金属材料发展史

Posted 2022-12-22 材料

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人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。

历史上,材料被视为人类社会进化的里程碑。

对材料的认识和利用的能力,决定着社会的形态和人类生活的质量。

历史学家也把材料及其器具作为划分时代的标志:如石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代…… 　　100万年以前,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。

1万年以前,人类对石器进行加工,使之成为器皿和精致的工具,从而进入新石器时代。

现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器,在六千多年前已经冶炼出黄铜,在四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用陨铁制造兵器。

我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁,比欧洲要早一千八百多年以上。

18世纪,钢铁工业的发展,成为产业革命的重要内容和物质基础。

19世纪中叶,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、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。

直到20世纪中叶,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。

20世纪中叶以后,科学技术迅猛发展,作为发明之母和产业粮食的新材料又出现了划时代的变化。

首先是人工合成高分子材料问世,并得到广泛应用仅半个世纪时间,高分子材料已与有上千年历史的金属材料并驾齐驱,并在年产量的体积上已超过了钢,成为国民经济、国防尖端科学和高科技领域不可缺少的材料。

其次是陶瓷材料的发展。

陶瓷是人类最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。

50年代,合成化工原料和特殊制备工艺的发展,使陶瓷材料产生了一个飞跃,出现了从传统陶瓷向先进陶瓷的转变,许多新型功能陶瓷形成了产业,满足了电力、电子技术和航天技术的发展和需要。

现在人们也按化学成分的不同将材料划分为金属材料,无机非金属材料和有机高分子材料三大类以及他们的复合材料。

金属材料科学主要是研究金属材料的成分组织、结构、缺陷与性能之间内在联系的一门学科。

金属材料科学与工程的工作者还要研究各种金属冶炼和合金化的反应过程和相的关系,金属材料的制备方法和形成机理,结晶过程以及材料在制造及使用过程中的变化和损毁机理。

对其按化学成份进行分类可以分为钢铁、有色金属以及复合金属材料。

按用途分类包括结构材料和功能材料。

金属基复合材料(MMC)因其良好的性能而得到了人们广泛的关注。

它是一类以金属或合金为基体,以金属或非金属线、丝、纤维、晶须或颗粒状组分为增强相的非均质混合物,其共同点是具有连续的金属基体。

目前,特别是航空航天部门推进系统使用的材料,其性能已经达到了极限。

因此,研制工作温度更高、比刚度和比强度大幅度增加的金属基复合材料,已经成为发展高性能结构材料的一个重要方向。

1990年美国在航天推进系统中形成了3250万美元的高级复合材料(主要为MMC)市场,年平均增长率16%,远高于高性能合金的年增长率1.6%。