2 材料的发展史(下).ppt

材料与社会,材料科学系,全校通识选修课,张光磊,Email：cailiaoQQ:84182666Tel:87936084材料的发展史,课程的内容、目的和意义材料是社会发展的物质基础材料的发展历程旧石器时期石器的发展与应用新石器时代主要特征都与材料密切相关,金属的出现（金石并存）,新石器时代是随着金属器具的出现，而走向消亡的。人类最早使用的金属器具全部是利用天然金属制成的。主要有金、银、铜、锡、锌等金、银和锌等质地均太软，不适合单独使用。铜的优点：硬度高，熔点低，可塑性好。考古发现，铜质工具，杂质多。由于铜数量不足，硬度较低，还完全代替不了石器，考古学上称为“铜石并用时代”或“金石并用时代”。,龙山文化,铜石并用时代文化，因首次发现于山东章丘龙山镇而得名，距今约43503950年。分布于黄河中下游的山东、河南、山西、陕西等省。快轮制陶技术在这一时期得到普遍采用，磨光黑陶数量更多，质量更精，烧出了薄如蛋壳的器物，表面光亮如漆，是中国制陶史上的鼎峰时期。,这是迄今为止中国发现的时代最早的一件青铜器。红铜、黄铜和青铜。铜器的种类：锥、刀、斧、凿、钻、铃和镜等。制法：锻造和铸造两种。,铜刀,长l2.5厘米,甘肃省东乡县林家出土,青铜器时代,青铜时代（或称青铜器时代或青铜文明）在考古学上是以使用青铜器为标志的人类文化发展的一个阶段。青铜是红铜(纯铜)与锡或铅的合金，熔点在700900之间，比红铜的熔点(1083)低。含锡10的青铜，硬度为红铜的4.7倍，性能良好。世界上最早进入青铜时代的是两河流域和埃及等地，开始于公元前3000年。,青铜器的分类,（1）礼器：商周时期，一些日用青铜器由于用作祭祀和典礼时的陈设而被赋于特殊意义，成为青铜礼器。如鼎、鬲（li）、樽等。（2）乐器：乐器在祭祀和典礼中更是不可缺少，如钟、铃、鼓等。（3）兵器：现出土的兵器以春秋战国时最多。有戈、钺（yue）、矛、剑、镞（zu箭头）等。（4）工具及车马具：如犁、锄、镰、铲、斧等。,礼器：礼器是宗庙和宫室陈设的器物，使用于各种祭祀、餐宴和各种典礼仪式的场合，可分饮食器、酒器、水器、乐器(一)饮食器,(二)酒器,(三)水器,(四)乐器,三、兵器,四、青銅工具,五、青銅农具,青铜时代与奴隶制社会,在青铜器时代，世界上青铜铸造业形成几个重要的地区，这些地区成了人类古代文明形成的中心。在古代文化发达的一些地区。青铜时代与奴隶制社会形态相适应，如爱琴海地区、埃及、美索不达米亚、印度、中国等国家和地区，此时都是奴隶制国家繁荣的时期。,青铜鼎,青铜器,青铜宝剑,战国铜斧,商代司母戊大方鼎,后母戊大方鼎,中国古代青铜器-青铜镜,铁器时代,最早知道的铁是陨石中的铁，古代埃及人称之为神物。当人们在冶炼青铜的基础上逐渐掌握了冶炼铁的技术之后，铁器时代就到来了。世界上最早制造铁器的,是小亚细亚(今土耳其境内）的赫梯人,时间在公元前年左右。约在公元前年代，古希腊和古罗马开始普遍使用铁制的工具和兵器。约在公元前年左右，欧洲大陆普遍使用铁器。中国最早的关于使用铁制工具的文字记载，是左传中的晋国铸铁鼎。在春秋时期，中国已经在农业、手工业生产上广泛使用铁器。,铁器时代,铁斧,铁梨,铁器时代,铁器坚硬、韧性高、锋利，胜过石器和青铜器。铁器的广泛使用，使人类的工具制造进入了一个全新的领域，生产力得到极大的提高。铁器的使用，导致了世界上一些民族从原始社会发展到奴隶社会，也推动了一些民族脱离了奴隶制的枷锁而进入了封建社会.,文明興起至黃金時期,铁器的制造和推广使得了世界范围内进入文明的黄金时期。在东方铁器和火药（含能材料）的结合造就了当时世界上最强大的封建帝国：元和最强大的帝王成吉思汗。,工业革命(产业革命),时间：18世纪起始地：英国标志：蒸汽机,瓦特发明的蒸汽机,工业革命(产业革命),史蒂芬孙制造的火车机车,蒸汽船BenCampbell号建于1852年,工业革命的影响,、工业革命引起生产组织形式的变化，使用机器为主的工厂制取代了手工工场。、工业革命带来了城市化和人口向城市的转移。、工业革命给人们的日常生活和思想观念带来了巨大的变化。,工业革命产生的原因,历史原因：资本主义经济发展的客观要求客观原因：蒸汽机、焦炭、铁和钢是促成工业革命技术加速发展的四项主要因素。,工业革命第二阶段：电气时代,开始于19世纪70年代地点：美国标志：电灯、电话的发明,主要内容,电力的广泛应用内燃机和新交通工具的创制新通讯手段的发明化学工业的建立,典型特征：自动化,控制论创始人维纳提出的概念,第二次产业革命的影响,电力的广泛使用，改善了生产和生活条件；汽车、飞机的问世，缩短了人们旅行的时间，使出行更加方便；电话、无线电报的发明，加强了世界的联系。推动了生产关系的进一步调整：帝国主义、垄断直到今天我们仍在享受着第二次工业革命的成果。,第三次产业革命：21世纪的生物科技与产业革命,时间：二战后起始地点：美国标志：原子能、电子计算机、空间技术和生物工程的发明和应用涉及信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等诸多领域的一场信息控制技术革命。,第一台计算机ENIAC,电子时代：晶体管,晶体管收音机电路,第三次科技革命的影响,对经济发展的影响：地球村、智能化、现代化、“知识经济时代”。对人类社会的影响：由“必然王国”一步步走向“自由王国”。方兴未艾,人工制造的材料：起自金属材料的发展：始于冶金经青铜器铁器钢的生产：形成早期冶金行业与铸冶工艺,材料的发展趋势,当前的材料从使用要求：多样化、复合化、智能化、高性能从应用：结构材料功能材料结构/功能一体化材料从材料：金属（合金）-金属间化合物金属/非金属化合物金属/非金属复合材料从组织结构：多晶单晶微晶纳米晶非晶从形态尺度：块体薄膜线材（一维）,指新出现或正在发展中的、具有优异特性和功能并能满足技术进步所需的材料,新材料：,光电子信息材料,先进复合材料,超级陶瓷材料,新型金属材料,新型高分子材料,超导材料,树脂基复合材料金属基复合材料陶瓷基复合材料碳纤维复合材料,纳米陶瓷,记忆合金、铝合金、金属玻璃,导电塑料做成的塑料电池人工器官、可降解材料、高吸水性高分子,议一议,根据记忆合金的特点，你认为记忆合金材料可以有哪些用途？,形状记忆合金,记忆合金最令人鼓舞的应用是在航天技术中,纳米材料是指由粒径在1100纳米之间的粒子组成的材料。将宏观物体细分成纳米粒子后，它将显著的不同,1nm,=,10-9m,纳米材料,设在马萨诸塞州的美国陆军士兵系统中心公布了“未来部队勇士”，作战制服是高科技的结晶。由高科技纳米材料制成，该材料粒子在常态下就像能流动的金属一样，而一旦遇到子弹或者弹片的冲击时，它们彼此之间就会紧密地“锁”在一起，使得一件看似柔软的制服能够迅速变成一套坚硬无比的盔甲。,纳米军服,用碳纤维生产的自行车前叉,光电信息材料,新型高分子材料,超级塑料制造的MP3播放器,超导材料,当某种材料在低于某一温度时，出现电阻为零的现象即超导现象，该温度即是临界温度（Tc）。超导体是一种抗磁体，低于临界温度时，超导体排斥任何试图施加于它的磁场。,材料制造与环境保护,探究：怎样以铜为主要原料制备硫酸铜,Cu,CuSO4,方案一：Cu2H2SO4（浓）CuSO4SO22H2O,方案二：2CuO22CuO,CuOH2SO4CuSO4H2O,方案三：Cu2AgNO32AgCu（NO3）2,Cu（NO3）22NaOHCu（OH）22NaNO3,Cu（OH）2H2SO4CuSO42H2O,原料的利用率产生的污染制备成本等方面,考虑因素：,Cu,H2SO4,CuSO4,Cu,CuO,O2,CuSO4,H2SO4,Cu,AgNO3,Cu（NO3）2,Cu（OH）2,NaOH,CuSO4,H2SO4,利用率低、会产生污染,可以利用,成本高、步骤繁锁,化工生产原则,除了处理“三废”，还要努力提高原料的利用率，增加产品的产量，从根本上降低生产对环境造成的污染。,废气,废水,废渣,工业”三废”,橡胶地砖,废旧轮胎铺公路,废旧轮胎铺裂解燃料油,炼钢,棕色气体,氧化铁,回收炼钢,一氧化碳,化工原料或燃料,炉渣,矿渣水泥或磷肥,热量,水蒸气、发电,宝钢自备电厂2#机组烟气脱硫工程建成并稳定运行，脱硫效率达到95%；,内蒙古塞飞亚