工程材料的发展史
工程材料的发展史
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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
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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
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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。
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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