种可以与生物体相容的材料,用于医疗和组织工程等领域。

总结:材料科学的发展经历了漫长的历史,从古代的石器时代到现代的纳米材料和生物材料,人们对材料的研究和应用不断取得突破和进步。

随着科技的进步和社会的发展,材料科学将继续发挥重要的作用,为人类的生活和工业生产带来更多的创新和进步。

材料科学的历史与发展趋势

材料科学的历史与发展趋势

材料科学的历史与发展趋势材料科学作为一门综合性的学科,涉及到各种物质的性质、结构以及应用。

它的发展历史可以追溯到人类开始使用工具的时代,而如今,材料科学已经成为现代科技发展的支柱之一。

本文将回顾材料科学的历史,并展望其未来的发展趋势。

材料科学的历史可以追溯到古代人类的生活需求。

人类早期使用的工具主要是利用天然材料制成的,如石头、木材和兽皮等。

然而,随着冶金技术的发展,人类开始了对金属的探索和利用。

青铜时代的到来标志着金属材料的应用,这使得人类的工具更加坚固和耐用。

此后,人类进一步探索了其他金属和材料,如铁、钢等,从而推动了社会的进步和发展。

在18世纪和19世纪,科学技术的迅速发展催生了工业革命,也为材料科学的进一步研究提供了契机。

光学显微镜的发明使得科学家们开始研究材料的微观结构和组织,从而开启了材料科学领域的新篇章。

通过对材料的结构与性能关系的探究,科学家们能够设计和开发出更好的材料,满足工业和社会的需求。

随着20世纪科学技术的飞速发展,材料科学进入了一个新的时代。

新材料的发现和应用逐渐改变了人们的生活。

在20世纪初期,发现了诸如塑料和合金等新材料,它们具备了独特的性能和应用。

而在20世纪后半叶,纳米材料的研究和应用成为热点。

纳米材料具有较大的比表面积和尺寸效应,表现出与传统材料不同的物理和化学特性。

纳米材料的研究在电子、光学、医疗等领域有着重要的应用,为科技进步提供了新的可能性。

未来,材料科学的发展趋势可以从以下几个方面来预测。

首先,随着科学技术的不断突破,新材料的研究将更加注重可持续性和环保性。

传统材料的生产和使用往往对环境造成不可逆的损害,因此,探索更加环保和可持续的材料成为材料科学的重要方向之一。

其次,功能性材料的研究将得到进一步发展。

功能性材料是一类能够改变其物理、化学或生物性能的材料,如智能材料、超导材料等。

这些材料在医疗、能源、传感器等领域具有广泛的应用前景,将为人类社会带来更多的便利和创新。

材料发展的历史演变过程

材料发展的历史演变过程

材料发展的历史演变过程材料是人类社会发展的基础,随着人类文明的进步,材料的发展也经历了漫长的历史过程。

本文将从材料发展的历史演变过程出发,探讨材料在不同时期的应用和发展。

一、古代材料的发展在古代,人类主要使用天然材料进行生产和生活。

最早的材料可以追溯到石器时代,人们利用石头制作石器,满足了基本的生存需求。

随着时间的推移,人类开始利用其他天然材料,如木材、兽皮、骨头等,制作工具和器具。

随着冶炼技术的发展,人类开始使用金属材料,如铜、铁等。

这一时期的重要突破是青铜器的出现,青铜器在古代文明中扮演了重要的角色,不仅用于生产和生活,还作为贵族和统治者的象征。

二、工业革命与新材料的兴起18世纪的工业革命是材料发展的重要转折点。

随着机械化生产的兴起,对材料的需求量大幅增加。

在这一时期,人们开始使用新的材料,如铁、钢、煤等。

铁和钢的广泛应用推动了工业化的进程,煤成为主要的能源来源。

19世纪末,化学工业的快速发展带来了新一轮的材料革命。

人们发现了许多新的材料,如橡胶、塑料、合成纤维等,这些材料具有良好的性能和广泛的应用领域。

塑料的发明改变了人们的生活方式,合成纤维的出现使纺织工业迈上了新的台阶。

三、现代材料的多样化20世纪以来,材料科学和技术取得了巨大的进步,各种新材料相继问世。

金属材料方面,高性能合金、超导材料、稀土材料等应运而生,为航空航天、能源、电子等领域提供了重要支持。

在非金属材料领域,先进陶瓷材料、复合材料、纳米材料等成为研究热点。

先进陶瓷材料具有优异的耐高温、耐磨损性能,广泛应用于航空、军事等领域。

复合材料由两种或多种不同材料组合而成,具有轻质、高强度等特点,被广泛应用于汽车、船舶等领域。

纳米材料具有特殊的物理、化学性质,被广泛应用于电子、医药等领域。

生物材料也成为材料科学的重要分支,人工骨骼、人工心脏瓣膜等生物材料的研发和应用为医学领域带来了巨大的突破。

四、未来材料的展望随着科技的不断进步,人们对材料的需求也在不断提升。

工程材料的历史、现状与发展

工程材料的历史、现状与发展

工程材料的历史、现状与发展工程材料的历史、现状与发展§1 工程材料的历史、现状和发展材料:人类用以制作有用物件的物质新材料:主要是指最近发展起来或正在发展之中的具有特殊功能和效用的材料。

人类先后经历了:石器时代——铁器时代——钢铁时代(高分子时代半导体时代先进陶瓷时代复合材料时代),这说明以学一种类材料为主导的时代已经一不复返了。

材料的发展已进入丰富多采的时代,而以保护资源、环境和生态为目的的材料设计思想已形成新的潮流,即“生态环境材料”。

材料分类:金属材料无机非金属材料(陶瓷)有机高分子材料复合材料一、金属材料1、特点:由于其主要通过金属键结合而成,因此金属有比高分子材料高得多的模量,有比陶瓷高得多的韧性、可加工性、磁性和导电性。

2、近年来金属材料的纵深发展:1)高纯材料2)高强度及超高强度金属材料3)超易切削钢和超高易切削钢4)硬质合金和金属陶瓷5)高温合金与难熔合金6)纤维增强金属基复合材料7)共晶合金定向凝固材料8)快速冷凝金属非晶及微晶材料9)有序金属间化合物10)超细纳米颗粒金属材料11)形状记忆合金12)贮氢合金3、金属材料的发展趋势二、无机非金属材料(陶瓷ceramic)的特点陶瓷是泛指一切经高温处理而获得的无机非金属材料,除先进(特种)陶瓷外,还包括玻璃、搪瓷、水泥和耐火材料等。

从狭义上讲,用无机非金属化合物粉体,经高温烧结而成,以多晶聚积体为主的固态物均称为陶瓷,即先进的陶瓷。

先进陶瓷的化学键是由共价键与离子键组成,具有优良的耐高温、耐磨、耐腐蚀的特点。

三、复合材料的特点复合材料,是指由不同材料组合而成,在新制成的材料中,原来各材料的特性得到了充分的应用,而且复合后可望获得单一材料得不到的新功能材料。

近代复合材料包括:1、软质复合材料,具有高强度、高质量的特点。

如橡胶与纺织材料结合在一起,人造丝、尼龙、金属纤维2、硬质复合材料,“玻璃钢”代表(又增强纤维与合成树脂制成的复合材料。

材料的发展历程

材料的发展历程

材料的发展历程材料的发展历程可以追溯到人类最早的文明时期。

在古代,人们主要使用天然材料如石头、骨头、木材、皮革等进行生产和生活。

然而,随着科学技术的进步和人类对物质世界的探索,材料的种类和性能得到了不断提升和改善。

以下是材料的发展历程的主要阶段:第一阶段:原始材料的使用在人类文明刚起步的时期,人们主要使用可自然获得的原始材料。

比如,石器时代使用石头制作工具;青铜时代使用铜和锡合金制作武器和器具;铁器时代使用铁制品等。

这些原始材料在当时的技术条件下,能够满足人们的基本需要,帮助人们改善生产和生活。

第二阶段:金属和合金的应用随着冶金技术的进步,人们开始掌握金属和合金的制造方法。

金属提供了更强、更耐用的材料基础,广泛用于战争、交通、建筑等领域。

人们发现了铜、铁、铝等金属的应用,并通过冶铜、冶铁等工艺将其加工成合金,如铜锡合金青铜和铁碳合金钢。

这些金属和合金的出现使人类工业和技术水平提升到一个新的阶段。

第三阶段:无机非金属材料的开发随着工业革命的到来,人类在无机非金属材料的开发和应用上取得了突破性进展。

比如,人们发现了矾石制取铝,发明了水泥和混凝土等建筑材料,使大规模建造成为可能;石英、玻璃纤维等材料的应用使得电气设备和通信技术得到了发展。

第四阶段:高分子材料的兴起20世纪初,合成高分子材料成为材料科学的重要突破。

人们发现了合成橡胶、合成纤维和塑料等材料,它们具有轻质、耐磨和可加工性好的特点,广泛应用于工业和日常生活。

合成高分子材料的出现改变了人们对材料的认识和使用方式,为现代材料科学的发展奠定了基础。

第五阶段:功能性材料的涌现近年来,随着科技的不断进步和需求的不断变化,在材料领域出现了大量的功能性材料。

比如,高温超导材料在电力领域具有革命性的应用潜力;纳米材料在电子、光学、生物医学等领域展现了出色的性能;智能材料具有可响应、自愈合和形状记忆等特点,被广泛应用于航空航天、机械制造等高端领域。

总结起来,材料的发展历程可以总结为原始材料的使用、金属和合金的应用、无机非金属材料的开发、合成高分子材料的兴起以及功能性材料的涌现。

材料科学发展的历史

材料科学发展的历史

材料科学发展的历史引言概述:材料科学作为一门研究材料结构、性能和应用的学科,其发展历史可以追溯到古代文明时期。

随着人类文明的不断进步,材料科学在各个领域的应用越来越广泛,对人类社会的发展起到了重要作用。

一、古代:材料的发现和利用1.1 早期文明时期的材料使用:古代人类开始利用自然界中的石头、木头、动物皮毛等材料进行生活和工具制作。

1.2 金属时代的到来:青铜时代和铁器时代的到来,金属材料的应用开始兴起,人类开始探索金属的制备和加工技术。

1.3 玻璃和陶瓷的发展:古代人类还发现了玻璃和陶瓷等材料,开始探索这些新材料的制备和应用。

二、工业革命:材料科学的兴起2.1 18世纪的工业革命:工业革命的到来催生了对新材料的需求,材料科学开始成为一个独立的学科。

2.2 金属材料的发展:随着冶金技术的不断进步,各种新型金属材料被发现和应用,如钢铁、铝合金等。

2.3 合成材料的兴起:人工合成材料的研究和应用开始兴起,如塑料、橡胶等,为工业生产提供了更多选择。

三、现代:材料科学的多样化发展3.1 纳米材料的研究:随着纳米技术的发展,纳米材料成为材料科学研究的热点,具有许多独特的性能和应用。

3.2 生物材料的应用:生物材料的研究和应用在医学和生物工程领域得到广泛应用,如人工关节、生物医用材料等。

3.3 环保材料的研究:环保材料的研究和应用受到越来越多的关注,如可降解塑料、再生材料等,为可持续发展提供了新的解决方案。

四、未来:材料科学的发展趋势4.1 智能材料的发展:智能材料的研究和应用将成为未来的发展趋势,具有自愈合、自感应等功能。

4.2 新型能源材料的研究:新型能源材料的研究将成为未来的重点,如太阳能材料、储能材料等。

4.3 高性能材料的研究:高性能材料的研究将继续推动科技的进步,如超导体材料、高温合金等。

五、结语材料科学的发展历程是一个不断探索、创新的过程,随着科技的不断进步,材料科学将继续发展,为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。

材料科学的发展历程和前沿技术趋势

材料科学的发展历程和前沿技术趋势

材料科学的发展历程和前沿技术趋势材料科学是研究物质的性质、结构、制备和应用的一门学科,它在现代科技和工业领域中发挥着重要的作用。

材料科学的发展历程可以追溯到古代,但真正意义上的材料科学是在20世纪初期形成的。

1. 发展历程在古代,人类已经开始探索和利用各种材料,如建筑材料、陶瓷、玻璃及金属。

但是,当时的人们缺乏系统性和科学性的研究和认识,主要是凭借经验和试错的方法进行制备和应用。

18世纪初期,在化学和物理学的发展推动下,人们开始对材料的性质和结构有了更深入的认识。

随着工业化进程的加速,对材料的需求也变得更大、更复杂,这促进了材料科学的发展。

20世纪初期,材料科学正式成为一个独立的学科。

在这个时期,人们开始着眼于原子和分子层面的研究,研究材料的物理和化学性质。

材料科学的主要研究内容包括:材料制备技术、材料物理性质的测量和分析技术、材料微观结构和晶体结构分析、材料失效机制研究和材料的性能模拟和优化等。

2. 前沿技术趋势随着现代科技和工业的快速发展,材料科学也不断地面临着新的挑战。

以下介绍几种目前最具前沿性质的材料科学技术趋势。

(1)纳米材料纳米材料是指材料的尺寸在1-100纳米之间的新材料。

纳米材料由于具有特殊的物理和化学性质,因此在传感器、生物医学、能源储存、纳米电子学等领域有着广泛的应用前景。

纳米材料的制备和应用是目前材料科学研究的重点之一。

(2)智能材料智能材料是一种能够对环境作出响应的材料,其性能能够随着环境变化而改变。

智能材料具有广泛的应用前景,如智能纺织、智能建筑、智能医疗器械等。

(3)可持续材料可持续材料是指能够延续其使用寿命、实现循环利用的材料。

近年来,环境问题日益严重,可持续材料的研究和利用已成为材料科学领域的重要趋势。

(4)生物材料生物材料是由天然或合成的高分子材料制成,具有良好的生物相容性和生物可降解性。

生物材料在组织工程、人工器官、药物传递等领域有着广泛的应用。

随着生物材料领域的不断发展,越来越多的生物材料被应用到临床。

材料的发展历史

材料的发展历史

材料的发展历史材料的发展历史可以追溯到人类文明的起源,随着时间的推移,材料的发展经历了多个阶段,从最早的天然材料,到现代的合成材料。

在人类社会早期,人们开始利用天然材料满足生活需求。

最早的材料主要来源于动植物,例如木材、石头、兽皮等。

这些材料常常通过手工加工,被用于建筑、工具和服饰等方面。

然而,这些材料的性能和应用受到自然因素的限制,如木材容易腐烂、石头重且难加工等。

随着人类文明的进步,人们开始探索改进材料性能的方法。

公元前3000年左右,人们开始利用铜和青铜制作工具和武器,大大提高了生产力和战斗力。

青铜时代的到来标志着人类开始熔炼金属,这一成就对于后来的材料发展起到了承前启后的作用。

随着冶炼技术的进步,人们开始利用铁矿石制造金属工具和武器。

公元前1000年左右,铁器时代的到来让人类的生活发生了巨大变化。

铁材料的硬度和耐用性远远超过铜和青铜,使得人类的农业和交通等方面得以迅速发展。

铁器时代的到来也标志着工业化的开始,人们开始进行大规模的铁矿石开采和铁制品生产。

随着科学技术的不断进步,人类开始利用石油和天然气等化石能源,从而开启了合成材料的时代。

20世纪初,合成材料的研究和应用得到了迅速发展。

例如,塑料、人造纤维等材料的出现使得人类的生活更加舒适和方便。

此外,人类还开始利用金属合金、陶瓷材料和复合材料等先进材料来满足各种特殊需求。

近年来,随着科技的飞速发展,材料科学的研究和创新也迎来了新的机遇。

例如,纳米材料、超导材料、生物材料等材料的出现,正在为人类社会带来新的技术和应用。

此外,人们还开始关注材料的可持续性和环保性,推动发展绿色材料和循环经济的理念。

总的来说,材料的发展历史可以看作人类文明发展的缩影,不断的探索和创新使得材料的性能和应用得到了极大的提升。

随着科技的进步,人们对材料的要求也在不断提高,未来材料的发展还将面临更多的挑战和机遇。

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浅谈材料历史发展与材料成型技术前言:作为一名材料成型及其控制工程的在校本科生,研究材料发展与本专业的关系是一种专业知识的扩展也是对自身能力的增强。

本文主要简单地介绍材料发展史以及相应材料成型技术的发展史。

摘要:石器时代第一次材料技术革命铜的熔炼以及铸造技术铁器时代铁的规模冶炼技术、锻造技术第二次材料技术革命”钢铁陶瓷有色金属混凝土高分子材料1、历史沿革从人类社会的发展和历史进程的宏观来看,材料是人类赖以生存和发展的物质基础,也是社会现代化的物质基础和先导。

而材料和材料技术的进步和发展,首先应归功于金属材料制备和成型加工技术的发展。

人类从漫长的石器时代进化到青铜时代(有学者称之为“第一次材料技术革命”),首先得益于铜的熔炼以及铸造技术进步和发展,而由铜器时代进入到铁器时代,得益于铁的规模冶炼技术、锻造技术的进步和发展(所谓“第二次材料技术革命”)。

直到16世纪中叶,冶金(金属材料的制备与成型加工)才由“技艺”逐渐发展成为“冶金学”,人类开始注重从“科学”的角度来研究金属材料的组成、制备与加工工艺、性能之间的关系,迎来了所谓的“第三次材料技术革命”——人类从较为单一的青铜、铸铁时代进入到合金化时代,催生了人类历史的第一次工业革命,推动了近代工业的快速发展。

进入20世纪以后,材料合成技术、符合技术的出现和发展,推动了现代工业的快速发展,而电子信息、航天航空等尖端技术的发展,反过来对高性能先进材料的研究开发提出了更高的要求,起到了强大的促进作用,促成了一系列新材料和新材料技术的出现和发展。

一般而言,材料需要经历制备、成型加工、零件或结构的后处理等工序才能进入实际应用,因此,材料制备与成型加工技术,与材料的成分和结构、材料的性质一起,构成了决定材料使用性能的最基本的三大要素。

先进工业国家对材料制备与成型加工技术的研究开发十分重视。

美国制定了“为了工业材料发展计划”,其核心是开放先进的制备与成型加工技术,提高材料性能,降低生产成本,满足未来工业发展对材料的需求。

德国开展的“21世纪新材料研究计划”将材料制备与成型加工技术列为六个重点内容之一。

在欧盟的“第六框架”计划中,先进制备技术时新材料领域的研究重点之一。

日本在20世纪90年代后期,先后实施了“超级金属”、“超钢铁”计划,重点是发展先进的制备加工技术,精确控制组织,大幅度提高材料的性能,达到减少材料用量、节省资源和能源的目的。

新材料的研究、开发与应用,综合反应了一个国家的科学技术与工业化水平,而先进制备与成型加工技术的发展,对于新材料的研制、应用和产业化具有决定性的作用。

先进制备与成型加工技术的出现与应用,加上了新材料的研究开发、生产和应用进程,促成了诸如微电子和生物医用材料等新兴产业的形成,促进了现代航天航空,交通运输,能源环保等高技术产业的发展。

传统结构材料向高性能“,复合化,结构功能一体化发展,尤其需要先进制备与成型加工技术及装备,可使材料的生产过程更加高效,节能和洁净,从而提高传统材料产业的国际竞争力。

另一方面,开展本科学领域色前沿和基础研究,并综合利用相关学科基础理论和科技发展成果,提供预备新材料的新原理新方法,也是材料科学与工程学科自身发展的需求。

因此,材料先进制备与成型加工技术发展,对提高国家综合实力,突破先进工业国家的技术壁垒与封锁,保障国家安全,改善人民生活质量,以及促进材料科学与技术自身的进步与发展,具有十分重要的作用,也是国民经济和社会可持续发展的重大需求。

2、材料发展与成型技术发展的历史Ⅰ、基础材料篇1、石器时代的材料与成型技术数百万年前,人类摆脱了动物界,开始有意识地使用石头。

除了骨头之外,石头是人类最早使用的材料之一。

由于人类的自身能力有限,人们开始注重利用外物对自身进行强化,自然产生的岩石通过远古人类的打磨变成石刀、石斧、刮削器等工具。

在这个时代材料类型单一,无法进行人工合成,全部依靠自然产生。

而岩石的主要成分是二氧化硅,及少量金属及金属化合物。

相应的加工技术也是极其单一和低效率的,主要依靠认为的打磨,粗糙的成型。

但是我们依然可以认为这是一次材料技术的改革,人们通过对自己周边事物的认识开始了工具的制造,开启了人类进发的以及繁荣的人类文明的大门。

2、新石器时代陶瓷材料陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。

它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。

可用作结构材料、刀具材料,由于陶瓷还具有某些特殊的性能,又可作为功能材料。

在古代人们主要利用陶瓷材料加工成日常生活中的用具,比如花瓶、碗、盘等等。

陶瓷有分为普通陶瓷和特种陶瓷材料。

普通陶瓷采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成,是典型的硅酸盐材料,主要组成元素是硅、铝、氧,这三种元素占地壳元素总量的90%,普通陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟。

这类陶瓷按性能特征和用途又可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷、化工陶瓷等。

特种陶瓷材料采用高纯度人工合成的原料,利用精密控制工艺成形烧结制成,一般具有某些特殊性能,以适应各种需要。

根据其主要成分,有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等;特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能。

3、青铜器时代的到来铜金属的冶炼加工我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁,人们在寻找石料和加工的工程中,逐步识别了自然铜与铜矿石。

例如孔雀石很可能是人们最早用于冶炼的铜矿石。

当时冶炼铜矿石的方法是将矿石与木炭在冶炼炉中进行冶炼。

由于这些矿石是氧化矿,因此这种冶炼被称作氧化矿还原熔炼。

在青铜时代早期,就发明了金属浇铸这一重要工艺技术。

它主要用于合金成分大于10%的合金,因为这时已经不能再用锤打的方式进行加工。

青铜熔炼是个突破,此后便能生产成分不同的新材料,冶金迈入技术历史的前列。

在前期新旧石器时代,在烧制陶器的过程中积累起来的丰富经验,为青铜的冶铸业提供了必要的高温知识、耐火材料、造型材料与造型技术等条件。

至于加工方面就只有通过高温和大量的锻造成型,例如战场上的兵器绝大多数都是通过对天然铜矿石的冶炼,铸造,锤锻而形成的。

经过历史的检验,我们可以发现古代先人的锻造技术以及相应材料的除杂技术都是非常成熟的,相较于同时期的西方欧洲国家我们的祖先更加先进。

铜器虽然在现代不再像“青铜时代”那么大量运用,但是它作为材料发展史上璀璨的明星,是基础材料。

4、铁器时代钢铁技术的发展铁器时代是人类发展史中一个极为重要的时代,人们最早知道的铁是陨石中的铁,古代埃及人称之为神物。

在很久以前,人们就曾用这种天然铁制作过刀刃和饰物,这是人类使用铁的最早情况。

地球上的天然铁是少见的,所以铁的冶炼和铁器的制造经历了一个很长的时期。

铁的出现,在很大程度上与陨铁的发现有关,但铁矿开采可能与铜矿开采有关。

铁加工曾有两个技术中心,一个中心是西亚,另一个中心是中国。

当人们在冶炼青铜的基础上逐渐掌握了冶炼铁的技术之后,铁器时代就到来了。

中国古代掌握制铁技术,大约是在春秋末年以后,战国期间已逐渐成熟。

制铁的基本原理,跟现在的基本相同。

首先是冶铁,采用碳还原法。

然后将这些软铁块锻打成所要的形状,形状比较粗糙。

后来发明了鼓风的工具,从而建造了大的鼓风炉,提高了炉温,能够炼出液体的生铁。

于是有了铸铁技术,用陶土或铁制做模范,把铁水浇铸进去,从而造出了精细的产品,于是铁制的农具和精良的武器得以普及。

再进一步就是进一步制含碳量更少、柔韧性更好的钢,但是中国古代无法达到足够的炉温,因此只能用长期加热和锻打的方法进行渗碳,制出“不合格”的钢,但比一般生铁已有了很大进步。

进入现代,经过第一、二次工业革命,生产力大大提高,对于钢铁技术的研究更加系统更加深入,一直到19世纪前半期,人类始终生活在“铁器时代”。

如今,钢铁已经成为人类生活中不可或缺的基础材料。

5、混凝土的森林1900年,万国博览会上展示了钢筋混凝土在很多方面的使用,在建材领域引起了一场革命。

法国工程师艾纳比克1867年在巴黎博览会上看到莫尼尔用铁丝网和混凝土制作的花盆、浴盆、和水箱后,受到启发,于是设法把这种材料应用于房屋建筑上。

1879年,他开始制造钢筋混凝土楼板,以后发展为整套建筑使用由钢筋箍和纵向杆加固的混凝土结构梁。

仅几年后,他在巴黎建造公寓大楼时采用了经过改善迄今仍普遍使用的钢筋混凝土主柱、横梁和楼板。

1884年德国建筑公司购买了莫尼尔的专利,进行了第一批钢筋混凝土的科学实验,研究了钢筋混凝土的强度、耐火能力。

钢筋与混凝土的粘结力。

1887年德国工程师科伦首先发表了钢筋混凝土的计算方法;英国人威尔森申请了钢筋混凝土板专利;美国人海厄特对混凝土横梁进行了实验。

1895年——1900年,法国用钢筋混凝土建成了第一批桥梁和人行道。

1918年艾布拉姆发表了著名的计算混凝土强度的水灰比理论。

钢筋混凝土开始成为改变这个世界景观的重要材料。

混凝土是当代最主要的土木工程材料之一,我们生活的城市,我们居住的房屋大多都是以钢筋混凝土为框架建成的,是当之无愧的基础材料。

Ⅱ、新材料篇1、有色金属近代以来,人们除了发展钢铁材料以外,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,其中黑色金属约占95%,有色金属只占5%。

有色金属资源的开发和利用,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不具备的各种特殊性能。

在特定领域中,还必须采用有色金属才能最大限度满足现代科学技术对各种材科性能所提出的要求。

铝合金:20世纪上半叶,材料学家用合金化和时效强化,把Al合金强度提高到700MPa,其比强度为(强度/密度)2.64×106cm,是钢(0.61×106cm)的4倍多,这意味着达到同样强度Al合金用量只有钢的1/4,这为Al合金作为一种结构材料带来极大优势,对于结构材料来说无疑是一个飞跃。

没有高比强度的Al合金,就没有现代的航天航空成就。

有色金属重要用途。

喷气发动机、火箭、煤炭、石油化工等现代化工业技术所要的超耐热合金(Ni基合金);电力、电工、电子工业所需要的导体材料、电阻和仪表材料(Cu基合金) ;原子能发电和核技术所需要的核燃料和稀有金属Be、Nb、Zr、Hf、V等;大规模集成电路和计算机所需要的Au、Ag等良导体和Ga、In、Ge等半导体;高性能永磁材料所需要的Nd、Pr、Dy等稀土金属,这些都需要有色金属材料,其性能是钢铁材料无法替代的。

2、高分子材料高分子材料,以高分子化合物为基础的材料。

高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料,高分子是生命存在的形式。

所有的生命体都可以看作是高分子的集合。

高分子材料按来源分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。

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