材料化学导论
张宝莲
田中华
材料与新材料的重要性
Def: 材料是人类用来制作物件,如用具、工具、元器件、设备设施、系统等的物质。
人与其它动物的区别:能有意识的制造和使用工具
人类文明史与材料的发展史密切相关。
材料是物质,但不是所有物质都可以称为材料。如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物,一般都不算是材料。但是这个定义并不那么严格,如炸药、固体火箭推进剂,一般称之为“含能材料”,因为它属于火炮或火箭的组成部分。
石 器 时 代
青 铜 器 时 代
青铜(主要为Cu、Sn合金)
青铜器(战国)错金犀牛尊
青铜器(战国)司母戊方鼎
认识材料
制造工具
使用工具
工艺过程
材料的发展史
在人类发展史上材料的发展经过哪几个阶段?
1.使用纯天然材料的初级阶段(旧石器时代 ):群居洞穴,以狩猎为生,使用的工具是石器和骨器,这些骨器制作粗糙,用途尚未分化
2.人类单纯利用火制造材料的阶段(新石器时代、铜器时代和铁器时代 ):分别以人类的三大人造材料为象征,即陶、铜和铁。这一阶段主要是人类利用火来对天然材料进行煅烧、冶炼和加工的时代(烧结材料和冶炼材料)。
材料的发展史
3.利用物理与化学原理合成材料的阶段:这一阶段以合成高分子材料的出现为开端,一直延续到现在,而且仍将继续下去。除合成高分子材料以外,人类也合成了一系列的合金材料和无机非金属材料。超导材料、半导体材料、光纤等材料都是这一阶段的杰出代表。
4.材料的复合化阶段
5.材料的智能化阶段
材料的发展史
4.材料的复合化阶段:20世纪50年代金属陶瓷的出现标志着复合材料时代的到来。随后又出现了玻璃钢、铝塑薄膜、梯度功能材料以及最近出现的抗菌材料的热潮,都是复合材料的典型实例。 现代复合材料最根本的思想不只是要使两种材料的性能变成3加3等于6,而是要想办法使他们变成3乘以3等于9,乃至更大。
5.材料的智能化阶段
材料的发展史
5.材料的智能化阶段:自然界中的材料都具有自适应、自诊断合自修复的功能。如所有的动物或植物都能在没有受到绝对破坏的情况下进行自诊断和修复。人工材料目前还不能做到这一点。但是近三四十年研制出的一些材料已经具备了其中的部分功能。这就是目前最吸引人们注意的智能材料,如形状记忆合金、光致变色玻璃等等。
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