第一章 材料及其在人类社会发展 进程中的地位和作用
材料发展历程与人类历史进程的关系
材料发展历程与人类历史进程的关系1. 概述材料是人类文明发展的重要组成部分。
从最早的石器时代到今天的高科技材料，材料的发展一直在推动着人类社会的进步。
本文将探讨材料发展历程与人类历史进程的关系，从原始材料的应用到现代材料科学的发展，深入探讨材料如何影响着人类社会的进步和发展。
2. 原始材料的应用在人类社会的早期，原始材料如石头、木头、兽皮等被广泛应用于工具、建筑和服饰等方面。
这些原始材料的应用直接影响着人类社会的生产力和生活水平。
比如使用石头制作的工具和武器，提高了人类狩猎和采集的效率，从而改善了生存条件。
又如使用木头和兽皮搭建的房屋和衣物，改善了人类的居住和生活环境。
原始材料的应用对人类社会的发展起到了重要作用。
3. 金属时代的到来随着金属冶炼技术的发展，金属时代的到来标志着材料的进步和变革。
青铜、铁器等金属材料的应用极大地提高了人类社会的生产力，并推动了社会的进步。
农业、手工业、商业等各个领域都因为金属材料的应用而得到了提升，人类社会也迎来了更大规模的发展。
4. 现代材料科学的发展随着科学技术的不断进步，现代材料科学的发展突破了传统材料的局限，涌现出了各种新型材料，如塑料、复合材料、高温合金等。
这些新型材料的问世，改变了人类社会的生产方式和生活方式。
比如塑料产品的广泛应用，提高了生产效率，降低了生产成本，带动了工业化的发展；复合材料的应用，提高了产品的性能和质量，推动了科技的进步；高温合金的应用，推动了航空航天、能源等行业的发展。
5. 材料发展与人类历史进程的关系从原始材料的应用到现代材料科学的发展，材料的发展始终与人类社会的进步和发展密不可分。
材料的进步推动了生产力的提高，改善了人类的生活条件，推动了社会的各个领域的发展。
人类社会的进步又反过来促进了材料科学的发展，形成了良性循环。
材料发展历程与人类历史进程的关系是密切相关的。
6. 个人观点在我看来，材料发展与人类历史进程的关系是相互作用的。
人在社会发展中的作用ppt课件
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二，普通个人为历史输送杰出人物
• 1，普通个人与杰出人物 有着生命发展的延续关 系，任何杰出人物首先 总是作为普通个人而存 在的，尔后才发展成为 比普通个人起突出作用 的历史人物。
关系通常比较牢固．
还有就是蛮族在侵占过程中完成了他们的封建．这种形式对他们原有的阶级结构并没有太大的破坏．
中国封建的模式比较特殊．首先就是中国比赫梯人使用铁晚了大约两千年，虽然在经济上没有什么影
响（因为青铜工具的高度发达），但却限制了商业，因此中国的上层阶级和下层阶级通过土地而牢固
的连接在一起．表面上看，封建只是那几个旧贵族的事，然而它实实在在的是变革了生产关系．这个
它所成为的那样。
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二，社会历史规律只是作为一 般趋势而存在，它通过大量的
偶然性表现出来。
•
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社会发展的统一性是指，不同国家 和民族的历史发展具有共同性，普 遍性，即具有共同的发展规律。
社会发展的纵向统一性表现为
原始社会
奴隶社会
资本主义社会
封建社会 共产主义社会
社会发展的横向统一性是指，处于同一社会形态 的不同国家和民族，具有大致相同的生产力水平，
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人民群众创造社会历史的决定作用主 要表现在三个方面
• 一，人民群众是社会 物质财富的创造者。
人类要生存和发展，必须首先
解决衣食住行问题，就必然进
行物质资料的生产，它是人类
社会赖以存在和发展的基础，
现存的一切物质生活资料都是
金属材料在人类社会中的作用及应用
金属材料在人类社会中的作用及应用能源、信息、材料是社会发展的三大支柱。
其中材料是人类生存和发展的物质基础，它是社会发展和进步的标志，是人类文明的重要支柱。
而材料又主要分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料，这其中，金属材料是人类历史上系统的应用研究时间最长，在目前应用也较为广泛的一种重要材料。
一、金属材料对人类社会的意义金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。
包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。
金属材料可以说是人类社会发展的见证者，因为它在人类社会各个转型期起到了举足轻重的作用。
人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。
继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。
现在，种类繁多的金属材料已经成为人类社会发展的重要物质基础，尤其是钢铁，对人类文明发挥着重要的作用。
一方面是由于它本身具有比其他材料更加优越的综合性能，能够更适应科技和生活方面提出的各种不同的要求；另一方面，是由于它始终蕴藏着的在性能、数量、质量方面的巨大潜力，能够随着日益增长的要求不断发展和更新。
作为人类最早发现并开始加以利用的一种材料，金属可以说从方方面面影响着人类的历史发展进程。
二、金属材料的应用金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。
①黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含碳2%～4%的铸铁，含碳小于2%的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。
广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。
②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。
有色合金是以一种有色金属为基体（通常大于50%），加入一种或几种其他元素而构成的合金。
有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。
③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。
材料发展历程与人类历史进程的关系
材料发展历程与人类历史进程的关系材料的发展历程与人类历史进程的关系1. 引言材料是人类社会发展的基础和支撑，随着社会的不断发展和进步，材料也在不断演变和升级。
在人类历史进程中，材料的发展历程扮演着重要的角色，不仅推动着人类社会的进步，也反映了人类文明的发展轨迹。
本文将从材料的发展历程入手，探讨其与人类历史进程的关系，希望能够为读者带来一番思考。
2. 原始材料时代在人类历史的早期，原始社会时期，人类主要依靠大自然提供的原始材料来生存和生活。
比如石器时代的石头、木器时代的木材等，这些原始材料的运用直接影响着人类的生产生活水平。
原始材料时代是人类文明的起点，同时也是材料发展历程的最初阶段。
3. 金属时代随着人类文明的不断发展，金属时代的到来标志着材料的革命性进步。
金属材料的使用为人类社会带来了巨大的改变，比如青铜器的发明开启了青铜时代，铁器的使用则推动了铁器时代的到来。
金属材料的使用不仅改善了人类的生产生活条件，也催生了手工业的发展和贸易的繁荣，进而推动了人类社会的向前发展。
4. 工业革命与新材料时代工业革命的到来彻底改变了人类社会的生产方式和生活方式，同时也为新材料时代的到来奠定了基础。
在工业革命之后，随着科学技术的不断发展，新材料的不断涌现，比如塑料、合金、陶瓷等，这些新材料的应用大大提高了人类社会的生产效率和生活品质，为人类社会的迅速发展做出了巨大的贡献。
5. 当代材料与科技进步当今社会，随着科学技术的不断进步，各种新型材料不断涌现，比如纳米材料、生物材料、功能性材料等，这些材料的应用不仅满足了人类社会发展的需求，也为人类社会带来了巨大的创新和发展机遇。
当代材料的研发与应用也影响着人类社会的可持续发展和未来走向，因此当代材料的发展，成为了人类社会发展的重要驱动力。
6. 结语通过对材料的发展历程与人类历史进程的关系的探讨，我们可以清晰地看到，材料与人类历史进程紧密相连，它不仅是人类社会发展的产物，也是推动人类社会不断前行的推动力。
材料与人类社会的发展文明
材料与人类社会的发展韩丽君，学号：7500114008南昌大学新闻与传播学院戏剧影视文学专业广播电视编导方向14级摘要：材料是人类生存和生活必不可缺少的部分，是人类文明的物质基础和先导，是直接推动社会发展的动力，是人民生活水平提高不可或缺的物质基础，是开发能源和治理环境污染的重要保障。
材料的发展及其应用是人类社会文明和进步的重要里程碑。
没有材料科学的发展，就不会有人类社会的进步和经济的繁荣。
本文将阐述材料的发展，以及对人类社会文明发展所起的关键作用。
关键词：材料生活应用前景前言：从古至今，材料与我们的生活都密不可分，无论是我们的衣食住行，还是生产制造，材料都发挥着不可替代的作用。
通过对材料科学基础这门课程的学习，也更全面的了解了材料对于我们生产和生活的意义.回顾历史，人类的历史是一部材料不断进步发展的历史。
正是在历史发展过程中以及与此相联系的人类知识和经验的增长过程中，材料的使用才得以发展。
在人类发展史的早期阶段，直接获取的自然财富被用于满足最简单的需要。
随着分工程度的深化，对在自然界寻觅到的原始材料进行加工的兴趣提高了。
世界是由物质组成的，对人类有用的物质即材料，按其组成和化学键性质可将材料分成四大类：金属材料（包括纯金属及其合金）；有机高分子材料；无机非金属材料；复合材料。
在一轮又一轮的技术革命中，材料作为主导力量一次又一次推到着科技文明的发展。
生产材料的更新换代推动了人类社会的变革，促进了人类文明的发展。
正文：人类的生活演进，除了思想观念之外，物质的发明扮演着相当重要的角色。
自从远古时代人们使用石器开始，材料就和人类生活结下不解之缘。
再经过青铜器时代，铁器时代直到高温超导体出现的今日，材料无不日新月异地被发明与改革。
人们也因为材料的进步而改善了生活的状况。
农业时期，科技不发达，一切以手工做事。
渐渐地，机械的发展使人类有更快速、简便的制造工具。
工业时期，机械取代了手工，劳力需求也减少；到了现在，劳力密集转换成技术密集，民生消费产品，尤其在娱乐生活方面更为人们所重视。
材料的定义、发展、地位和作用
课程的性质
材料科学基础 材料工程原理
无机化学 分析化学 物理化学
材料物理性能 现代测试方法
《材料概论》 材料工学
有机化学
普通物理 固体物理
认识实习 毕业论文 毕业实习
进一步深造
教学内容
1. 绪论 2. 材料科学与工程的
四个基本要素 3. 无机非金属材料 4. 高分子材料 5. 金属材料
功能材料 具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、化学和
生物学功能及其相互转化的功能，被用于非结构目的
的高技术材料。
航空、航天
结构材料
材料
生物材料
智能材料
功能材料
电子材料
光学材料
磁性材料
能源材料
按材料的性能分类
• 磁存储
电饭锅：利用磁性材料的居里点特性。
压电晶体和 光电晶体
PZT Fibers
注意:
材料是物质，但不是所有物质都可以称为材 料.
大多数的物质需通过一定的工艺过程才能转 化为材料.
材料可由一种物质或若干种物质构成.
同一种物质,由于制备或加工方基法板材不料同,可成为 用途不同宝—石不同类型的材料.
激光材料
催化剂载体
Al2O3
高温炉管 切削工具
生活中的材料
— 可口可乐容器
物、空间技术
• 18世纪末 19世纪末 20世纪中期 20世纪70年代
纺织 冶金 机械 造船
电子 石油 化工 电气 通讯
合成材料 半导体材料
新型无机材料 高分子材料 新型金属材料 复合材料
现代高新技术的发展更离不开材料的发展, 只 有开发制备出满足性能需要的新材料后, 技术 创新才可能实现, 我们的生活才会更加丰富多 彩.
材料与人类文明发展.doc
材料与人类文明发展材料与人类文明发展什么是材料其重要意义是什么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。
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。
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的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，都会结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。
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。
一、天然材料在人类发展史的早期阶段，直接获取的自然财富被用于满足最简单的需要。
材料概论1
材料概论1《材料概论》1.简述材料在国民经济和人民生活中的地位和作用答：人类社会发展的历史证明，材料是人类生存和发展、征服自然和改造自然的物质基础，也是人类社会现代文明的重要支柱。
纵观人类利用材料的历史，可以清楚的看到，每一种重要材料的发现和应用，都是人类支配自然的能力提高到一个新水平。
材料科学技术的每一次重大突破，都会引起生产技术的革命，大大加速社会发展的进程，并给社会生产和人民生活带来巨大变化。
材料对社会、经济及科学技术活动的影响面大、带动力强，既是支撑国民经济发展的基础产业，也是当代科技创新的前沿，更是人类社会进步的里程碑，是社会文明程度的重要标志。
当今社会公认，材料、能源和信息技术是现代文明的三大支柱。
从现代科学技术的发展史中可以看到，每一项重大的新技术文明，往往都有赖于新材料的发展。
所以材料是人类文明大厦的基石，在国民经济和人民生活中有着重要的地位和作用。
2简述材料的分类及其性能特点答：（1）材料分为：金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料。
（2）性能特点：金属材料：工艺性能有铸造性、锻造性、深冲性、弯曲性、切削性、焊接性、淬透性等。
使用性能有力学性能、抗腐蚀性能、电磁性能、耐热性能等。
无机非金属材料：力学性能有刚度、硬度、强度、塑性韧性等。
物理、化学性能有热性能、电性能、磁性能、光学性能、化学稳定性等。
高分子材料：力学性能为低强度和高比强度、高弹性和低弹性模量、高耐磨性、塑性和韧性、蠕变。
物理化学性能有高绝缘性、高化学稳定性、高热膨胀性、低耐热性、低导热性、燃烧性。
复合材料：比强度和比模量高、良好的抗疲劳性、破损安全性好、减摩、耐磨和自润滑性好、工艺性和可设计性好。
此外还有高温性能和减震性能，化学稳定性好，具有隔热、耐烧蚀、光、磁等特殊性能。
3简述合成与加工、组成与结构、性质、使用性能四要素之间的关系。
答：合成与加工、组成与结构、性质和使用性能四要素之间是相互影响相互制约紧密联系的。
第一章 材料及其在人类社会发展 进程中的地位和作用
无机非金属敏感材料
探测性能 氧含量 湿度 酸度 压力 温度 电压 PTC 热敏电阻 化学 光学 原理 体离子导电 表面离子导电 表面化学反应 压电 热电 晶界面隧道 晶界面相变 表面电子导电 光电阻
新材料技术是高 技术发展的基础
材料 Zr1-χ CaO2-χ MgCr2O4· TiO2 IrO2-χ PbZr1-χ Tiχ O3 PbZr1-χ Tiχ O3 ZnO· Bi2O3 Ba1-χ Ceχ TiO3 ZnO· CuO CdS
单晶硅晶片发展趋势及其要求
项目 DRAM(动态随机存取) 设计线宽 晶片直径 表面微观粗糙度 表面玷污与缺陷亮点 缺陷尺寸 表面金属原子 氧含量 O2 单位 Mbit m mm mm 每片数目 m 原子数/cm2 ppm 1995 64 0.35 200 0.5 10 0.12 1010 294 1998 256 0.25 200300 0.3 1 0.05 109 262 2001 1103 0.18 300 0.2 1 0.03 108 232
φ 1100
400℃
410~950℃ 1200~1800℃
100~1200℃
φ 1100
飞船返回舱舱体温度情况
新材料技术是工业革 命和产业发展的先导
104 卫星 近地卫星
每减少1kg所收获效益
103
波音707 102 运输机 直升机 10 小飞机
超音速飞机
喷气式机
战斗机
飞机速率
速度与效益
新材料技术是工业革 命和产业发展的先导
新材料技术是高 技术发展的基础
材料 SiO2
SiO2+ Ga,P 正在应用 多组分玻璃 1983 +Er 21 世纪 氟化玻璃
科学与技术的发展在人类社会发展中的地位与作用教学文案
科学与技术的发展在人类社会发展中的地位与作用科学与技术的发展在人类社会发展中的地位与作用摘要：人类历史证明，科学技术是推动人类社会不断向前发展的重要力量，然而盲目的科技进步也给人类的发展带来种种弊端，甚至是灾难。
分析了科技的进步与人类社会发展关系的截然相反的两个方面，然后提出可持续发展的概念，以及如何树立正确的思想观念，合理运用科学技术，实现人类社会可持续健康发展。
关键词：科学技术人类社会发展可持续发展在人类社会发展的过程中，科学与技术的发展起到了至关重要的作用。
也可以说，科技的发展直接推动了社会的进步。
纵观人类社会的发展历史，每一次社会的重大变革，都与科技进步有着重要的联系。
同时，随着社会的不断进步，也为科学技术的发展提供了有利的土壤，促使其更快的发展和改革。
科学技术的发展和社会的发展，可谓相辅相成，缺一不可。
什么是“科学”和“技术”？科学是指对客观世界的认识，是反映客观事实和客观规律的知识体系以及相关的活动，它分为自然科学，社会科学和思维科学；技术有广义和狭义之分，广义的技术包括生产技术和非生产技术，狭义的技术指生产技术，即人类改造自然、进行生产的方法和手段。
人类的社会发展经历了原始社会、奴隶社会、封建社会、资本主义社会和社会主义和共产主义社会5个阶段。
在社会的发展过程中，遵循着这样的客观事实：1、人类社会是有序演进的；2、人类社会是由低级向高级发展的过程；3、社会主义制度必然取代资本主义制度。
在发展的5个阶段中，科学技术的发展贯穿着整个社会进步的过程。
一、原始社会的科学技术发展原始社会经理了旧石器时代、中石器时代和新石器时代三个阶段。
在旧石器时代过程中，人类学会制造和使用工具，通过工具来帮助人类进行生产和生活。
这一科技的进步，则是将人和其他动物区分开来的重要标志。
但在这一阶段中，人类只能制造一些简单石器，通过狩猎和采集维持生活。
由于当时人类科学技术能力还非常低，妇女的生产占主导，所以氏族的世系只能按母系计算，所以叫做母系氏族。
材料科学与工程导论 第1章 材料与社会(2)
1.2.1 材料与人类文明
新材料时代 1900 —：
20世纪90年代后，现代复合材料、各种新材料层出不 穷，并得到快速发展，标志着人类已进入新材料时代。
新材料使新技术得以产生和应用，而新技术又促进了 新工业的出现和发展。
1.2.1 材料与人类文明
从人类利用材料的历史中可以清楚地看到：每一种重要 新材料的发现和应用，都会把人类支配自然的能力提高到一 个新的水平。材料科学技术的每一次重大突破都将引起生产 技术的重大变革，甚至引发一场世界性的技术革命，大大加 速社会发展的进程，给社会生产力和人类生活带来巨大的变 革，把人类物质文明推向前进。
1.2.1 材料与人类文明
400,000 BC — 4,500 BC 石器时代 (Stone Age) 人类主要以石头、骨 头、木制作简单的工具。
燧石：神奇的石头
1.2.1 材料与人类文明
陶器(Pottery)
• 陶器的出现是人类跨 入新石器时代的重要 标志之一
• 据考古资料，中国陶 器制作历史至少有 8000年以上
1950，制出第1只硅晶体管。 1952，用直拉法培育硅单晶成功。 1953，用无坩埚区域熔化法拉制单晶。 1955，采用Zn还原SiCl4法生产纯硅，但不能满足制造晶体管的要求 1956，氢还原SiHCl3法。 1960，用氢还原SiHCl3法进行工业生产，已具规模。 硅整流器、硅闸流管问世，促使硅材料的生产一跃而居半导体材料的 首位。 1960年代，硅外延生长单晶技术和硅平面工艺。 硅晶体管制造技术趋于成熟，集成电路迅速发展。 1980年代初，全世界多晶硅产量达2500吨。
突目面具 铸于商代晚期，高64.5cm，宽
138cm，眼球柱状外突长达13.5cm
1.2.1 材料与人类文明 司母戊鼎
《材料与社会》参考论文：浅谈材料在人类社会发展过程中的作用
《材料与社会》参考论文：浅谈材料在人类社会发展过程中的作用第一篇：《材料与社会》参考论文：浅谈材料在人类社会发展过程中的作用浅谈材料在人类社会发展过程中的作用材料是人民生活水平提高不可或缺的物质基础，是开发能源和治理环境污染的重要保障。
在人类历史中，生产材料的更新换代推动了人类社会的变革，促进了人类文明的发展。
在一轮又一轮的技术革命中，材料作为主导力量一次又一次推到着科技文明的发展。
18世纪中叶发生于英国的第一次科技革命，为人类社会的发展掀开了新的篇章。
这起遍及欧洲和北美国家的技术革命以钢铁和铜等新材料的开发为基础，以纺织机械革新为起点，以蒸汽机的广泛使用为标志，实现了工业生产从手工工具到机械化的转变，使以机器为主体的工厂制度代替了以手工技术为基础的手工工场，从而把人类带进了蒸汽时代。
随后，兴起于19世纪末到20世纪中叶的第二次技术革命，以石油开发和新能源广泛使用为突破口，以电的发明和广泛应用为标志，大力发展飞机、汽车和其他工业。
支持这个时期产业革命的仍然是新材料开发，如合金钢、铝合金以及各种非金属材料的发展。
而起于20世纪中叶的第三次技术革命更是以原子能应用为标志，实现了合成材料、半导体材料等大规模工业化、民用化。
以民航机的发展历程为例，油耗逐年下降的可喜变化一方面是设计与机型的扩大所致，另一方面就在于材料的不断改进，而PWA客机每减重一千克，就多赢利104美元。
到如今，在航空航天领域，飞机、导弹、卫星与飞船的发展，材料依然是关键。
战斗机性能的提高三分之二靠材料；发动机性能的提高，材料占二分之一。
对空间飞行器来说，由于材料的改进，收益更为显著。
然而，材料的开发不仅推动了技术革命的发展，还给农业生产带来了新的保障。
在19世纪以前，农业上所需氮肥的来源主要来自有机物的副产品，如粪类、种子饼及绿肥。
随着农业的发展，对氮肥的需求量在迅速增长。
直到1909年，著名德国物理化学家哈伯(Haber)利用锇作为催化剂合成了氨，使之成为促进农作物生长的重要肥料。
材料在现代社会中的作用
材料在现代社会中的作用第一篇：材料在现代社会中的作用一、材料在现代社会中的作用1.人类文明的标志不断的开发和使用材料的能力是任何一个社会发展的基础之一。
石器时代，燧石，打火石、金属器时代、Si时代 ?2、现代技术的基础材料是所有科技进步的核心；先进材料是先进技术的基石。
飞机-喷气式发动机材料、计算机-固体微电子电路-晶体管-Si材料、光导纤维3、现代社会发展的基础从半导体集成电路到混凝土摩天大楼；从塑料袋到航天飞机a.半导体材料--集成电路-计算机、通讯等、b.航天飞机、c.光导纤维二、材料的分类金属材料：Fe、Al等无机非金属材料：陶瓷、玻璃、水泥等高分子材料：塑料、橡胶等三、材料科学与工程研究材料的组成、结构{《晶体结构：原子（分子、离子）在空间如何排列》，晶体分为晶态【晶态：原子（分子、离子）在空间周期性有序排列长程有序】、非晶态【非晶态：原子（分子、离子）在空间周期性无序排列,短程有序、长程无序】、多晶【多晶：晶粒和晶界，晶粒：晶态，晶界：非晶态】} 性能（组成-性能：不同的组成不同的性能，结构-性能：不同的结构不同的性能）与应用思考题1、石器时代和金属器时代作为人类文明重要标志，请简要讨论石器时代和金属器时代特点？石器时代：2.5亿年前，主要使用燧石，打火石金属时代：主要使用铜、铁2、为什么说材料是现代技术的基础？材料是所有科技进步的核心；先进材料是先进技术的基石。
3、材料分哪几类？简要说明各类的主要特点。
三类金属材料：Fe、Al等。
具有延展性，导电性等特性无机非金属材料：陶瓷、玻璃、水泥等。
高分子材料：塑料、橡胶等。
各种聚合物4、什么是晶态（体）、非晶态和多晶态？各举一例。
晶态：原子（分子、离子）在空间周期性有序排列，长程有序。
NaCl，CdS 非晶态：原子（分子、离子）在空间周期性无序排列，短程有序、长程无序。
（二氧化硅）多晶态：晶粒和晶界。
晶粒：晶态，晶界：非晶态（聚乙烯硅）无机非金属材料（陶瓷，玻璃，水泥，耐火材料，半导体材料，功能材料）一、陶瓷材料：经过高温处理的无机非金属材料釉：低熔点玻璃质。
材料科学与工程导论_第1章_材料与社会(3)
新材料
高新技术产品的出现
推动社会进步
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§1.3 材料与生态环境
概述
长期以来，人们主要是依据应用对象对材料提出的力学 性能和功能要求对材料进行开发，而很少顾及材料对生态环 境的影响。
材料对生态环境的影响涉及如下三个方面： 1）生产—传统材料在生产过程中不仅要消耗大量资源和能
源，还向环境中排放大量有害气体、固体废弃物 和污水等； 2）使用—有些材料在使用过程中会释放有毒有害的物质； 3）废弃—废弃后的材料被随地堆放，又成为环境污染源。
先进的航天飞行器离不开耐高温、耐低温、耐辐射、耐 腐蚀、耐烧蚀的轻质高强结构材料；
新能源的开发离不开实现能源转换的各种功能材料。
各种材料的制备、加工和应用，无一例外地都需要依赖 适当的手段才能实现。可见，新材料的开发与应用，对人类 社会文明与经济发展，有着不可估量的作用。
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1.2.2 材料与新技术革命
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1.2.2 材料与新技术革命
中国：我国政府同样高度重视新材料的研发和应用。 1986年，我国提出了“高技术研究发展计划（863计
划）”，即把新材料技术、生物技术、信息技术、激光技 术、航天技术、自动化技术、新能源技术等八大高科技技 术作为重点发展的领域。
1997年，我国又制定了“国家重点基础研究发展计划 （973计划）”，其中同样把新材料的研发放在突出位置。 在各级各类的科技计划中，新材料都是重点支持的领域。
稀释及转化； 第三，环境为人类的生产和生活提供精神享受。
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§1.3 材料与生态环境
由于资源过度消耗、人口激增以及环境污染等影响， 目前全球有十大环境污染问题，包括：
– 生物多样性日益减少； – 全球气候持续变暖； – 森林面积锐减； – 大气污染状况持续恶化； – 水体污染日趋严重； – 固体废弃物污染不断增加； – 酸雨蔓延； – 海洋污染日益严重； – 臭氧层不断破坏； – 土地荒漠化趋势加剧。
材料与社会发展
材料是我们人类生活中不可或缺的一部分。
从人类起源以来至今，材料自始至终在社会中起着至关重要的作用。
作为生产各种物质的基础，无论是在生活中，还是各行各业的生产中，都随处可见材料的影子。
可以说，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，材料的发展决定了社会的发展。
在一轮又一轮的技术革命中，材料作为主导力量一次又一次地见证了人类的变迁，同时也推动了生活水平和社会生产力的提高。
从我们对于一个时代的称呼，如“青铜器时代”，“石器时代”等，就可以看出材料对一个社会有着多么标志性的意义。
从青铜到钢铁，再到如今形形色色的合金材料，人类在自身进步的同时，从未放弃过对材料的研究和发展。
人们对材料不断寻求着新的运用，利用材料发明了一件又一件令我们生活更加方便的“神器”，又由这些东西引起新的启发，从而激发出更多新的事物，给我们的生活带来的巨大的便利和快捷，也将人类由愚昧无知带向了文明，提升了人们的生活质量和幸福感，推动了社会的发展。
而且，在享受到了材料给我们的种种好处之后，我们便会更加意识到材料研究的必要性，从而在材料研究上投入更多的精力和资源，为对材料的进一步研究创造了良好条件和基础。
因此，我认为材料可以推动社会发展的同时，社会的不断发展和进步也同样能够对材料产生反作用力，两者相辅相成，相互促进，相互作用，形成了一个良性循环。
在新的世纪里，材料的性能得到了进一步的提高。
而随着科技水平的进步，人们也不再满足于仅仅局限在原先的传统材料的研究当中。
因此，对于材料的要求也发生了巨大的改变。
对于材料研发的重点由传统材料逐步转为了新材料，所谓新材料，就是刚刚投产或正在发展且具有优异性能并有应用前景的一类材料，例如如今火热的纳米材料、智能材料等。
各个国家都在积极从事研发各种各样的新型材料。
我们当然也不能止步不前，尝到了以前的甜头就一条路走到黑。
当今的世界是瞬息万变的，我们必须要善于抓住当今发展的趋势，才能紧跟世界发展的潮流，使得我们的国家更加强大。
材料科学发展与人类社会进步
材料在人类社会发展中的作用材料是人类生存和生活必不可缺少的部分，是人类文明的物质基础和先导，是直接推动社会发展的动力。
材料的发展及其应用是人类社会文明和进步的重要里程碑。
没有材料科学的发展，就不会有人类社会的进步和经济的繁荣。
所谓材料，是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质。
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。
功能材料则主要利用其声、光、电、磁、热等性能。
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。
人们把人类历史分为石器、青铜器和铁器时代。
在群居洞穴的猿人旧石器时代，通过简单加工获得石器帮助人类狩猎护身和生存，随着对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，人们称之为新石器时代。
青铜时代大约源于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，比石器易制作且耐用。
青铜器大大促进了农业和手工业的出现。
铁器时代则被认为是始于2000多年前，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，人类社会开始从农业和手工业社会进入了工业社会。
本世纪半导体硅、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，人们已提出信息。
能源和材料并列为现代文明和生活的三大支柱。
在三大支柱中，材料又是能源和信息的基础。
新材料既是当代高新技术的重要组成部分，又是发展高新技术的重要支柱和突破口。
正是因为有了高强度的合金，新的能源材料及各种非金属材料，才会有航空和汽车工业；正是因为有了光纤，才会有今天的光纤通讯；正是因为有了半导体工业化生产，才有今天高速发展计算机技术和信息技术。
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无机非金属敏感材料
探测性能 氧含量 湿度 酸度 压力 温度 电压 PTC 热敏电阻 化学 光学 原理 体离子导电 表面离子导电 表面化学反应 压电 热电 晶界面隧道 晶界面相变 表面电子导电 光电阻
新材料技术是高 技术发展的基础
材料 Zr1-χ CaO2-χ MgCr2O4· TiO2 IrO2-χ PbZr1-χ Tiχ O3 PbZr1-χ Tiχ O3 ZnO· Bi2O3 Ba1-χ Ceχ TiO3 ZnO· CuO CdS
新材料技术是高 技术发展的基础
材料 SiO2
SiO2+ Ga,P 正在应用 多组分玻璃 1983 +Er 21 世纪 氟化玻璃
0.01-0.001 可达 400 310-4 2500
108
光导纤维
新材料技术是高 技术发展的基础
106
通讯卫星 同轴电缆与微波系统
104 102 1
同轴电缆
一对12路电话线 第一条电话
新材料技术是工业革 命和产业发展的先导
燃油消耗与工作温度的关系
燃料消耗 公斤/马力小时
0.4 816℃ 1093℃ 1371℃ 1649℃
0.3
0.2
0.1
0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
压缩比
新材料技术是工业革 命和产业发展的先导
130 120 110
飞机燃油效率提高2.5倍
747-400 A320-200
mile/Usgal 座·
100 90 80 70 60 2.5倍
MD11
50
40
707-120B DC-9-30 727-100 880 990
707-120 30 Comet
20 1950
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000 2005
新材料技术是高 技术发展的基础
二 维
108
107
SSI
MSI
LSI
VLSI
界 面
每 个 芯 片 上 的 元 件 数
106 105 104 103
MOS存储器 双极存储器 MOS逻辑器 双极逻辑
(a)
103 小
102 征 (b) 101 度 1
最 特 长 （ ）
三维
102
101 1 1960
M
1970
单晶硅晶片发展趋势及其要求
项目 DRAM(动态随机存取) 设计线宽 晶片直径 表面微观粗糙度 表面玷污与缺陷亮点 缺陷尺寸 表面金属原子 氧含量 O2 单位 Mbit m mm mm 每片数目 m 原子数/cm2 ppm 1995 64 0.35 200 0.5 10 0.12 1010 294 1998 256 0.25 200300 0.3 1 0.05 109 262 2001 1103 0.18 300 0.2 1 0.03 108 232
新材料技术是高 技术发展的基础
0.1 1.0 96 50 10 1 10-10 10-100
光 学 损 耗 （
10
102 103 104 105 106
107
埃及人的 3000 1000 1900 （公元前）（公元） 菲尼基人的 光学玻璃
光学纤维
每 公 里 透 光 率
高性能光 导纤维材 料（低光 学损耗、 高透光率） 的出现对 微电子、 通讯等高 技术行业 产生巨大 的影响。
+595 +390 +175
Km
导弹射程
金属
玻璃纤维
Kavlar
C/C复合材料
火箭壳体材料与导弹射程
新材料技术是工业革 命和产业发展的先导
30年代教练机 二次大战战斗机 80年代截击机
490C
不同类型的飞行器蒙皮温度
93.30C 4270C 10930C 16490C 538 1093
航天飞机
东方快车号
1400
新材料技术是工业革 命和产业发展的先导
现代涡轮喷气发动机
© ¡ £ ¨æ È £ Î ¶ × ¤÷ ú ¹ ¯ » ·¶ ¢
1200 1000 800 600 400 200 0 1900
蒸汽机
３０年代气冷 式航空发动机
1920
1940
1960
1980
2000
Ä ê · Ý
在本世纪内由于采用了现代材料使发动机工作温度急剧上升 ，因而发动机的理论效率大大提高。
在发动机上应用的年份
叶片材料的发展历程
新材料技术是工业革 命和产业发展的先导
一次大战水冷式
1490C
发动机温度
30年代空冷式
3150C
风扇喷气发动机
6490C
蜗轮喷气发动机 超音速燃烧冲压 式喷气发动机 538
10930C
19270C
1093
1649
温度（0C）
新材料技术是工业革 命和产业发展的先导
对生命现象本质和过程研究，进入了定量和系统整合阶段
基因组学、蛋白质科学、干细胞及再生医学的研究成为生命
科学的前沿与热点 蛋白质科学正向深度和广度迅速发展 干细胞及再生医学的研究及应用为人类健康开辟了新道路 生物芯片在医疗和科研领域发挥巨大作用 转基因技术及应用呈现出高速发展的态势
光机电一体化技术 微电子光刻技术 重大装备制造技术
材料发展总的趋势
新材料技术出现群体性突破，将对21世纪基
础科学和几乎所有工业领域产生革命性影响
纳米技术是前沿技术中最具前瞻性和带动性的重点领域之一
电子信息材料技术进展迅速，光电子材料、光子材料将成为
发展最快和最有前途的电子信息材料。 新型功能材料及其应用技术面临新的突破（超导材料、智能 材料、生物医用材料） 新型结构材料发展前景乐观（高温合金、难熔金属、金属间 化合物、金属基复合材料、高分子材料、钛合金、镁合金）
第一章 材料及其在人类社会发展 进程中的地位和作用
1-1.材料是人类社会进步的里程碑
1-2.材料是经济和社会发展的基础和先导
1.新材料技术是工业革命和产业发展的先导
2.新材料技术是高技术发展的基础
材料是人类社会进步的里程碑
纵观人类利用材料的历史，可以 清楚地看到，每一种重要新材料的发 现和应用，都把人类支配自然的能力 提高到一个新的水平。材料科学技术 的每一次重大突破都会引起生产技术 的重大变革，甚至引起一次世界性的 技术革命，大大地加速社会发展的进 程，给社会生产力和人类生活带来巨 大的变革，把人类物质文明推向前进。
新材料技术是高 技术发展的基础
计 算 机
计算机的核心部件是集成电路其容量和 速度每年以50%发展，计算速度已大约每秒万 亿次，2000年可达100万亿次。 计算外设装置莫不决定于材料，如存储 （光盘，磁盘等），显示（液晶、GaAs）。
计算机的控制精度与灵敏度决定于敏感 材料（传感器）的灵敏度、精度与稳定性。
材料发展总的趋势
航天技术快速发展，不断开辟人类探索的新 空间
太空探索带动太空探索技术加速发展 研制多种用途的人货分离的新一代航天飞行器成 未来趋势。
小卫星技术日趋成熟并将广泛应用。 太空攻防技术成为未来航天技术发展的重要领域 。
材料发展总的趋势
能源技术将变革未来社会的动力基础，促进 人类实现可持续发展
6．用高技术改造、更新现有材料，发展材料科学技术
材料发展总的趋势
信息科学技术正在发生结构性变革，仍然 是经济持续增长的主导力量
通信网络技术为信息产业注入强大活力
宽带通信已成为国际上应用最广的通信技术 半导体技术进入纳米时代 计算机智能技术日新月异
材料发展总的趋势
生物技术正经历着一场前所未有的技术革命 ，一个庞大的生物产业正在孕育和形成
材料发展总的趋势
生物技术正经历着一场前所未有的技术革命 ，一个庞大的生物产业正在孕育和形成
对生命现象的本质和过程研究，进入了定量和系统整合阶段
；
基因组学、蛋白质科学、干细胞及再生医学的研究成为生命 科学的前沿与热点； 蛋白质科学正向深度和广度迅速发展。 干细胞及再生医学的研究及应用为人类健康开辟了新道路生 物芯片在医疗和科研领域发挥巨大作用 转基因技术及应用呈现出高速发展的态势
dB/km)
年份
1966
1979 1983
玻璃透光度的改进历史
通讯网络
光导纤维发展历程
年代 第一代 第二代 第三代 波长（） 0.85 1.3 1.3 1.55 第四代 第五代 1.55 2.5 模数 多模 单模 光纤损耗 （db/km） 2-5 1 0.4 0.2 中继距离 （km） 8-10 10-20 20-40 80 应用年代 1978 1982
年份
航空材料的发展与飞机的燃放
1700
陶瓷复合材料
碳 -碳 隔热涂层
新材料技术是工业革 命和产业发展的先导
1500
材料的表面温度(℃)
1300
普通铸件 定向凝固超级合金 共晶合金 单晶合金
纤维增强超级合金 弥散强化超级合金
1100
900 1950
1960
1970
1980 1990
2000
201020201源自49温度（0C）新材料技术是工业革 命和产业发展的先导
各种切削刀具材料的切削速度的发展趋势
lg[切削速度（m/min.）]
3 2.8 2.6 2.4 2.2 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 1750
多晶金刚石
立方氮化硼
陶瓷 金属陶瓷 烧结碳化钨 钨钴铬硬质合金 碳素工具钢
1800 1850