材料科学与人类文明-第1章.ppt

材料科学与人类文明
梁国俐
唐山学机电工程系
人和动物的本质区别?
人可以利用工具从事生产、生活,积累经验,创造财富,进而制造更先进的工具
在制造工具时,材料是必需的
然而,不是所有的物质都能用于制造工具
什么是材料?
材料是具有一定性能,可以用来制作器件、构件、工具、装置等物品的物质
简单地说,材料是人类可用来制造有用器件的物质
材料是人类社会进步的物质基础
材料是人类社会进步的主要标志
材料是人类社会进步的里程碑
在古代,材料首先用于统治阶级的生活、祭祀、战争
经验的积累,先进武器、精美祭器的需求,严酷的管理制度,促进了新材料的应用
在现代,材料广泛用于大众的生活、生产
科学的知识体系,不断更新的制造业技术,追求高品质生活、高性能器具,是新材料发展的动力
材料与人类文明发展
人类文明进程的划分依据是什么
所使用的、占主导地位的材料
——石器时代、铜器时代、铁器时代、钢铁时代、合成材料时代、复合材料时代……
——发展得越来越快
材料划时代
材料是人类文明、社会进步、科学技术发展的物质基础和技术先导
在历史上,人们将石器、青铜器、铁器等当时的主导材料作为时代的标志,称其为石器时代、青铜器时代和铁器时代
在近代材料种类极其繁多,各种新材料不断涌现,很难用一种材料来代表当今时代的特征:新材料时代
人类文明进化时代是以材料的使用来划分的
从远古的石器时代,到铁器时代,再到如今的新材料时代,人类社会先后经过了七个不同时代
公元前10万年
公元前3000年
公元前1000年
公元前0年
1800年
1950年
1990年
石器时代
青铜器时代
铁器时代
水泥时代
钢时代
硅时代
新材料时代
以材料区分的七个时代
燧石:神奇的石头
石器时代(Stone Age) BC 400,000 ~ 4,500
人类主要以石头、骨头、木制作简单的工具
陶器(Pottery)
陶器的出现是人类跨入新石器时代的重要标志之一
中国陶器制作历史至少有8000年以上
西安半坡人面网纹陶盆
战国陶制四通水管
石器时代(Stone Age) BC 400,000 ~ 4,500
青铜时代(Bronze Age)BC 4,500 ~ 1,000大量使用青铜工具、青铜礼器的时期
从矿石中提炼铜—冶金业的黎明
人类学会了用炭加热铜,造出纯度更高的铜
把铜和锡矿石熔合后可得一种坚度高的合金--青铜,以青铜来造出各种武器
埃及古墓壁画
是人类冶金业的最早纪录之一
古称金或吉金,是红铜与其它元素(锡、镍、铅、磷等)的合金
中国青铜时代大致对应夏商周至秦汉,时间跨度约2000年
春秋战国时期,齐国工匠写成[考工记],提出[金有六齐],是世界科技史上最早的冶铜经验总结
青铜:第一种合金
夏钺(yuè)
戈