自然科学概论.doc

说明人类文明与材料发展的关系摘要: 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。20世纪 70年代人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。80年代代文明的三大支柱。80年代以高技术群为代表的新技术革命,又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。这主要是因为材料与国民经济建设、国防建设和人民生活密切相关。材料除了具有重要性和普遍性以外,还具有多样性。由于材料多种多样,分类方法也就没有一个统一标准。关键词: 发展历程应用日常生活医疗能源国防人类的生活演进,除了思想观念之外, 材料的发展在历史中扮演着相当重要的角色。自从远古时代人们使用石器开始,材料就和人类生活结下不解之缘。再经过青铜器时代,铁器时代而到高温超导体出现的今日,材料无不日新月异地被发明与改革。人们也因为材料的进步而改善了生活的状况。从历史上的旧石器演进到新石器,再由新石器进步到现今高度科技发达的世界,材料一直在不断地进步发明中,亦可以说是人类文明的代表。随着科技日新月异,许多新科技发展的材料愈来愈常应用于人类日常生活之中。因为人们日常生活中所需用到的种种物品皆是由许多不同材料所组成,可能是传统的,也可能是新研发出来的。但不论是何种材料,其优缺点、好与坏, 都直接或间接地影响到我们的生活。而除了日常生活,在国防或科技方面,材料科学亦为一不可忽视的重要课题。另外在医学工程及环境保护上,材料科学的发展亦对其有极大的助益。至于在航天科技及信息网络的应用上,材料科学的发展更是占有举足轻重的地位。大致而言,材料的发展可分为三个时期: (一)分离型:材料单纯而简单,可直接视为单一材料,只对本身的特性加以应用,而材料的组成只有一种,不掺杂任何材料,即金属是金属,陶瓷就是陶瓷。(二)混合型:是由二种或二种以上的材料所组成,应用彼此间特性的相结合而发展出的新产品。(三)融合型:是由多种材质合成在一起,已经不能分辨异种物质的材料, 是一创造发明出的新材料。由于材料发展不断推陈出新,各种应用更是处处可见材料的踪影,而且对人类生活的影响更是深远。所以,材料科学不仅仅是一门学问而已,它的发展与我们的生活息息相关且密不可分。材料在应用方面(一)在日常生活方面: 生活中食、衣、住、行、育、乐等用品和我们所使用的材料有着很大的关系;如衣服的制造原料原本是取之于天然的丝棉,但是由于耐龙、特多龙及人造纤维的发明使得衣服的质料愈加地舒适与保暖。在房屋建筑上,防火建材的研发使得我们住得更安心,另外建筑物的防震设计越来越坚固,使得我们生命获得更好的保障。碳纤维材质应用于制造脚踏车,使原本已趋向夕阳工业的脚踏车工业又变得缤纷灿烂;而高铁、磁浮列车的开发可让我们的交通更安全与快速。在办公娱乐方面,由于半导体工业的发展,使电子材料从原本体积大的真空管时代经过了晶体管到现在的集成电路( IC 化)时代,不但使体积大大地缩小,附加的功能也跟随之提高。轻薄化、小型化、速度快及易于携带等功能,改善了以前笨重、功能少且不易搬运等问题。如计算机的发展过程中由原本体积庞大到要一个房子才容纳得下,进展到可放置于桌上的个人计算机或笔记型计算机,且功能更强,执行速度更快。音响设备,如收音机、随身听的发明,使得我们易于携带且不再局限于只能在室内使用。液晶显示材料的发展增加了视觉的效果。由