材料的发展史

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(1) 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。
骨针
竹筷
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石制品
皮毛制品
典型的天然材料——石器
大约25,000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。
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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。
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材料发展的历史演进 • 天然材料 陶瓷 青铜 铁 钢
有色金属 高分子材料 新型材料
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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。
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。
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辉煌的瓷器之国
• 瓷器9世纪传至非洲和阿拉伯国家。 • 瓷器13世纪传到日本。 • 瓷器15世纪传到欧洲。 • 瓷器成了中国文化的象征——“CHINA”。 • 瓷器对世界文明产生了很大的影响。
瓷器的用途：礼仪用途（如古代的祭祀等）、生活用途（食 物容器等）等。
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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。
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• 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。
• 约50万年前人类学会了用火。 • 6-7千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3000一前2800) 黑陶豆 陶体的黑色是因为渗入了碳
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猪纹陶盆
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。
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陶向瓷的过渡
• 3000多年前的殷、周时期发 明了釉陶。
• 炉窑温度达到1200℃，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。
商朝 釉瓷
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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0.5% 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。
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(3) 青 铜
• 我国青铜的冶炼在公元前2140--1711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。 Cu-Sn二元合金相图
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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
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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
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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“新”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。
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• 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。
现代新型材料与纳米材料
New Materials and Nanometer-Materials
第一讲 材料发展历史
什么是材料？其重要意义是什么？
例子： ✓ 70－80年代电话－80年代后期的程控电话（进入家庭）
－90年代的光纤通信（个人移动电话的普及） ✓ 90年代电脑内存28M－后期到56M－21世纪初的256M
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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。
Байду номын сангаас
石刀
石斧
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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
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(2) 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1200℃）而成的制 品的总称。