材料与社会第三章.ppt

材料与社会 主讲教师： 时 间： 第二章新材料与社会进步 2.1材料与军事装备 生活中常见的材料 生活中经常看见的材料包括：金属、陶瓷、半导体、超导体、聚合物、木材、玻璃、陶瓷等，在古代人们把石头也作为制造工具的一种材料。 2.材料与物质的区别 材料是物质，但不是所有的物质都可以成为材料。 例如：燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物等。但是关于材料的定义并不那么严格，炸药、固体火箭推进剂也被称之为“含能材料”。 材料和物质是两个既紧密联系又涵义不同的概念。材料总是和一定的应用场合联系起来，可以由一种或若干种物质构成，同一种物质通过不同的加工/制备方法又可以成为不同的物质。 例如： 木头： 家具 聚丙烯： 纤维材料 纸 塑料 1.2材料与社会的发展史 1.材料是社会进步的标志 材料的领域是庞大和多样的，并且与人类的生活和社会的进步密不可分。是人类一切生产和生活活动的物质基础，是生产力的标志是社会进步的标志。 从人类发展的历史证明，人类对材料的认识和利用能力，决定了社会形态和人类生活的质量。一种新材料的出现，常常引起生产力的大发展进而推动社会的进步。 依据材料划分的时代史 从远古的石器时代，到铁器时代，再到如今的新材料时代，人类社会先后经过了七个不同时代。 石器时代 人类主要以石头、骨头、木制作简单的工具 青铜：第一种合金 古称金或吉金，是红铜与其它元素(锡、镍、铅、磷等)的合金 中国青铜时代大致对应夏商周至秦汉，时间跨度约2000年 春秋战国时期，齐国工匠写成[考工记]，提出[金有六齐]，是世界科技史上最早的冶铜经验总结 铁器时代 铁器时代与之前时代的主要区别在于，农业发展、宗教信仰与文化模式 最先使用铁器的是古埃及与苏美，BC 4000已极少量使用铁器，但大多铁由陨石得到，而非由铁矿提取 BC 3000~2000，小亚细亚、埃及与美索不达米亚越来越多地由陨石提练铁，多于礼仪 当时铁是极昂贵的金属，比金还要昂贵 有考古证据指出，铁是当时炼铜生成的副产品，称为海绵铁 对当时的冶练技术来说，不可能大量生产 世界上最早进入铁器时代的是西台帝国，约BC 1400掌握了冶铁技术 BC1200，中东各地广泛运用铁，但并未取代青铜的主导地位 BC 1000，欧洲出现铁制工具，可能是由小亚细亚西传而来 BC 800，尼德兰出现铁制工具 美洲及大洋洲没有铁器时代，铁由欧洲人传入 中国是世界上利用铁最早的国家之一 19000年前，周口店“山顶洞人”就开始使用赤铁矿粉作为赭红色颜料，涂于装饰品上或者随葬撒在尸体周围。为天然矿物颜料利用的开端 新石器时代(距今10000~4000) 兴起制陶业，发明绘制各种风格的彩陶。绘制赭红色彩陶的原料就是赭石(赤铁矿) 1972，河北北藁(gǎo)城台西村商代(BC 13世纪)中期遗址出土铁刃青铜钺。刃部是陨铁加热锻造而成 中国在BC 6世纪已出现了生铁制品 三星堆 三星堆立人像铸于商代晚期，高1.72m，底座高0.9m，通高2.62m，是世界上最大的青铜立人像。 突目面具 商代晚期，64.5cm，宽138cm，眼球柱状外突长达13.5cm 水泥时代 cement由拉丁文caementum发展而来，意为碎石、片石 2000年前，希腊和古罗马人在建筑中使用一种石灰和火山灰的混合物，它们在水中缓慢反应生成坚硬的固体。为最早应用的水泥 19世纪初，英、法等将粘土化石灰(或泥灰岩)烧结成为水硬性材料，其中Al2O3、 SiO2含量之和达到20~35%，称为天然水泥 1824，英国用石灰石和粘土的混合物烧成一种水硬性的胶凝材料，凝结硬固后的颜色、外观和当时英国用于建筑的优质波特兰石头相似，故称为波特兰水泥 1825，波特兰水泥在英国建厂生产 1871年，日本开始建造水泥厂 1889年，中国在唐山建造了第一座水泥厂 以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，喂入水泥窑中煅烧成熟料，加入适量石膏，磨细而成 钢时代 炼铁、炼钢的大工业生产分别于17世纪20年代、19世纪70年代 最先在英国发展起来 1875，全世界生铁产量为1400万吨，钢产量190万吨 1875~1913，西欧、美国的工业化需要大量钢铁，相继发展了转炉和平炉，生铁和钢产量都迅速增长 1913，全世界生铁产量为8000万吨，钢产量7650万 1914~1950，发生两次世界大战、多次资本主义经济危机，钢铁生产发展缓慢 1950，全世