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材料的发展史最新.ppt

材料的发展史最新

一米阳光
2019-03-21 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《材料的发展史最新ppt》,可适用于综合领域

工程材料应用浅析王超**第一讲材料发展历史****世界是由物质构成的材料就是人们用来制成各种机器、器件、结构等具有某种特性的物质实体。材料是人类社会生活的物质基础材料的发展导致时代的变迁推动人类的物质文明和社会进步。在人类即将进入知识经济的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。**材料与人类社会的关系如何?在人类社会的发展和进步过程中.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、非常密切。也非常重要在这点上很少能有其他领域与之相比。其实人类文明的发展史.就是一部学习利用材料、制造材料、创新材料的历史。**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被看成是人类社会进步的里程碑。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所以人类从来没有中断过追求更好的材料让材料具有更优异的性质或者前所未有的功能来满足人类世世代代发展中层出不穷的新的需要和追求。**所以一部人类文明史从某种意义上说也可以称之为世界材料发展史。每一种新材料的发现每一项新材料技术的应用都会给社会生产和人类的生活带来巨大改变把人类社会推向前进。**天然材料陶瓷青铜铁钢有色金属高分子材料新型材料材料发展的历史演进**在人类发展的历史长河中材料起着举足轻重的作用人类对材料的应用一直是社会文明进程的里程碑。古代的石器、青铜器、铁器等的兴起和广泛利用极大地改变了人们的生活和生产方式对社会进步起到了关键性的推动作用这些具体的材料(石器、青铜器、铁器)被历史学家作为划分某一个时代的重要标志。如石器时代、青铜器时代、铁器时代等。**()天然材料包括竹、木、骨、牙、皮、毛、石等材料。自然界当中大量存在人类可以直接从自然当中获取。经过比较简单的加工就可以为人类所利用。竹筷骨针石制品皮毛制品**典型的天然材料mdashmdash石器大约,年前.人类就学会使用材料。今天人们从考古学家挖掘的人类当年所使用的各种用途的锋利石片可以想象人类远祖的艰苦和聪明。他们能区别、选用各种石头创造出各种用具用于生产、生活和战争。石刀石斧**人类只能利用岩石、树木、兽皮、骨骼等天然材料并进行粗糙的加工除此之外别无他物。所以石器时代的生产工具极其落后人类社会的生产力也是极端低下所以社会发展极其缓慢人类文化也是相当简单和粗俗的。石器工具**()陶器(无机非金属材料)陶器是由粘土或以粘土、长石、石英等为主的混合物经成型、干燥、烧制(烧制温度低于℃)而成的制品的总称。约万年前人类学会了用火。千年以前的原始社会末期我们的祖先开始用火烧制陶器。新石器时代晚期(公元前一前)黑陶豆陶体的黑色是因为渗入了碳**商陶酒尊唐三彩俑陶土可塑性强可以获得人们希望形状的器物。陶的出现使蒸煮食物更为方便促进人类进化。陶俑的出现代替了以人殉葬的野蛮做法。猪纹陶盆**陶器在中国具有悠久的历史沉淀。半坡村出土的碗、钵、釜、罐、瓶等甚至还有吹气能发声的陶埙。半坡变体鸟纹盆半坡小口尖底瓶半坡陶盆陶埙**从著名的仰韶和龙山文化遗址出土的陶器中人们发现当时祖先们已经掌握了烧制黑色陶器和白色陶器的配方和技术。仰韶白陶瓶龙山黑陶瓶**小节:陶器可以说是人类创造的第一个无机非金属材料。这个划时代的发明不仅意味着使用材料的变化而且比这更深远重要的是人类第一次有意识地创造发明了自然界没有的并且全新性能的ldquo新rdquo材料。从此人类能离开上天的赐予而进入自力创造材料的时代。恩格斯曾论述人类从低级阶段向文明阶段的发展是从学会制陶开始的。**多年前的殷、周时期发明了釉陶。炉窑温度达到℃能将金属氧化物烧制成釉瓷的用途更为广泛质地比陶更为细腻、外观美观。陶向瓷的过渡商朝釉瓷**什么是瓷器?在设计陶瓷配方时根据使用要求加入了较多的熔剂原料并且配方中所使用的原料在焙烧过程中所产生的气体也较少这样焙烧后产生的空洞少有足够的玻璃相物质填充制品形成的气孔较少这种吸水率小于的陶瓷称瓷器。另外瓷器一般表面有釉也是属于烧制产生的玻璃质物质。**瓷器中的材料知识宋五大名窑(官、哥、汝、定、柴窑)之一:哥窑瓷器开片即是瓷器釉面出现裂纹的现象。开片主要是两种因素造成的一是成形时坯泥沿一定方向延伸影响分子的排列二是胎、釉材料的膨胀系数不同在冷却过程中收缩率也有差异形成开片。因而开片是瓷器烧成过程中的一种缺陷。宋以前的瓷器中常有开片现象只是到了宋代才开始将开片作为装饰。青花瓷器青花瓷器以钴的化合物为发色剂绘制在烧制过的胎体上挂釉后再经过一次烧制而最终完成。**瓷器世纪传至非洲和阿拉伯国家。瓷器世纪传到日本。瓷器世纪传到欧洲。瓷器成了中国文化的象征mdashmdashldquoCHINArdquo。瓷器对世界文明产生了很大的影响。辉煌的瓷器之国瓷器的用途:礼仪用途(如古代的祭祀等)、生活用途(食物容器、装饰品等)helliphellip********()青铜我国青铜的冶炼在公元前年开始。晚于埃及和西亚民族(伊朗、伊拉克)。发展快、水平高。到殷、西周时期已经发展到较高水平。青铜即铜锡合金其冶炼温度较低制作器具的成型性好是人类最早大规模利用的金属材料。CuSn二元合金相图**青铜工具青铜斧青铜犁青铜逐步取代部分石器、木器、骨器和红铜器成为生产工具的重要组成部分。青铜工具的出现在生产力的发展上起了划时代的作用。青铜工具如斧、锯、凿、锥等青铜农具有锄、铲等已广泛使用青铜工具在生产中的效用使青铜冶铸技术日益重要因而获得飞速发展。**青铜钱币mdashmdash刀币、布币、环钱、铜贝等**四羊纹铜尊商青铜器的最大历史贡献并不在于对生产力的推动而在于社会秩序的建立。西周中晚期有着严格的列鼎制度即用形状花纹相同而大小依次递减的奇数组鼎来代表贵族的身份。《春秋公羊传》记载天子用鼎诸侯用鼎卿大夫用鼎士用鼎或鼎。青铜礼器鼎周*青铜武器越王勾践剑青铜戈青铜头盔青铜的一个重要用途就是用来铸造武器如钺、戈、矛、戟、刀、剑、弩、镞、盔等。青铜武器相对于石制和纯铜武器来说其威力如同枪炮对刀戟当军队和战争成为一个国家的暴力机器和手段的时候青铜以它倍于纯铜的硬度频频向统治贵族领取赫赫战功。**铜三足鸟西周铜奔马(马踏飞燕)汉秦始皇陵铜车马秦爵商其它青铜制品**西汉长信宫灯的特点将铸造、表面处理、结构学、环境保护巧妙地结合在一起创ldquo技术精华rdquo于一身集ldquo优美实用rdquo于一体青铜表面处理工艺鎏金,即以热水银溶解金箔然后涂附在铜器表面并蒸干水银使一层薄金紧密地附着在器物表面是一种防止铜器发生氧化的表面处理工艺。**长信宫灯的功能:灯座铸成跪姿的宫女状宫女跪坐的姿态端庄典雅宫女的左臂紧身左手紧握托座宫女的右臂高抬过顶稳扶灯罩刻划出宫女尽职尽责的逼真形象油灯设计别致托座上装有灯碗。**灯碗上铸有油池、灯芯座、转动手柄及半圈弧形壁。油灯的周边有槽,可使转门转动。拨动平板可使灯碗以托座为轴绕右袖圆口作近度的转动使光照方向转动拉动转门又能改变遮光角度有巧妙的消烟灭尘装置。**宫灯是空心的,壁厚均匀且较薄宫女的右袖是连通空心的形成一条烟道。油烟及未完全燃烧的残碳由袖部进入头腔内,碰到腔壁冷却减速以后就会附着在腔体内侧宫女的头部是可拆卸的可定期清除积垢。**下面再举几个有影响的青铜文物:河南省安阳晚商遗址出土司母戊鼎重量kg,外形尺寸:长times宽times高(timestimescm)此鼎重量是迄今为止世界上最古老的大型青铜器A司母戊鼎**B湖北隋县出土的战国青铜编钟共有个总重量kg最大编钟重kg最小编钟重仅有kg编钟全部用青铜铸造编钟铸造水平相当高音侓准确、音色优美曾侯乙编钟**C四川广汉三星堆遗址介绍遗址位于广汉市南兴镇北南距成都公里遗址面积达平方公里是四川境内目前所知一处范围最广延续时间最长文化内涵最为丰富的古蜀文化遗址三星堆博物馆**年春天当地农民燕道诚掏水沟时发现一坑精美的玉石器年前华西大学美籍教授葛维汉林名均教授组成考古发掘队首次对三星堆进行发掘由此拉开了对三星堆半个世纪的发掘研究历程年大规模发掘主要由四川大学师生参与。**三星堆青铜文物阔眉大眼眼球呈柱状外突中间有一道箍似可旋转极像现代的望远镜巨大的鹰钩鼻上翘至耳根的大嘴一双猪耳朵状的大耳朵离奇怪异且巨大的青铜像**真正使三星堆遗址名扬四海的是年月两个商代大型祭祀坑的发现遗址两坑上千件国宝重器的轰然显世,震惊了世界被定性为ldquo古文化、古国遗址rdquo三星堆祭祀坑**三星堆遗址被誉为世界第大奇迹填补了中国考古学、青铜文化、青铜艺术史上的诸多空白向人们展示了早在三四千年蜀族的物质文化遗存**揭示了ldquo开国何茫然rdquo的古代蜀国的文化面貌把巴蜀早期历史向前推多年揭示了中华民族起源的多元性**三星堆否定了古蜀国文化比中原文化发展缓慢遗址文化距今有年蜀文化逐渐溶入汉文化中为秦建立统一国家作出了卓越贡献**三星堆青铜文物铸造水平高有的文物只有mm厚要铸造壁厚只有mm的铸件在当时需要相当高的技术文物出土轰动整个世界青铜冶铸技术和文化艺术相当发达**四川广汉三星堆青铜文物商代晚期铸造金面平顶人头像人头像头上冠形物似遥感天线是否用来接收宇宙的神秘信号?青铜兽面**青铜人立像国宝级文物世界上目前发现的最大最完整的青铜大立人像号称ldquo铜像之王rdquo**青铜神树造型巧夺天工将美发挥到极致的杰作树干高cm是目前世界上最早、树株最高的青铜神树**青铜龙夔柱形器高cm,宽cm青铜人面具青铜鹰头铃**()铁器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。铁碳合金的硬度大于各种铜合金铁的冶炼温度比铜更高。青铜器到铁器是生产工具的重大发展。春秋战国时期发明了生铁冶炼技术用铁水浇铸成农具、工具开始大量使用铁器。中国冶铁历史比欧洲早年。**铁戈铁农具铁的价格便宜铁制农具大面积推广应用铁的耐磨性能高于青铜铁制农具更加耐用对农业生产有更大的促进作用铁制农具迅速占领了生产材料市场。铁的密度比铜小强度和硬度比铜高铁制盔甲比铜制盔甲轻的多增加了战士的灵活性铁制兵器也比铜制兵器锋利、耐用。所以铁制武器装备大大提高了军队的战斗力迅速占领了军备材料市场。**中国最早的关于使用铁制工具的文字记载是《左传》中的晋国铸铁鼎。在春秋时期中国已经在农业、手工业生产上广泛使用铁器。我国从公元前世纪开始大量使用铁器。晋国铁鼎**中国古代的大型铸铁件:河北沧州铁狮五代后周广顺三年(公元年)铸造。总高米身高米头高米。身长米宽米总重量吨。**湖北当阳铁塔宋朝嘉祐六年(公元年)铸造。铁塔在殿前十三级高七丈重,kg由基座、塔身及塔顶组成。塔身层,除第一层外每层均有平座、塔身和腰檐。腰檐上铸有瓦垄、屋檐、檐角上铸有凌空的龙首。铁塔的基座和塔身上铸有许多神态各异的佛像及纹饰基座八角各立一金刚武士。**山西晋祠铁人北宋绍圣四年(公元年)铸造铸造属于分节、叠铸而成高米以上河南南阳瓦房庄汉代冶铁遗址出土的铁斧直径米左右隋朝铸造的大铁佛像高尺河南登封大铁人铁人铸于公元年每尊铁人高达十一尺余**()钢含碳量在之间的铁碳合金称为钢。冶炼温度更高强度较高用途更广。距今年前出现了两步炼钢技术即先炼成铁再炼成钢并一直沿用至今。但其工艺复杂未能大面积推广。一直到世纪前半期人类始终生活在ldquo铁器时代rdquo。**FeC合金相图纯铁钢铸铁贝西默设计了空气吹入法在铁水排出之前吹入空气让其中的氧气与铁水中的碳进行反应降低碳含量达到钢的含碳量标准(小于)。**艾菲尔铁塔钢的应用旧金山金门大桥建筑设备**()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%有色金属只占%。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以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。**铝合金世纪上半叶材料科学家利用合金化和时效强化把Al合金的强度提高到MPa铝合金的比强度为(强度密度)timescm是钢的比强度(timescm)的倍有余。这意味着达到同样强度,Al合金的用量只有钢的这就为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几千年来的一个飞跃。没有高比强度的Al合金做基础就没有现代的航天航空成就。**铝合金车体铝合金材料铝合金航空材料铝合金轮毂helliphellip**有色金属在其他方面也有重要用途。喷气发动机、火箭、煤炭、石油化工等现代化工业技术所需要的超耐热合金电力、电工、电子工业所需要的导体材料、电阻和仪表材料原子能发电和核技术所需要的核燃料和稀有金属Be、Nb、V等大规模集成电路和计算机所需要的Au、Ag、Cu、Al等良导体高性能永磁材料所需要的Nd(钕)、Pr(镨)等以及能源、信息技术所需要的半导体、超导体和贮能材料等。这些都是有色金属材料其性能是钢铁材料所无法替代的。**铜衬电路板稀土NdFeB永磁合金锆壳核燃料管镁合金发动机部件**()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。在利用过程中人们还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、防寒制品把植物体内的ldquo树脂rdquo(树流出的油脂)用于涂料、粘合剂、药物和溶剂等。天然橡胶丝绸**年英国人古特异(Goodyear)在天然橡胶中加入硫磺首次合成硫化橡胶硫化橡胶天然橡胶高分子改性**年人们用硝酸处理纤维索得到硝化纤维年革新硝化纤维工艺获得celluloidldquo赛璐璐rdquo材料年赛璐璐用来制作照相底片、电影胶片等年法国人奥德马尔制得硝化纤维人造丝赛璐璐人造丝**年德国的拜尔(A.Baycr)发现苯酚和甲醛在酸性介质中反应形成树脂状物质年比利时人贝克兰德(Bakeland)在拜尔等人的研究基础上制得酚醛树脂年美国的杜邦公司合成尼龙酚醛树脂尼龙高分子合成**聚乙烯年英国的Robsin制得聚乙烯年英国制备出涤纶纤维在中国的俗称就是大家熟悉的ldquo的确良rdquo年起齐格勒催化剂的出现促使新型高分子材料大量出现。涤纶纤维的确良布料**材料的复合世纪人类进入新材料时代衣、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高分子复合材料粘结NdFeB磁体金属无机复合材料景泰蓝高分子无机复合材料绝缘板材**对材料发展历史的小结从历史的角度看世纪之前材料的进步大量依靠人们的经验、技巧和积累。这个过程之所以如此缓慢原因在于人们还没能够对材料在科学上有深刻的认识和理解因而也缺乏科学对材料发展的指导。**继世纪三大发现(x射线、放射性、电子)后世纪前年物理学产生相对论和量子力学这些科学上的突破,成功地揭示了微观物质世界的基本规律加速了人们对材料的声、光、电、磁、热现象以及材料内部的种种键力、结构、缺陷的认识。这一切既导致了多种新材料的诞生也开辟了世纪后半叶一系列重大科学技术上的突破。**可见材料和这些重大突破都是息息相关的正是在科学的引导和高技术产业发展推动的双重作用下诞生了各种各样神奇的新材料也正是这些日新月异的材料构成了世纪人类新技术新文明的基础。**什么是新型材料?主要有什么特点?新型材料通常是指对现代化科学技术进步和国民经济发展以及提高综合国力有重大推动作用的最新发展或正在发展的材料。这些材料和传统材料相比具有优异的性能和特定的功能是发展信息、航天、生物、能源等高技术的重要物质基础。**新材料的特点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种学科互相交叉和互相渗透的结果种类多、更新换代快。**新型材料有那些种类?纳米材料超导材料形状记忆合金梯度功能材料非晶态合金材料信息材料新能源材料光学材料新型高分子材料新型无机非金属材料智能材料磁性材料生物医用材料环境材料航空材料**为什么要发展新型材料?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型材料是现代国民经济各行业发展的基础新型材料是国防现代化的保证。**新材料高新技术产品的出现推动社会进步**谢谢大家******************************************************************************

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