材料的发展史最新PPT课件

《材料的发展史最新PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料的发展史最新PPT课件（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、工程材料应用浅析工程材料应用浅析王超王超2第一讲第一讲 材料发展历史材料发展历史 34世世界界是是由由物物质构构成成的的，材材料料就就是是人人们用用来来制制成成各各种种机机器器、器器件件、结构构等等具具有有某某种种特特性性的的物物质实体体。材材料料是是人人类社社会会生生活活的的物物质基基础，材材料料的的发展展导致致时代代的的变迁迁，推推动人人类的的物物质文文明明和和社社会会进步步。在在人人类即即将将进入入知知识经济的的新新时代代，材材料料与与能能源源和和信信息息并并列列为现代代科科学学技技术的的三大支柱三大支柱、其作用和意、其作用和意义尤尤为重要。重要。5材料与人类社会的关系如何？材料与人类社

2、会的关系如何？ 在人在人类社会的社会的发展和展和进步步过程中材料是程中材料是一个一个带有有时代和文明代和文明标志的基志的基础。人。人类和和材料的关系非常广泛、非常密切。也非常材料的关系非常广泛、非常密切。也非常重要，在重要，在这点上很少能有其他点上很少能有其他领域与之相域与之相比。其比。其实，人人类文明的文明的发展史就是一部展史就是一部学学习利用材料、制造材料、利用材料、制造材料、创新材料的新材料的历史史。6材料是人材料是人类一切生一切生产和生活活和生活活动的的物物质基基础，历来是来是生生产力的力的标志志，被看成是人，被看成是人类社会社会进步的步的里程碑里程碑。对材料的材料的认识和利用和利用的

3、能力，决定着社会的形的能力，决定着社会的形态和人和人类生活的生活的质量，所以人量，所以人类从来没有中断从来没有中断过追求更好追求更好的材料的材料，让材料具有更材料具有更优异的性异的性质或者前或者前所未有的功能来所未有的功能来满足人足人类世世代代世世代代发展中展中层出不出不穷的新的需要和追求。的新的需要和追求。7所以，所以，一部人类一部人类文明史文明史，从某种意义上说，从某种意义上说，也可以称之为世界也可以称之为世界材料发展史材料发展史。每一种新材。每一种新材料的发现，每一项新材料技术的应用，都会料的发现，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，把给社会生产和人类的生活带

4、来巨大改变，把人类社会推向前进。人类社会推向前进。 8天然材料天然材料 陶瓷陶瓷 青青铜 铁 钢 有色金属有色金属 高分子材料高分子材料 新型材料新型材料 材料发展的历史演进材料发展的历史演进9在人类发展的历史长河中，材料起着举足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、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，这些键性的推动

5、作用，这些具体的材料具体的材料( (石器、石器、青铜器、铁器青铜器、铁器) )被历史学家作为划分某一个被历史学家作为划分某一个时代的重要标志时代的重要标志。如石器时代、青铜器时代、。如石器时代、青铜器时代、铁器时代等。铁器时代等。 10（1 1）天然材料）天然材料包括竹、木、骨、牙、皮、毛、石等材料。包括竹、木、骨、牙、皮、毛、石等材料。自然界当中大量存在，人自然界当中大量存在，人类可以直接从自然当可以直接从自然当中中获取。取。经过比比较简单的加工就可以的加工就可以为人人类所利用。所利用。竹筷骨针石制品皮毛制品11典型典型的天然材料的天然材料石器石器大约大约25,00025,000年前人类就学

6、会使用材料。今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。造出各种用具，用于生产、生活和战争。 石刀石刀石斧石斧12人类只能利用岩石、树木、兽皮、骨骼等天然材人类只能利用岩石、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，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，人类社会的石器时代的生产工具极其落后，

7、人类社会的生产力生产力也是极端也是极端低下低下，所以，所以社会发展极其缓慢社会发展极其缓慢，人类文化，人类文化也是相当简单和粗俗的。也是相当简单和粗俗的。 石器工具13 （2 2）陶器（无机非金属材料）陶器（无机非金属材料）陶器陶器是由粘土或以粘土、是由粘土或以粘土、长石、石英等石、石英等为主的混合物，主的混合物，经成型、干燥、成型、干燥、烧制（制（烧制制温度低于温度低于12001200）而成的制品的）而成的制品的总称。称。约5050万年前万年前人人类学会了用学会了用火火。6-76-7千年以前千年以前的原始社会末期，我的原始社会末期，我们的祖的祖先开始用火先开始用火烧制制陶器陶器。 新石器时代

8、晚期(公元前3000一前2800) 黑陶豆陶体的黑色是因为渗入了碳14商 陶酒尊唐 三彩俑陶土陶土可塑性强可塑性强，可以获得人们希望，可以获得人们希望形状形状的器物。的器物。陶的出现，使陶的出现，使蒸煮食物蒸煮食物更为方便，促进更为方便，促进人类进化人类进化。陶俑的出现，代替了以人殉葬的野蛮做法。陶俑的出现，代替了以人殉葬的野蛮做法。 猪纹陶盆15陶器在中国具陶器在中国具有有悠久的历史悠久的历史沉淀。沉淀。半坡村半坡村出土的碗、钵、出土的碗、钵、釜、罐、瓶等，釜、罐、瓶等，甚至还有吹气甚至还有吹气能发声的陶埙。能发声的陶埙。 半坡变体鸟纹盆半坡变体鸟纹盆 半坡小口尖底瓶半坡小口尖底瓶 半坡陶盆

9、半坡陶盆 陶埙陶埙16从著名的从著名的仰韶和龙山文化遗址仰韶和龙山文化遗址出土的陶器出土的陶器中，人们发现当时祖先们已经掌握了烧制中，人们发现当时祖先们已经掌握了烧制黑色陶器黑色陶器和和白色陶器白色陶器的配方和技术。的配方和技术。 仰韶白陶瓶仰韶白陶瓶龙山黑陶瓶龙山黑陶瓶17小节：小节：陶器可以说是人类创造的陶器可以说是人类创造的第一个无机非金属第一个无机非金属材料材料。这个划时代的发明不仅意味着使用材。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料的变化，而且比这更深远重要的是人类第人类第一次有意识地创造发明了自然界没有的，并一次有意识地创造发明了自然界没有的，并且全新性

10、能的且全新性能的“新新”材料材料。从此人类能离开。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。展是从学会制陶开始的。 1830003000多年前多年前的殷、周时的殷、周时期发明了期发明了釉陶釉陶。炉窑温度达到炉窑温度达到12001200，能能将金属氧化物烧制成将金属氧化物烧制成釉瓷的用途更为广泛，釉瓷的用途更为广泛，质地比陶更为质地比陶更为细腻、外细腻、外观美观。观美观。 陶向瓷的过渡陶向瓷的过渡 商朝釉瓷商朝釉瓷19什么是瓷器？在在设计陶瓷配方陶瓷配

11、方时，根据使用要求，加入了，根据使用要求，加入了较多的多的熔熔剂原料原料，并且配方中所使用的原料，并且配方中所使用的原料在焙在焙烧过程中所程中所产生的生的气体也气体也较少少，这样焙焙烧后后产生的生的空洞少空洞少，有足，有足够的的玻璃相玻璃相物物质填填充，制品形成的气孔充，制品形成的气孔较少，少，这种吸水率小于种吸水率小于0.5%0.5%的陶瓷称的陶瓷称瓷器瓷器。另外，瓷器一般表面有。另外，瓷器一般表面有釉，也是属于釉，也是属于烧制制产生的玻璃生的玻璃质物物质。 20瓷器中的材料知识宋五大名窑（官、哥、汝、宋五大名窑（官、哥、汝、定、柴窑）之一：哥窑瓷器定、柴窑）之一：哥窑瓷器 开片开片即是瓷器

12、釉面出现裂纹的现象。开片主即是瓷器釉面出现裂纹的现象。开片主要是要是两种因素两种因素造成的，一是成形时坯泥沿一定方造成的，一是成形时坯泥沿一定方向延伸，影响分子的排列；二是胎、釉材料的向延伸，影响分子的排列；二是胎、釉材料的膨膨胀系数不同胀系数不同，在冷却过程中收缩率也有差异，形，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成开片。因而，开片是瓷器烧成过程中的一种缺缺陷陷。宋以前的瓷器中常有开片现象，只是到了宋。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。代才开始将开片作为装饰。 青花瓷器青花瓷器青花瓷器以青花瓷器以钴的化合物钴的化合物为发色剂，绘制

13、在烧为发色剂，绘制在烧制过的胎体上，挂釉后再经过一次烧制而最终制过的胎体上，挂釉后再经过一次烧制而最终完成。完成。21瓷器瓷器9 9世世纪传至非洲和阿拉伯国家。至非洲和阿拉伯国家。瓷器瓷器1313世世纪传到日本。到日本。瓷器瓷器1515世世纪传到欧洲。到欧洲。瓷器成了中国文化的象征瓷器成了中国文化的象征“CHINACHINA”。瓷器瓷器对世界文明世界文明产生了很大的影响。生了很大的影响。辉煌的瓷器之国瓷瓷器器的的用用途途：礼礼仪仪用用途途（如如古古代代的的祭祭祀祀等等）、生生活活用用途途（食物容器、装饰品等）（食物容器、装饰品等）22232425（3）青青 铜铜我国我国青铜青铜的冶炼在公元前的

14、冶炼在公元前2140-17112140-1711年开始。年开始。 晚于晚于埃及和西亚民族埃及和西亚民族（伊朗、伊拉克）。（伊朗、伊拉克）。 发展快、水平高。发展快、水平高。 到殷、西周时期已经发展到较高水平。到殷、西周时期已经发展到较高水平。 青铜即青铜即铜锡合金铜锡合金，其冶炼温度较低，制作其冶炼温度较低，制作器具的成型性好，是人器具的成型性好，是人类类最早大规模利用的金最早大规模利用的金属材料属材料。Cu-SnCu-Sn二元合金二元合金相图相图26青铜工具青铜工具青铜斧青铜犁 青铜逐步取代部分石器、木器、骨器和红铜器，青铜逐步取代部分石器、木器、骨器和红铜器，成为生产工具的重要组成部分。成

15、为生产工具的重要组成部分。青铜工具的出现，青铜工具的出现，在生产力的发展上起了在生产力的发展上起了划时代的作用划时代的作用。青铜工具。青铜工具如斧、锯、凿、锥等，青铜农具有锄、铲如斧、锯、凿、锥等，青铜农具有锄、铲等已等已广广泛使用泛使用，青铜工具在生产中的效用，使，青铜工具在生产中的效用，使青铜冶铸青铜冶铸技术日益重要技术日益重要，因而获得飞速发展。，因而获得飞速发展。 27青铜钱币青铜钱币刀币、布币、环钱、铜贝等刀币、布币、环钱、铜贝等28 四羊纹铜尊四羊纹铜尊 商商 青铜器的最大历史贡献并不在于对生产力的推动，青铜器的最大历史贡献并不在于对生产力的推动，而在于社会秩序的建立而在于社会秩序

16、的建立。西周中晚期有着严格的列。西周中晚期有着严格的列鼎制度，即用形状花纹相同而大小依次递减的奇数鼎制度，即用形状花纹相同而大小依次递减的奇数组鼎来代表贵族的身份。组鼎来代表贵族的身份。春秋公羊传春秋公羊传记载，天记载，天子用子用9 9鼎，诸侯用鼎，诸侯用7 7鼎，卿大夫用鼎，卿大夫用5 5鼎，士用鼎，士用3 3鼎或鼎或1 1鼎。鼎。青铜礼器青铜礼器 鼎鼎 周周 青铜武器青铜武器越王勾践剑越王勾践剑青铜戈青铜头盔 青铜的一个重要用途就是用来铸造青铜的一个重要用途就是用来铸造武器武器，如钺、，如钺、戈、矛、戟、刀、剑、弩、镞、盔等。青铜武器戈、矛、戟、刀、剑、弩、镞、盔等。青铜武器相对于石制和纯

17、铜武器来说，其威力如同枪炮对相对于石制和纯铜武器来说，其威力如同枪炮对刀戟，当军队和战争成为一个国家的暴力机器和刀戟，当军队和战争成为一个国家的暴力机器和手段的时候，手段的时候，青铜以它青铜以它4.74.7倍于纯铜倍于纯铜的硬度频频的硬度频频向统治贵族领取赫赫战功。向统治贵族领取赫赫战功。 30 铜三足鸟铜三足鸟 西周西周 铜奔马铜奔马( (马踏飞燕马踏飞燕) ) 汉汉 秦始皇陵铜车马秦始皇陵铜车马秦秦 爵爵 商商 其它青铜制品其它青铜制品31西汉长信宫灯的特点西汉长信宫灯的特点将铸造、表面处理、结构学、环境保护巧妙地将铸造、表面处理、结构学、环境保护巧妙地结合在一起；结合在一起；创创“技术精

18、华技术精华”于一身，集于一身，集“优美实用优美实用”于一于一体；体；青铜表面处理工艺青铜表面处理工艺- -鎏金鎏金, ,即即以热水银溶解金箔，然后涂以热水银溶解金箔，然后涂附在铜器表面并蒸干水银，附在铜器表面并蒸干水银，使一层薄金紧密地附着在器使一层薄金紧密地附着在器物表面，是一种防止铜器发物表面，是一种防止铜器发生氧化的表面处理工艺。生氧化的表面处理工艺。32长信宫灯的功能：长信宫灯的功能：灯座铸成灯座铸成跪姿跪姿的宫女状；的宫女状；宫女跪坐的姿态宫女跪坐的姿态端庄典雅；端庄典雅；宫女的宫女的左臂紧身左臂紧身，左手，左手紧握托座；紧握托座；宫女的宫女的右臂右臂高抬过顶，稳扶灯罩；高抬过顶，稳

19、扶灯罩；刻划出宫女刻划出宫女尽职尽责尽职尽责的的逼真形象；逼真形象；油灯设计油灯设计别致，托座上装有别致，托座上装有灯碗。灯碗。33灯碗上铸有灯碗上铸有油池油池、灯芯座、灯芯座、转动手柄转动手柄及及半圈弧形壁。半圈弧形壁。油灯的周边有油灯的周边有槽槽,可可使使转门转转门转动。动。拨动平板，可使拨动平板，可使灯碗以托座灯碗以托座为轴绕为轴绕右袖圆口右袖圆口作近作近360度度的转动，使的转动，使光照光照方向转动，方向转动，拉动拉动转门转门又能改变又能改变遮光角度遮光角度有有巧妙的消烟灭尘装置。巧妙的消烟灭尘装置。34宫灯是宫灯是空心的空心的,壁厚均匀且较薄；壁厚均匀且较薄；宫女的右袖是连通空心的，

20、形成宫女的右袖是连通空心的，形成一条一条烟道。烟道。油烟油烟及未完全燃烧的及未完全燃烧的残碳残碳由袖部进由袖部进入头腔内入头腔内,碰到腔壁冷却减速以后碰到腔壁冷却减速以后就会附着在腔体内侧；就会附着在腔体内侧；宫女的宫女的头部头部是可拆卸的，可定期清是可拆卸的，可定期清除积垢。除积垢。35下面再举几个有影响的青铜文物：下面再举几个有影响的青铜文物： 河南省安阳晚商遗址出河南省安阳晚商遗址出土司母戊鼎，重量土司母戊鼎，重量857kg,857kg,外形尺寸：长外形尺寸：长宽宽高高（1331337878110cm110cm），此），此鼎重量是迄今为止世界上鼎重量是迄今为止世界上最古老的大型青铜器最古

21、老的大型青铜器A. 司母戊鼎司母戊鼎36B.B.湖北隋湖北隋县出土的出土的战国青国青铜编钟 共有共有6565个个，总重量，总重量2500kg2500kg 最大编钟重最大编钟重203kg203kg 最小编钟重仅有最小编钟重仅有2.4kg2.4kg 编钟编钟全部用青铜铸造全部用青铜铸造 编钟铸造水平相当高编钟铸造水平相当高 音侓准确、音色优美音侓准确、音色优美曾侯乙编钟曾侯乙编钟37C.四川广汉三星堆遗址介绍四川广汉三星堆遗址介绍遗址位于广汉市南兴镇北遗址位于广汉市南兴镇北南距成都南距成都4040公里公里遗址面积达遗址面积达1212平方公里平方公里是四川境内目前所知一处范围最广是四川境内目前所知一

22、处范围最广延续时间最长延续时间最长文化内涵最为丰富的文化内涵最为丰富的古蜀文化遗址古蜀文化遗址三星堆博物馆三星堆博物馆3819291929年春天年春天，当地，当地农民燕道民燕道诚掏水沟掏水沟时发现一坑一坑精美的玉石器精美的玉石器19331933年年，前，前华西大学美籍教授西大学美籍教授葛葛维汉，林名均林名均教教授授组成考古成考古发掘掘队首次首次对三星堆三星堆进行行发掘掘由此拉开了由此拉开了对三星堆半个世三星堆半个世纪的的发掘研究掘研究历程程19881988年年大大规模模发掘，掘，主要由四川大学主要由四川大学师生参与生参与。39三星堆青铜文物三星堆青铜文物阔眉大眼阔眉大眼，眼球呈柱状外突，中间有

23、，眼球呈柱状外突，中间有一道箍一道箍似可似可旋转旋转，极像现代的，极像现代的望远镜望远镜巨大的巨大的鹰钩鼻鹰钩鼻，上翘至耳根的大嘴，上翘至耳根的大嘴一双猪耳朵状一双猪耳朵状的大耳朵，的大耳朵，离奇怪异离奇怪异且且巨大巨大的青铜像的青铜像40真正使三星堆遗址真正使三星堆遗址名扬四海的是名扬四海的是19861986年年7-97-9月两个商代大型祭祀坑的发现月两个商代大型祭祀坑的发现遗址遗址两坑上千件两坑上千件国宝重器国宝重器的轰然显世的轰然显世, ,震惊了震惊了世界世界被定性为被定性为“古文化、古国遗址古文化、古国遗址”三星堆祭祀坑三星堆祭祀坑41三星堆三星堆遗址址被誉被誉为世界世界第第9 9大奇

24、迹大奇迹l填填补了中国考古学、青了中国考古学、青铜文化、青文化、青铜艺术史史上的上的诸多空白多空白l向人向人们展示了早在三四千年蜀族的物展示了早在三四千年蜀族的物质文化文化遗存存42揭示了揭示了“开国何茫然开国何茫然”的古代蜀国的文化面貌的古代蜀国的文化面貌把巴蜀早期把巴蜀早期历史向前推史向前推10001000多年多年揭示了中揭示了中华民族起源的多元性民族起源的多元性43三星堆三星堆否定了古蜀国文化比中原文化否定了古蜀国文化比中原文化发展展缓慢慢遗址址文化距今有文化距今有4800-28004800-2800年年蜀蜀文文化化逐逐渐溶溶入入汉文文化化中中，为秦秦建建立立统一一国国家作出了卓越家作出

25、了卓越贡献献44三星堆青三星堆青铜文物文物铸造水平高造水平高有的文物只有有的文物只有4mm厚厚要要铸造造壁壁厚厚只只有有4mm的的铸件件在在当当时需需要要相相当当高的技高的技术文物出土文物出土轰动整个世界整个世界青青铜冶冶铸技技术和和文化文化艺术相当相当发达达45四川广汉三星堆青铜文物四川广汉三星堆青铜文物 商代晚期铸造商代晚期铸造金面平顶人头像金面平顶人头像 人头像人头像头上冠形物似遥感天线，是否头上冠形物似遥感天线，是否用来接收用来接收宇宙的神秘信号宇宙的神秘信号？青铜兽面青铜兽面46青铜人立像青铜人立像 国宝级文物国宝级文物 世界上目前发现的世界上目前发现的最大最大 最完整最完整的青铜大

26、立人像的青铜大立人像 号称号称“铜像之王铜像之王”47青铜神树青铜神树造型巧夺天工造型巧夺天工将美发挥到极致的杰作将美发挥到极致的杰作树干高树干高384cm384cm是是目目前前世世界界上上最最早早、树树株株最最高的高的青铜神树青铜神树48青铜龙夔柱形器青铜龙夔柱形器，高高41.1cm,41.1cm,宽宽15.56cm15.56cm青铜人面具青铜人面具青铜鹰头铃青铜鹰头铃49（4 4）铁器器铁是是地地球球上上储量量居居于于第第三三的的元元素素（前前两两位位为硅、硅、铝），来源于大型恒星的聚），来源于大型恒星的聚变。铁碳碳合合金金的的硬硬度度大大于于各各种种铜合合金金，铁的的冶冶炼温度温度比比铜

27、更高。更高。青青铜器到器到铁器是器是生生产工具工具的的重大重大发展展。春春秋秋战国国时期期发明明了了生生铁冶冶炼技技术，用用铁水水浇铸成成农具、工具，开始大量使用具、工具，开始大量使用铁器。器。中国中国冶冶铁历史史比欧洲早比欧洲早19001900年。年。50铁戈铁戈铁农具铁农具 铁铁的的价价格格便便宜宜，铁铁制制农农具具大大面面积积推推广广应应用用；铁铁的的耐耐磨磨性性能能高高于于青青铜铜，铁铁制制农农具具更更加加耐耐用用，对对农农业业生生产产有有更更大大的的促促进进作作用用，铁铁制制农农具具迅迅速速占占领领了了生生产产材材料料市市场场。铁铁的的密密度度比比铜铜小小，强强度度和和硬硬度度比比铜

28、铜高高，铁铁制制盔盔甲甲比比铜铜制制盔盔甲甲轻轻的的多多，增增加加了了战战士士的的灵灵活活性性；铁铁制制兵兵器器也也比比铜铜制制兵兵器器锋锋利利、耐耐用用。所所以以，铁铁制制武武器器装装备备大大大大提提高高了军队的战斗力了军队的战斗力，迅速占领了军备材料市场。，迅速占领了军备材料市场。51中国最早的关于使用铁制工具的文字记载，中国最早的关于使用铁制工具的文字记载，是是左传左传中的晋国铸铁鼎。中的晋国铸铁鼎。在春秋时期，在春秋时期，中国已经在农业、手工业生产上广泛使用铁中国已经在农业、手工业生产上广泛使用铁器。我国从公元前器。我国从公元前7 7世纪开始大量使用铁器。世纪开始大量使用铁器。 晋国铁

29、鼎晋国铁鼎52中国古代的大型中国古代的大型铸铁件：件：河北河北沧州州铁狮五代后周广五代后周广顺三年（公元三年（公元953年）年）铸造。造。总高高5.4米，身高米，身高3.9米，米，头高高1.5米。米。身身长6.8米，米，宽3米，米，总重量重量40吨吨。53湖北当阳湖北当阳铁塔塔宋朝嘉祐六年（公元宋朝嘉祐六年（公元1061年）年）铸造。造。铁塔在殿前塔在殿前十三十三级，高七丈，重，高七丈，重53,300kg，由基座、塔身及塔由基座、塔身及塔顶组成。成。塔身塔身13层,除第一除第一层外，每外，每层均有平座、塔均有平座、塔身和腰檐。腰檐上身和腰檐。腰檐上铸有瓦有瓦垄、屋檐、檐角上、屋檐、檐角上铸有凌

30、空的有凌空的龙首。首。铁塔的基座和塔身上塔的基座和塔身上铸有有许多神多神态各异的各异的佛佛像像及及纹饰，基座八角各立一金，基座八角各立一金刚武士。武士。54山西山西晋祠晋祠铁人人北宋北宋绍圣四年（公元圣四年（公元1097年）年）铸造造铸造属于分造属于分节、叠、叠铸而成而成高高2米以上米以上河南河南南阳瓦房庄南阳瓦房庄汉代冶代冶铁遗址出土的址出土的铁斧斧直径直径2米左右米左右隋朝隋朝铸造的造的大大铁佛像佛像，高，高70尺尺河南河南登封大登封大铁人人铁人人铸于公元于公元1064年年每尊每尊铁人高达十一尺余人高达十一尺余55（5）钢含含碳碳量量在在0.0218%-2.11%之之间的的铁碳碳合合金金称

31、称为钢。冶。冶炼温度更高，温度更高，强度度较高，用途更广。高，用途更广。距距今今1800年年前前出出现了了两两步步炼钢技技术，即即先先炼成成铁，再再炼成成钢，并并一一直直沿沿用用至至今今。但但其其工工艺复复杂，未未能能大大面面积推推广广。一一直直到到1919世世纪前前半半期期，人人类始始终生活在生活在“铁器器时代代”。 56Fe-CFe-C合金相图合金相图纯铁纯铁钢钢铸铁铸铁贝西默贝西默设计了设计了空空气吹入法气吹入法，在铁，在铁水排出之前吹入水排出之前吹入空气，让其中的空气，让其中的氧气与铁水中的氧气与铁水中的碳进行反应，降碳进行反应，降低碳含量，达到低碳含量，达到钢的含碳量标准钢的含碳量标

32、准( (小于小于2.11%)2.11%)。57艾菲尔铁塔艾菲尔铁塔钢的应用钢的应用旧金山金门大桥旧金山金门大桥建筑建筑设备设备58（6 6）有色金属）有色金属近代以来，人近代以来，人们除了除了发展展钢铁材料以外，材料以外，还进一步一步发展了展了金、金、银、铜、钛、铝、镁、钼等有色金属及等有色金属及其合金材料。全世界每年金属材料其合金材料。全世界每年金属材料总产量量约达八达八亿吨，其中吨，其中黑色金属黑色金属约占占9595，有色金属只占，有色金属只占5 5。有色金属有色金属资源的开源的开发和利用，不只是和利用，不只是对钢铁材料的材料的补充，更重要的是可以充，更重要的是可以发挥和开和开发钢铁材料不

33、具材料不具备的各种特殊性能，的各种特殊性能，在特定在特定领域中，域中，还必必须采用有色采用有色金属才能最大限度金属才能最大限度满足足现代科学技代科学技术对各种材科性各种材科性能所提出的要求。能所提出的要求。 59铝合金铝合金 20世纪上半叶，材料科学家利用世纪上半叶，材料科学家利用合金化合金化和和时时效强化效强化，把，把Al合金的强度提高到合金的强度提高到700MPa，铝合金，铝合金的的比强度比强度为为(强度强度/密度密度)2.64106cm是钢的比强度是钢的比强度(0.61106cm)的的4倍有余。这意味着达到同样强度倍有余。这意味着达到同样强度,Al合金的用量只有钢的合金的用量只有钢的1/

34、4，这就为，这就为Al合金作为一合金作为一种结构材料带来极大优势，对于结构材料来说无疑种结构材料带来极大优势，对于结构材料来说无疑是几千年来的一个飞跃。是几千年来的一个飞跃。没有高比强度的没有高比强度的Al合金做合金做基础，就没有现代的航天航空成就。基础，就没有现代的航天航空成就。 60铝合金车体铝合金材料铝合金航空材料铝合金轮毂61有色金属在其他方面也有重要用途。有色金属在其他方面也有重要用途。 喷气发动机、火箭、煤炭、石油化工等现代喷气发动机、火箭、煤炭、石油化工等现代化工业技术所需要的化工业技术所需要的超耐热合金超耐热合金；电力、电工、电；电力、电工、电子工业所需要的子工业所需要的导体材

35、料导体材料、电阻和仪表材料电阻和仪表材料；原子；原子能发电和核技术所需要的能发电和核技术所需要的核燃料核燃料和稀有金属和稀有金属BeBe、NbNb、V V等；等；大规模集成电路和计算机大规模集成电路和计算机所需要的所需要的AuAu、AgAg、CuCu、AlAl等良导体；高性能等良导体；高性能永磁材料永磁材料所需要的所需要的Nd(Nd(钕)、Pr(Pr(镨) )等，以及能源、信息技术所需要的等，以及能源、信息技术所需要的半导体、半导体、超导体和贮能材料超导体和贮能材料等。这些都是有色金属材料，其等。这些都是有色金属材料，其性能是钢铁材料所无法替代的。性能是钢铁材料所无法替代的。 62铜衬电路板稀

36、土NdFeB永磁合金锆壳核燃料管镁合金发动机部件63（7)高分子材料高分子材料从人类文明出现以来，高分子材料就一直陪伴着人们。从人类文明出现以来，高分子材料就一直陪伴着人们。天然高分子，如丝、皮、毛等从远古开始就被人们发天然高分子，如丝、皮、毛等从远古开始就被人们发现并利用。在利用过程中，人们还不断改进加工技术，现并利用。在利用过程中，人们还不断改进加工技术，将将木、棉、麻、丝、皮、毛木、棉、麻、丝、皮、毛等用于建筑、工具、用品、等用于建筑、工具、用品、纺织、造纸、制衣制革、防寒制品把植物体内的纺织、造纸、制衣制革、防寒制品把植物体内的“树树脂脂”( (树流出的油脂树流出的油脂) )用于涂料、

37、粘合剂、药物和溶剂用于涂料、粘合剂、药物和溶剂等。等。 天然橡胶丝绸64 1839 1839年英国人古特异年英国人古特异( (GoodyearGoodyear) )在天然橡胶在天然橡胶中加入中加入硫磺硫磺，首次合成，首次合成硫化橡胶硫化橡胶；硫化橡胶硫化橡胶天然橡胶天然橡胶高分子改性高分子改性651832-18451832-1845年，人们用硝酸处理纤维索，得到年，人们用硝酸处理纤维索，得到硝化纤维硝化纤维；18721872年，革新硝化纤维工艺，获得年，革新硝化纤维工艺，获得celluloidcelluloid“赛璐璐赛璐璐”材料；材料；18841884年，赛璐璐用来制作年，赛璐璐用来制作照相

38、底片、电影胶片照相底片、电影胶片等；等；18551855年，法国人奥德马尔制得年，法国人奥德马尔制得硝化纤维人造丝硝化纤维人造丝；赛璐璐人造丝6618721872年，德国的拜尔年，德国的拜尔(A(ABaycr)Baycr)发现苯酚和甲醛在酸发现苯酚和甲醛在酸性介质中反应形成树脂状物质性介质中反应形成树脂状物质 19071907年，比利时人贝克兰德年，比利时人贝克兰德(Bakeland)(Bakeland)在拜尔等人的在拜尔等人的研究基础上制得研究基础上制得酚醛树脂酚醛树脂 ；19271927年，美国的杜邦公司合成年，美国的杜邦公司合成尼龙尼龙6666；酚醛树脂酚醛树脂尼龙尼龙66高分子合成高分

39、子合成67聚乙烯聚乙烯19331933年，英国的年，英国的Robsin Robsin 制得制得聚乙烯；聚乙烯；19411941年，英国制备出年，英国制备出涤纶纤维涤纶纤维，在中国的俗，在中国的俗 称就是大家熟悉的称就是大家熟悉的“的确良的确良”；19501950年起，年起，齐格勒催化剂齐格勒催化剂的出现的出现促使新型高促使新型高 分子材料大量出现。分子材料大量出现。涤纶纤维涤纶纤维的确良布料的确良布料68材料的复合材料的复合 2020世世纪纪人人类类进进入入新新材材料料时时代代，衣衣、食食、住住、行行以以及及科科学学技技术术的的发发展展都都离离不不开开新新材材料料，同同时时出出现现了了各种材料

40、的复合技术。各种材料的复合技术。金属与无机材料的复合金属与无机材料的复合金属与高分子材料的复合金属与高分子材料的复合无机材料与高分子材料的复合无机材料与高分子材料的复合金属金属/高分子复合材高分子复合材料料-粘结粘结NdFeB磁体磁体金属金属/无机复合材料无机复合材料-景泰蓝景泰蓝高分子高分子/无机复合材无机复合材料料-绝缘板材绝缘板材69对材料发展历史的小结从从历史的角度看，史的角度看，2020世世纪之前之前材料的材料的进步步大量依靠人大量依靠人们的的经验、技巧和、技巧和积累。累。这个个过程之所以如此程之所以如此缓慢慢，原因在于人，原因在于人们还没没能能够对材料在科学上有深刻的材料在科学上有

41、深刻的认识和理解，和理解，因而也缺乏科学因而也缺乏科学对材料材料发展的指展的指导。70继继1919世纪三大发现世纪三大发现( (x x射线、放射性、电子射线、放射性、电子) )后，后，2020世纪前世纪前3030年物理学产生年物理学产生相对论相对论和和量子力学量子力学，这些这些科学上的突破科学上的突破, ,成功地揭示了微观物质世成功地揭示了微观物质世界的基本规律，加速了人们对材料的界的基本规律，加速了人们对材料的声、光、声、光、电、磁、热电、磁、热现象以及材料内部的种种键力、现象以及材料内部的种种键力、结构、缺陷的认识结构、缺陷的认识。这一切既导致了多种新。这一切既导致了多种新材料的诞生，也开

42、辟了材料的诞生，也开辟了2020世纪后半叶一系列世纪后半叶一系列重大科学技术上的突破重大科学技术上的突破 。71可见，材料和这些重大突破都是息息相关可见，材料和这些重大突破都是息息相关的，正是在科学的引导和高技术产业发展的，正是在科学的引导和高技术产业发展推动的双重作用下，诞生了各种各样神奇推动的双重作用下，诞生了各种各样神奇的新材料，也正是这些日新月异的材料构的新材料，也正是这些日新月异的材料构成了成了2020世纪人类世纪人类新技术新文明的基础新技术新文明的基础。72什么是新型材料？主要有什么特点？什么是新型材料？主要有什么特点？ 新型材料，新型材料，通常是指通常是指对现代化科学技代化科学技

43、术进步步和国民和国民经济发展以及提高展以及提高综合国力有重大推合国力有重大推动作用的最新作用的最新发展或正在展或正在发展的材料。展的材料。这些些材料和材料和传统材料相比具有材料相比具有优异的性能和特定异的性能和特定的功能的功能，是，是发展展信息、航天、生物、能源信息、航天、生物、能源等等高技高技术的重要物的重要物质基基础。 73新材料的特点新材料的特点1.1.新型材料是新型材料是知识知识密集、密集、技术技术密集、密集、资金资金密集的一类新兴产业；密集的一类新兴产业；2.2.新型材料的发展与新技术密切相关；新型材料的发展与新技术密切相关；3.3.新型材料是多种新型材料是多种学科学科互相互相交叉交

44、叉和互相和互相渗渗透透的结果，种类多、更新换代快。的结果，种类多、更新换代快。 74新型材料有那些种类？ 1.1.纳米材料米材料2.2.超超导材料材料3.3.形状形状记忆合金合金4.4.梯度功能材料梯度功能材料5.5.非晶非晶态合金材料合金材料6.6.信息材料信息材料7.7.新能源材料新能源材料8.8.光学材料光学材料 9.9.新型高分子材料新型高分子材料10.10.新型无机非金属材料新型无机非金属材料11.11.智能材料智能材料12.12.磁性材料磁性材料13.13.生物医用材料生物医用材料14.14.环境材料环境材料15.15.航空材料航空材料 75为什么要发展新型材料？为什么要发展新型材料？ 1.1.新型材料能新型材料能够促使促使生生产力力得到极大得到极大的提高，推的提高，推动人人类社会的社会的发展展；2.2.新型材料是新型材料是现代国民代国民经济各行各行业发展的展的基基础；3.3.新型材料是国防新型材料是国防现代化的代化的保保证。