材料成型发展史-1.

复合材料的历史及发展现状
历史悠久的复合材料
草增强泥复合材料 西安半坡村的原始公社遗址（七千多年前，）房屋墙体是 用草和泥砌筑的。---称作为草增强泥复合材料，受了燕雀筑巢 的启发，是仿生学的早期实例之一。 漆器 四千多年前，夏朝时代就有了使用漆器的记载。它以固化 生漆为基体，麻布为增强材料的一种复合材料。 弓
－嵌银青铜器
(a) 铝合金汽车轮毂
(b) 通信光纤
（四）材料的复合化阶段 二十世纪五十年代金属陶瓷的出现标志着复合 材料时代的到来。随后又出现了玻璃钢、铝塑薄 膜、梯度功能材料以及最近出现的抗菌材料，都 是复合材料的典型实例。它们都是为了适应高新 技术的发展以及人类文明程度的提高而产生的。 到这时，人类已经可以利用新的物理、化学方法， 根据实际需要设计独特性能的材料。现代复合材 料最根本的思想不只是要使两种材料的性能变成 3加3等于6，而是要想办法使他们变成3乘以3等 于9，乃至更大。严格来说，复合材料并不只限 于两类材料的复合。只要是由两种不同的相组成 的材料都可以称为复合材料。
现代复合材料及发展现状
第一代复合材料 从1942年出现了玻璃纤维增强环氧树脂、尼龙、 聚苯乙烯等纤维增强复合材料。 第二代复合材料 1960～1970年，研究和发展了许多新型的纤维与 晶须，如炭纤维及氧化铝晶须等。用这些纤维(晶须) 作增强材料制成的复合材料当时被叫做先进复合材料 （ACM)。 第三代复合材料 1970年后，出现了用高模量高强度纤维与金属基体 或陶瓷基体复合可以得到耐热性良好的复合材料。
• （二）人类单纯利用火制造材料的阶段 • 这一阶段横跨人们通常所说的新石器时 代、铜器时代和铁器时代，也就是距今约 10000年前到二十世纪初的一个漫长的时期， 并且延续至今，它们分别以人类的三大人 造材料为象征，即陶、铜和铁。这一阶段 主要是人类利用火来对天然材料进行煅烧、 冶炼和加工的时代。例如人类用天然的矿 土烧制陶器、砖瓦和陶瓷，以后又制出玻 璃、水泥，以及从各种天然矿石中提炼铜、 铁等金属材料。
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12～13世纪，成吉思汗的蒙古大军所使用的弓不仅短而轻 ，而且射程远，由动物的腱、角和木片贴成的复合材料。现 代的弓身是层合的纤维强化塑料，把手处是树脂含浸塑料
近代复合材料
层合板 19世纪后半叶，出现了层合板，是随着木板薄板加 工技术和粘结剂的发展形成的。 钢筋混凝土 19世纪中叶，随着水泥制造和炼钢轧钢技术的发展 出现了钢筋混凝土。 纤维增强橡胶 1893年提出了纤维增强橡胶用做轮胎的技术原型。它 使用过的增强材料有棉线、钢丝、尼龙丝、聚酯纤维、 玻璃纤维、芳纶纤维。
材料成型技术发展史
材料成型1191,1192 材料成型 1291
机械工程学院 吴安如
材料成型 及其应用
人类社会发展——材料为主要标志
——人类社会进化的里程碑
——人类生活和生产的物质基础
——人类认识自然和改造自然的工具（人类一出现就使用材料） ——人类进化的标志之一 ——材料的历史与人类史一样久远。 人类文明曾被划分为：旧石器时代、新石器时代、青铜器时代、铁 器时代等 ——任何材料加工技术都离不开材料的设计和制造工艺 材料大致经历了以下五个发展阶段：
（三）利用物理与化学原理合成材料的阶段 二十世纪初，随着物理学和化学等科学的发展以及各种检测 技术的出现，人类一方面从化学角度出发，开始研究材料的化学 组成、化学键、结构及合成方法，另一方面从物理学角度出发开 始研究材料的物性，就是以凝聚态物理、晶体物理和固体物理等 作为基础来说明材料组成、结构及性能间的关系，并研究材料制 备和使用材料的有关工艺性问题。由于物理和化学等科学理论在 材料技术中的应用，从而出现了材料科学。在此基础上，人类开 始了人工合成材料的新阶段。这一阶段以合成高分子材料的出现 为开端，一直延续到现在，而且仍将继续下去。人工合成塑料、 合成纤维及合成橡胶等合成高分子材料的出现，加上已有的金属 材料和陶瓷材料（无机非金属材料）构成了现代材料的三大支柱。 除合成高分子材料以外，人类也合成了一系列的合金材料和无机 非金属材料。超导材料、半导体材料、光纤等材料都是这一阶段 的杰出代表。从这一阶段开始，人们不再是单纯地采用天然矿石 和原料，经过简单的煅烧或冶炼来制造材料，而且能利用一系列 物理与化学原理及现象来创造新的材料。并且根据需要，人们可 以在对以往材料组成、结构及性能间关系的研究基础上，进行材 料设计。使用的原料本身有可能是天然原料，也有可能是合成原 料。而材料合成及制造方法更是多种多样。
20世纪60年代中期，开始汽车零件塑料化，已 广泛用于汽车内饰、外装和结构件。 目前一台富康轿车塑料制品用量达91.5公斤。 以下这些汽车外形覆盖件都是工程塑料制品。
3) PC（聚碳酸酯）
具有特别高的强度和尺寸稳定性，对其 片材可进行冲压甚至拉伸加工。
部分塑料挤压产品
PU/PVC人造革
皮革服装
（五）材料的智能化阶段 自然界中的材料都具有自适应、自诊断合资修 复的功能。如所有的动物或植物都能在没有受到 绝对破坏的情况下进行自诊断和修复。人工材料 目前还不能做到这一点。但是近三四十年研制出 的一些材料已经具备了其中的部分功能。这就是 目前最吸引人们注意的智能材料，如形状记忆合 金、光致变色玻璃等等。尽管近十余年来，智能 材料的研究取得了重大进展，但是离理想智能材 料的目标还相距甚远，而且严格来讲，目前研制 成功的智能材料还只是一种智能结构。
PVC产品
注塑成型过程
陶瓷是一种无机非金属材料。可将陶瓷分为 普通陶瓷和特种陶瓷两大类。普通陶瓷是以天然 粘土等材料成形、烧结而成，主要用来制造日用 品。
特种陶瓷是以人工化合物制成的陶瓷。比如，用 六方晶系的 Si3N4陶瓷制造纤维活塞、气门、摇 臂等耐高温摩擦的燃烧室零件。日本日野已开发 出陶瓷绝热发动机，大大提高了发动机的热效率。 当代世人还开发 出不少具有各式功能 的特种陶瓷，已成为 近代尖端科学技术的 重要组成部分。
• （一）使用纯天然材料的初级阶段 • 在原古时代，人类只能使用天然材料（如 兽皮、甲骨、羽毛、草叶、石块、泥土等） 当于人们通常所说的旧石器时代。这一阶 段，人类所能利用的材料都是纯天然的， 在这一阶段的后期，虽然人类文明的程度 有了很大进步，在制造器物方面有了种种 技巧，但是都只是纯天然材料的简单加工。