材料与社会.doc

1. 按技术发展的阶段,试简述我国青铜器的发展过程？按技术发展的阶段青铜器的发展可分为形成期（夏商）、鼎盛时期（西周）和转变期（春秋战国，秦汉）三个阶段。 我国很早就开始以天然铜来锻造小件工具或饰物，后来又发明了冶铜技术。冶炼铜的盛具叫坩埚，是陶制成的，因其形状在倒置时很象头盔，又俗称“将军盔”。后进一步发展为熔炉。人们把坩埚中冶炼好的 铜液倒入预制的陶范里，等冷却后，再撤范做进一步的加工。天然铜和早期冶炼没有掺入其他金属的铜，称为红银。在铜中加入适量的锡，称为锡青铜，一般叫青铜。含有一定比例锌的，称为黄铜。含一定比例镍的，称为白铜。 我国的青铜器，形制纹饰精美，为世界工艺史上所罕见。许多青铜器铸有铭文，也称金文、钟鼎艾，指古代青铜器上的文字。 商代中后期，青铜器铸造水平达到高峰，表现为器类繁多，造型庄重、花纹繁缛细密。西周铜器到中晚期有衰落趋势。器物制作一般轻薄简陋，种类也有所减少，纹饰走向简化。但长篇铭文很多，有多至300400字的，是研究西周历史的重要资料。春秋时代周王室铸器逐渐减少，但各诸侯国大量铸造。铜器采用嵌红铜与嵌松绿石技术。此外用拍印法制作纹饰，错金银术和鸟虫书体的出现，都是这一时期青铜工艺的新成就。 战国时期，青铜器渐渐趋向日常生活用具发展。如铜镜、带构、货币、玺印、符节等大量出现，错金银技术的提高，富有生气的狩猎、战争、宴会等人事活动图案的产生，则是这一时期青铜工艺的特点。 秦汉以后，铁器、漆器、瓷器逐步取代了青铜器，但青铜制品仍有所创新，即向轻巧、实用的生活用器方向发展。 2 请归纳铁与钢在促进社会进步中的作用?在我国春秋时期就出现了铁，隋唐之际开始用煤炼铁，明代就开始用焦炭冶炼生铁。铁矿石以其储备量大，冶炼简便，在许多领域迅速取代了铜，就如在农业、手工业、军队等领域得到广泛的应用。铁的出现，在当时起到了巨大的作用，提高了生产能力，在人类文明史上作出了巨大的贡献。在近现代， 钢铁工业是工业基础的基础。它直接关系到一国经济的发展，地区经济部门与地域结构的变动。常以钢铁的产量、消费量、特别是人均钢铁数量来衡量其经济发展水平。钢铁是现代工业中的战略产业。没有钢铁，工业必然落后。落后必然挨打。这是百年中国近代史昭示给中国人民的一条深刻教训。因此，新中国成立以后，党和国家十分重视钢铁产业的发展，这对推进我国现代化进程起到了巨大的支撑作用。从新中国成立到改革开放前，我国钢铁工业逐步发展，初步改变了钢铁弱国的地位。钢铁工业的发展，加速了我国工业化进程，为构建独立完整的工业体系发挥了重要作用。在生活中，钢铁被应用到各行各业，人们生活中的衣、食、住、行都离不开钢铁，钢铁在现代中的应用已经渗入到生活中的方方面面。钢铁在人类发展历史中起到了不可磨灭的作用。它的出现取代了青铜器的大部分作用，是金属制品得以平民化，在社会发展中它提高了社会生产力，改善了人们的生活，在现代，钢铁的作用更是得到了充分地发挥，可以说是没有钢铁，社会发展的脚步就会停滞不前，甚至倒退，人们的生活已离不开钢铁。3 叙述金属与陶瓷在性能上的各自特点？ 金属材料具有良好的性能，在物理性能上，具有较高的熔点，良好的导电性、导热性、热膨胀性、磁性等；在机械或力学性能上，金属材料具有高强度，可塑性好，硬度大，韧性好；在加工性能上，金属材料铸造性能强，可多次铸造，锻造性能优良，具有焊接性，能够任意切削、加工，可弯曲，可进行热处理。 陶瓷材料是金属和非金属元素间的化合物，最具代表性的陶瓷材料大多是氧化物、氮化物和碳化物等。常见陶瓷材料大多是由黏土矿物、水泥和玻璃所组成的陶瓷，这些材料是典型的电和热的绝缘体，且比金属和高分子更耐高温和腐蚀性环境。陶瓷材料优越的强度、硬度、绝缘性、热传导、耐高温、耐氧化、耐腐蚀、耐磨耗、高温强度等特色，使其在现代生活中大放异彩。在建筑装饰工程中，陶瓷是最古老的装饰材料之一。建筑陶瓷的应用范围及用量迅速增加，从厨房、卫生间的小规模使用到大面积的室内外装修，建筑陶瓷已成为一种重要的建筑装饰材料。陶瓷材料在非常严苛的环境或工程应用条件下，所展现的高稳定性与优异的机械性能，在材料工业上已倍受瞩目，在空间技术领域，制造宇宙飞船需要能承受高温和温度急变、强度高、重量轻且长寿的结构材料和防护材料，在这方面，结构陶瓷占有绝对优势。在军事工业的发展方面，高性能结构陶瓷占有举足轻重的作用。金属材料与陶瓷材料在性能上也存在差异：陶瓷抗冲击能力比金属差、致密程度比金属低、抗压强度比金属低、线膨胀系数比金属低、陶瓷的熔点比金属高、陶瓷一般是绝缘材料而金属导电性强。4 叙述有机玻璃与普通玻璃在组成和性能上的差异。普通玻璃化学氧化物的组成(Na2OCaO6SiO2),主要成份是二氧化硅。有机玻璃是PMMA浅显的称号，又称作 亚克力(Acrylic)，这种高分子透明资料的化学称号叫聚甲基丙烯酸甲酯，人们常说的亚克力板就是聚甲基丙烯甲酯（PMMA）板材，它是由甲基丙烯酸甲酯单体（MMA）聚合而成。它们在性能上的差异主要有：高度透明性。有机玻璃是目前最优秀的高分子透明资料，透光率到达92，比玻璃的透光度高。普通玻璃只能透过0.6的紫外线，但有机玻璃却能透过73。机械强度高。有机玻璃的相对分子质量大约为200万，是长链的高分子化合物，而且构成分子的链很柔软，因而，有机玻璃的强度比拟高，抗拉伸和抗冲击的才能比普通玻璃高718倍。重量轻。有机玻璃的密度为1.18kg/dm3，同样大小的资料，其重量只要普通玻璃的一半，金属铝（属于轻金属）的43。易于加工。有机玻璃的加工性能好，可以制成式样繁多的工艺品，而普通玻璃在这方面的作用就差了很多。5 论述塑料和陶瓷与人类社会发展与进步之间的关系？陶瓷是文化的结晶，艺术的精华。陶瓷的发明，是人类社会发展史上划时代的标志，是人类发明史上的重要成果之一，也是我们中华民族对世界物质文明做出的又一重大贡献.陶器的出现，首先是与原始人类的活动居住分不开的，并且是人类社会发展到一定阶段，社会生产力提高的结果。大约从旧石器时代晚期的万年开始，由于社会的发展和生产力的提高，人类在长期使用火的实践中，对粘土的可塑性和可烧性的认识后产生了陶器。由于社会的发展和生产力的提高，农业生产有了较大的发展，人类普遍进入以农业生产为主的定居生活阶段，社会也有原始群居进入繁荣的母系氏族公社阶段；农业的发展和普遍定居生活，使社会对陶器的需求量有了大的提高，制陶技术也有了进一步的提高，工艺先进，制器精美，器类齐全，达到了很高的艺术水平，创造了以陶器为主的灿烂悠久的地方原始文化. 塑料的发展促进人类的各个领域的发展，给人类带来更加质轻，便携，更易清洁的产品，也给人类带来污染的烦恼。使我们的环境污染越来越严重。但其对社会的发展也是具有不可磨灭的作用。塑料的出现，是人们日常生活简便了许多，许多塑料日用品以其重量轻，易于移动，且价格便宜，耐腐蚀等特性迅速取代了其他材料的日用品，且以其高可塑性，发展到各行各业，各种塑料迅速出现，应用到生活中的的方方面面。但塑料制品难易分解的特性也个我们的生活带来了许多问题，尤其是环境收到了巨大的冲击，在使用塑料制品时需要小心、慎重。6 为什么说金属锂是“推动世界前进的重要元素”？ 锂Li是元素周期表中第2周期第1A族元素,原子序数3,原子量6.941,是最轻的碱金属元素。1817年由瑞典科学家阿弗韦聪在分析透锂长石矿时发现。自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷铝石等。在人和动物机体、土壤和矿泉水、可可粉、烟叶、海藻中都能找到锂。天然锂有两种同位素：6Li和7Li。金属锂为一种银白色的轻金属；熔点为180.54,沸点1342,密度0.534g/cm3,硬度0.6。金属锂溶于液氨。锂易与O、N、S等化合,在冶金工业中可用做脱氧剂。锂可做铅基合金和Be、Mg、Al等轻质合金的成分。LiPb合金是良好的减摩材料。锂-铝合金是一种新型合金材料,具有较高的强度和弹性模量,是航空航天工业理想的结构材料。我们知道,纯铝太软,在铝中加入少量的Li、Mg、Be等金属熔成合金,既轻便,又坚硬,用这种合金来制造飞机,可减轻飞机重量8-16%。此外,锂-铝合金在一定温度和应变速率下具有很好的超塑性,可用以制造超塑性/扩散焊接结构,应用于航空和车辆等各个领域。锂-铝合金还具有良好的抗辐照特性和较高的电阻率,经受中子辐照后残留放射性低,可用作核聚变装置中的真空容器。锂作为稀有轻金属,是所有在常温下呈固有体态的金属材料中最轻的金属,其标准电极电位为-3.045V,是金属元素中电位最负的一个元素。Li+可以在TiS2和MoS2等嵌入化合物中嵌入或脱嵌。具有优异的物化性质,有广泛而特殊的用途。锂被认为是“推动世界前进的重要元素”。真正使锂成为举世瞩目的金属,还是在它的优异的核性能被发现之后。由于它在原子能工业上的独特性能,人们称它为“高能金属”。锂在原子能工业中有重要用途。锂是一个重要的化学能源新材料,因而又被称为“能源金属”。锂的主要应用范围有:高性能电池、炼铝、玻璃陶瓷、锂基脂、空调制冷、生物制药、原子能利用、热核反应、洲际火箭、人造卫星等方面。7 请归纳镁合金的性能特点?为何将镁合金称为“绿色合金”？密度小（1.8g/cm3镁合金左右），比强度高，弹性模量大，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。由于镁合金较好的加工性能、较强的机械性能、重量轻、韧性好、屏蔽性好，特别是具有极 强的回收性能。镁合金已形成21世纪最富于开发和应用潜力的绿色工程材料我们经过多年研究，拥有一项独创和自主知识产权的最新科研成果：绿色镁合金熔铸新工艺、新设备，既可独立批量生产镁合金锭、又可与国内外先进的压铸、浇铸设备配套使用，生产各种牌号镁合金压铸件、浇铸件及镁合金屑。它的最大特征：彻底取消了传统工艺中的六氟化硫气体或覆盖剂、精炼剂、硫磺粉等添加物，这些都是对环境有严重污染的物质，镁合金生产中环境污染问题可以得到根本改观；因取消了传统的覆盖剂，精炼剂等质量污染源，明显地提高了镁合金质量；同时可降低熔铸成本，从而提高了社会和经济效益。由铝镁合金材料的表面处理程序，尤其当我们了解电化学专业学科中的表面处理后。可以知道铝镁合金材料是非常容易产生腐蚀的结构合金，但只要善加处理使用，镁合金材料可以活用得很好；如选用纯度比较高的镁合金材料、注意产品设计时，避免产生腐蚀，於表面造成堆积物、残留液腐蚀等政策；善用各表面处理程序，作好防蚀处理，如此才能彰显出镁合金材料的优点，减少其应用上的缺点。从镁合金材料之表面处理技术再加上新的材料回收技术，经过相关技术之整合，将镁合金材料充份发挥应用价值，镁合金材料将是未来与环境最相容的材料。与铝镁合金材料有关的专业学科有电化学、物理化学、工业材料等。在追求、开发新应用材料之际，於材料的处理程序上普遍都以有了莫大的改善空间。8 .请详述Li+电池材料的概况以及安全性能问题Li+电池是一种理想的可移动电源,具有体积小,重量轻,放电电压高,比能量大等优点。自从1990年SONY公司推出世界上第1只Li+电池,到2001年为止,整个市场每年约4亿只该类电池用于纯消费类电子产品。便携式摄像机、移动电话、手提电脑等95%以上使用Li+二次电池作为主要电源。(1)Li+电池:分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌Li+的化合物作为正负极构成的二次电池。人们将这种靠Li+在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的独特机理的Li+电池形象地称为“摇椅式电池”,俗称“锂电池”。(2)Li+电池的优点:1)高能量密度:100Wh/Kg以上,为镍镉电池的3倍,镍氢电池的2倍；2)电压平台高:3.6V,镍基电池为1.2V；3)低温下工作优:在-20-60的温度范围内工作,低温下的工作优于其它电池；4)低维护性:没有记忆效应,无需定期放电,最理想的保存方式,就是在40%充电后冷藏保存,可保存十年之久；5)低自放电率:约6%/月；6)长循环寿命(1000次,100%DOD)；7)环保:无重金属,无污染,被称为绿色能源。 (3)Li+电池的种类根据Li+电池所用电解质材料不同,Li+电池可分为1)液态Li+电池2)聚合物Li+电池(4)Li+电池的缺点:1)安全性能问题:需要复杂的保护线路；2)放电倍率低:1C-2C；3)易于老化:存储的Li+电池同样会容量衰竭；4)价格昂贵。安全性能问题:一般认为,Li+电池起火爆炸是由于其内部化学原理和成分导致的。由于人们想在单位密度中储存更多的能量,这就导致了Li+电池中碳、氧和易燃液体的含量不断增加。与此同时除了正极、负极以及隔离膜之外,Li+电池内部还充满了一种非常易燃的液体锂盐类电解质。电池充电时,负极的Li+向正极移动,电池在使用过程中,Li+又回到负极以提供能量。在充完电的状态下,失去大部分离子的负极非常不稳定。这个温度足以使负极分解和释放氧。随着热量积蓄,电池将会进入“热失控”状态。此时电池内部的温度将会极快地升高,最后到达电解液的燃点而起火爆炸。在最近导致众多大厂笔记本电脑过热和起火的SONY锂电池中,正是因为在电池制造过程中混入了过多的金属颗粒,容易在电池使用过程中发生短路、产生火花。才导致这些Li+电池的不稳定。9 试叙述普通玻璃的化学组成及其玻璃制品在现代装饰中具有哪些用途？玻璃：一种较为透明的固体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。普通玻璃化学氧化物的组成(Na2OCaO6SiO2),主要成份是二氧化硅。广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。玻璃其实是液体。当液体冷却之后，原先动荡而纷乱的分子最终会形成有序、固定的晶体结构。 随着装饰装修业的发展，玻璃制品已由过去单纯用作采光和装饰功能，进而向控制光线、调节热量、隔离噪音、降低重量、改善环境、装饰艺术等多功能演进发展，构成一种重要的室内装饰材料。现在玻璃材料有很多种，背景墙啊，隔断啊，层板啊，局部贴面装饰，很多地方可以用的，有些重要部位还要使用单反玻璃中空玻璃等。从总体上讲，玻璃的作用分为功能性和装饰性两大类。玻璃的种类主要可分为普通平板玻璃、特种玻璃、玻璃深加工制品和有机玻璃四大类。 普通平板玻璃 通常安装在门窗、隔断等部位，既可防止风吹雨打又可起到分隔、围护作用；在一些特殊位置或房间（如卫生间）采用压花玻璃、着色玻璃或磨砂玻璃，既有采光作用又不能透视；朝北的卧室采用吸热或双层（中空）玻璃，能起到保温隔热的效果；在一些特殊部位如隔断、壁画、门窗、顶棚等地方，采用彩绘玻璃、刻花玻璃、玻璃砖等，能增强室内艺术效果。 磨砂玻璃又称毛玻璃。 这种玻璃只有透光性而不能透视，使室内光线柔和而不刺眼。常用于需要隐秘的浴室等部位的窗玻璃，也可用于玻璃顶棚。压花玻璃也称滚花玻璃。这种玻璃是在玻璃硬化之前，由刻有花纹的滚筒，在玻璃单面或双面上压出深浅不同的各种花纹图案。在室内门窗等装饰中使用压花玻璃，具有既可透光但又不透形的优点，通常在室内隔断或分隔室内空间的门窗中使用。 面玻璃 的主要功能是具有影像效果，同时在立面上镶贴镜面玻璃（镜子）后可取得延展空间深度的装饰效果。镜面玻璃或称玻璃镜面，可使空间具有动感，使空间得到丰富。镜面玻璃除了通常用于化妆（箱）镜、衣橱门等处外，还能讨巧地用在墙面装饰上，从而使空间产生扩大视觉的效果，对空间狭小的室内特别适用。选用室内玻璃镜面装饰结构时，应符合主人的心理。如果多侧面装饰镶贴镜面，有时会使人产生错觉，甚至出现幻觉；如果在房间的一面墙上全贴满镜面，在感觉上空间就增加一倍；如果分隔镶贴镜面，就会产生局部扩大，并使人产生一种联想感觉；如果两面镜子呈90摆放，则会产生令人意想不到的艺术效果。 另外还有一种玻璃空心砖 它是一种新型建筑材料，由两块凹形玻璃相对熔接或胶结而成为一个整体砖块。玻璃空心砖可用来砌筑透光的墙壁、隔断等。这种空心砖的保温隔热性能好。利用该种玻璃的颜色和花纹可达到某种特殊的装饰艺术效果和各种功能性效果。10 请论述塑料的发展过程、塑料的组成及其塑料中各组成成分的主要用途？ 第一种完全合成的塑料出自美籍比利时人列奥亨德里克贝克兰， 1907年7月14日，他注册了酚醛塑料的专利。1909年2月8日，贝克兰在美国化学协会纽约分会的一次会议上公开了这种塑料。塑料的基本组成：我们通常所用的塑料并不是一种纯物质，它是由许多材料配制而成的。其中高分子聚合物(或称合成树脂)是塑料的主要成分，此外，为了改进塑料的性能，还要在聚合物中添加各种辅助材料，如填料、增塑剂、润滑剂、稳定剂、着色剂等，才能成为性能良好的塑料。 1、合成树脂 合成树脂是塑料的最主要成分，其在塑料中的含量一般在40100。由于含量大，而且树脂的性质常常决定了塑料的性质，所以人们常把树脂看成是塑料的同义词。例如把聚氯乙烯树脂与聚氯乙烯塑料、酚醛树脂与酚醛塑料混为一谈。其实树脂与塑料是两个不同的概念。树脂是一种未加工的原始聚合物，它不仅用于制造塑料，而且还是涂料、胶粘剂以及合成纤维的原料。而塑料除了极少一部分含100的树脂外，绝大多数的塑料，除了主要组分树脂外，还需要加入其他物质。 2、填料 填料又叫填充剂，它可以提高塑料的强度和耐热性能，并降低成本。例如酚醛树脂中加入木粉后可大大降低成本，使酚醛塑料成为最廉价的塑料之一，同时还能显著提高机械强度。填料可分为有机填料和无机填料两类，前者如木粉、碎布、纸张和各种织物纤维等，后者如玻璃纤维、硅藻土、石棉、炭黑等。 3、增塑剂 增塑剂可增加塑料的可塑性和柔软性，降低脆性，使塑料易于加工成型。增塑剂一般是能与树脂混溶，无毒、无臭，对光、热稳定的高沸点有机化合物，最常用的是邻苯二甲酸酯类。例如生产聚氯乙烯塑料时，若加入较多的增塑剂便可得到软质聚氯乙烯塑料，若不加或少加增塑剂(用量10)，则得硬质聚氯乙烯塑料。 4、稳定剂 为了防止合成树脂在加工和使用过程中受光和热的作用分解和破坏，延长使用寿命，要在塑料中加入稳定剂。常用的有硬脂酸盐、环氧树脂等。5、着色剂 着色剂可使塑料具有各种鲜艳、美观的颜色。常用有机染料和无机颜料作为着色剂。 6、润滑剂 润滑剂的作用是防止塑料在成型时不粘在金属模具上，同时可使塑料的表面光滑美观。常用的润滑剂有硬脂酸及其钙镁盐等。 7.抗氧剂防止塑料在加热成型或在高温使用过程中受热氧化,而使塑料变黄,发裂等 除了上述助剂外，塑料中还可加入阻燃剂、发泡剂、抗静电剂等，以满足不同的使用要求。 11.试叙述仰韶文化、大汶口及其标志性的文化艺术？仰韶文化：出现于新石器晚期（约公元前5000-前3000年），位于黄河流域，在今天的陕西、山西、河南。 仰韶文化标志性艺术是彩陶。它是我国较早成熟的彩陶文化。最早发现于河南渑池仰韶村的仰韶文化因时间和地区不同，彩陶的器形和文饰也可分为数种类型，其中以半坡和庙底沟两个类型基本最为杰出。大汶口文化（公元前4300年 - 前2500年）是新石器时代后期父系氏族社会的典型文化形态。以泰山地区为中心，东起黄海之滨，西到鲁西平原东部，北至渤海南岸，南及今安徽的淮北一带（安徽省蒙城县尉迟寺遗址出土文物有与大汶口文物完全相同的），河南省也有少部分这类遗存的发现。因首先发现于大汶口，人们遂把以大汶口遗址为代表的文化遗存，命名为“大汶口文化”。大汶口文化的发现，使黄河下游原始文化的历史，由4000多年前的龙山文化向前推进了2000多年。 在大汶口文化的后期墓葬中，出现了夫妻合葬和夫妻带小孩的合葬，它标志着只知其母不知其父的母系社会的结束，开始或已经进入了父系氏族社会。大汶口文化的雕塑工艺品不仅数量多，而且有较高的艺术水平，多数是墓内的随葬品。雕塑品有象牙雕筒、象牙琮、象牙梳、雕刻骨珠、骨雕筒、骨梳、牙雕饰、嵌绿松石的骨筒、雕花骨匕、穿孔玉铲、玉珠，以及陶塑动物等。这些雕塑品，制作都相当精细，造型优美，是大汶口文化中颇具特色的艺术作品。标志性的是彩陶12.试叙述ABS塑料和它的特点？ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。冲击强度极好，可以在极低的温度下使用；ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性、电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响、ABS不受水、