材料科學(xué)與人類文明-第1章.pptVIP

材料科學(xué)與人類文明 宋義虎高分子科學(xué)與工程學(xué)系 課件下載方法用戶名 polymer密碼 666666 第一章緒論第二章材料使用簡史 材料使用史 文明劃代史 中華文明在材料史上的定位第三章材料與材料科學(xué) 材料分類 選用原則 材料科學(xué)第四章材料結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 鍵 晶體結(jié)構(gòu)與缺陷 合金第五章材料性能基礎(chǔ) 熱 導(dǎo)電 超導(dǎo) 介電 光學(xué) 磁 力學(xué)第六章常用結(jié)構(gòu)材料簡介 金屬 陶瓷與璃 高分子 復(fù)合材料第七章信息材料 處理 傳遞 存儲(chǔ) 顯示材料第八章智能材料 構(gòu)成 應(yīng)用 種類第九章生物醫(yī)用材料 發(fā)展簡史 分類 特征與評(píng)價(jià) 常用材料第十章材料與環(huán)境的關(guān)系及環(huán)境材料 廢舊材料處理 新材料 課程內(nèi)容 第一章緒論 人和動(dòng)物的本質(zhì)區(qū)別 人可利用工具從事生產(chǎn) 生活 積累經(jīng)驗(yàn) 創(chuàng)造財(cái)富 進(jìn)而制造更先進(jìn)的工具制造工具時(shí) 材料是必需的然而 不是所有的物質(zhì)都能用于制造工具什么是材料 具有一定性能 可用來制作器件 構(gòu)件 工具 裝置等的物質(zhì)簡單地說 材料是人類可用來制造有用器件的物質(zhì) 兩個(gè)問題 物質(zhì)基礎(chǔ)主要標(biāo)志 材料是人類社會(huì)進(jìn)步的里程碑 古代 材料首先用于統(tǒng)治階級(jí)的生活 祭祀 戰(zhàn)爭新材料的發(fā)展與應(yīng)用 取決于工匠經(jīng)驗(yàn)的積累先進(jìn)武器 精美祭器的需求嚴(yán)酷的管理制度現(xiàn)代 材料廣泛用于民眾的生活 生產(chǎn)新材料發(fā)展的動(dòng)力 源于科學(xué)的知識(shí)體系不斷更新的制造業(yè)技術(shù) 蘋果的推介 人們對高品質(zhì)生活 高性能器具的追求 材料與人類文明發(fā)展 石器時(shí)代 銅器時(shí)代 鐵器時(shí)代 鋼鐵時(shí)代 合成材料時(shí)代 復(fù)合材料時(shí)代 人類文明進(jìn)程的劃分依據(jù)是什么 所使用的 占主導(dǎo)地位的材料 歷史上 人們將石器 青銅器 鐵器等當(dāng)時(shí)的主導(dǎo)材料作為時(shí)代的標(biāo)志 稱為石器時(shí)代 青銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代近代 材料種類極其繁多 各種新材料不斷涌現(xiàn) 很難用一種材料來代表當(dāng)今時(shí)代的特征 新材料時(shí)代 人類文明的進(jìn)化時(shí)代 以材料的使用來劃分人類社會(huì)先后經(jīng)過了7個(gè)不同的文明時(shí)代 材料與人類文明發(fā)展 燧石 神奇的石頭 石器時(shí)代 StoneAge BC400 000 4 500 主要以石頭 骨頭 木制作簡單的工具 材料與人類文明發(fā)展 陶器 Pottery 陶器的出現(xiàn) 是人類跨入新石器時(shí)代的重要標(biāo)志之一 青銅時(shí)代 BronzeAge BC4 500 1 000大量使用青銅工具 青銅禮器的時(shí)期 從礦石中提煉銅 冶金業(yè)的黎明 人類學(xué)會(huì)了用炭加熱銅 造出純度更高的銅把銅 錫礦石熔合 得一種堅(jiān)度高的合金 青銅 以青銅來造出各種武器 埃及古墓壁畫是人類冶金業(yè)的最早紀(jì)錄之一 材料與人類文明發(fā)展 古稱金或吉金 是紅銅與其它元素 錫 鎳 鉛 磷等 的合金中國青銅時(shí)代大致對應(yīng)夏商周至秦漢 約2000年春秋戰(zhàn)國時(shí)期 齊國工匠寫成 考工記 提出 金有六齊 是世界科技史上最早的冶銅經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 青銅 第一種合金 材料與人類文明發(fā)展 夏鉞 yu 戈 GefudingGui LateShang ShanghaiMuseum 戈父丁簋 三星堆BC2800 BC800 商 周 三星堆立人像 晚商高1 72m 底座高0 9m 世界上最大的青銅立人像 材料與人類文明發(fā)展 突目面具 晚商高64 5cm 寬138cm 眼球柱狀外突長達(dá)13 5cm 青銅人頭 高27cm 青銅樂器 錯(cuò)金犀牛尊 戰(zhàn)國 材料與人類文明發(fā)展 越王勾踐劍 湖北江陵楚墓出土 注意劍紋 BC1450鐵制車輪 AD1500廉價(jià)的冶鐵業(yè) 鐵器時(shí)代 IronAge BC1000 人類使用鐵來制造工具和武器 材料與人類文明發(fā)展 Sillaironarmor ThreeKingdomsofKorea AD300 戰(zhàn)國鐵犁頭 戰(zhàn)國鐵鋤 戰(zhàn)國凹形鐵鋤 長沙砂子塘 材料與人類文明發(fā)展 Puwithopenworkinterlaceddragonsdesign LateSpringandAutumn ShanghaiMuseum 鐵器時(shí)代與之前時(shí)代的主要區(qū)別在于 農(nóng)業(yè)發(fā)展 宗教信仰與文化模式實(shí)際所說的鐵器時(shí)代 指的是早期階段最先使用鐵器的是古埃及 蘇美 BC4000已極少量使用鐵器但多由隕石得到 而非由鐵礦提取BC3000 2000 小亞細(xì)亞 埃及 美索不達(dá)米亞越來越多地由隕石提練鐵 多于禮儀有考古證據(jù)指出 鐵是當(dāng)時(shí)煉銅生成的副產(chǎn)品 稱海綿鐵對當(dāng)時(shí)的冶練技術(shù)來說 不可能大量生產(chǎn) 昂貴 最早進(jìn)入鐵器時(shí)代的是西臺(tái) Hittite 赫梯 帝國 約BC1400掌握了冶鐵技術(shù)BC1200 中東各地廣泛運(yùn)用鐵 但并未取代青銅的主導(dǎo)地位BC1000 歐洲出現(xiàn)鐵制工具 可能是由小亞細(xì)亞西傳而來BC800 尼德蘭出現(xiàn)鐵制工具美洲 大洋洲 沒有鐵器時(shí)代 鐵由歐洲人傳入 材料與人類文明發(fā)展 中國是世界上利用鐵最早的國家之一19000年前 周口店 山頂洞人 使用赤鐵礦粉作為赭紅色顏料 涂于裝飾品上 或隨葬撒在尸體周圍 為天然礦物顏料利用的開端新石器時(shí)代 距今10000 4000 興起制陶業(yè) 發(fā)明繪制各種風(fēng)格的彩陶 繪制赭紅色彩陶的原料就是赭石 赤鐵礦 材料與人類文明發(fā)展 1972 河北北藁 g o 城臺(tái)西村商 BC13世紀(jì) 中期遺址出土鐵刃青銅鉞刃部是隕鐵加熱鍛造而成中國在BC6世紀(jì)出現(xiàn)生鐵制品 鐵硬度高 熔點(diǎn)高 鐵礦蘊(yùn)含量高相對青銅來說 鐵來得便宜 可在各方面運(yùn)用 其需求很快便遠(yuǎn)超青銅 材料與人類文明發(fā)展 1977 北京平谷縣出土 長8 7cm 1990 河南三門峽虢 gu 國墓 虢季墓 出土 劍長20cm 莖長13cm 西周晚期劍柄是一株竹子 竹子已拔出數(shù)節(jié) 數(shù)支螺旋上沖的葉片盤旋直入鐵質(zhì)劍身 用隕鐵鍛造成薄刃 澆鑄青銅柄部而成 中華第一劍 東周鐵器 水泥時(shí)代 CementAge 0BC cement由拉丁文caementum發(fā)展而來 意為碎石 片石2000年前 希臘 羅馬在建筑中使用石灰和火山灰的混合物 在水中緩慢反應(yīng)生成堅(jiān)硬的固體 為最早應(yīng)用的水泥 水泥生產(chǎn)工藝以石灰石 粘土為主要原料 經(jīng)破碎 配料 磨細(xì)制成生料 喂入水泥窯中煅燒成熟料 加入適量石膏 磨細(xì)而成 1871 日本開始建造水泥廠1889 中國在唐山建造了第一座水泥廠 材料與人類文明發(fā)展 19世紀(jì)初 英 法等將粘土化石灰 或泥灰?guī)r 燒結(jié)成為水硬性材料 為天然水泥1824 英國用石灰石 粘土混合物燒成水硬性的膠凝材料 凝結(jié)硬固后 其顏色 外觀和當(dāng)時(shí)英國用于建筑的優(yōu)質(zhì)波特蘭石頭相似 故稱為波特蘭水泥1825 波特蘭水泥在英國建廠生產(chǎn) 鋼時(shí)代 SteelAge 1800 煉鐵 煉鋼的大工業(yè)生產(chǎn) 分別開始于1620 1870年代 最先在英國發(fā)展起來 1875 全世界生鐵產(chǎn)量為1400萬噸 鋼產(chǎn)量190萬噸1875 1913 西歐 美國工業(yè)化需大量鋼鐵 相繼發(fā)展轉(zhuǎn)爐和平爐 鋼鐵產(chǎn)量迅速增長1913 全世界生鐵產(chǎn)量8000萬噸 鋼產(chǎn)量7650萬噸1914 1950 發(fā)生兩次世界大戰(zhàn) 多次資本主義經(jīng)濟(jì)危機(jī) 鋼鐵生產(chǎn)發(fā)展緩慢1950 全世界生鐵產(chǎn)量1 30億噸 鋼產(chǎn)量1 89億噸1950 1974 發(fā)展了氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼和連續(xù)鑄鋼技術(shù) 帶鋼熱連軋機(jī)和冷連軋機(jī) 技術(shù)進(jìn)步 鋼鐵生產(chǎn)能力提高1974 全世界生鐵產(chǎn)量為5 05億噸 鋼產(chǎn)量7 10億噸1973 開始石油調(diào)價(jià)和世界性的經(jīng)濟(jì)蕭條 鋼鐵生產(chǎn)發(fā)展轉(zhuǎn)慢1979 世界生鐵和鋼的產(chǎn)量創(chuàng)造新的紀(jì)錄 分別達(dá)5 29億噸和7 47億噸 材料與人類文明發(fā)展 硅時(shí)代 SiliconAge 1500 二戰(zhàn)中 開始用硅制作雷達(dá)的高頻晶體檢波器 所用的硅純度低 不是單晶1950 制出第1只硅晶體管1952 用直拉法制出硅單晶1953 用無坩堝區(qū)域熔化法拉制單晶1955 采用Zn還原SiCl4法生產(chǎn)純硅 但不能滿足制造晶體管的要求1956 氫還原SiHCl3法1960 氫還原SiHCl3法工業(yè)生產(chǎn) 已具規(guī)模硅整流器 硅閘流管問世 促使硅材料生產(chǎn)躍居半導(dǎo)體材料的首位1960年代 外延生長硅單晶技術(shù)和硅平面工藝硅晶體管制造技術(shù)趨于成熟 集成電路迅速發(fā)展1980年代初 全世界多晶硅產(chǎn)量達(dá)2500噸1998 我國制出12英寸單晶硅 材料與人類文明發(fā)展 多晶硅 單晶硅 新材料時(shí)代 NewMaterialAge 發(fā)射架上的長征三號(hào)運(yùn)載火箭 寶鋼高爐 材料 能源 信息是當(dāng)代社會(huì)文明和國民經(jīng)濟(jì)的3大支柱是社會(huì)進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)先導(dǎo)材料是全球新技術(shù)革命的四大標(biāo)志之一 新材料技術(shù) 新能源技術(shù) 信息技術(shù) 生物技術(shù) 材料與人類文明發(fā)展 鋁合金的主要應(yīng)用領(lǐng)域 戰(zhàn)機(jī) 艦船 人造衛(wèi)星 材料與人類文明發(fā)展 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展史 就是材料發(fā)現(xiàn) 運(yùn)用的發(fā)展史 原理成品發(fā)展時(shí)間 電機(jī)1821188665 真空管1882191533 無線電1887192235 X光1895191318 雷達(dá)193519405 原子堆193919423 半導(dǎo)體194819513 激光195819602 科學(xué)原理的發(fā)現(xiàn)時(shí)間 產(chǎn)業(yè)化時(shí)間的對照 材料與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 材料是科技進(jìn)步的核心 材料與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 建筑 交通 能源 計(jì)算機(jī) 通信 多媒體 生物醫(yī)學(xué)工程等 無不依賴材料科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展來實(shí)現(xiàn)和突破沒有鋼鐵材料 就沒有今天的高樓大廈沒有專門為噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的材料 就沒有靠飛機(jī)旅行的今天沒有耐高溫復(fù)合涂層材料 就沒有人類探索外空的飛船沒有固體微電子電路 就沒有計(jì)算機(jī) 半導(dǎo)體單晶硅 砷化嫁 光導(dǎo)纖維 超導(dǎo)等新材料 促進(jìn)了新工業(yè)的誕生和發(fā)展 極大地推動(dòng)了社會(huì)文明與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展現(xiàn)在 人們可根據(jù)對材料理化性能的了解 為了特定需要而設(shè)計(jì) 加工材料新材料新技術(shù)新工業(yè) 在開發(fā)鐵和銅等新材料后 蒸汽機(jī)得以使用 推廣 引發(fā)第一次產(chǎn)業(yè)革命 材料與產(chǎn)業(yè)革命 第一次產(chǎn)業(yè)革命發(fā)生于18世紀(jì)中葉的英國 而后遍及歐洲 北美起點(diǎn) 紡織機(jī)械革新標(biāo)志 蒸汽機(jī)廣泛使用結(jié)果 實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)從手工工具到機(jī)械化的轉(zhuǎn)變以機(jī)器為主體的機(jī)器工廠代替了以手工技術(shù)為基礎(chǔ)的手工工場人類進(jìn)入蒸汽時(shí)代 鐵和煤的革命 1733 凱伊 制梭工人 發(fā)明飛梭 大大提高了織布效率1765 哈格里夫斯 織布工 發(fā)明手搖紡紗 珍妮機(jī) 使大規(guī)?？棽紡S得以建立 第一次工業(yè)革命的開端1769 理查德 阿克萊特 發(fā)明卷軸紡紗機(jī)1779 塞繆爾 克隆普頓 童工 發(fā)明走錠精紡機(jī) 又稱 騾機(jī) 紡出的棉紗柔軟 精細(xì) 結(jié)實(shí)1785 卡特賴特 牧師 發(fā)明水力織布機(jī) 織布工效提高40倍 珍妮機(jī) 1800 英國棉紡業(yè)基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化 材料與產(chǎn)業(yè)革命 第一次科技革命技術(shù)條件英國當(dāng)時(shí)在開僻海外市場 掠奪殖民地 進(jìn)行圈地運(yùn)動(dòng) 形成資金 勞動(dòng)力 原料和廣闊的市場基礎(chǔ)工場手工業(yè)迅速發(fā)展 技術(shù)水平提高 促進(jìn)了操作過程的專業(yè)化和熟練程度 為用機(jī)器代替人手操作提供了準(zhǔn)備條件科學(xué)條件17 18世紀(jì) 牛頓等一批科學(xué)家掌握了科學(xué)理論 創(chuàng)辦了各種學(xué)術(shù)團(tuán)體 廣泛交流學(xué)術(shù)思想 促使科技革命的發(fā)生產(chǎn)業(yè)條件1860年代起 棉紡織業(yè)中出現(xiàn)一系列新工具機(jī) 工業(yè)上迫切需要制造出能夠產(chǎn)生巨大而穩(wěn)定動(dòng)力的機(jī)械裝置以瓦特改進(jìn)的蒸汽機(jī)為代表的動(dòng)力機(jī)應(yīng)運(yùn)而生 瓦特改良蒸汽機(jī) 瓦特之前的蒸汽機(jī) 紐科門蒸汽機(jī) 耗煤量大 效率低1765 1790 瓦特進(jìn)行了一系列發(fā)明 比如分離式冷凝器 汽缸外設(shè)絕熱層 油潤滑活塞 行星式齒輪 平行運(yùn)動(dòng)連桿 離心式調(diào)速器 節(jié)氣閥 壓力計(jì) 使蒸汽機(jī)效率提高到紐科門機(jī)的3倍多 發(fā)明出現(xiàn)代意義的蒸汽機(jī) 第二次產(chǎn)業(yè)革命19世紀(jì)70年代 20世紀(jì)初科學(xué)技術(shù)的突出發(fā)展 電力的廣泛應(yīng)用 內(nèi)燃機(jī)和新交通工具的創(chuàng)制 新通訊手段的發(fā)明 化學(xué)工業(yè)的建立控制論創(chuàng)始人維納提出 第二次工業(yè)革命典型特征為自動(dòng)化基本特征 新能源的廣泛利用 石油的開發(fā) 新機(jī)器和新產(chǎn)品的創(chuàng)制 遠(yuǎn)距離傳遞信息主要表現(xiàn) 電氣工業(yè) 內(nèi)燃機(jī)技術(shù)與石油業(yè) 材料革命 鋼鐵時(shí)代 化工時(shí)代 電信業(yè)的發(fā)達(dá) 電影業(yè)的興起等出現(xiàn)電力 鋼鐵 化工 三大技術(shù) 出現(xiàn)汽車 飛機(jī) 無線電通訊 三大文明支撐第二次產(chǎn)業(yè)的新材料 如合金鋼 鋁合金 各種非金屬材料 材料與產(chǎn)業(yè)革命 使工業(yè)化國家之間經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡加劇使后起資本主義國家生產(chǎn)呈跳躍式發(fā)展 趕上并超過老牌資本主義國家使工業(yè)化國家和非工業(yè)化國家在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上的差距也越來越大 鋼 電 石油業(yè)的革命 由 蒸汽時(shí)代 進(jìn)入 電氣時(shí)代 車始于輪子的發(fā)明 車輪是陸地交通工具變革的開始 是人類歷史上最重要的發(fā)明之一有了車 人類的活動(dòng)范圍變大 人與人之間的交往和物質(zhì)的交流也增多了 例1 輪子的發(fā)展 材料與人類生活 木柱是輪子的雛型BC3500 古巴比倫的蘇美爾誕生了帶輪的車 是在橇板下面裝上輪子而成最原始的車輪是圓木片 后采用木板拼接 將木紋走向不同的木板交錯(cuò)著釘在一起 可防止開裂BC2500 歐亞地區(qū)使用兩輪 四輪的木質(zhì)馬車埃及 古墓葬中曾發(fā)現(xiàn)約BC1500的兩輪戰(zhàn)車BC2000 中國中原地區(qū)開始制造圓木板輪子的車輛發(fā)明有輻車輪 比實(shí)體車輪輕便許多輻式輪車身更輕巧靈活 用馬來拉 速度更快 被用在戰(zhàn)爭中18世紀(jì)后 隨著第一次產(chǎn)業(yè)革命的興起 開始大量制造較耐用的金屬輪子時(shí)至今日 汽車輪子要求更高 金屬輪子的外圍更加上橡膠輪胎 以避震 增強(qiáng)附著摩擦力 古代的輪子 人類用火 150萬年 用輪子僅6千年 據(jù)美史學(xué)家斯塔夫里阿諾斯著 全球通史 最早的車輪出現(xiàn)在美索不達(dá)米亞 BC3000將軸裝到手推車上 輪子不直接和車身連接 例2 鈦材料 鈦合金是航空航天產(chǎn)品中采用的高性能材料常用于需要抗腐蝕 耐疲勞 高彈性的場合鈦合金以其獨(dú)特的魅力 成為國際上公認(rèn)的生產(chǎn)各類比賽及休閑用高檔自行車最先進(jìn) 最理想的材料 材料與人類生活 鈦合金自行車 自行車發(fā)燒友 的選擇 形狀記憶合金百葉窗 例2 鈦材料 材料與人類生活 眼鏡架 鋅白銅眼鏡架價(jià)格低廉 但耐蝕性差 容形成綠色銅銹蒙乃爾合金 含有銅 鋅 鎳 鎳合金加工性能好 但耐蝕性不高 游離態(tài)的鎳離子易造成皮膚過敏貴金屬鏡架價(jià)格昂貴 普通消費(fèi)者難以承受 鈦合金 鈦合金 鈦鎳形狀記憶合金的耐蝕性好 重量輕 現(xiàn)在中高擋金屬眼鏡架大部分都用這三種材料制成鈦合金鏡架重量輕 普通鎳基合金鏡架的48 60 強(qiáng)度高 耐腐蝕 表面易著色除普通鈦合金的優(yōu)點(diǎn)外 鈦合金加工性能好 焊接技術(shù)優(yōu)良鈦鎳形狀記憶合金不易焊接 眼鏡架款式單一 例2 鈦材料 材料與人類生活 1990年代初 鈦合金眼鏡架于在國外批量生產(chǎn)1998前 鈦合金鏡架曾占據(jù)日本市場的60 以上 目前市場出售的眼鏡架有純鈦制品 TiNi超彈性合金制品 其它鈦合金通常合金架比重約8 9g cm3 純鈦架比重約4 5g cm3 用鈦制作的手表在國外市場已早有出售目前世界上有十多家表廠生產(chǎn)這種手表 其中有全鈦表殼 也有部分用鈦或用氮化鈦 碳化氮等也有供運(yùn)動(dòng)員和潛水員使用的特制手表 手表 例2 鈦材料 材料與人類生活 據(jù)說是鈦合金外殼 香奈兒J12Chromatic鈦陶瓷手表 鈦陶瓷擁有極高的耐磨性 其硬度僅次于藍(lán)寶石 照相機(jī) 純鈦戒指 鈦金發(fā)王 鈦手鏈 用鈦制作的日用品有照相機(jī) 手提箱 保溫瓶 耳環(huán) 手鐲 戒指 項(xiàng)鏈 胸針等 例2 鈦材料 材料與人類生活 材料與計(jì)算機(jī) 材料科學(xué)的發(fā)展是計(jì)算機(jī)飛速發(fā)展的基礎(chǔ) 計(jì)算機(jī)的發(fā)展已經(jīng)歷了4代 目前正在發(fā)展第5代電子管時(shí)代 第1代 1946 1958 以電子管為邏輯部件晶體管時(shí)代 第2代 1959 1964 以晶體管為邏輯部件小規(guī)模集成電路時(shí)代 第3代 1965 1970 用集成電路為邏輯元件大 超大規(guī)模集成電路時(shí)代 第4代 1971 1989 應(yīng)用大規(guī)模集成電路 寄存器多 速度快計(jì)算機(jī)科學(xué)時(shí)代 第5代 智能型計(jì)算機(jī) 分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 多媒體技術(shù) 計(jì)算機(jī)經(jīng)歷 電子管 晶體管 集成電路時(shí)代 電子管 晶體管 集成電路 鎢 鉬電極 鍺 硅半導(dǎo)體 單晶硅片 高純鈦 SiO2 鉻薄膜 材料與計(jì)算機(jī) 材料科學(xué)的發(fā)展是計(jì)算機(jī)飛速發(fā)展的基礎(chǔ) 電子管電極材料 鎢 鉬 三級(jí)電子管圖的大小與實(shí)物相當(dāng) 由大量電子管組成的第一臺(tái)計(jì)算機(jī) 重30噸 用電相當(dāng)于1個(gè)小城市 材料與計(jì)算機(jī) 材料科學(xué)的發(fā)展是計(jì)算機(jī)飛速發(fā)展的基礎(chǔ) 緣起 二戰(zhàn)期間 美軍方要求賓州大學(xué)Mauchly博士設(shè)計(jì)以真空管取代繼電器的 電子化 電腦 ENIAC ElectronicNumericalIntegratorandCalculator 電子數(shù)字積分器與計(jì)算器 用來計(jì)算炮彈彈道特點(diǎn) 使用18800個(gè)真空管 長50英尺 寬30英尺 重達(dá)30噸 6只大象 計(jì)算速度快 5000次 秒加法運(yùn)算 運(yùn)作九年吃電兇 每次開機(jī) 整個(gè)費(fèi)城西區(qū)的電燈都為之黯然失色真空管損耗率高 每15分鐘就可能燒掉一支 須花15分鐘以上才能找出壞掉的管子 1946年2月14日 世界上第一臺(tái)電腦ENIAC在美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生 16K內(nèi)存器 由大量電子管組成的16K內(nèi)存器 圖中的女士要用顯微鏡才能看到現(xiàn)在的集成電路16K內(nèi)存器 材料與計(jì)算機(jī) 材料科學(xué)的發(fā)展是計(jì)算機(jī)飛速發(fā)展的基礎(chǔ) 1949年5月6日首次運(yùn)行 運(yùn)行650條 秒指令 12個(gè)架子上放置有逾3000個(gè)電子管幫助JohnK MaxP 贏得1962年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 電子延時(shí)儲(chǔ)存自動(dòng)計(jì)算機(jī) EDSAC 劍橋大學(xué) 1883 愛迪生效應(yīng) 把金屬板與燈絲一起密封在燈泡內(nèi) 給金屬板加正電壓 燈絲與金屬板間有電流流過 相反則沒有電流1897 湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子 人們明白了燈絲加熱后有電子射出1904 弗萊明 英 造出第1只二極管 在真空管中放置兩塊金屬板 加熱負(fù)極時(shí) 有電子射向正極 利用二極管可檢測到無線電信號(hào) 但無法控制電流大小 電信號(hào)非常微弱1905 德福雷斯特 美 在二極管正 負(fù)極間加一金屬柵極 制成第1只三極管 三極管有放大作用 改變柵極電壓 即可改變電流大小三極管的發(fā)明 為無線電通訊和廣播開辟了道路1906 費(fèi)丁生 美 發(fā)明調(diào)幅波 使高頻信號(hào)帶著聲音的振幅發(fā)射出去成功地進(jìn)行了首次無線電廣播 收音機(jī)誕生了1914 高真空管問世1920 威斯汀豪斯公司 美 在匹茲堡建成第1座廣播電臺(tái)1926 美國成立全國廣播公司三極管放大系數(shù)只有3 30 陰極 柵極間電容太大 本身容易產(chǎn)生振蕩1913 林格慕 美 在三極管里增加第二柵極 制成四極管 放大倍數(shù)可達(dá)160 6001926 荷蘭菲利浦公司發(fā)明五極管1928 茲沃里金 美 發(fā)明電視顯像管1939 美國無線電公司推出現(xiàn)代意義上的電子電視 電子管 推動(dòng)了無線電電子學(xué)的蓬勃發(fā)展 材料與計(jì)算機(jī) 材料科學(xué)的發(fā)展是計(jì)算機(jī)飛速發(fā)展的基礎(chǔ) 上世紀(jì)初 無線電愛好者發(fā)現(xiàn) 某些半導(dǎo)體礦石有單向?qū)щ娦?很適合做檢波器這使科學(xué)家想到 用半導(dǎo)體可制作與電子管同樣性能的晶體管1947 貝爾電話實(shí)驗(yàn)室肖克利 巴丁 布拉坦研制成功第1只晶體管 1956諾貝爾物理獎(jiǎng) 1950 肖克萊等人發(fā)明晶體三極管與電子管相比 晶體管體積小 重量輕 耗能低 壽命長 制造工藝簡單 使用時(shí)不需預(yù)熱 大大加速了電子技術(shù)的發(fā)展 晶體管 10萬 3千萬 材料與計(jì)算機(jī) 材料科學(xué)的發(fā)展是計(jì)算機(jī)飛速發(fā)展的基礎(chǔ) 1956 富勒 賴斯 美 發(fā)明半導(dǎo)體生產(chǎn)的擴(kuò)散工藝 為集成電路提供了工藝技術(shù)1958 德克薩斯儀器公司 美 用一塊硅晶制成包括電阻 電容在內(nèi)的分立元件實(shí)驗(yàn)電路 確定了集成電路的標(biāo)準(zhǔn)封裝尺寸1959 仙童公司 美 研究出SiO2擴(kuò)散技術(shù)和PN結(jié)隔離技術(shù) 完成集成電路制作的全部工藝 推出第一塊集成電路 接著 光刻技術(shù)等相繼發(fā)明1961 德克薩斯公司同美空軍合作 利用集成電路制成第1臺(tái)試驗(yàn)性計(jì)算機(jī) 該機(jī)有587塊集成電路 只有285克 體積 100cm3 功耗僅16W1969 出現(xiàn)大規(guī)模集成電路1970年代中期 出現(xiàn)一塊硅片上包含十萬個(gè)晶體管的超大規(guī)模集成電路 集成電路 將晶體管與電子線路做在一塊半導(dǎo)體晶片上 構(gòu)成一個(gè)整體 材料與計(jì)算機(jī)移動(dòng)存儲(chǔ)器 Terbium Tb 材料與計(jì)算機(jī) 材料科學(xué)的發(fā)展是計(jì)算機(jī)飛速發(fā)展的基礎(chǔ) 材料與信息 信息材料指用于信息的探測 傳輸 顯示 運(yùn)算和處理的材料主要包括監(jiān)測與獲取 傳感 信息 傳輸信息 存儲(chǔ)信息 運(yùn)算和處理信息的材料 人類在步入信息時(shí)代的同時(shí) 也進(jìn)入信息材料競爭的時(shí)代 1965 Intel摩爾提出摩爾定律 預(yù)言芯片容量每18個(gè)月就要加倍1966 美RCA公司研制出CMOS 互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 電壓控制的一種放大器件 集成電路 研制出第一塊門陣列 50門 1971 Intel推出1kb動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器 DRAM 標(biāo)志著大規(guī)模集成電路出現(xiàn)Intel公司推出全球第一個(gè)微處理器4004 采用MOS工藝1971 一個(gè)芯片上有3000個(gè)晶體管1978 64kbDRAM誕生 不足0 5cm2的硅片上集成了14萬個(gè)晶體管 標(biāo)志著超大規(guī)模集成電路出現(xiàn)1988 16MDRAM問世 1cm2的硅片上集成有3500萬個(gè)晶體管 標(biāo)志著進(jìn)入超大規(guī)模集成電路階段1979 Intel推出5MHz8088微處理器 IBM基于8088推出全球第一臺(tái)PC1999 德國研制成鍺處理器 運(yùn)算速度比硅處理器提高1倍 制造大規(guī)模集成電路的主要材料是單晶硅片 材料與信息 CMOS 芯片除用于計(jì)算機(jī)外 還可制作其他各種電器如錄相機(jī) 洗衣機(jī) 廚房設(shè)備 家用電器 以及各種自動(dòng)控制設(shè)備半導(dǎo)體材料是電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ) 一個(gè)國家在芯片技術(shù)方面的成就 決定著其整個(gè)戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè) 高技術(shù)產(chǎn)業(yè)方面的成就現(xiàn)在 從計(jì)算機(jī)芯片的工作原理中獲得啟發(fā) 創(chuàng)造性地將半導(dǎo)體技術(shù)和生物技術(shù)結(jié)合起來 開發(fā)出生物芯片 廣泛用于醫(yī)學(xué)臨床檢測 藥物開發(fā) 環(huán)境監(jiān)測等 材料與信息 集成電路體積小 重量輕 引出線和焊接點(diǎn)少 壽命長 可靠性高 性能好 成本低 便于大規(guī)模生產(chǎn)用集成電路來裝配電子設(shè)備 其裝配密度比晶體管可提高幾十倍至幾千倍 設(shè)備的穩(wěn)定工作時(shí)間大大提高 材料與信息 100年前 美國科學(xué)家貝爾做過用光傳輸語言的實(shí)驗(yàn)1966 發(fā)現(xiàn)提高玻璃純度可減少光傳播過程中的損耗1970 康寧公司 美 用高純石英玻璃制造出現(xiàn)代光導(dǎo)纖維 被譽(yù)為百年不遇的發(fā)明光纖比頭發(fā)還細(xì) 一根細(xì)絲就能同時(shí)傳輸2000路通話 且不失真 不受環(huán)境干擾 不易被竊聽 傳輸比銅纜快7 2萬倍 沒有遠(yuǎn)程通信技術(shù) 整個(gè)世界的發(fā)展不會(huì)有今天這樣快遠(yuǎn)程通信技術(shù)的發(fā)展與光導(dǎo)纖維密切相關(guān) 材料與信息 從萊特兄弟實(shí)現(xiàn)飛行的夢想以來 航空 航天器發(fā)生了巨變?yōu)榱孙w得快和遠(yuǎn) 就要采用強(qiáng)度高 比重小的材料 重視材料的比強(qiáng)度 即強(qiáng)度 比重之比航空和航天器中鋁 鎂合金用量大隨著航空技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展 輕質(zhì) 高比強(qiáng)度的鈦合金 碳纖維高分子復(fù)合材料 硼纖維金屬復(fù)合材料等得到愈來愈多的采用 材料與航空技術(shù) 萊特兄弟 1903年人類飛上天空 材料與航空技術(shù) 航空航天材料主要包括新型金屬結(jié)構(gòu)材料 如先進(jìn)鋁合金 超高強(qiáng)度鋼 高溫合金 高熔點(diǎn)合金 鈹及其合金 燒蝕防熱材料 新型復(fù)合材料還包括功能材料 如涂層材料 隔熱材料 透明材料 阻尼材料 密封材料 潤滑材料 粘合劑材料等大部分屬于高分子材料和陶瓷材料 也有少量阻尼合金等金屬材料 材料與航空技術(shù) 結(jié)構(gòu)材料的 三高一低 高強(qiáng)度 高模量 耐高溫 低密度 鍛鋁2014 LD10 的力學(xué)性能 衛(wèi)星發(fā)射 節(jié)省1kg重量將降低費(fèi)用 20000 一次發(fā)射節(jié)約費(fèi)用20 鋁理論強(qiáng)度為4 7GPa 當(dāng)今高強(qiáng)鋁合金的最高強(qiáng)度不超過1GPa 材料與航空技術(shù) 1948年 實(shí)現(xiàn)鈦的工業(yè)化生產(chǎn)航空工業(yè)發(fā)展的需要 使鈦工業(yè)以年均約8 的增長速度發(fā)展目前 世界鈦合金加工材年產(chǎn)量達(dá)4萬余噸 鈦合金牌號(hào)近30種鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件 其次為火箭 導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件中國60年代中期開始鈦材的工業(yè)化生產(chǎn) 并研制成TB2合金 鈦合金高強(qiáng)度高韌性耐腐蝕質(zhì)地輕 材料與航空技術(shù) 鈦合金比重 強(qiáng)度 使用溫度介于鋁和鋼之間 但比強(qiáng)度高 抗海水腐蝕 超低溫性能優(yōu)異1950 美國首次在F 84戰(zhàn)斗轟炸機(jī)上用作后機(jī)身隔熱板 導(dǎo)風(fēng)罩 機(jī)尾罩等非承力構(gòu)件1960年代開始 鈦合金的使用部位從后機(jī)身移向中機(jī)身 部分代替結(jié)構(gòu)鋼制造隔框 梁 襟翼滑軌等重要承力構(gòu)件鈦合金在軍用飛機(jī)中的用量迅速增加 達(dá)飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量的20 25 1970年代起 馬赫數(shù)3640kg美國SR 71高空高速偵察機(jī) 馬赫數(shù)為3 飛行高度26 2km 鈦占飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量的93 號(hào)稱 全鈦 飛機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比從4 6提高到8 10 壓氣機(jī)出口溫度從200 300 C增加到500 600 C時(shí) 原鋁制造低壓壓氣機(jī)盤和葉片必須改用鈦合金 或用鈦合金代替不銹鋼制造高壓壓氣機(jī)盤和葉片 以減輕結(jié)構(gòu)重量 材料與航空技術(shù) 航天飛機(jī)用形狀記憶合金 材料與航空技術(shù) 約翰 肯尼迪航天中心 美國卡拉維納爾角 待升空的穿梭機(jī)應(yīng)用了成千上萬種材料 特別是一些高技術(shù)的新型材料 材料與航空技術(shù) 美國現(xiàn)役 未來新式 未來的新式航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)上采用單級(jí)火箭式全部回收利用的方案外殼材料使用Ni Cr Fe合金外層隔熱板由一層TiAl合金與一層絕熱材料組成 載人 載物航天飛機(jī) 每運(yùn)載1kg有效載荷 成本費(fèi)1萬美元費(fèi)用昂貴 使人類征服太空受到很大限制現(xiàn)役航天飛機(jī)每次升空要丟掉一些部件 如輔助火箭和外部貯箱外表面使用碳陶瓷片 二次飛行需更換許多碳陶瓷片 材料與航空技術(shù) 材料與建筑 建筑材料可分為結(jié)構(gòu)材料 裝飾材料和某些專用材料結(jié)構(gòu)材料包括木材 竹材 石材 水泥 混凝土 金屬 磚瓦 陶瓷 玻璃 工程塑料 復(fù)合材料等裝飾材料包括各種涂料 油漆 鍍層 貼面 各色瓷磚 具有特殊效果的玻璃等專用材料指用于防水 防潮 防腐 防火 阻燃 隔音 隔熱 保溫 密封等的材料建筑材料長期承受風(fēng)吹 日曬 雨淋 磨損 腐蝕等 性能會(huì)逐漸變化 建筑材料的合理選用至關(guān)重要 首先應(yīng)當(dāng)安全 經(jīng)久耐用建筑材料用量很大 直接影響到工程的造價(jià) 通常建材費(fèi)用占工程總造價(jià)的一半以上 因此 在考慮技術(shù)性能時(shí) 必須兼顧經(jīng)濟(jì)性中國傳統(tǒng)的建筑以木結(jié)構(gòu)建筑為主 西方的傳統(tǒng)建筑以磚 石結(jié)構(gòu)為主現(xiàn)代建筑以鋼筋混凝土為主 材料與建筑 材料與交通 福特2000 西納給2010 兩款由材料工程師設(shè)計(jì)的汽車 汽車用高強(qiáng)鋼 比原先輕24 而強(qiáng)度高34 汽車 汽車材料是汽車品質(zhì)的基礎(chǔ)汽車技術(shù)的發(fā)展在很大程度上依托于汽車材料的發(fā)展 材料與交通 汽車 車殼材料早期轎車 車身沿用馬車車身結(jié)構(gòu) 整個(gè)車身以木材料為主1912 愛德華 巴特首次制成全金屬車身1925 文森卓 蘭西亞發(fā)明承載式車身 車身由鋼板沖壓成型的金屬結(jié)構(gòu)件和大型復(fù)蓋件組成這種金屬結(jié)構(gòu)車身沿用至今1970年代 轎車車身鋼板采用鍍鋅薄鋼板現(xiàn)代 汽車使用得最多的是普通低碳鋼板復(fù)合材料主要是碳纖維復(fù)合材料 重量極輕 可達(dá)到與鋼材同樣的穩(wěn)定性和安全性 大大提高汽車的靈敏性和操縱性合金主要是鋁合金 鋁合金車殼具有質(zhì)量輕 節(jié)能 散熱好 耐腐蝕等特點(diǎn)鋁中高檔汽車越來越多使用鋁 鋁質(zhì)車身比鋼質(zhì)車身輕約40 鋼主要有鍍鋅鋼 低碳鋼 高強(qiáng)度鋼等鍍鋅鋼板 良好的抗腐蝕能力 廣泛應(yīng)用在汽車上低碳鋼板 很好的塑性加工性能 能滿足車身拼焊的要求高強(qiáng)度鋼板 強(qiáng)化低碳鋼板 可在減厚情況下保持車身機(jī)械性能要求 減輕汽車重量 材料與交通 汽車 鋁合金汽車上應(yīng)用得最快最廣的輕金屬滿足重量輕 強(qiáng)度高 散熱性好 耐腐蝕的要求早期鋁合金僅用于變速器外殼 汽油泵 化油器等不受強(qiáng)沖擊元件經(jīng)強(qiáng)化后 鋁材強(qiáng)度大大增加 可滿足發(fā)動(dòng)機(jī)活塞 汽缸蓋等較劇烈工作環(huán)境的要求鋁圈是鋁合金在車上的第二個(gè)應(yīng)用廣泛的領(lǐng)域 鋁制車圈降低整車質(zhì)量 可及時(shí)將制動(dòng)器的熱量散發(fā)出去 以免出現(xiàn)制動(dòng)熱衰退德國奧迪汽車公司1999推出奧迪A2 為世界第一款大批量生產(chǎn)的全鋁轎車 該車車身采用全鋁空間框架車身 是一種用于飛行器結(jié)構(gòu)的高技術(shù)車身重量僅895kg 比傳統(tǒng)鋼制車身輕40 以上 150公斤 材料與交通 奧迪Al2全鋁車身概念車 1997 1999奧迪A2 20世紀(jì)初 人們成功制取液氦 獲得4K低溫 水銀在4K突然沒有電阻了 成為超導(dǎo)體從20世紀(jì)初到80年代 約70年間 超導(dǎo)臨界溫度只提高了不到30K80年代末 超導(dǎo)臨界溫度提高到125K高溫超導(dǎo)材料研究方面 我國曾處于世界領(lǐng)先水平1987 率先研制出超導(dǎo)臨界溫度90 100K的Y Ba O Cu高溫超導(dǎo)體2001 清華大學(xué)試制成功500m的高溫超導(dǎo)帶材 進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化 超導(dǎo)磁懸浮列車 材料與交通 1980 s高溫超導(dǎo)體 上海磁懸浮列車 超導(dǎo)首先應(yīng)用于磁懸浮列車?yán)贸瑢?dǎo)體中強(qiáng)電流所引起的強(qiáng)磁場同性相斥作用 使列車浮起來 行走時(shí)只受空氣阻力 最高速度500km h以上日本 德國已投入試用 時(shí)速500km1994 我國西南交通大學(xué)做成43m長的磁懸浮列車試驗(yàn)線 車重4噸 超導(dǎo)磁懸浮列車 材料與交通 1922 德工程師赫爾曼 肯佩爾提出電磁懸浮原理 1934年申請磁懸浮列車專利1970后 德 日等 中相繼研發(fā)磁懸浮運(yùn)輸系統(tǒng) 日本JR磁懸浮MLX01 2實(shí)驗(yàn)車 材料與國防現(xiàn)代化 B 2幽靈式轟炸機(jī) 戰(zhàn)爭表現(xiàn)出高技術(shù)的特點(diǎn)如 美對伊拉克 科索沃作戰(zhàn) 使用隱形飛機(jī) 反輻射導(dǎo)彈 巡航導(dǎo)彈等 實(shí)行高密度精確打擊美B 2幽靈式轟炸機(jī) 是一種隱形飛機(jī)隱形功能一方面由其外觀設(shè)計(jì)來保證 另一方面取決于材料設(shè)計(jì)在飛機(jī)對雷達(dá)波強(qiáng)反射的部位覆蓋了吸波或反射波材料 它可是蒙皮外的涂料 也可是貼或鍍上去的材料B 2飛機(jī)機(jī)身的涂覆物厚達(dá)10mm 窗戶上鍍有金屬薄膜 整個(gè)機(jī)身由于采用碳纖維復(fù)合材料呈黑色 防彈衣的高技術(shù)化是各國軍需裝備發(fā)展的重點(diǎn)1901 威廉 麥肯雷總統(tǒng)被暗殺 防彈衣引起美國國會(huì)的重視當(dāng)時(shí)的防彈衣可防低速 122m s 手槍子彈 但無法防住步槍子彈一戰(zhàn)中 出現(xiàn)以天然纖維織物為服裝襯里 配以鋼板制成的防彈衣實(shí)際是鋼制鎧甲 重9kg二戰(zhàn)中 彈片殺傷力增加80 傷員中70 因受傷而死亡英 美兩國不遺余力地研制防彈衣 1942 英軍制成由三塊高錳鋼板組成的防彈背心1945 美軍制成由鋁合金 高強(qiáng)尼龍組合的防彈背心 朝鮮戰(zhàn)爭中 美陸軍 由12層防彈尼龍制成的T52型全尼龍防彈衣海軍陸戰(zhàn)隊(duì) M1951型硬質(zhì) 多隆 玻璃鋼防彈背心 重2 7 3 6kg 材料與國防現(xiàn)代化 70年代初 美國杜邦公司制成超高強(qiáng)度 超高模量 耐高溫的凱夫拉纖維美軍率先使用凱夫拉制作防彈衣 研制了輕 重兩種型號(hào)新防彈衣以凱夫拉纖維織物為主體材料 以防彈尼龍布作封套現(xiàn)在 完全用化學(xué)纖維制做防彈衣一種用18層尼龍和凱芙拉纖維制成的防彈衣 只有1 03kg在極熱情況下 凱芙拉纖維熔化后不流淌 而是凝固起來增加厚度 在身體周圍形成免受燒傷的保護(hù)層 對于高速槍彈 尤其是步槍子彈 軟體防彈衣仍難以勝任為此 人們又研制出了軟硬復(fù)合式防彈衣 以纖維復(fù)合材料作為增強(qiáng)面板或插板 以提高整體防彈衣的防彈能力 材料與國防現(xiàn)代化 材料與能源 能源工業(yè)和能源技術(shù)所使用的材料按使用目的 分為新能源材料 節(jié)能材料 儲(chǔ)氫材料等 新能源材料包括增值堆用核材料 鈾 氘 氚為代表 聚變堆材料 太陽能電池 單晶硅 多晶硅 非晶硅等 節(jié)能材料包括非晶體金屬磁性材料 用作變壓器鐵芯的Fe Mn B Si合金 和超導(dǎo)材料 Nb Ti Nb Sn巨型磁體用材料 儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫電極合金材料高比能電池如鈉硫電池 鎳氫電池 鋰離子電池目前鈉硫電池的比能量達(dá)137W h Kg 而鉛蓄電池的比能量只有30Wh Kg 瑞士核電站 氧化鈾 鎢釩鋼 W Vsteel 鉻釩鋼 Cr Vsteel 鎳基高溫合金 Hastelloymaterial 核反應(yīng)堆材料耐中子輻射 腐蝕 高溫 燒結(jié)后 燒結(jié)前 核能材料 材料與能源 2006年9月 美 金屬雜志 JournalofMetals 發(fā)起評(píng)選材料科學(xué)與工程歷史上 最偉大的材料事件 GreatestMaterialsMoments 活動(dòng) JOM由美國礦物 金屬與材料學(xué)會(huì) TheMinerals Metals MaterialsSociety 主辦 最偉大的材料事件 定義為 一項(xiàng)人類的觀測或者介入 導(dǎo)致人類對材料行為的理解產(chǎn)生標(biāo)志性進(jìn)展的關(guān)鍵或決定性事件 它開辟了材料利用的新紀(jì)元 或者產(chǎn)生了由材料引發(fā)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)重大變化評(píng)選出的50項(xiàng) 最偉大的材料事件 清楚地展示 材料及其相關(guān)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展對人類文明與社會(huì)進(jìn)步所做出的巨大貢獻(xiàn) 以及材料科學(xué)與技術(shù)毋庸置疑的重要地位 50項(xiàng) 最偉大的材料事件 在50項(xiàng) 最偉大的材料事件 中材料制備技術(shù)及工藝17項(xiàng)新材料和新器件的發(fā)明12項(xiàng)提出新原理 新規(guī)律與揭示新結(jié)構(gòu) 新現(xiàn)象18項(xiàng)先進(jìn)儀器設(shè)備的發(fā)明3項(xiàng)從50項(xiàng) 最偉大的材料事件 中可以看出古代材料與技術(shù)方面的重大事件 包括煉鐵術(shù) 煉鋼術(shù) 銅提取術(shù)及煉銅術(shù) 鐵鑄造技術(shù) 玻璃的發(fā)明等 大多出自中國 埃及 伊朗 印度和土耳其等東方國家中國古代鐵鑄造工藝 使用高嶺土制備首批精細(xì)陶瓷 榜上有名然而 近代 1900后 材料發(fā)展中的重大事件 幾乎全部由美 英 德等西方科學(xué)家與發(fā)明家包攬 表明西方工業(yè)發(fā)達(dá)國家主導(dǎo)著近代材料科學(xué)與工程的發(fā)展 50項(xiàng) 最偉大的材料事件 50項(xiàng) 最偉大的材料事件 50項(xiàng) 最偉大的材料事件 50項(xiàng) 最偉大的材料事件 50項(xiàng) 最偉大的材料事件 50項(xiàng) 最偉大的材料事件 20世紀(jì)科技發(fā)明史 與材料密切相關(guān) 20世紀(jì)前20年的人類發(fā)明齊柏林硬式飛艇 揚(yáng)聲器 空調(diào) 自動(dòng)售貨機(jī) 圣誕樹彩燈 雙刃安全剃刀 飛機(jī) 人造樹膠 霓虹燈 汽車電點(diǎn)火裝置 紙杯 不銹鋼 坦克 爆米花烤箱 20世紀(jì)20年代的人類發(fā)明機(jī)器人 雪上汽車 自動(dòng)手表 電動(dòng)剃須刀 16mm家庭型電影攝影機(jī) 克里內(nèi)克絲面巾紙 電視機(jī) 汽車無線電 紅綠燈 20世紀(jì)科技發(fā)明史 與材料密切相關(guān) 20世紀(jì)30年代的人類發(fā)明易拉罐 寶麗來太陽鏡 自動(dòng)洗衣店 道路斑馬線 罐裝啤酒 原子筆 施樂復(fù)印機(jī) 家用電冰箱 電腦 立體聲錄音機(jī) 20世紀(jì)科技發(fā)明史 與材料密切相關(guān) 20世紀(jì)40年代的人類發(fā)明尼龍絲襪 彩色電視 塔伯家用塑料制品 原子彈 微波爐 吉普車 寶麗來照相機(jī) 慢轉(zhuǎn)密紋唱片 可多次使用的尿布 第一臺(tái)由軟件驅(qū)動(dòng)的電腦 20世紀(jì)科技發(fā)明史 與材料密切相關(guān) 20世紀(jì)50年代的人類發(fā)明信用卡 有線電視 動(dòng)力方向盤 袖珍晶體管收音機(jī) 錄像機(jī) 不粘鍋 壘高兒童拼裝玩具 氫彈 水翼船 調(diào)制解調(diào)器 健身呼啦圈 20世紀(jì)科技發(fā)明史 與材料密切相關(guān) 20世紀(jì)60年代的人類發(fā)明軟接觸鏡頭 纖維筆尖鋼筆 體重計(jì) 用做隆胸的硅膠填充物 按鈕電話 電腦鼠標(biāo) 石英手表 傻瓜 照相機(jī) 渦流浴室 影碟 盒式錄音磁帶 手提電腦 掃描儀 丙烯酸樹脂涂料 20世紀(jì)科技發(fā)明史 與材料密切相關(guān) 20世紀(jì)70年代的人類發(fā)明電腦軟盤 袖珍計(jì)算器 隨意粘貼便條 Beta制大尺寸磁帶錄像系統(tǒng) 自動(dòng)調(diào)焦照相機(jī) 蘋果第二代電腦 手機(jī) 索尼隨身聽 20世紀(jì)科技發(fā)明史 與材料密切相關(guān) 20世紀(jì)80年代的人類發(fā)明光盤 一次性照相機(jī) 高清晰度電視 人工合成皮膚 CDROM 多普勒雷達(dá) 高溫超導(dǎo)體 數(shù)字蜂窩電話 20世紀(jì)科