材料的發(fā)展史

材料的發(fā)展史1第1頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月劉穎教授/博士生導(dǎo)師1965年生,99年博士生畢業(yè)并獲博士學(xué)位材料學(xué)院副院長(zhǎng)/納米材料技術(shù)研究中心副主任主要研究領(lǐng)域：金屬功能材料和納米材料主持國(guó)家863計(jì)劃和國(guó)家攻關(guān)計(jì)劃等課題二十余項(xiàng)主要榮譽(yù)和獎(jiǎng)勵(lì)：享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專家/四川省學(xué)術(shù)帶頭人/教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才四川杰出青年科技基金獲得者/四川省青年科技獎(jiǎng)四川省有突出貢獻(xiàn)博士學(xué)位獲得者。國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)（2006年）四川省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（2004年）和二等獎(jiǎng)（2000年）四川省教學(xué)成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)（2004年度）2第2頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月唐正華

1979-1983成都科技大學(xué)本科學(xué)習(xí)

1983-1985重慶儀表材料所工作

1985-1988成都科技大學(xué)碩士學(xué)習(xí)

1988-2002四川大學(xué)講師,副教授

2002-2006南非universityofpretoria博士

科研經(jīng)歷：一直從事鋼的質(zhì)量與加工方面的研究，曾經(jīng)擔(dān)任兩屆中國(guó)金屬學(xué)會(huì)夾雜物委員會(huì)理事兼秘書(shū)3第3頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一講材料發(fā)展歷史4第4頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月什么是材料？其重要意義是什么？世界是由物質(zhì)構(gòu)成的，材料就是人們用來(lái)制成各種機(jī)器、器件、結(jié)構(gòu)等具有某種特性的物質(zhì)實(shí)體。材料是人類社會(huì)生活的物質(zhì)基礎(chǔ)，材料的發(fā)展引起時(shí)代的變遷，推動(dòng)人類文明和社會(huì)的進(jìn)步。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，材料與能源和信息并列為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的三大支柱，其作用和意義尤為突出。5第5頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月材料與人類社會(huì)的關(guān)系如何？

在人類社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步過(guò)程中，材料是一個(gè)帶有時(shí)代和文明標(biāo)志的基礎(chǔ)。人類和材料的關(guān)系非常廣泛、非常密切，也非常重要，在這點(diǎn)上很少能有其他領(lǐng)域與之相比。人類文明的發(fā)展史，就是一部利用材料、制造材料和創(chuàng)造材料的歷史。6第6頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月材料是人類一切生產(chǎn)和生活的物質(zhì)基礎(chǔ)，歷來(lái)是生產(chǎn)力的標(biāo)志，人類社會(huì)進(jìn)步的里程碑。對(duì)材料認(rèn)識(shí)和利用的能力，決定社會(huì)形態(tài)和人類生活質(zhì)量。人類從沒(méi)中斷過(guò)追求更好的材料，或使材料具有更優(yōu)異的性質(zhì)或新的功能，從而滿足人類社會(huì)發(fā)展中層出不窮的新需要。7第7頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

一種新材料的出現(xiàn)，常常引起生產(chǎn)力大發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步。正是如此，才有了今天人類豐富多彩、璀璨奪目的世界與文化。沒(méi)有半導(dǎo)體單晶硅，不可能有今天發(fā)達(dá)的微電子工業(yè)；沒(méi)有低損耗光纖，不可能有當(dāng)今蓬勃的光纖網(wǎng)絡(luò)社會(huì)。單晶硅棒單晶硅片單晶芯片電子元件8第8頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月天然材料陶瓷青銅鐵鋼有色金屬高分子材料新型材料

材料發(fā)展的歷史演進(jìn)9第9頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一部人類文明史，從某種意義上說(shuō)，也可稱為世界材料發(fā)展史。古代石器、青銅器、鐵器等的興起和廣泛應(yīng)用，極大改變了人們的生活和生產(chǎn)方式，對(duì)社會(huì)進(jìn)步起到關(guān)鍵性推動(dòng)作用，這些材料被歷史學(xué)家作為劃分某一個(gè)時(shí)代的重要標(biāo)志：如石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代等。每一種新材料的發(fā)現(xiàn)，每一項(xiàng)新材料技術(shù)的應(yīng)用，都會(huì)給社會(huì)生產(chǎn)和人類生活帶來(lái)巨大改變，推動(dòng)人類社會(huì)前進(jìn)。

10第10頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）天然材料大約25000年前，人類就學(xué)會(huì)使用材料。自然界中大量存在，人類可以直接從自然中獲取，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的加工就可為人類所用。主要是竹、木、骨、牙、皮、毛、石等天然材料，并進(jìn)行粗糙加工，除此之外別無(wú)他物。竹筷骨針石制品皮毛制品11第11頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月典型的天然材料—石器從挖掘的人類當(dāng)年所使用的各種用途的鋒利石片，可想象人類遠(yuǎn)祖的艱苦。他們能區(qū)別、選用各種石頭，創(chuàng)造出刀、斧、針各種器具，用于生產(chǎn)、生活和戰(zhàn)爭(zhēng)。

石刀石斧石針12第12頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月石器時(shí)代的生產(chǎn)工具極其落后，人類社會(huì)的生產(chǎn)力也極端低下，社會(huì)發(fā)展極其緩慢，人類文明也是相當(dāng)簡(jiǎn)單和粗俗的。石器工具13第13頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月?lián)脊艑W(xué)家分析，距今約一萬(wàn)年前陶器開(kāi)始出現(xiàn)，人們用粘土或以粘土、長(zhǎng)石、石英為主的混合物，經(jīng)成型、干燥、燒制（燒制溫度低于1200℃），得到堅(jiān)硬的陶器。陶是人類創(chuàng)造的第一種“人造材料”，由于高溫?zé)飘a(chǎn)生物理化學(xué)變化，得到和粘土不一樣的新物質(zhì)。

新石器時(shí)代晚期(公元前3000一前2800年)黑陶豆陶體的黑色是因?yàn)闈B入了碳（2）陶器（無(wú)機(jī)非金屬材料）14第14頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月我國(guó)陶器大約出現(xiàn)在8000年前，具有悠久的歷史。半坡村出土的碗、缽、釜、罐、瓶等，甚至還有能吹氣發(fā)聲的陶塤。

半坡變體鳥(niǎo)紋盆

半坡小口尖底瓶

半坡陶盆

陶塤15第15頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月從著名的仰韶和龍山文化遺址出土的陶器中，人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)祖先已經(jīng)掌握了燒制黑色陶器和白色陶器的配方和技術(shù)。

仰韶白陶瓶龍山黑陶瓶16第16頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月聞名于世的秦始皇兵馬俑是典型的陶制品；著名的唐三彩創(chuàng)始于唐高宗時(shí)期，用白粘土作胎，以Cu、Fe、Co等礦物作釉的著色劑，兩次燒制后成為絢麗多彩的陶器精品；江蘇宜興紫砂壺

(紫砂泥由粘土、云母、赤鐵礦等組成，其中Fe2O3含量約7％-10％，TiO2＞1％)制造技術(shù)精湛，色澤淳樸，造型獨(dú)特，別具一格。

兵馬俑

唐三彩馬

方韻紫砂壺17第17頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月商陶酒尊唐三彩俑陶的出現(xiàn)，人類可吃煮熟的谷物，喝煮開(kāi)的水，可長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存食物，促進(jìn)人類進(jìn)化。陶器也是最初的耐火材料，為以后的銅、鐵冶煉提供物質(zhì)條件。

豬紋陶盆陶器的現(xiàn)實(shí)意義18第18頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陶器是人類創(chuàng)造的第一種無(wú)機(jī)非金屬材料。人類第一次有意識(shí)地創(chuàng)造發(fā)明出自然界沒(méi)有的，并且具有全新性能的“新”材料，標(biāo)志著人類能離開(kāi)上天的賜予，開(kāi)始進(jìn)入自力創(chuàng)造材料的時(shí)代。恩格斯論述：人類從低級(jí)階段向文明階段的發(fā)展就是從學(xué)會(huì)制陶開(kāi)始的。陶器的出現(xiàn)成為新石器時(shí)代開(kāi)始的標(biāo)志之一。陶器的理論意義19第19頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陶器的不足是不致密、易滲漏、強(qiáng)度也不高。

3000多年前的殷、周時(shí)期，發(fā)明了釉瓷。爐窯溫度達(dá)到1200℃，能將金屬氧化物燒制成釉瓷，用途更為廣泛，質(zhì)地比陶更為細(xì)膩，外觀美觀。

陶向瓷的過(guò)渡

商朝釉瓷20第20頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月什么是瓷器？瓷土與陶土相比，F(xiàn)e2O3、CaO、MgO等助熔劑物質(zhì)明顯減少，SiO2含量也降至70％以下，Al2O3含量顯著增加。

瓷器制造工藝水平有很大改進(jìn)，燒結(jié)溫度提高到1200℃以上，反映出人類改造自然的能力增強(qiáng)。釉料是用礦物(長(zhǎng)石、方解石、石英等)和顏料按一定比例配制，高溫下釉料被熔融并均勻覆蓋在瓷器表面，冷卻后質(zhì)地堅(jiān)硬、光滑、不粘污，并可調(diào)配成各種顏色。21第21頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月瓷器中的材料知識(shí)宋五大名窯（官、哥、汝、定、柴窯）之一：哥窯瓷器

開(kāi)片即是瓷器釉面出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象。開(kāi)片主要是兩種因素造成的，一是成形時(shí)坯泥沿一定方向延伸，影響分子的排列；二是胎、釉材料的膨脹系數(shù)不同，在冷卻過(guò)程中收縮率也有差異，形成開(kāi)片。因而，開(kāi)片是瓷器燒成過(guò)程中的一種缺陷，只是到了宋代才開(kāi)始將開(kāi)片作為裝飾。

青花瓷

青花瓷器以鈷的化合物為發(fā)色劑，繪制在燒制過(guò)的胎體上，掛釉后再經(jīng)過(guò)一次燒制而最終完成。22第22頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月江西景德鎮(zhèn)的薄胎瓷器被贊為潔如玉、明如鏡、薄如紙、聲如磐。瓷器作為中華文明象征，大量流傳。9世紀(jì)傳至阿拉伯國(guó)家，13世紀(jì)傳到日本，15世紀(jì)傳到歐洲，以其福美絕倫征服了西方。輝煌的瓷器之國(guó)景德鎮(zhèn)四大名瓷青花、玲瓏、顏色釉、粉彩23第23頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月24第24頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月25第25頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）青銅

我國(guó)青銅的冶煉已可追溯到公元前3600年。晚于埃及和西亞民族（伊朗、伊拉克）。發(fā)展快、水平高。到殷、西周時(shí)期已經(jīng)發(fā)展到較高水平。

青銅即銅錫合金，其冶煉溫度較低，制作器具的成型性好，是人類最早大規(guī)模利用的金屬材料。蘇美爾文明中的青銅塑像，出現(xiàn)年代-公元前4000年26第26頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月銅爵—高30.5厘米、口徑17-18厘米，距今3600年

河南堰師二里頭文化青銅錛—《越絕書(shū)》載：禹穴之時(shí)，以銅為兵，以鑿伊闕，通龍門(mén)，東注入海牛首獸面紋鼎—西周，器形端莊，文飾在商代基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展，是今已知我國(guó)最大青銅器之一，27第27頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月青銅錢(qián)幣—刀幣、布幣、環(huán)錢(qián)、銅貝等28第28頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

四羊紋銅尊商

青銅器的最大歷史貢獻(xiàn)在于社會(huì)秩序的建立。西周中晚期有嚴(yán)格的列鼎制度，用形狀花紋相同而大小依次遞減的奇數(shù)組鼎來(lái)代表貴族身份?！洞呵锕騻鳌酚涊d：天子用9鼎，諸侯用7鼎，卿大夫用5鼎，士用3鼎或1鼎。人類文明第一次將人與工具二者的意義聯(lián)系起來(lái)。

青銅禮器鼎周29第29頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

青銅武器越王勾踐劍青銅戈青銅頭盔

青銅的一個(gè)重要用途就是鑄造武器，如鉞、戈、矛、戟、刀、劍、弩、鏃、盔等。青銅武器相對(duì)于石制和純銅武器來(lái)說(shuō)，其威力如同槍炮對(duì)刀戟，當(dāng)軍隊(duì)和戰(zhàn)爭(zhēng)成為一個(gè)國(guó)家的暴力機(jī)器和手段的時(shí)候，青銅以它4.7倍于純銅的硬度頻頻向統(tǒng)治貴族領(lǐng)取赫赫戰(zhàn)功。第30頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

青銅工具青銅斧青銅犁春秋初期，出現(xiàn)大量青銅工具（斧、鋸、鑿、錐等）和青銅農(nóng)具（鋤、鏟等）。青銅工具極大促進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的提高，相關(guān)的冶鑄技術(shù)獲得飛速發(fā)展。時(shí)代石器銅器鐵器新石器時(shí)代晚期33夏商西周2752春秋153戰(zhàn)國(guó)440青銅時(shí)代農(nóng)具統(tǒng)計(jì)（372件）31第31頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

銅三足鳥(niǎo)西周

銅奔馬(馬踏飛燕)漢

秦始皇陵銅車馬秦

爵商

其它青銅制品32第32頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月西漢長(zhǎng)信宮燈的特點(diǎn)將鑄造、表面處理、結(jié)構(gòu)學(xué)、環(huán)境保護(hù)巧妙地結(jié)合在一起；創(chuàng)“技術(shù)精華”于一身，集“優(yōu)美實(shí)用”于一體；青銅表面處理工藝-鎏金,即以熱水銀溶解金箔，然后涂附在銅器表面并蒸干水銀，使一層薄金緊密地附著在器物表面，是一種防止銅器發(fā)生氧化的表面處理工藝。33第33頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月長(zhǎng)信宮燈的功能：燈座鑄成跪姿的宮女狀，跪坐的姿態(tài)端莊典雅；宮女的左臂緊身，左手緊握托座，右臂高抬過(guò)頂，穩(wěn)扶燈罩，刻畫(huà)出宮女盡職盡責(zé)的逼真形象；油燈設(shè)計(jì)別致，托座上裝有燈碗，燈碗上鑄有油池、燈芯座、轉(zhuǎn)動(dòng)手柄及半圈弧形壁。34第34頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月油燈的周邊有槽，可使轉(zhuǎn)門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng)。撥動(dòng)平板，可使燈碗以托座為軸，繞右袖圓口作近360度轉(zhuǎn)動(dòng)，使光照方向轉(zhuǎn)動(dòng)，拉動(dòng)轉(zhuǎn)門(mén)還能改變遮光角度35第35頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月有巧妙的消煙滅塵裝置。宮燈是空心的，壁厚均勻，而且較??；宮女的右袖連通空心，形成一條煙道。油煙及未完全燃燒的殘?zhí)加尚洳窟M(jìn)入腔體內(nèi),碰到腔壁冷卻后附著在腔體內(nèi)側(cè)；宮女的頭部是可拆卸的，可定期清除積垢。36第36頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

下面再舉幾個(gè)有影響的青銅文物：

河南安陽(yáng)晚商遺址出土的司母戊大方鼎，商王文丁祭母所用；外形尺寸：高133cm，寬78cm，長(zhǎng)110cm；重量：857kg，是迄今為止世界上最古老的大型青銅器。分別鑄成鼎身、鼎耳、鼎足等部，然后合鑄成一個(gè)整體。A.

司母戊鼎37第37頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月B.湖北隋縣出土的戰(zhàn)國(guó)青銅編鐘

共有65個(gè)，總重量2500kg；最大編鐘重203kg；最小編鐘重僅有2.4kg；編鐘全部用青銅鑄造；編鐘鑄造水平相當(dāng)高；音侓準(zhǔn)確、音色優(yōu)美；曾侯乙編鐘38第38頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月C.四川廣漢三星堆遺址介紹

遺址位于廣漢市南興鎮(zhèn)北南距成都40公里遺址面積達(dá)12平方公里是四川境內(nèi)目前所知一處范圍最廣、延續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)、文化內(nèi)涵最為豐富的古蜀文化遺址三星堆博物館39第39頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1929年春天，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民燕道誠(chéng)掏水溝時(shí)發(fā)現(xiàn)一坑精美的玉石器；1933年，華西大學(xué)美籍教授葛維漢，林名均教授組成考古發(fā)掘隊(duì)，首次對(duì)三星堆進(jìn)行發(fā)掘，由此拉開(kāi)了對(duì)三星堆的發(fā)掘研究歷程1988年大規(guī)模發(fā)掘，主要由四川大學(xué)師生參與。使三星堆遺址名揚(yáng)四海的是1986年7-9月發(fā)現(xiàn)兩個(gè)商代大型祭祀坑，遺址兩坑上千件國(guó)寶重器轟然顯世，震驚世界；被定性為“古文化、古國(guó)遺址”。40第40頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三星堆遺址被譽(yù)為世界第9大奇跡；發(fā)掘出大量文物，填補(bǔ)了中國(guó)考古學(xué)、青銅文化、青銅藝術(shù)史上的諸多空白，具有很高的歷史價(jià)值和藝術(shù)價(jià)值；向人們展示了早在三四千年古蜀豐富的物質(zhì)文化遺存，揭示了“開(kāi)國(guó)何茫然”的古代蜀國(guó)的文化面貌，把巴蜀早期歷史向前推1000多年；揭示了中華民族起源的多元性；41第41頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月驗(yàn)證了傳說(shuō)中的古蜀王魚(yú)鳧氏和杜宇氏的歷史是真實(shí)可信的；雄辯的證明商周時(shí)期的古蜀國(guó)已有高度發(fā)達(dá)的青銅文化；古蜀王杜宇杜鵑暮春至，哀哀叫其間。我見(jiàn)常再拜，重是古帝魂。杜甫《杜鵑》

42第42頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三星堆青銅文物文物出土轟動(dòng)整個(gè)世界，品種多，鑄造水平高；有的文物只有4mm厚，在當(dāng)時(shí)需要有相當(dāng)高的冶鑄技術(shù)；青銅冶鑄技術(shù)和文化藝術(shù)相當(dāng)發(fā)達(dá)，否定了古蜀國(guó)文化比中原文化發(fā)展緩慢；43第43頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

四川廣漢三星堆青銅文物

商代晚期鑄造

金面平頂人頭像

人頭像頭上冠形物似遙感天線，是否用來(lái)接收宇宙的神秘信號(hào)？青銅獸面44第44頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

青銅龍夔柱形器，高41.1cm,寬15.56cm青銅人面具青銅鷹頭鈴45第45頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月迄今為止發(fā)現(xiàn)的世界上最大的青銅面具是1986年從三星堆2號(hào)祭祀坑內(nèi)出土的，重約100公斤、高約80厘米、寬138厘米。46第46頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月青銅人立像國(guó)寶級(jí)文物，目前世界上最大最完整的青銅人立像，號(hào)稱“銅像之王”青銅神樹(shù)造型巧奪天工，樹(shù)干高384cm，是目前世界上最早、樹(shù)株最高的青銅神樹(shù)47第47頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（4）鐵器鐵是地球上儲(chǔ)量居于第三的元素（前兩位為硅、鋁），來(lái)源于大型恒星的聚變。中國(guó)同埃及、美索不達(dá)米亞等古國(guó)一樣，對(duì)鐵的認(rèn)識(shí)都是從隕鐵開(kāi)始的。隕鐵世界最早的鐵器赫梯鐵器48第48頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月青銅器到鐵器并不是偶然的銅的精煉帶動(dòng)鐵的冶煉；赤鐵礦(Fe2O3)與赤銅礦(CuO)極為相似，青銅冶煉所需的高溫和還原氣氛，為一氧化碳與鐵礦石接觸還原金屬鐵創(chuàng)造極為有利的條件；青銅熔煉時(shí)，為造渣和降低熔點(diǎn)，往往加入氧化鐵作為熔劑，直接為鐵礦石還原積累經(jīng)驗(yàn)；49第49頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鐵戈鐵農(nóng)具鐵器的崛起宣告青銅退出歷史舞臺(tái)：鐵制農(nóng)具的強(qiáng)度和硬度比銅高，更加耐用；鐵制農(nóng)具來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜，迅速占領(lǐng)生產(chǎn)資料市場(chǎng)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有更大的促進(jìn)作用。鐵制盔甲比銅制盔甲輕，增加戰(zhàn)士的靈活性；鐵制兵器比銅制兵器輕巧、鋒利和耐用，因而鐵制裝備大大提高軍隊(duì)的戰(zhàn)斗力，迅速占領(lǐng)軍備材料市場(chǎng)。50第50頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月中國(guó)在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期發(fā)明了生鐵冶鐵技術(shù)，用鐵水澆鑄農(nóng)具、工具，大量使用。中國(guó)最早關(guān)于使用鐵制工具的文字記載是《左傳》中的晉國(guó)鑄鐵鼎。晉國(guó)鐵鼎《左傳》昭公二十九年，晉趙秧、荀寅率師城汝濱，以鑄刑鼎，著范宣子所為《刑書(shū)》焉。秦始皇—收天下之兵聚之咸陽(yáng)，銷鋒鑄以為金人十二。51第51頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月中國(guó)古代的大型鑄鐵件：河北滄州鐵獅五代后周廣順三年（公元953年）鑄造?？偢?.4米，頭高1.5米。身長(zhǎng)6.8米，寬3米，總重量達(dá)40噸。52第52頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月湖北當(dāng)陽(yáng)鐵塔宋朝嘉祐六年(公元1061年)鑄造。鐵塔高七丈，重106600斤，由基座、塔身及塔頂組成。塔身13層，每層均有平座、塔身和腰檐；腰檐上鑄有瓦壟、屋檐；檐角上鑄有凌空的龍首。鐵塔的基座和塔身上鑄有許多神態(tài)各異的佛像及紋飾，基座八角各立一金剛武士。53第53頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月山西晉祠鐵人北宋紹圣四年（公元1097年）鑄造鑄造屬于分節(jié)、疊鑄而成高2米以上河南南陽(yáng)漢代冶鐵遺址出土的鐵斧直徑2米左右隋朝鑄造的大鐵佛像，高70尺河南登封大鐵人鐵人鑄于公元1064年每尊鐵人高達(dá)十一尺余54第54頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鐵器的廣泛使用使人類的工具制造進(jìn)入了一個(gè)全新的領(lǐng)域，生產(chǎn)力得到極大提高。戰(zhàn)國(guó)初期，中農(nóng)食五人；戰(zhàn)國(guó)晚期，中農(nóng)食七人；人口：夏朝-1355萬(wàn)，西漢-5959萬(wàn)；糧食畝產(chǎn)：戰(zhàn)國(guó)-85斤，西漢-120斤；糧食年產(chǎn)：以人均口糧500斤計(jì)算，西漢糧食年產(chǎn)量達(dá)到300億斤；強(qiáng)漢盛唐—堅(jiān)實(shí)的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)，很大程度依靠鐵制農(nóng)具和鐵制工具的推廣使用。鐵器使一些民族從原始社會(huì)發(fā)展到奴隸社會(huì)，也推動(dòng)一些民族脫離奴隸制的枷鎖而進(jìn)入封建社會(huì)。

鐵器應(yīng)用的意義55第55頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月含碳量在P-E之間的鐵碳合金為鋼。距今1800年前出現(xiàn)兩步煉鋼技術(shù)，即先煉成鐵，再煉成鋼。直到19世紀(jì)前半期，人類始終生活在“鐵器時(shí)代”。

Fe-C合金相圖（5）鋼56第56頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月我國(guó)古代最早煉鋼法可追溯到春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，以海綿狀塊煉鐵為原料經(jīng)加熱滲碳，碳由表及里滲入，然后反復(fù)進(jìn)行鍛打，形成滲碳鋼。這種方法不要特殊設(shè)備，也不要復(fù)雜技術(shù)，易于實(shí)現(xiàn)，成為中國(guó)最早的煉鋼方法。河北易縣燕下都出土一些滲碳鋼器物，如劍、戟、矛等，經(jīng)檢驗(yàn)均為含碳量不同的鋼制成。燕下都遺址，今保定市易縣城東南

57第57頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月兩漢是中國(guó)古代煉鋼技術(shù)的大發(fā)展時(shí)期，如生鐵脫碳鋼、炒鋼、百煉鋼等都是在這個(gè)時(shí)期發(fā)展的?！昂我獍贌拕?，化為繞指柔”(晉劉琨詩(shī)，慷慨激昂的韻調(diào)中透出無(wú)限凄涼的意緒，將英雄失落的百端感慨表達(dá)得感人至深)漢軍主戰(zhàn)兵器-環(huán)首長(zhǎng)刀（百煉鋼打制）58第58頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代煉鋼起始于1856年英國(guó)人H．Bessemer發(fā)明的酸性底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法，該法首次解決大規(guī)模生產(chǎn)液態(tài)鋼的問(wèn)題，奠定近代煉鋼工藝方法的基礎(chǔ)。由于空氣與鐵水直接作用，Bessemer法具有很快的冶煉速度，成為當(dāng)時(shí)主要的煉鋼方法。

H．BessemerBessemer在舍菲爾德開(kāi)辦的煉鋼廠

59第59頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1879年12月29日，一列火車經(jīng)過(guò)蘇格蘭泰河大鐵橋時(shí)，大橋坍塌，78人喪生。橋斷的主要原因是所用鑄鐵存在的鑄造缺陷和材質(zhì)問(wèn)題等。血的教訓(xùn)使人們正視到當(dāng)時(shí)已能大規(guī)模生產(chǎn)的鋼是更適合的工程材料，于是，鋼軌、鋼橋、鋼船、鋼槍、鋼炮等逐步取代了鑄鐵。泰河大橋60第60頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1910年發(fā)明的工具鋼W18Cr4V有很高的硬度．溫度達(dá)到600℃也不下降，大大提高刀具耐用度，使機(jī)床切削速度成倍增長(zhǎng)，被譽(yù)為“高速鋼”，對(duì)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展起了極其重要的推動(dòng)作用。不銹鋼的發(fā)明是鋼鐵發(fā)展史上又一項(xiàng)重大成就，從20世紀(jì)20年代開(kāi)始工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，為化學(xué)工業(yè)的發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)。高速鋼刀具不銹鋼容器61第61頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月艾菲爾鐵塔鋼的應(yīng)用舊金山金門(mén)大橋建筑設(shè)備62第62頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（6）有色金屬近代以來(lái)，人們除發(fā)展鋼鐵材料以外，還進(jìn)一步發(fā)展金、銀、銅、鈦、鋁、鎂、鉬等有色金屬及其合金材料。有色金屬資源的開(kāi)發(fā)和利用，不只是對(duì)鋼鐵材料的補(bǔ)充，更重要的是可發(fā)揮和開(kāi)發(fā)鋼鐵材料不具備的各種特殊性能。在特定領(lǐng)域中，還必須采用有色金屬才能最大限度滿足現(xiàn)代科技對(duì)材科性能提出的要求。63第63頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月20世紀(jì)上半葉，Al合金強(qiáng)度提高到700MPa(合金化和時(shí)效強(qiáng)化)，其比強(qiáng)度(強(qiáng)度/密度)為2.64×106cm，是鋼(0.61×106cm)的4倍多(達(dá)到同樣強(qiáng)度Al合金用量只需鋼的1/4)

，這對(duì)結(jié)構(gòu)材料來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一個(gè)飛躍。沒(méi)有高比強(qiáng)度Al合金，就沒(méi)有現(xiàn)代航天航空成就。

鋁合金64第64頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鋁合金車體鋁合金材料鋁合金航空材料鋁合金輪轂……65第65頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月有色金屬重要用途。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭、煤炭、石油化工等現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)所需超耐熱合金(高溫Ni基合金)；電力、電工、電子工業(yè)所需要的導(dǎo)體材料、電阻和儀表材料(Cu基合金)

；原子能發(fā)電和核技術(shù)所需要的核燃料和稀有金屬Be、Nb、Zr、Hf、V等；大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)所需要的Au、Ag等良導(dǎo)體和Ga、In、Ge等半導(dǎo)體；高性能永磁材料所需要的Nd、Pr、Dy等稀土金屬，這些都需要有色金屬材料，其具有的特殊物理效應(yīng)是鋼鐵材料無(wú)法替代的。66第66頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月銅襯電路板稀土NdFeB永磁合金鋯殼核燃料管鎂合金發(fā)動(dòng)機(jī)部件67第67頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（7)高分子材料人類文明出現(xiàn)以來(lái)，高分子材料就一直陪伴人們。天然高分子(絲、皮、毛等)從遠(yuǎn)古就被人發(fā)現(xiàn)利用。不斷改進(jìn)加工技術(shù)，將棉、麻、絲、皮、毛等用于建筑、工具、紡織、造紙、制衣制革等；把植物體內(nèi)的“樹(shù)脂”(樹(shù)流出的油脂)用于涂料、粘合劑、藥物和溶劑等。

天然橡膠絲綢68第68頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月質(zhì)量輕、自重小穿梭于太空的宇宙飛船、射程上萬(wàn)公里的戰(zhàn)略導(dǎo)彈除要求有強(qiáng)大的推力系統(tǒng)外，質(zhì)輕、耐燒蝕、高強(qiáng)度的殼體材料也十分重要。高分子材料的密度在0.9-2.3g/cm3之間，對(duì)要求減輕自重的飛機(jī)、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船有特殊意義。由高分子粘合劑與聚丙烯晴制成的高強(qiáng)度、高模量碳纖維復(fù)合材料成為這些飛行器理想的殼體。波音787是世界上首款主體結(jié)構(gòu)采用碳纖維復(fù)合材料制造的大型客機(jī)奔馳SLR跑車車身由碳纖維復(fù)合材料制成，車速可達(dá)334公里/小時(shí)

69第69頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月良好的電絕緣性能常用塑料的體積電阻率高達(dá)1016-1020Ω.cm，低密度聚乙烯的介電強(qiáng)度高達(dá)1000V/mil，在電子和電工技術(shù)中合成高分子材料已大量取代天然橡膠制作絕緣材料。酚醛樹(shù)脂絕緣層壓材料70第70頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

低的熱導(dǎo)性能高分子材料具有低的熱導(dǎo)系數(shù)，比金屬小上百倍甚至近千倍，其所制成的泡沫材料是十分理想的隔熱體。在冷藏、建筑、節(jié)能裝置中廣泛用作保溫材料，在有高溫沖擊的飛行器如火箭、導(dǎo)彈、字畝飛船中是優(yōu)良的熱防護(hù)材料。良好的化學(xué)穩(wěn)定性部分高分子材料可抵抗酸、堿、鹽溶液和蒸汽等腐蝕的功能，如聚四氟乙烯，可抵御王水的腐蝕。PTFE材料71第71頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月高分子材料發(fā)展之迅速，對(duì)人類生活影響之深入和廣泛．在當(dāng)前各高新技術(shù)中發(fā)揮作用之重大，是一般傳統(tǒng)材料難以比擬的。沒(méi)有高分子材料，探測(cè)宇宙的空間飛船、高密度存儲(chǔ)光盤(pán)、飛機(jī)跨越太平洋的不停站飛行、飛行器的紅外隱身，都只能是停留在腦子里的幻想。可以預(yù)言，在人類面臨能源和資源挑戰(zhàn)的21世紀(jì)，高分子材料將為人類社會(huì)做出更大的貢獻(xiàn)。72第72頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)合材料20世紀(jì)人類進(jìn)入新材料時(shí)代，衣、食、住、行以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展都離不開(kāi)新材料，同時(shí)出現(xiàn)了各種材料的復(fù)合技術(shù)。金屬與無(wú)機(jī)材料的復(fù)合金屬與高分子材料的復(fù)合無(wú)機(jī)材料與高分子材料的復(fù)合金屬/高分子復(fù)合材料-粘結(jié)NdFeB磁體金屬/無(wú)機(jī)復(fù)合材料-景泰藍(lán)高分子/無(wú)機(jī)復(fù)合材料-絕緣板材73第73頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月材料發(fā)展歷史小結(jié)20世紀(jì)前材料進(jìn)步主要依靠人們經(jīng)驗(yàn)積累和技巧，發(fā)展緩慢在于人們還沒(méi)能對(duì)材料有深刻的認(rèn)識(shí)和理解，缺乏科學(xué)對(duì)材料發(fā)展的指導(dǎo)。20世紀(jì)科學(xué)成功揭示了微觀世界的基本規(guī)律，加深了人們對(duì)電、磁、聲、光、熱等物理現(xiàn)象以及材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，這既促使多種新材料的誕生，也開(kāi)辟了一系列重大科學(xué)技術(shù)突破?？茖W(xué)引導(dǎo)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展推動(dòng)的雙重作用，誕生各種各樣的新材料，構(gòu)成21世紀(jì)人類文明的基礎(chǔ)。74第74頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月什么是新型材料？主