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1、2019/10/19,现代生活与材料,2019/10/19,各位同学，欢迎选修现代生活与材料,大家好！ 祝大家新学期学习快乐！,2019/10/19,管理科学与工程学院 杨进 13851843351,2019/10/19,材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是所有科技进步的核心，是高新技术发展和社会现代化的先导，是一个国家科学技术和工业水平的反映和标志。新材料的出现和使用往往会给技术进步、新产业的形成，乃至整个经济和社会的发展带来重大影响。不断开发和有效使用材料的能力是衡量社会技术水平和未来技术发展的重要尺度。,著名材料学家、两院院士 师昌绪,2019/10/19,因此，20世纪70年代人们把
2、信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。80年代以高技术群为代表的新技术革命，又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志，世界各工业先进国家都把材料作为优先发展的领域。,2019/10/19,课程设置的目的,现代生活与材料密切相关，对材料科学建立整体与全貌的认识，了解现有材料的分类、特性、应用范围及其与相关学科领域的关系，把握高技术、新型、先进材料发展的趋势 。,2019/10/19,神七飞船发射成功,2019/10/19,神七安全返回,2019/10/19,第一章 生活中的材料,2019/10/19,一、什么是材料,经过人类劳动取得的劳动对象。一般把来自采掘工业和农业的劳动对象
3、称为“原料”，把经过工业加工的原料成为“材料”,2019/10/19,什么是材料(materials)?,Materials is the stuff from which a thing is made for using.,材料是人类社会所能接受的、可经济地制造有用物品的物质。,天然材料,人工材料,材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其它产品的那些物质。,2019/10/19,材料总是和一定的用途相联系，可由一种或若干种物质构成。同一种物质，由于制备方法或加工方法的不同，可成为用途异迥的不同类型和性质的材料。 （石墨/金刚石）,2019/10/19,石墨/金刚石,石墨（最软、灰色、不
4、透明、良好导电体、固体润滑剂） 金刚石（最硬、刀具；透明、折射光极强、钻石）,2019/10/19,我们的瑰宝 唐卡,2019/10/19,2019/10/19,材料是人类赖以生存与发展、征服及改造自然的物质基础,是人类活动不可缺少的东西。 材料是社会生产力发展的标志，生产中使用的材料性质反映了人类社会的文明水平。 现代一个国家的实力与水平主要取决于他的能源、材料、信息的发展。,2019/10/19,材料是国民经济的物质基础。,材料无处不在，无处不有,广义的材料包括人们的思想意识之外的所有物质（substance）。,现代技术的三大支柱,国家现代化程度标志之一,工农业生产 国防 科学技术 人民
5、生活,材料 能源 信息,材料品种 数量 质量,2019/10/19,材料固有性能,制备合成 与加工工艺,材料使用性能,成分/组织结构,材料科学与工程四要素,2019/10/19,材料技术既古老又年轻，既普通又深奥。 说它“古老”，是因为它的历史和人类社会的历史同样悠久； 说它“年轻”，是因为时至今日，它依然保持着蓬勃发展的生机； 说它“普通”，是因为它与每一个人的衣食住行息息相关； 说它“深奥”，是因为它包含着许多让人充满希望又充满困惑的难解之谜。 可以毫不夸张地说，世界上的万事万物，就其和人类生存与发展关系的密切程度而言，没有任何东西堪与“材料”相比。,2019/10/19,超导体,2019
6、/10/19,在人类的生活和生产中，材料是必需的物质基础。新材料的使用对人类历史的发展起了重要的作用。20世纪70年代人们曾把材料、信息、能源归纳为现代文明的三大支柱，现在又预言新的技术革命即将来临，并且把信息技术、生物技术和新型材料作为这次革命的重要标志。,二、 材料的重要地位,2019/10/19,1、过日子离不开材料,俗话说：“开门七件事，柴、米、油、盐、酱、醋、茶。”这七样东西，样样都是过日子必不可少的物质，它们都是材料。所以人类首先最需要的就是材料。正因为这样，在生产力还处在很低水平的农业社会里，材料便比能源、信息都要早地占据了主导地位。,2019/10/19,最初的建筑材料,石材、
7、木材、粘土、竹材、草,2019/10/19,2019/10/19,砖、瓦、玻璃、钢铁、混凝土等人工合成材料,2019/10/19,2019/10/19,物质基础,2019/10/19,台北101 金融大楼 508 m,2019/10/19,大坝,2019/10/19,迪拜帆船酒店,2019/10/19,2019/10/19,2019/10/19,在人类的生活和生产中，材料是必需的物质基础。人们的衣食住行，无一不与材料密切相关。材料的发展水平直接影响人们的生活。,2019/10/19,7月8日，发生在美国的一起指控，引起了北京乃至全国的关注。据央视报道，美国环境保护局7月8日表示，由于杜邦公司2
8、0多年来均未通报其制造特氟隆的一种关键原料可能会给人类健康带来潜在危害，准备对杜邦公司处以3亿美元的重罚。 择自新京报等 2004,1. 杜邦不沾锅事件,2019/10/19,美环保署未处罚 杜邦中国公司称产品无任何危害 国家质检总局组织专家对“特富龙”危害进行论证 不粘锅特富龙涂层疑含毒 北京商家顾客尚不知情杜邦不粘锅涂层疑含致癌物 中国杜邦今将作答复,网上新闻标题：,2019/10/19,所谓特氟隆，是美国杜邦公司对其研发的所有含氟碳氢树脂的总称，包括聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯及各种共聚物。由于其独特优异的耐热、耐低温、自润滑性及化学稳定性能等，而被称为“拒腐蚀、永不粘的特氟隆”。它带给人们
9、的便利，最常见的就是不粘锅，其他如衣物、家居、医疗甚至宇航产品中也有广泛应用。,特氟隆（Teflon）,2019/10/19,因为全氟辛酸铵有8个碳原子组成，所以在杜邦内部被称作C-8，美国环保署的指控正是围绕这8个碳原子展开。而并不是国内普遍报道的针对特富龙或者不粘锅。 实际上全氟辛酸铵引起美国环保署的关注，还要追述到2003年夏天，当时一名曾在杜邦西弗吉尼亚工厂就职过的女工在1981年生下一个畸形儿，她认为是因为自己接触过全氟辛酸铵所造成的后果。而一个名为“公众利益看门狗”的民间组织则把全氟辛酸铵的怀疑直接附加在了不粘厨具上。 尽管美国食品药物管理局和美国消费者产品安全委员都拒绝对特富龙进
10、行调查，但是美国国家环保署还是盯上了全氟辛酸铵。,全氟辛酸铵,2019/10/19,俄罗斯政府呼吁民众不要购买中国生产的塑料玩具，原因在于塑料中加入了一种有致癌作用的增塑剂邻苯二甲酸酯类。 这类物质也常在一些其它的塑料制品，如聚苯乙烯、聚氯乙烯中存在。,2、玩具风波,2019/10/19,3、家庭装修,2019/10/19,2019/10/19,4、风险防范,2019/10/19,2019/10/19,2019/10/19,2019/10/19,2019/10/19,2019/10/19,2019/10/19,2019/10/19,2019/10/19,材料的重要地位,2、技术离不开材料 使用
11、任何一种技术更离不开材料。人最原始最简单的技术到最尖端、最复杂的技术，莫不如此。在人类社会发憎爱分明的早期，往往用那一时代主要生产工具使用的 材料来代表那一时代、新石器时代、青铜器时代、铁器时代等等。,2019/10/19,材料是人类社会进化的里程碑,为什么认为材料是人类社会进化的里程碑? 因为对材料的认识和利用能力，决定着社会的形态和人类生活的质量，所以，历史学家往往用制造工具的原材料作为历史分期的标志 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。 我们只要考察一下从石器时代、青铜器时代、铁器时代，直到目前的信息时代的历史发展轨迹，就可以明显地看出材料在社会进步中的巨大作用,20
12、19/10/19,现代科技与现代文明,能 源,材 料,信 息,2019/10/19,懒猫的“杰作”,贝克兰发明电木的故事,2019/10/19,公元前10万年左右，原始人采用天然的石、木、竹等材料作为工具。史称“旧石器时代”。 公元前6000年，人类发明了火，逐渐可以烧制陶器，后来又在制陶的基础上又发明了瓷器。 人类在大量烧制陶瓷的实践中，熟练地掌握了高温加工技术，利用这种技术烧炼矿石，逐渐冶炼出铜及其合金青铜，后来发展到炼铁。,2019/10/19,材料是一切事物的物质基础,人类历史阶段是根据使用材料划分的 从过去到现在共经历了七个时代 1 石器时代 公元前10万年 2 青铜时代 公元前30
13、00年 3 铁器时代 公元前1000年 4 水泥时代 公元0年 5 钢时代 1800年 6 硅时代 1950年 7 新材料时代 1990年,2019/10/19,100万年前,1万年前,5千年前,3千年前,20世纪中叶,材料人类社会进步的里程碑,2019/10/19,石器时代,用于碾磨谷物的石盘,原始人打制的石器,2019/10/19,陶器时代,世界上第一種人造材料 -製出的陶器，盛裝液體的容器和煮食物的陶罐 -吃不完的東西有了儲存的地方 -便於人們定居 -進一步發展農牧業 -劃時代之偉大發明,2019/10/19,秦兵马俑,2019/10/19,瓷器 -純淨的黏土（又叫瓷土、高嶺土）和石英、
14、長石等原料配成泥漿，作成毛坯 -燒好粗坯，再上釉 -在一千三百度左右高溫下，經過複雜的化學變化，同釉密切的結合而成 -質地細緻，半透明，不吸水,从陶器到瓷器,2019/10/19,2019/10/19,越王勾践剑的主要的成份是青铜和锡，还含有少量的铅、铁、镍和硫等，剑身的黑色菱形花纹是经过硫化处理的，剑刃精磨技艺水平可同现在精密磨床生产的产品相媲美，充分显示了当时越国铸剑工匠的高超的技艺。,举世闻名的越王勾践青铜剑，1965年12月出土于湖北省江陵望山的一号楚国贵族墓（距春秋时代楚国别都纪南城故址七公里）。考古工作者在墓主人身体的左手边，发现一柄装在黑色漆木箱鞘内的名贵青铜剑。青铜剑与剑鞘吻合
15、得十分紧密。拔剑出鞘寒光耀目，而且毫无锈蚀，刃薄锋利。试之以纸，20余层一划而破。剑全长为55.6厘米，其中剑身长45.6厘米，剑格宽5厘米。剑身满饰黑色菱形几何暗花纹，剑格正面和反面还分别用蓝色琉璃和绿松石镶嵌成美丽的纹饰，剑柄以丝绳缠缚，剑首向外形翻作圆箍，内铸有极其精细的11道同心圆圈,2019/10/19,曾侯乙编钟（战国），钟架长7.48米，宽3.35米，高2.73米， 1978年湖北省随县擂鼓墩出土，现藏湖北省博物馆,2019/10/19,四川三星堆青铜器,2019/10/19,铁器时代,战国铁犁头,战国铁锄,2019/10/19,氮化硅结构陶瓷被用作航天飞机的防热瓦,多元材料时代
16、,2019/10/19,硼纤维金属基复合材料制成的火箭履轴的管道输送部件,2019/10/19,美国B-2隐形轰炸机表面为具有良好吸波性能的碳纤维复合材料,2019/10/19,由光导纤维构成的光缆,2019/10/19,先进橡胶轮胎使汽车成为交通主宰,一级方程式赛车上使用的特殊轮胎,2019/10/19,人工肾脏,生物陶瓷人造关节,2019/10/19,石器时代（Stone Age）,石斧,石斧、凿、刀、铲、箭头、纺轮、钵等 （西安半坡遗址）,2019/10/19,青铜器时代（Bronze Age）,铜爵（夏代） （河南省偃师县二里头出土）,目前中国发现的最早期的青铜酒器之一,2019/10/19,司母戊鼎（商代） （河南省安阳殷墟出土 ）,司母戊鼎是迄今出土的所有鼎中最大最重的，因其腹内壁上有
