陶
瓷
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传统陶瓷的生产工艺大致相同，主要工序是泥料制备、成 型、干燥、上釉和烧结。
一、
陶
瓷
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2．两种特种陶瓷
一、
（1）韧性陶瓷 将纤维均匀地分布于陶瓷原料中，可以极大提高陶瓷的强度和 韧性。如钨丝补强氮化硅陶瓷，在1300℃下的机械冲击强度可提 高9倍。若以钽丝补强，则可提高30倍。韧性陶瓷由于其强度大、 硬度高、耐高温、耐化学腐蚀等优越的性能在工业生产上有着重 要的用途。 （2）压电陶瓷 压电陶瓷是一种能使电能和机械能相互转换的特殊陶瓷材料。 如果对压电陶瓷施加压力，它便会产生电位差，反之施加电压， 则产生机械应力。如果压力是高频振动，则产生高频电流；而高 频电信号加在压电陶瓷上，则产生高频声信号，即超声波信号。 例如：现在煤气灶上用的一种新式电子打火机，就是利用压电陶瓷 制成的。只要用手指压一下打火按钮，打火机上的压电陶瓷就能产 生高电压，形成电火花而点燃煤气，可以长久使用。所以压电打火 机不仅使用方便，安全可靠，而且寿命长，例如一种钛铅酸铅压电 陶瓷制成的打火机可使用100万次以上。
G.Binnig
H.Rohrer
Omicron 低温超高真空STM
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扫描隧道显微镜观察实例
扫 描 隧 道 显 微 镜
硅表面硅原子的排列
碘原子在铂晶体上的吸附
砷化镓表面砷原子 的排列
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现在，纳米技术已引起了一大批科学家的着迷，也引起
了各国政府的高度重视。美国自1991年起把纳米技术列入 “政府关键技术”，美国国防部每年为此拨款3500万美元； 三、 日本从1995年开始实施为期10年的纳米技术研究计划，并将 纳 它作为必须开发的四大基础科学技术项目之一；澳大利亚于 米 1993年已将纳米技术列为21世纪最优先开发的项目。 材 我国对纳米技术的研究也相当重视，且在世界上进入先 料 进行列，1993年中国科学院研究人员通过操纵移走原子成功 写出“中国”两字，是世界上第二个成功进行这方面实验的 国家；2000年中国科学院研究人员又首先发现了纳米材料的 新特性——超塑延展性，纳米铜在室温下竟可延伸50多倍而 “不折不挠”。
什 么 是 纳 米 技 术
1959年费曼不仅提出了问题，而且证明了它是为 规律所允许的，他说： 据我所知，物理学并不排除逐个原子地对物质 合成实行控制的可能性，这种想法并不违反任何 规律，从原则上讲它是能够做到的。
此后，1981年，宾尼西、罗雷尔研制了世界上第一台扫描隧 道显微镜(简称STM)，1986年获诺贝尔物理奖。
材料-人类社会进步的里程碑
江苏省江阴市山观中学 陈海荣
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什么是材料？
什 么 是 材 料
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材料 是人类生产和生活所 必须的物质基础。
“神舟”四号飞船成功返 回
什 么 是 材 料
锉刀
手 锤
国产涡喷-7涡轮喷气发动机
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材料是人类进化的里程碑。由于材料的重要性，
历史学家根据人类所使用的材料来划分时代。
形状记忆合金是材料家族中的 一个后起之秀，由于它的奇特 性能，人们已经给它派了一些 特殊用场。如航天器上体积较 大的天线、新型发动机……
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钛
新 型 金 属
被誉为“21世纪金属”，它具有很多 优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、 易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性 能非常好，即使把钛制品放在海水中数年， 取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远远优于 不锈钢，因此钛和钛合金被广泛用于火箭、 导弹、航天飞机、船舶、化工和医疗设备等。 科学家预言：21世纪，金属钛将是冶金工业 的最重要产品！
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铝
传 统 金 属
铝是地壳中含量最多的金属元素，它占地壳总质量的7.51％， 比铁几乎多1倍，是铜的近千倍。但由于铝的性质活泼，同氧结合 紧密，冶炼困难，因此，人类发现和利用铝比较迟。在1845年，德 国化学家维勒经过17年的不懈努力，才制得一粒别针大小的铝。据 说，法国拿破仑三世举行宫廷宴会，来宾用的是金餐具，而唯独他 用的是铝餐具，使宾客们羡慕不已。因为当时铝极稀少，价格远高 于黄金。直到19世纪八十年代，铝仍然是一种有珠宝价值的珍贵金 属。1889年俄国著名化学家门捷列夫到伦敦讲学，伦敦化学会送给 他的贵重礼物就是铝合金制的花瓶和杯子。

什 么 是 材 料
石器时代
青铜时代
青铜象形尊 (西周)
铁器时代
铁器
石器
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什 么 是 材 料
人类社会的进步与发展、人类文明的推进与材料技术的发展有着密切的 关系。材料被看做人类文明发展的里程碑，材料在人类社会的进步与发展 中起着无可替代的巨大作用。每一种新材料的发现和使用，都会对社会经 济、工业生产、国防事业产生重大影响，甚至根本改变传统的生产和生活 方式。
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属
铜
传 统 金 属
铜是继陶瓷之后的第二种人造材料，在自然界中纯铜很少，常见的铜矿石 是孔雀石，由于其色如孔雀开屏时的尾巴而得名，孔雀石放在炉内加热很易制得 铜。此外还有黄铜矿、辉铜矿等。 由于纯铜比较柔软，虽容易加工，但做工具或武器其硬度却不够。后来人 们在其中加入一定比例的锡或铅而熔铸成了硬度较大、韧性更强的铜的合金，由 于其显青色，故称为青铜。早在4500年前，我国就会冶炼青铜来铸造器物了，在 殷商时期，达到了相当高的水平。保存在中国历史博物馆内的商鼎“司母戊”， 高135.6cm，长115.3cm，宽 79.4cm，重875kg，是世界同时代青铜器中最重的。 1965年12月，我国在湖北一座楚墓中发掘出两把宝剑，其中一把刻有“越 王勾践，自作用剑”的青铜剑，出土后依然光彩照人，毫无锈蚀之迹。当试验者 把剑轻轻一挥，竟将19层叠在一起的白纸斩断。这把剑在国外展出时，引起了很 大的轰动。
瓷
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一、陶瓷
传统陶瓷 又称普通陶瓷，是以天然材料(如黏土、石英、长石等)为原
料的陶瓷，主要用作建筑材料使用。
一、
特种陶瓷又称精细陶瓷，是以人工合成材料为原料的陶瓷，常用作工程 上的耐热、耐蚀、耐磨零件。
陶
瓷
陶瓷制品
陶瓷发动机 P.9/85
1．传统陶瓷
传统陶瓷是以粘土、石英、长石为主要原料，进行研磨、加水调 成泥状，再制成坯子，待干燥后，经高温烧制而成的制品的总称。陶瓷 包括陶器、瓷器等。瓷器比较精致，表面光滑美观、明亮、不渗水，不 一、 透气。陶器质地比瓷器粗糙，器壁较厚，结实耐用，价格便宜。
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材料的发展史
1) 石器材料----对自然界天然物质作简单的打、磨加工 陶器材料----人类通过加工技术以一定的工艺制造非
材 料 的 发 展 史
天然物质材料的起点
2) 青铜、铁器材料----加工、冶炼技术和工艺的改进
3) 20世纪末主要的新材料----塑料、合成橡胶、化纤等
各种高分子材料，特种陶瓷、特种玻璃、特种水泥、光 导纤维、碳纤维、硼纤维等硅酸盐和无机功能新材料， 记忆合金、非晶态金属、晶须、超导材料、超塑性金属、 超弹性合金等型金属材料，以及纤维增强、叠层复合等 新型复合材料。
如今早已飞入寻常百姓家的铝制器具
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传 统 金 属
到19世纪末，当科学家研究出现代铝的生产方法——电解氧 化铝后，铝的产量剧增，价格也逐渐下降。到20世纪初珠宝商人 已失去对铝的兴趣，但铝却受到了整个工业界的青睐。由于铝合 金具有密度小、硬度大、强度高、导电导热性好等优点，被广泛 用于航空、化工、交通、建筑、国防等工业，家庭日用品中也日 渐常见，逐渐成为继铁之后又一对人类发展产生重大影响的金属。 从1919年开始，铝合金就开始用于飞机制造，此后铝和航空事业 紧紧连在一起，因此有人把铝誉为“带翼的金属”。
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三
三、
纳米材料
纳米材料是20世纪80年代中期发展起来的一种新型材料。1nm是1m 的十亿分之一，一个基本的碳纳米管只有1.4nm，因此，科学家又把它们 称为“超微粒”材料和21世纪新材料。 纳米材料的起源是一个叫格莱特的德国科学家在澳大利亚的大沙漠 上旅游中的联想。那是1980年的一天，当时他独自驾车横穿沙漠，空旷、 寂寞和孤独的环境使他的思维特别活跃和敏锐。他长时间从事晶体的研 究，知道晶体微粒大小对材料性能有极大影响。他想，如果组成材料的 晶粒细到只有几个纳米那么大，材料将会是什么样子呢？这个想法令他 兴奋不已，回国后立即开始实验，经过近4年的努力，终于在1984得到了 几个纳米大的超细粉末。而且他发现任何材料都可制成纳米大小的细微 粉末，且性能发生了很大的变化，不管原来是什么颜色，现在都变为黑 色，熔点也显著降低。
陶
瓷
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二、金属材料
二、 金 优点: 高韧性，延展性好，强度高，导电性好。 发展: 初期：铁和铜 20世纪初：钢以及以硬铝为首的铝合金 20世纪50年代起：出现只有钢一半重、耐热性比钢 好而强度不低于钢的钛合金。 现在：主要仍是钢、铝合金、钛合金，并性能提高 发展：超高纯度铁、超高强度钢、超高速钢(用作刀 具)、超硬合金、超塑性合金、超耐热合金、超低温 材料等等。
纳 米 材 料
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纳米技术
什 么 是 纳 米 技 纳米技术，包括两部分： 术 •纳米工艺 用以隔离、定位及控制原子 •显微技术 把原子一个接一个按各种稳定的模式组装起来，从 一个小零件直到个整体结构。
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1959年美国著名物理学家费曼在美国物理学会年会上曾 发表了一篇题为《在末端处有足够的空间》的讲演,他预言: 人类一旦掌握了对原子逐一实行控制的技术后，能按自 己的愿望人工合成物质的那一天也就为期不远了。 只要按化学家的要求把原子放在指定的位置，所需的物 质就能制造出来。
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介绍几种新型金属
超塑金属
新 型 金 属