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金属发展史

人类社会的发展以物质为标志。

历史上,材料被视为人类社会进化的里程碑。

认识和使用材料的能力决定了社会的形态和人类生活的质量。

历史学家还把材料及其器皿作为划分时代的标志:如石器时代、青铜时代、铁器时代、高分子材料时代……一百万年前,原始人用石头做工具,这被称为旧石器时代。

一万年前,人类将石器加工成器皿和精美的工具,从而进入新石器时代。

现在考古发掘证明,中国在8000多年前就已经有了实用的陶器,6000多年前就有了黄铜,4000多年前就有了简单的青铜工具,3000多年前就有了用陨铁制作的武器。

我们的祖先在2500多年前的春秋时期就能冶炼生铁,比欧洲早1800多年。

18世纪,钢铁工业的发展成为工业革命的重要内容和物质基础。

19世纪中期,现代平炉和转炉镍管炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。

与此同时,铜、铅、锌得到了广泛的应用,铝、镁、钛等金属已经问世并得到应用。

直到20世纪中叶,金属材料在材料工业中一直占据主导地位。

20世纪中叶以后,随着科学技术的飞速发展,新材料作为发明之母、工业之粮,发生了划时代的变化。

首先,合成高分子材料问世并被广泛应用只有半个世纪。高分子材料与具有数千年历史的金属材料齐头并进,年产量超过钢铁,成为国民经济、国防尖端科学和高科技领域不可或缺的材料。

其次,陶瓷材料的发展。

陶瓷是人类利用大自然提供的原料制成的最早的材料。

20世纪50年代,随着合成化学原料和特种制备技术的发展,陶瓷材料发生了飞跃,出现了从传统陶瓷向先进陶瓷的过渡。许多新型功能陶瓷形成产业,满足了电力、电子技术和航空航天技术的发展和需要。

现在人们还把材料按化学成分分为三类:金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料,以及它们的复合材料。

金属科学是主要研究金属材料的成分、结构、缺陷和性能之间内在联系的学科。

材料科学与工程的工作者还需要研究各种金属冶炼和合金化的反应过程和相关系,金属材料的制备方法和形成机理,结晶过程,材料在制造和使用过程中的变化和破坏机理。

按化学成分可分为钢铁、有色金属和复合金属材料。

按用途分类包括结构材料和功能材料。

金属基复合材料因其良好的性能而受到广泛关注。

它是一种以金属或合金为基体,以金属或非金属丝、线、纤维、晶须或颗粒状成分为增强相的非均质混合物,共有连续的金属基体。

目前,尤其是航天部门推进系统使用的材料,其性能已经达到极限。

因此,开发工作温度更高、比刚度和比强度更高的金属基复合材料已成为发展高性能结构材料的一个重要方向。

1990年,在空间推进系统中形成了3250万美元的先进复合材料(主要是MMC)市场,年均增长率为16%,远高于高性能合金1.6%的年增长率。

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