材料与人类文明

1.简述材料科学发展对人类文明的贡献。

所谓材料，是指经过某种加工，具有一定结构、成分和性能，并具有一定用途的物质。

在实践中，人们按用途把材料分成结构材料和功能材料。结构材料主要是利用其强度、韧性、力学及热力学等性质，广泛用于机械制造、工程建设、交通运输和能源等各个工业部门。功能材料则主要利用其声、光、电、磁、热等性能，用于电子、激光、通讯、能源和生物工程等许多高新技术领域。按化学成分分类，则可把材料分为金属材料、有机高分子材料、无机非金属材料及复合材料等。某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革。人们由此把人类历史分为石器、青铜器和铁器时代。在群居洞穴的旧石器时代，通过简单加工获得的石器，帮助人类狩猎、护身和生存。随着石器加工、制作水平的提高，出现了原始手工业，如制陶和纺织，人们称这一时期为新石器时代。青铜时代大约始于4000～5000年前。青铜是铜、锡、铝等元素组成的合金，与纯铜相比，青铜熔点低，硬度高，比石器更易制作且耐用。青铜器大大促进了农业和手工业的发展。铁器时代则被认为是始于2000多年前的春秋战国时代，由铁制作的农具、手工工具及各种兵器得以广泛应用，大大促进了当时社会的发展。钢铁、水泥等材料的出现和广泛应用，使人类社会开始从农业和手工业社会进入了工业社会。20世纪，半导体硅、高集成芯片的出现和广泛应用，则把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。基于材料对社会发展的作用，人们提出了信息的概念。能源、材料和信息并列为现代

文明和生活的三大支柱，而材料又是能源和信息的基础。

2.简述材料的四大要素及其相互关系。

性质，组成与结构，合成与加工，使用性能。

材料的使用依赖于材料的性能，而其性能都是由其化学组成和结构决定的。

只有从微观上了解材料的组成、结构与性能的关系，才能有效地选择制备和使用材料。

3.简述高分子水凝胶在生物医学领域的应用。

医药控制释放材料；作为组织充填材料；人工玻璃体；人工软骨；医用敷料；药物崩解剂；

角膜接触镜材料；医用美容材料；分析和医学诊断方面。

4.纳米材料与纳米科技从哪些领域改变人类的生活方式？

纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学（在相对应的领域改变了人类的生活方式）

5.为什么能源问题是人类面临的主要问题之一？

6.举例说明一种现代材料分析方法促进了材料科学的发展？

光谱分析，能谱分析，衍射分析，TEM分析等

7.列举光纤的各种用途和发展。

8.举出一种超导磁体的应用实例，简单说明其工作原理。

超导的重要应用领域之一是研制磁悬浮列车。

我们知道，两个互相平行的线圈，当两者电流方向相同时就互相吸引，

反之互相排斥，如果把许多电流方向相反的线圈分别安装在列车和轨道上，列车就会悬浮起来；同样在列车和轨道的适当位置分别安装许多电流方向相同的线圈，由于相互吸引，可使列车前进。磁悬浮列车就是根据这一简单原理设计制成的。将上述线圈改用超导线圈，就得到一种损耗小，功率大的超导磁悬浮列车了。

9.为什么LED照明是今后照明技术的发展方向？

.1.耗电量低,2.体积小(易安装) 3.使用寿命长.4.高亮度,低热能. 5.环保(绿色光源.)6.坚固耐用.7.色彩丰富.8.产品外观多样化.9.性能稳定安全可靠

10.如何保护和利用我国有优势的稀土资源？

重组步伐缓慢，产业集中度低；建立稀土战略资源储备制度；坚决贯彻出口配额制度；制定稀土高新技术产业发展战略；加大稀土产业投入；促进资源回收利用