金属材料与人类社会的关系

金属材料与人类社会的关系

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1、引言

金属是人类历史发展中最不可或缺的材料，更是人类社会进步的关键所在，在这里我们将围绕金属在人类社会中的地位，应用等方面展开。主要论述金属材料与人类社会之间的关系，回顾金属过去在人类历史中的作用，分析其在现代社会的地位，并且展望金属才来的在未来的发展前景。

2、金属与人类社会的紧密关系

2.1金属与人类社会发展

从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。

现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器,在六千多年前已经冶炼出黄铜,在四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用陨铁制造兵器。

我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁,比欧洲要早一千八百多年以上。18世纪,钢铁工业的发展,成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶,现代平炉和转炉镍管炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。

至今,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。金属材料可以说是人类社会发展的全称见证者。之所以那么说，是与它在人类社会各个转型期所起到的举足轻重的作用所分不开的。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。从最初把金属打造成狩猎武器到如今人类的生活已完全离不开金属，可见金属早已融入了整个人类社会。

2.2金属与人类的历史

金属的在人类社会的过去时中扮演的角色多为一个时期的社会性质的缩影。如新石器时代，青铜器时代等等，而之所会如此为这些时代命名，归根结底，最主要的原因，便是人类在这一石器开发出了某种新的金属，而这一金属几乎决定了人类在这一时期的文明发展进程。

在战国石器，由于铁器的发明和使用，既解放了农村的大量生产力，又在投入战争使用后，大大缩短了战争的进程，从而加速了整个国家的统一，结束了乱世的局面，使得我国文明在一段动荡时期后能够继续得以正常的发展。

其中，金属在武器方面的贡献主要在冷兵器的铸造上，又犹以石制兵器和青铜兵器为最。石兵器时期从原始人学会制作劳动工具--石斧、石刀等开始，到夏

朝青铜兵器问世以前，大约历经五六十万年之久。从出土的石兵器判断，中国最古老的兵器是古代猿人采集石英石、砂岩、煌石等原料，经过敲打、磨制而成的。有扁、圆、方、关各种不规则形，有带刀的，有呈校状的。我们的祖先正是依靠那些既是劳动工具又当防卫武缴的器具，围兽捕猎，刀耕火种，顽强生存并得以进化发展的。

到旧石器时代末期，人们已能制造出可安装竹木桶的石矛、标枪、石斧等兵器，进而发明了抛射兵器--弓箭。这充分显示出中国古代劳动人民的聪明才智和精湛技能，人们就此告别愚昧走向文明。新石器时代，石兵器的制造技术已有很大进步，种类日渐增多。

而青铜兵器时期从夏朝算起一直延续到春秋战国。这一时期伴随我国的奴隶制社会，从兴盛走向没落。在商朝青铜文化日益繁荣的盛况下，青铜兵器迅速崛起，很快成为奴隶主贵族士大夫阶层掌握的工具，并彻底取代了古老的石兵器，成为车战时代军队中装备的主要兵器。因而可见，金属材料在古代社会是有着举足轻重的地位的。而人们在意识到这点后，也加大了利用的幅度，这也在一定程度上促进了金属冶炼技术的发展。两者是相辅相成的。

2.3金属与现代社会

在现代，虽然金属已不再像过去那样有着决定社会性质或是国家兴亡的能力，但依然在如今的社会有着自己的一片天地。不同于过去人们一直比较长期利用的传统金属，如铜，铁等，如今的人类，已经开发出了绝大多数金属在现代社会的各种用途，相比于那些传统金属在人类社会中的用途比较单一。现代社会中，由于各种高科技技术的迅猛发展，在交通，武器，文化甚至是艺术等诸多方面都有了金属的身影，而且在这些领域都有着举足轻重的重要。

金属拥有着得天独厚的各种优势，如塑性，耐久性，硬度等，而利用其中的一些特性，恰好能够迎合一些新科技发展的需要，使得金属材料在现代的应用也更加与时俱进。比如在航天航空技术的很多方面便需要金属的参与，锂是世界上最轻的金属元素。把金属锂作为合金元素加到金属铝中，就形成了铝锂合金。加入金属锂之后，可以降低合金的密度，增加刚度，同时仍然保持较高的强度、较好的抗腐蚀性和抗疲劳性以及适宜的延展性。因为这些特性，这种新型合金受到了航空、航天以及航海业的广泛关注。正是由于这种合金的许多优点，吸引着许多科学家对它进行研究，铝锂合金的开发事业犹如雨后春笋般迅速发展起来了。

1983年在巴黎国际航空博览会上，世界上两家最大的铝合金生产企业--英国阿尔康铝业公司和美国阿尔考铝业公司，同时宣布研制成功新的革命性材料--铝锂合金。专家们认为，铝锂合金是从1943年发明铝锌系高强合金以来，铝合金研究和开发的又一个里程碑。据认为，目前许多先进的战斗机和民航飞机大都采用了这种合金。铝锂合金的成本大约只是碳纤维增强塑料的1/10。如果采用

铝锂合金制造波音飞机，重量可以减轻14.6%，燃料节省5.4%，飞机成本将下降2.1%，每架飞机每年的飞行费用将降低2.2%。可以预料，随着材料科学的发展，将有越来越多的新型合金进入航空航天业、各个工业部门及千家万户。

在目前和可预见的未来, 合金金属材料仍然是社会和经济发展所需要的重要材料。

2.4金属与未来社会

可以预见的是，金属材料依然不会被人类忽视，甚至应该是更受到重视和发展。谁也无法断定未来的事，但是就金属材料从古至今的长期发展规律我们可以发现，金属在人类的应用历史，正呈现着一种不断减重的趋势，即人类所最为依赖和一种的金属质量正在逐渐减少。这其实并不奇怪，在人类日新月异的技术，几乎越是高端的技术，就越是追求精巧别致，比如如今火热的纳米技术，核能开发等。而金属作为传统的人类常用材料，自然也要跟上这一趋势。

现今世界主要的新型金属材料研究项目有：

金属基复合材料是一种新型材料，其研发历史虽仅有三十几年，但一些发达国家已把这种材料的基础理论和开发应用研究作为其高新技术发展战略的重要组成部分。其中，铝基复合材料，比重小，比刚度、比强度高，耐磨性能好，热膨胀系数低，在金属基复合材料中始终占主导地位。目前，美国、日本和德国的一些公司已将铝基复材料成功地应用于活塞、连杆、缸套等内燃机零部件及传动轴、刹车制动盘等汽车零部件的制造上，不仅减轻了这些构件的重量、延长了寿命，而且还提高了内燃机、汽车的整体性能。

二、形状记忆合金是一种新的功能金属材料，用这种合金做成的金属丝，即使将它揉成一团，但只要达到某个温度，它便能在瞬间恢复原来的形状。形状记忆合金能具有这种不可思议的“记忆力”目前的解释是因这类合金具有马氏体相变。凡是具有马氏体相变的合金，将它加热到相变温度时，就能从马氏体结构转变为奥氏体结构，完全恢复原来的形状。形状记忆合金由于具有特殊的形状记忆功能，所以被广泛地用于卫星、航空、生物工程、医药、能源和自动化等方面。

三、其他重要的战略研究还有：高温合金，贮氢合金，非晶态合金等等。其中贮氢合金氢是21世纪要开发的新能源之一。氢能源的优点是发热值高、没有污染和资源丰富。贮氢合金是利用金属或合金与氢形成氢化物而把氢贮存起来。随着石油资源逐渐枯竭，氢能源终将代替汽油、柴油驱动汽车，并一劳永逸消除燃烧汽油、柴油产生的污染。

可以肯定的是，在未来，随着人类生活中的不断需要，还会有更多的金属被开发出他独特的用途，成为人类社会中所必不可少的材料。也将同样引起未来科技的震荡，从而强力的推动社会的发展。好不夸张的说，未来社会人类能否生存，是否能利用好一些新兴金属将在很大程度上起着决定性的因素。因而，金属在未