材料-人类社会进步的里程碑
材料—人类社会进步的里程碑
材料—人类社会进步的里程碑“没有金刚钻，别揽瓷器活”，这个谚语强调了工具的重要性。
其实，这句话里还有另一层意思，那就是材料的重要性。
“新材料”的发现和使用始终伴随着人类的文明进程。
在原始社会人们学会了使用石器，然后人们发明了陶器，它作为第一种人造材料结束了人类的石器时代，使人类从蒙昧时代进入野蛮时代。
在这个“野蛮”时代，人类又发明了青铜，青铜制造的农具促进了农业的发展，而青铜制造的兵器又把人类带进了冷兵器时代。
随着人类进入封建社会，人们开始广泛使用铁器，铁器的使用又把人类文明向前推进了一大步。
至今，钢铁的产量仍是衡量一个国家工业化水平和国防实力的标志之一。
当历史进入20世纪下半叶，新技术革命开始后，新材料已成为各个高技术领域发展的突破口，在很大程度上影响着新兴产业的发展进程。
高技术发展中遇到的很多难题，有不少实际上是材料问题，没有新材料的开发应用，便谈不上新的技术产品和产业的进步。
例如，没有半导体材料，就不可能有计算机信息网络技术；没有高温高强度的结构材料，就不可能有今天的宇航工业；没有低能耗的光导纤维，也就没有方便快捷的光纤通信……材料还深刻地影响着人类的生产生活方式。
从无机材料到有机材料，人类文明又有一次巨大的飞跃。
橡胶、塑料、合成纤维这三大合成材料的发展与使用，使人类对自然材料的依赖性大大降低。
新型的超导材料产品还可以加速信息传输和降低能耗，进一步促了社会的发展。
而最新的纳米材料，将可能从根本上改变人类的生产生活方式。
所以，材料科学每前进一小步，人类文明就将前进一大步。
目前，世界各国对材料的分类不完全相同，但就大的类别来说，可以分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子合成材料以及复合材料四大类。
从材料的使用性能来看，可以分为结构性材料与功能性材料两大类。
从材料的应用对象来看，又可以分为信息材料、能源材料、建筑材料、生物材料、航空材料等多种类别。
材料是人类发展的里程碑
材料是人类发展的里程碑
1、材料是人类社会发展划时代的里程碑。
材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类文明的基石，是人类物质文明发展划时代的里程碑。
材料服务于国民经济、社会发展、国防建设和人民生活的各个领域，成为经济建设、社会进步和国家安全的物质基础和先导，支撑了整个社会经济和国防建设。
“一代装备，一代材料”向“一代材料，一代装备”转变，彰显了材料的战略作用。
发展材料技术既可促进我国战略性新兴产业的形成与发展，又将带动传统产业和支柱产业的技术提升和产品的更新换代。
2、新材料是高技术和新兴产业的基础和先导。
新材料将与高技术深度融合，是战略性新兴产业的支撑和保障。
新材料技术密度高、应用范围广、配套能力强，具有跨学科、跨领域、跨部门的特点，是现代科学技术的组成部分，也是战略性新兴产业的物质保证和技术支撑。
然而，其发展中存在的不足之处将成为制约高技术和新兴产业发展的瓶颈。
3、新材料在新一轮工业革命中将发挥重要作用。
从人类工业化进程来看，影响世界至深的三次工业革命均是以材料技术的发展和突破为前提。
在新一轮工业革命中，新材料也将起到不可替代的重要作用。
现代高技术迅速发展，科学技术转化为直接生产力的速度加快，工业化与信息化的深度融合都将不断发掘新的经济增长点、创建新兴产业，新一代科技革命和工业变革正蓄
势待发，新材料将对新一轮科技和工业革命提供重要支撑。
材料与社会的关系
材料与社会的关系材料是指能为人类制造有用器件的物质。
随着私有制的出现，自然资源和能源的减少，材料工业的发达，材料的定义必须考虑其经济和社会因素。
因而材料的定义发展为：材料是人类社会所能够接受的经济地制造有用器件的物质。
材料是人类一切生产和生活活动的物质基础,是生产力的标志.本文探讨了新型材料在人类社会发展中所起的重要作用,提出新型材料的发展创新是各个高新技术领域发展的突破口,是现代社会经济发展的先导,是现代工业和现代农业发展的基础,也是国防现代化的保证;同时也改变着人类在社会活动中的实践方式和思维方式,由此极大地推动了社会进步.支撑人类生存大厦的主要有材料科学技术、生物科学技术、能源科学技术、信息科学技术。
这些技术支持着上到航天技术、下到海洋技术。
而这些技术无一不是以材料物质为基础的。
材料按实用性大致可分为金属材料、陶器材料、高分子材料及它们构成的复合材料。
金属材料包括常用的铁、铜、铝及其合金等；陶器材料包括氧化物、碳化物及氮化物等；高分子材料指化学聚合物。
按使用性能，材料又可分为结构材料和功能材料两类。
材料由于社会共同发展。
材料是人类社会进步的物质基础和先导，是人类进步的里程碑。
综观人类发展和材料发展的历史，可以清楚地看到，每一种重要材料的发现和利用都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平，给社会生产力和人类生活带来巨大的变化。
材料的发展与人类进步和发展息息相关。
一万年前，人类使用石头作为日常生活工具，人类进入了旧器时代，人类战争也进入了冷兵器时代。
7000年前人类在烧制陶器的同时创造了炼铜技术，青铜制品广泛地得到应用，同时又促进了人类社会发展，人类进入了青铜器时代。
同时火药的发吗明又使人类战争进入了杀伤力更强的热兵器时代。
5000年前人类开始使用铁，随着炼铁技术的发展，人类又发明了炼钢技术。
十九世纪中期转炉、平炉炼钢的发展使得世界钢产量迅猛增加，大大促进了机械、铁路交通的发展。
随着二十世纪中期合金钢的大量使用，人类又进入钢铁时代，钢铁在人类活动中起着举足轻重的作用。
材料是社会进步的里程碑
材料是社会进步的里程碑引言随着人类社会的发展和进步，材料的创新和应用起到了至关重要的作用。
从石器时代的石头工具到现代的高科技材料，材料科学的发展与进步为社会带来了革命性的变化。
本文将介绍材料在社会进步中的里程碑，并探讨其对人类社会的重要影响。
1. 金属材料的革命人类社会的发展与金属材料的发现和应用息息相关。
早在数千年前，人类就开始使用青铜、铁等金属来制造工具和武器。
这些金属材料的出现，极大地改善了人类的生活和战争方式。
铜带来了农耕革命，而铁的应用则改变了战争方式，提高了农业生产力。
随着工业革命的到来，金属材料的应用进入了一个新的阶段。
铁、钢、铝等金属的大规模生产和应用，推动了工业化进程，催生了现代工业社会。
例如，铁路的建设和火车的发明使得人们能够更快地旅行和运输货物，开辟了新的商业机会和市场。
金属材料的广泛应用也为家具、建筑和交通工具的制造提供了更多的可能性。
2. 有机材料的突破除了金属材料，有机材料的突破也在社会进步中发挥了重要作用。
有机材料是以碳化合物为基础的材料，包括塑料、橡胶、纤维素等。
20世纪初，塑料的发明和推广引发了一场革命。
塑料的轻便、耐用、可塑性强等特点，使其成为了许多领域必不可少的材料。
塑料的应用从日常生活到高科技领域，几乎无处不在。
塑料在包装、建筑、医疗、电子等行业都有重要的地位。
例如，塑料包装的出现降低了商品运输成本，提高了商品的保鲜期，对全球商业贸易起到了重要促进作用。
另外，塑料在医疗领域的应用也使得医疗设备更加安全和便捷。
3. 先进材料的革新随着科技的不断进步，先进材料的研发和应用在社会进步中扮演着越来越重要的角色。
例如，新型的功能性材料如光电材料、磁性材料、导电材料等的研究和开发，带来了许多新颖的技术和产品。
光电材料的应用，如太阳能电池板的发展，提供了一种可再生能源的替代选择，对全球能源需求和环境保护都具有重要意义。
磁性材料的研究和应用则推动了计算机和电子设备的发展，使其存储和处理数据的能力得到了大幅提升。
1.五次产业革命
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（2）青铜器时代
• 3,000 BC — 十六世纪 • 青铜：第一种合金，是红铜 与其它元素(锡、镍、铅、磷等) 的合金
埃及古墓壁画
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（2）青铜器时代
• 1300 BC — 1400 BC 人类开始使用铁
战国铁犁头
战国铁锄
战国凹形铁锄 (长沙砂子塘)
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（3 ）蒸汽机时代
人类社会文明的飞跃式进步。每一次产业革命的 爆发，都伴随着一些国家的上升，我们应该抓住新的 产业革命的机会，以科技发展为先导，完成产业结构 的合理化调整和变革，促进生产力的发展，实现跨越 式发展。
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材料—人类社会进步的里程碑
五次产业革命之启发
材研1409 周恒 2014200534
1
观点
• 材料
社会进步的物质基础 人类进步的主要标志
定义：可以用来制备有用物件的物质或是为 了某种利用的目的而具备必要性质的物质
2
五次产业革命
（1）石器时代
• 300,000 BC — 3,500 BC
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（1）石器时代
• 1600AD-20世纪 • 铁、煤时代
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（4 ）化学工业兴起时代
• • • • 20世纪 电以及石油业 贝克兰德将酚醛树脂加热模压，制得第一种合成塑料 1935，卡罗瑟斯以己二酸、己二胺为原料制得聚合物
贝克兰德
卡罗瑟斯
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（5）电气和微电子产业时代
• 20世纪下 • 计算机，半导体
电子管
——晶Βιβλιοθήκη 管——集成电路钨、钼电极
锗、硅半导体
单晶硅片，高纯钛 SiO2、铬薄膜
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。
材料发展史
材料的历史同人类社会发展史同样悠久。
历史上，材料被视为人类社会进化的里程碑。
历史学家曾把材料及其器具作为划分时代的标志：石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙。
这里我们不难看到材料在社会进步过程中的巨大作用。
制作物品的来源即原料或材料。
其中“来源”指物质。
材料：是由一种化学物质为主要成分、并添加一定的助剂作为次要成分所组成的，可以在一定温度和一定压力下使之熔融，并在模具中塑制成一定形状，冷却后在室温下能保持既定形状，并可在一定条件下使用的制品，其生产过程必须实现最高的生产率、最低的原材料成本和能耗，最少地产生废物和环境污染物，并且其废弃物可以回收、再利用。
按组成、结构特点进行分类：金属材料；无机非金属材料；高分子材料；复合材料。
按使用性能分类：利用材料力学性能的称为结构材料；而利用材料物理和化学性能的则称为功能材料。
也可将材料分为传统材料和新型材料。
两者无严格区别，是互相依存、互相转化的。
传统材料的特征：需求量大、生产规模大，但环境污染严重；新型材料的特征：投资强度较高、更新换代快、风险性大、知识和技术密集程度高，一旦成功，回报率也较高，且不以规模取胜。
狭义陶瓷是陶器与瓷器的统称。
二者的坯料都由长石、硅石和矾土（氧化铝）构成。
陶器的原料中矾土的成分多一些，是粘土质。
瓷器的坯料是矾土成分较少的矿石质。
陶瓷的概念有狭义、广义之分。
从狭义上说，陶瓷是用无机非金属化合物粉体，经高温烧结而成的，以多晶聚集体为主的固态物质。
狭义的陶瓷概念中不包括玻璃、搪瓷、水泥、耐火材料、金属陶瓷等。
从广义上说，陶瓷泛指一切经高温处理而获得的无机非金属材料，包括人工单晶、非晶态、狭义陶瓷及其复合材料、半导体、耐火材料及水泥等。
公元前8000年左右，铜首次被有意识地用来作为原料。
先民们发现并利用天然铜块制作铜兵器和铜工具。
到公元前5000年，人们已逐渐学会用铜矿石炼铜。
公元前4000年，铜器及其制造就已推广，而石头作为材料已退居第二位。
1.3 材料的地位及作用
材料的发展史，就是人类社会的发展史1、材料是人类文明进步的里程碑三大支柱材料新材料人类利用材料的历史，就是一部人类进化和进步的历史。
1、材料是人类文明进步的里程碑2、材料的基础、先导、战略作用材料是国民经济、社会进步和国家安全的物质基础与先导先进材料具有强烈的基础性、支撑性、技术经济价值和迫切战略需求四次工业革命都是以新材料的发展和广泛应用为先导◆第一次工业革命（1760-1840年）：蒸汽时代——制钢工业的发展为蒸汽机的发明和应用奠定了物质基础。
◆第二次工业革命（1840-1950年）：电气时代——由于发电机、电动机的相继发明，远距离输电技术的出现。
四次工业革命都是以新材料的发展和广泛应用为先导◆第三次工业革命（1950年—）：信息时代——单晶硅材料对电子技术的发展和应用起到了核心促进作用。
◆第四次工业革命（现在）：绿色工业时代（工业4.0）——大幅度地提高资源生产率，大幅度地降低污染排放，等。
未来有无限可能，让我们一起期待。
（1）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（2）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（3）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（4）航空航天技术快速发展，不断开辟人类探索的新空间新材料技术出现群体性突破，将对21世纪所有工业领域产生革命性的影响，成为一切工业的关键共性基础。
纳米材料高性能结构材料超导材料……在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(0.1-100 nm)或由它们作为基本单元构成的材料，大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。
具有表面效应、小尺寸效应、量子效应原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电。
原来绝缘的二氧化硅等，在某一纳米级界限时开始导电。
颗粒大小常态纳米态黄金颜色块状黄金是金黄色金纳米粒子是黑色黄金熔点常态10nm 2nm 1064℃1037℃327℃是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。
人类进步的重要里程碑
人类进步的重要里程碑人类的历史长河中，有许多重要的里程碑推动着人类社会的进步和发展。
这些里程碑标志着人类在各个领域取得的重大突破和改革，为我们带来了翻天覆地的变革和巨大的进步。
本文将从科学、技术、医学以及社会等方面探讨几个人类进步的重要里程碑。
一、科学之光1. 科学方法的建立科学方法是现代科学发展的根基，其形成是人类历史上一个重要里程碑。
在公元前6世纪，希腊哲学家泰勒斯首先提出了关于自然界万物本源的理论，并强调借助于观察和实验证明理论是否正确。
随后，欧洲文艺复兴时期科学家们如科普尔尼库斯、伽利略等奠定了实验观察为基础的科学方法论，并被奉为现代科学方法之父。
这一里程碑不仅使得现代科学有了坚实可靠的方法支撑，也催生了数百年来对自然界真相进行不断探索的热情。
2. 牛顿力学的建立牛顿力学是人类科学最重要也最具革命性的发现之一。
17世纪末，英国物理学家牛顿通过对运动物体和万有引力进行深入研究，提出了经典三大定律和万有引力定律。
这些定律不仅概括了天体运动规律，还解释了地球上的自然现象，推动了工程学、航天技术以及现代计算机科学等领域的发展，并为后来爱因斯坦的相对论奠定了基础。
3. 量子力学与相对论20世纪初，量子力学和相对论的诞生开创了二十世纪科学进步新篇章。
爱因斯坦提出了狭义相对论和广义相对论，揭示出时间与空间的本质联系，并导致爆炸性科技突破如原子能、核能以及相关医疗影像技术等产生。
同时，赫兹、普朗克和波尔等一批杰出科学家提出并奠基了量子力学理论，在极小粒子尺度上为我们解释物质性质及微观世界的规律。
这些里程碑不仅推动了科学技术的飞速发展，也深刻影响着人们对宇宙本质和生命起源等问题的思考。
二、技术改变世界1. 工业革命的爆发以英国为首的工业革命是人类历史上另一个重要里程碑。
18世纪下半叶至19世纪初，以机器制造业为核心的第一次工业革命迅猛推进了生产力的飞跃。
从蒸汽机到纺织机械，从铁路运输到电力传输，工业革命极大地促进了交通、通信和制造业等领域的发展。
材料的发展是人类文明的里程碑
材料的发展是人类文明的里程碑材料是人类生产轰动和生活必需的物质基础，人类社会的发展离不开材料。
材料是人类进步的里程碑，时代发展需要材料，而材料又推动时代的发展，所以人们把材料视为现代化文明的支柱之一。
材料是什么？材料是宇宙间可用于制造有用物品的物质。
材料是物质，但不是所有物质都可以成为材料，只有当一种物质具有可供利用的性质，而且可以被制造成有用的物品时才成为材料。
自古以来，人类文明的进步都是以材料的发展为标志的。
人类的历史也是按制造生产工具所用材料的种类划分的，由史前时期的石器时代，经过青铜器时代，铁器时代，而今正跨入人工合成材料的新时代。
材料是人类生活和生产的物质基础，是人类认识自然和改造自然的工具。
可以这样说，自从人类一出现就开始了使用材料。
材料的历史与人类史一样久远。
材料也是人类进化的标志之一，任何工程技术都离不开材料的设计和制造工艺，一种新材料的出现，必将支持和促进当时文明的发展和技术的进步。
从人类的出现到20世纪的今天，人类的文明程度不断提高，材料及材料科学也在不断发展。
纵观人类发展的历史，可以清楚地看到，每一种重要材料的发现和利用，都会把人类利用和改造自然地能力提高到一个新的水平，给社会生产和人类生活带来巨大的变化。
人类发展的历史证明，材料是人类文明进步的里程碑。
人类社会的发展历程，是以材料为主要标志的。
100万年以前，原始人以石头作为工具，称旧石器时代。
1万年以前，人类对石器进行加工，使之成为器皿和精致的工具，从而进入新石器时代。
新石器时代后期，出现了利用粘土烧制的陶器。
人类在寻找石器过程中认识了矿石，并在烧陶生产中发展了冶铜术，开创了冶金技术。
公元前5000年，人类进入青铜器时代。
材料与人类文明进步之间的关系
材料与人类文明进步之间的关系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。
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，在这一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，被看出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。
自人类诞生以来，人类就开始使用材料。
只不过由于技术水平的限制，人类也只能利用自然中现有的天然材料。
比如说，人类使用树叶或者是兽皮来制作衣服，用木棒和石块来制作工具捕猎。
这一时代主要以打制石器为主，称之为旧石器年代。
之后人类又知道通过磨制石器能更好地发挥工具的作用，这时称之为新石器时代。
虽然人类在石器时代中懂得了使用材料以及对其进行简单的加工，但人类使用材料只局限于现有的材料。
不过正是由于材料的发展，人类开始从事农业和畜牧业，这样人类的生活得到了改善，从而有了额外的精力去关注文化的发展，人类文明也就开始出现。
人类知道了制造材料，于是陶器、铜器、铁器便相继而生。
这些新型工具的诞生，使得人类生活更加方便、舒适。
由于这些金属器具的使用，使得人们的生产力和生活水平有了极大的提高，社会也越来安定。
于是人类在陶器、青铜器上绘画或者是刻录文字来记录当时的生活，这就侧面反映了人类文明的进步。
在青铜器时代之后，以冶炼和制造铁器为标志的铁器时代就出现了。
材料科学发展的历史
材料科学发展的历史材料科学是一门研究材料的性质、结构、制备和应用的学科，其发展与人类社会的进步密切相关。
本文将从材料科学的起源开始，介绍其发展的历史，并探讨一些重要的里程碑事件。
1. 起源和初期发展材料科学的起源可以追溯到古代人类开始使用和加工材料的时期。
早期人类主要使用天然材料，如石头、木材和兽皮等。
随着冶金技术的发展，人们开始使用金属材料，如铜、铁等。
然而，在这个时期，材料的研究主要是经验性的，缺乏系统的科学理论。
2. 工业革命和材料科学的兴起随着工业革命的到来，对材料的需求大大增加，这促使了材料科学的兴起。
19世纪末，随着化学和物理学的发展，材料科学开始成为一个独立的学科。
这个时期的重要事件包括：- 1828年，法国科学家克里斯蒂安·弗里德里希·舍勒发现了硅的存在，并提出了原子结构的假设。
- 1869年，俄国化学家德米特里·门捷列夫发现了周期表，为材料的分类和研究提供了基础。
- 1895年，德国物理学家威廉·康拉德·伦琴发现了X射线，这一发现为材料的结构研究提供了重要工具。
3. 20世纪的材料科学发展20世纪是材料科学发展的关键时期，许多重要的材料和技术得到了发展和应用。
以下是一些重要的里程碑事件：- 1907年，美国化学家杜邦公司发现了尼龙，这是第一种合成纤维，开启了聚合物材料的时代。
- 1951年，英国科学家弗雷德里克·斯特雷特发现了半导体材料的PN结，为现代电子器件的发展奠定了基础。
- 1956年，美国物理学家约翰·巴丁发现了超导现象，这一发现引发了对超导材料的广泛研究和应用。
- 1960年，美国物理学家西奥多·穆尔提出了“穆尔定律”，预言了集成电路中晶体管数量的指数增长，推动了半导体材料的研究和发展。
- 1970年代，日本科学家发明了高温超导材料，引发了对超导技术的热潮。
4. 当代材料科学的发展趋势随着科技的不断进步，材料科学正面临着新的挑战和机遇。
复合材料概述
（1）组元含量大于 5 %；
（2）复合材料的性能显著不同于各组元的性能； （3）通过各种方法混合而成。
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2、复合材料的特点： 1）由两种或多种不同性能的组分通过宏观或微观 复合在一起的新型材料，组分之间存在着明显的界面。 2）各组分保持各自固有特性的同时可了复合材料的整体性能。界面最佳态的衡量是 当受力发生开裂时，裂纹能转化为区域化而不进一步 界面脱粘；即这时的复合材料具有最大断裂能和一定 的韧性。
结合状态和强度影响因素
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2.2 复合材料组分的相容性
1、物理相容性：
（1）基体应具有足够的韧性和强度，能够将外部载荷 均匀地传递到增强剂上，而不会有明显的不连续 现象。 （2）由于裂纹或位错移动，在基体上产生的局部应力
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2、按基体材料分类： 聚合物复合材料 金属基复合材料 陶瓷基复合材料
碳碳复合材料
水泥基复合材料
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3、按用途分类
结构复合材料 功能复合材料
结构 / 功能一体化复合材料
4、按增强剂分类 颗粒增强复合材料 晶须增强复合材料 短纤维增强复合材料
连续纤维增强复合材料
混杂纤维增强复合材料 三向编织复合材料
木材，发展成为玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）这种种广泛
应用的较现代化复合材料。
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2、复合材料的意义
现代高科技的发展更是离不开复合材料。 例如：火箭壳体材料对射程的影响， 航空发动机材料发展预测如下
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1 复合材料概述
1.1 复合材料的定义和特点：
1、复合材料的定义： ISO定义为是：两种或两种以上物理和化学性质 不同的物质组合而成的一种多相固体材料。 复合材料应满足下面三个条件：
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2 复合材料界面
材料-人类社会进步的里程碑87页PPT
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
材料-人类社会进步的里程碑
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
1பைடு நூலகம்、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
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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