一、材料的发展与应用
自从地球上有了人类,材料便成为人类社会*重要的物质文明的基础。人类*基本的活动就是学会制作与使用工具(设备),从事生产活动,不断改善自身的生存环境和生活质量,创造人类的物质和精神文明,而这些活动都离不开物质和材料。
人类的生活和生产活动同材料的发展息息相关,并与之一起经历各个历史阶段。史学家是以材料的生产和使用作为文明的尺度来划分社会发展阶段的,如石器、陶器、青铜器、铁器时代以及正在进入的人工合成材料的新时代。
从石器时代到陶器时代是人类发展史上的**次飞跃,因为人的智慧发展到将天然材料改造为人工材料及其制品。青铜器时代则是人类使用金属材料的**个里程碑,它标志着人类在征服自然、发展社会生产力方面又迈出了具有深远意义的一步。但是,只有在进入铁器时代,人们把铁(钢)制成工具、设备之后,才使社会经济和生活发生巨大变化,进入堪称近代文明的时代,这是生产力重大发展的时代,并延续至今将近三千年了。
据文物考古记载,我国在公元前6世纪已掌握了冶铸技术,春秋战国开始大量使用铁器,铸锻技术有很大提高并掌握了热处理技术,能制造出“干将”、“莫邪”之类的**宝剑,而直到18世纪中叶才在英国出现这种冶铸技术。我国的“两步炼钢法”也比其它**早一千六百余年。西汉时期已大量使用灰口铁,汉魏时期制造了类似现代球墨铸铁的镢和斧等工具,并发展了多种炼钢方法。从纯金属到合金,从铸锻到热处理工艺,其方法之多样,工艺之精湛,质量之优良,在世界古代冶金史上都留下了光彩夺目的篇章。值得一提的是,我国天然高分子材料——丝绸及其制品的生产也有五千多年的历史和辉煌成就。11世纪,我国丝绸就经海上“丝绸之路”传人波斯、阿拉伯和埃及,直到1470年才传到威尼斯及欧洲各国。
但是,由于材料种类繁多,涉及多种基础学科,加之社会制度和环境等多种因素的制约,以至到18一19世纪工业革命时期,人类对材料的认识仍停留在非理性的、工匠或艺人的经验技术水平上。18世纪后,随着现代工业迅速发展,对钢铁的需求急速增长,才逐渐在化学、物理、力学及冶金等学科基础上产生了一门新学科——金属学,它明确提出了金属的外在性能取决于内部组织结构的概念,其主要任务是研究成分、组织结构与性能之间的关系和变化的规律。光学显微镜、x射线技术、电子探针等新技术的发明和应用,又进一