在人类文明的进程中 材料大致经历了哪几个发展阶段
人类文明进程中,材料经历了哪些发展阶段?以下文字资料由边肖为大家收集出版。让我们快速看看他们!
在人类文明的进程中,材料大致经历了以下五个发展阶段。
1.使用纯天然材料的初级阶段
在古代,人类只能使用自然材料,这相当于人们通常所说的旧石器时代。
在这个阶段,人类可以使用的材料都是纯天然的。在这个阶段的后期,虽然人类文明程度有了很大的进步,在制造器皿方面也有了各种各样的技能,但都只是对纯天然材料的简单加工。
2.人类简单地用火来制造材料的阶段
这个阶段跨越新石器时代、青铜时代、铁器时代,从大约一万年前到20世纪初是一个漫长的时期,一直延续到今天。它们由人类的三种材料象征,即陶器、铜和铁。
这个阶段主要是人类用火煅烧、冶炼和加工自然材料的时代。
比如人类利用天然矿土烧制陶器、砖块、陶瓷,然后制作玻璃、水泥,从各种天然矿石中提取铜、铁等金属材料等等。
3.利用物理和化学原理合成材料的阶段
20世纪初,随着物理化学的发展和各种检测技术的出现,人类开始从化学的角度研究材料的化学组成、化学键、结构和合成方法,并开始从物理的角度研究材料的物理性质,即以凝聚态物理、晶体物理和固体物理为基础解释材料组成、结构和性质之间的关系,研究与材料的制备和使用相关的技术问题。
由于物理、化学等科学理论在材料技术中的应用,出现了材料科学。
在此基础上,人类开始了合成材料的新阶段。
这个阶段从合成高分子材料的出现开始,一直持续到现在,还会继续。
合成塑料、合成纤维、合成橡胶等合成高分子材料的出现,加上现有的金属材料、陶瓷材料,构成了现代材料的三大支柱。
人类除了合成高分子材料,还合成了一系列合金材料和无机非金属材料。
超导材料、半导体材料、光纤等材料是这一阶段的杰出代表。
从这个阶段开始,人们不再简单地使用天然矿石和原料,通过简单的煅烧或冶炼来制造材料,而是可以利用一系列物理化学原理和现象来创造新材料。
人们可以根据需要,在研究过去材料的组成、结构和性能之间关系的基础上设计材料。
使用的原材料可以是天然的或合成的。
材料合成和制造的方法多种多样。
4.材料的复合阶段
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,最近又出现了玻璃钢、铝塑膜、梯度功能材料、抗菌材料的热潮,这些都是复合材料的典型例子。
它们都是为了适应高科技的发展和人类文明的进步而产生的。
这时,人们可以根据实际需要,采用新的物理和化学方法设计出具有独特性能的材料。
现代复合材料最根本的思想不仅仅是让两种材料的性质变成3加3等于6,而是想办法让它们变成3乘3等于9甚至更大。
严格来说,复合材料不限于两种材料的组合。
只要是由两种不同的相组成,就可以称为复合材料。
5.材料智能阶段
自然界的材料具有自适应、自诊断的关节修复功能。
例如,所有的动物或植物都可以自我诊断和修复,而不会造成绝对的损害。
人工材料目前做不到这一点。
但是近三四十年发展起来的一些材料已经具备了一些功能。
这是目前最有吸引力的智能材料,如形状记忆合金、光致变色玻璃等。
虽然近10年来智能材料的研究取得了很大进展,但离理想智能材料的目标还很远,严格来说,目前研制成功的智能材料只是一种智能结构。
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