材料發(fā)展的歷史篇一：建筑材料的發(fā)展歷史及趨勢

目錄：

一. 摘要................................................................................................................................................. 3

二.建筑材料概述................................................................................................................................... 4

四. 建筑材料的發(fā)展歷史..................................................................................................................... 5

1.建筑材料的三個發(fā)展階段........................................................................................................ .5

1.1 天然材料發(fā)展原始雛期....................................................................................................5

1.2 人工材料成形期................................................................................................................7

1.3 人工合成材料繁榮期........................................................................................................9

2.磚、木建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)良性能.....................................................................................................13

3.現(xiàn)代建筑材料.............................................................................................................................12

3.1建筑材料的分類..............................................................................................................12

3.2建筑材料在建筑工程中的地位和作用..........................................................................13

五. 建筑材料的發(fā)展趨勢....................................................................................................................14

本篇論文，著重解說了建筑材料從石器時代到現(xiàn)代社會的建筑材料發(fā)展歷史，以及，建筑材料對建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的正面推動作用，綠色、可再生、環(huán)保、節(jié)能建筑材料的發(fā)展是現(xiàn)今時代對建筑材料發(fā)展的需求和趨勢。

中國建筑材料概述

建筑材料是指構(gòu)成建筑物本體的各種材料。建筑材料是建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ)。建筑材料的發(fā)展與創(chuàng)新與建筑技術(shù)的進步有著不分割的聯(lián)系，許多建筑工程技術(shù)問題的解決往往是新建筑材料產(chǎn)生的結(jié)果，而新的建筑材料又促進了建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工技術(shù)的發(fā)展，也使建筑物各種性能得到進一步的改善。因而建筑材料的發(fā)展創(chuàng)新對經(jīng)濟建設(shè)起著重要的作用。

古代建筑材料：

我國古代建筑一土木建筑為主，經(jīng)過石器時代、奴隸社會時代——雛形期、秦漢時期——成形期、成熟封建社會時代——融合、繁榮，三大建筑文明發(fā)展時期的發(fā)展，到唐代時已形成了集合燒土材料（磚、瓦）、天然材料（木材料）為主，以金屬材料、砂石材料、膠凝材料為輔的建筑建造材料使用體系，并一直沿用至近代大規(guī)模建筑建造工程。直到新中國建立，城市規(guī)模日益

擴大，磚混結(jié)構(gòu)開始在在中國廣泛應(yīng)用。

現(xiàn)代建筑材料：

磚混結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，進一步推動了現(xiàn)代建筑材料的發(fā)展，水泥、混凝土、鋼筋開始在民用建筑中大規(guī)模應(yīng)用，煉鋼業(yè)開始興起，鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也應(yīng)運而生。近年來隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，我國的建筑材料品種齊全、質(zhì)量穩(wěn)定、產(chǎn)量充足、各種新型材料品出的繁榮局面。

建筑材料的發(fā)展歷史

1.建筑材料的三個發(fā)展階段 1.1 天然材料發(fā)展原始雛期

早在五十萬年前的舊石器時代，中國原始人就已經(jīng)知道利用天然的洞穴作為棲身之所，北京、遼寧、貴州、廣東、湖北、浙江等地均發(fā)現(xiàn)有原始人居住過的崖洞，但這是受生產(chǎn)資料的匱乏和生活條件限制人們并不對原始洞穴進行改造，天然洞穴就是唯一的建筑材料。

到了新石器時代，黃河中游的氏族部落，利用黃土層為墻壁，用木構(gòu)架、草泥建造半穴居住所，進而發(fā)展為地面上的建筑，并形成聚落。長江流域，因潮濕多雨，常有水患獸害，因而發(fā)展為桿欄式建筑。對此，古代文獻中也多有「構(gòu)木為巢，以避群害」、「上者為巢，下者營窟」的記載。據(jù)考古發(fā)掘，約在距今六、七千年前，中國古代人已知使用榫卯構(gòu)筑木架房屋（如浙江余姚河姆渡遺址），黃河流域也發(fā)現(xiàn)有不少原始聚落（如西安半坡遺址、臨潼姜寨遺址）。這些聚落，居住區(qū)、墓葬區(qū)、制陶場，分區(qū)明確，布局有致。木構(gòu)架的形制已經(jīng)出現(xiàn)，木構(gòu)架的出現(xiàn)是中國最早的非天生材料建筑材料，黃土層和草泥已經(jīng)可以稱之為初步人工建筑材料。

西元前二十一世紀(jì)夏朝建立，標(biāo)志著原始社會結(jié)束，經(jīng)過夏、商、周三代，

而春秋、戰(zhàn)國，隨著生產(chǎn)資料的增加、生產(chǎn)技術(shù)以及建筑材料的人工合成效率的提高，在中國的大地上先后營建了許多都邑，夯土技術(shù)已廣泛使用于筑墻造臺。如河南偃師二里頭早商都城遺址，有長、寬均為百米的夯土臺，臺上建有八開間的殿堂，周圍以廊。此時木構(gòu)技術(shù)較之原始社會已有很大提高，已有斧、刀、鋸、鑿、鉆、鏟等加工木構(gòu)件的專用工具。木構(gòu)架和夯土技術(shù)均已經(jīng)形成，

材料發(fā)展的歷史篇二：材料發(fā)展史

材料的歷史同人類社會發(fā)展史同樣悠久。歷史上，材料被視為人類社會進化的里程碑。歷史

學(xué)家曾把材料及其器具作為劃分時代的標(biāo)志：石器時代、青銅器時代、鐵器時代、高分子材

料時代? ? ? ? ? ?。這里我們不難看到材料在社會進步過程中的巨大作用。

制作物品的來源即原料或材料。其中“來源”指物質(zhì)。

材料：是由一種化學(xué)物質(zhì)為主要成分、并添加一定的助劑作為次要成分所組成的，可以在一

定溫度和一定壓力下使之熔融，并在模具中塑制成一定形狀，冷卻后在室溫下能保持既定形

狀，并可在一定條件下使用的制品，其生產(chǎn)過程必須實現(xiàn)最高的生產(chǎn)率、最低的原材料成本

和能耗，最少地產(chǎn)生廢物和環(huán)境污染物，并且其廢棄物可以回收、再利用。 按組成、結(jié)構(gòu)特點進行分類：金屬材料；無機非金屬材料；高分子材料；復(fù)合材料。

? 按使用性能分類：利用材料力學(xué)性能的稱為結(jié)構(gòu)材料；而利用材料物理和化學(xué)性能的則

稱為功能材料。

也可將材料分為傳統(tǒng)材料和新型材料。兩者無嚴(yán)格區(qū)別，是互相依存、互相轉(zhuǎn)化的。傳統(tǒng)材

料的特征：需求量大、生產(chǎn)規(guī)模大，但環(huán)境污染嚴(yán)重；新型材料的特征：投資強度較高、更

新?lián)Q代快、風(fēng)險性大、知識和技術(shù)密集程度高，一旦成功，回報率也較高，且不以規(guī)模取勝。

狹義陶瓷是陶器與瓷器的統(tǒng)稱。

? 二者的坯料都由長石、硅石和礬土（氧化鋁）構(gòu)成。陶器的原料中礬土的成分多一些，

是粘土質(zhì)。瓷器的坯料是礬土成分較少的礦石質(zhì)。

陶瓷的概念有狹義、廣義之分。

? 從狹義上說，陶瓷是用無機非金屬化合物粉體，經(jīng)高溫?zé)�結(jié)而成的，以多晶聚集體為主

的固態(tài)物質(zhì)。狹義的陶瓷概念中不包括玻璃、搪瓷、水泥、耐火材料、金屬陶瓷等。

? 從廣義上說，陶瓷泛指一切經(jīng)高溫處理而獲得的無機非金屬材料，包括人工單晶、非晶

態(tài)、狹義陶瓷及其復(fù)合材料、半導(dǎo)體、耐火材料及水泥等。

公元前8000年左右，銅首次被有意識地用來作為原料。先民們發(fā)現(xiàn)并利用天然銅塊制作銅

兵器和銅工具。

? 到公元前5000年，人們已逐漸學(xué)會用銅礦石煉銅。

? 公元前4000年，銅器及其制造就已推廣，而石頭作為材料已退居第二位。

銅是人類獲得的第二種人造材料，也是人類獲得的第一種金屬材料。

在人類歷史上，有過一個輝煌燦爛的青銅器時代�？脊疟砻�，青銅文明的源頭在古代中國、

美索不達米亞平原和埃及等。

? 隨著時間的推移，先民們發(fā)現(xiàn)，在銅中加入部分錫，可使原來較軟的銅制品變得更堅韌、

更耐磨。于是青銅（銅錫合金）產(chǎn)生了。

中國商代青銅器已經(jīng)盛行，并將青銅器的冶煉和鑄造技術(shù)推向了世界的頂峰。

? 中國先民們掌握了6種不同銅、錫比例的青銅技術(shù)。知道含錫量1/6的青銅韌性較好，可

做鐘鼎；而含錫量2/5的青銅較硬，可做刀斧。

后來的化學(xué)成分分析證明，鐵中含有百分之幾的鎳和鈷，而不含碳和其他熔渣夾雜物。這說

明它是天外來客——隕鐵；

? 天上掉下隕鐵的機會是很少的，人類不可能大量使用隕鐵。但是，隕鐵讓人們認(rèn)識了鐵，

知道它比銅更堅韌，用它可以制成更堅固耐用、更鋒利的砍削工具。

早在2600年前的春秋時代中后期，我們的祖先就發(fā)明了生鐵冶煉技術(shù)，比歐洲國家要早1000

多年；世界上冶煉、澆鑄生鐵的最早文字，也記載于我國古代典籍名著《左傳》中；

? 最早的鋼是在大約1200oC的較低溫度下，用木炭還原出鐵礦石里的混雜鐵（含鐵、礦渣

和沒燒盡的木炭混雜在一起的煉鐵塊）為原料，在炭火中反復(fù)鍛打，反復(fù)滲碳而逐步形成的。

鋼和生鐵的最大區(qū)別是含碳量的多少，前者少而后者多，以2.11％為界。

? 生鐵硬而脆，韌性不好；很少作為結(jié)構(gòu)材料使用（跟碳含量有關(guān)）

? 煉鋼跟煉鐵的主要區(qū)別是消耗掉多余的碳，最簡單的方法是利用空氣中的氧氣去除

碳，以降低碳含量；

第一次技術(shù)革命發(fā)端于18世紀(jì)后期，以蒸汽機的發(fā)明及廣泛應(yīng)用為主要標(biāo)志，由此引發(fā)的紡織工業(yè)、冶金工業(yè)、機械工業(yè)、造船工業(yè)等的工業(yè)大革命，是這次技術(shù)革命的產(chǎn)物，使人類從手工工藝時期躍進到機器工業(yè)時代，開創(chuàng)了工業(yè)社會的文明。

其主要的材料依靠是鋼鐵的飛速發(fā)展，實現(xiàn)了高爐、轉(zhuǎn)爐、平爐制造優(yōu)質(zhì)鋼材的工業(yè)化。 第二次技術(shù)革命開始于19世紀(jì)末，以電的發(fā)明和廣泛應(yīng)用為標(biāo)志，由于遠(yuǎn)距離送電材料以及通訊、照明用的各種材料的工業(yè)化，實現(xiàn)了電氣化。其結(jié)果是石油開采、鋼鐵冶煉、化學(xué)工業(yè)、飛機工業(yè)、電氣工業(yè)、電報電話等迅猛發(fā)展，組成了現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)群，使人類跨進了一個新的時代，實現(xiàn)了向現(xiàn)代社會的轉(zhuǎn)變。

其主要材料依托是紫銅、黃銅、鋁、鎢等有色金屬以及高分子絕緣材料的迅猛發(fā)展。

第三次技術(shù)革命始于20世紀(jì)中期，以原子能應(yīng)用為主要標(biāo)志。1942年12月，意大利物理學(xué)家費米在美國建立了第一個核反應(yīng)堆，實現(xiàn)了控制核裂變，使核能利用有了可能，實現(xiàn)了合成材料、半導(dǎo)體材料等大規(guī)模工業(yè)化、民用化，把工業(yè)文明推到頂點，開啟了通向信息社會文明的大門。

其主要材料依托是鈦合金、先進合金、高溫陶瓷、先進復(fù)合材料等材料的迅猛發(fā)展。

第四次技術(shù)革命始于20世紀(jì)70年代，它是以計算機，特別是微電子技術(shù)、生物工程技術(shù)和空間技術(shù)為主要標(biāo)志，新型材料、新能源、生物工程、航天工業(yè)、海洋開發(fā)等新興技術(shù)是主攻方向。

其主要材料依托是以硅、砷化鎵為代表的半導(dǎo)體材料、先進高分子材料、先進復(fù)合材料、生物相容材料等的迅猛發(fā)展。

在煉鋼時加進金屬錳，就能煉出錳鋼。錳鋼最大的特點是強硬堅韌，是工業(yè)建設(shè)的棟梁之材，是國防建設(shè)的“鐵甲衛(wèi)士”。 錳鋼的問世，是一位年輕的冶金學(xué)家（英國的哈德菲爾德）藐視權(quán)威，以他那錳鋼般的意志頑強攻關(guān)的結(jié)果。權(quán)威們告誡人們，鋼鐵中錳的含量絕不能超過1.5％，否則它就會越來越脆。在經(jīng)過了幾百次的失敗以后，他終于發(fā)現(xiàn)當(dāng)錳的含量達到13％時，錳鋼一改它昔日脆弱的形象，變得既有很好的硬度，又富有韌性了。

不銹鋼，是以鐵為主體元素，加上一定比例的鉻、鎳、鉬、錳等金屬煉成的耐腐蝕合金材料。不銹鋼以其锃亮的外表、良好的機械性能和對酸性腐蝕物質(zhì)的強大抗御能力贏得了人們的歡迎，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中常用的金屬材料。冶金專家布里爾利在一次偶然發(fā)現(xiàn)，由電爐煉成的含鉻8％，含碳0.24％的合金鋼經(jīng)過熱處理后，具有極好的耐腐蝕性能，特別是不怕酸性物質(zhì)的腐蝕。布里爾利把它起名為“不銹鋼”。

到1898年，美國工人技師泰勒創(chuàng)造了一個奇跡。他想研制一種耐高溫的高速刀具鋼。他分析了鎢錳鋼的成分，認(rèn)為鎢是好的，熔點高達3380℃，受熱肯定不會變軟，問題一定是出在熔點和硬度都不夠高的錳身上。泰勒思考了很久，決定采用鉻取代錳。泰勒趕緊安排試驗冶煉含鉻鎢鋼。經(jīng)過一段時間的試驗，合乎要求的含鉻鎢鋼煉出來了。新材料做的車刀的切削速度比過去提高了5倍!

在這之后，泰勒又對鎢鉻鋼刀做了不少改進，使它能在五六百攝氏度下也不變軟，切削速度達到每秒10米(600米／分鐘)，可與奧運會100米跑的冠軍比一比速度。

進入20世紀(jì)以后，刀具材料又有了一次飛躍，那就是誕生了硬質(zhì)合金。1907年，德國冶金專家施特勒爾用碳化鎢的硬質(zhì)顆粒，加上鐵和鈷的粉末，先壓制成型，再以高溫?zé)�結(jié)，讓鐵和鈷熔化而成為粘結(jié)材料，使碳化鎢緊緊地“團結(jié)”起來，制成了硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金一經(jīng)問世，便受到了熱烈歡迎。人們發(fā)現(xiàn)用它制作的刀具，在1000℃的高溫下也不會變軟，切削速度可達到每分鐘2000米以上，比普通碳素鋼刀高出100多倍。

鋁是地殼中含量最多，分布最廣的金屬元素。我們腳下的粘土，就是鋁的藏身之處、所以人們稱鋁是“來自粘土的白銀”。

在今天，鋁是產(chǎn)量僅次于鐵的第二金屬。生活中隨處可見。但在100多年前，鋁比黃金還要貴幾倍，是王公貴族才能賞玩的珍寶。

說明：炭沒有從鋁手里奪取氧的能力，那就換一種思路，讓氯氣從氧那里把鋁奪過來。

他向燒得發(fā)紅的礬土里通入氯氣，發(fā)現(xiàn)有一些液體流出來，得到了應(yīng)該是氯化鋁。他仔細(xì)地把這些液體收集好，再加熱并加入還原能力強大的鉀汞劑(合金)，讓它代替炭去把鋁還原出來。實驗分析結(jié)果告訴他，有氯化鉀生成。鉀汞劑已經(jīng)變成了鋁汞劑，加熱以后汞蒸發(fā)掉了，可鋁也再一次變成了白色的礬土。

由于鋁的需求量越來越大，原料礬土的供應(yīng)也變得緊張。自然界純礬土礦很有限，大部分的礦石含有一半的鐵硅和其它雜質(zhì)，不能直接用來煉鋁。有必要尋求一種廉價的方法將氧化鋁提取出來。

奧地利化學(xué)家拜爾采用煅燒礦石，然后粉碎，再加入氫氧化鈉，使其與氧化鋁反應(yīng)，生成氫氧化鋁。然后分離出氫氧化鋁，最后加熱使氫氧化鋁分解，就可以得到純凈的礬土了。 他們研究發(fā)現(xiàn)：

1. 具有形狀記憶能力的合金并不只是鎳鈦合金一種，還有銅鋁合金、銅鋅合金、銅鎳

臺金、鎳鋁合金等；

2. 不同的組成，甚至是組成雖然相同，但熱處理方法不同的合金，被“喚醒記憶”恢復(fù)

原有形狀的溫度就有所不風(fēng)

3. 這些合金變形能力是無疲勞的，即使反復(fù)變形上百萬次也不會斷裂。

氫是一種高效的燃料，它的比熱是航空煤油的三倍，也就是說1公斤的氫可以代替3公斤煤油，目前任何化學(xué)燃料都無法和它相比。更重要的是它是一種潔凈的、無污染的燃料。因為氫燃燒時與氧結(jié)合，剩下的只是水，避免了產(chǎn)生有害的廢棄物。

通常，人們只是把易與氫氣結(jié)合成金屬氫化物的合金才稱為“儲氫合金”。金屬為什么具有儲氫的本領(lǐng)呢?

因為氫是一種很活潑的元素，能與許多金屬起化學(xué)反應(yīng)。一個金屬原子能與兩個、三個或更多的氫原子結(jié)合，生成穩(wěn)定的金屬氫化物，同時放出熱量。當(dāng)稍微加熱，金屬氫化物吸收熱量后，就會分解出高純度的氫氣。研究表明，能滿足儲氫材料基本條件的合金，其成分中的主要元素有鎂、鈦、鈮、釩、鋯和稀土類金屬，添加元素有鉻、鐵、錳、鈷、鎳、銅等。

現(xiàn)在研究開發(fā)的合金，有鑭鎳、鈦鐵、鎂鎳、混合稀土、非晶態(tài)類儲氫合金。儲氫合金有很好的吸附性能，不需要高壓高溫就能貯存氫和釋放氫，并且兩者的數(shù)量很大，而且吸附性能也不會因反復(fù)貯藏、釋放而減弱，因而特別適用于貯藏和運輸氫，其理論貯氫量可為同體積高壓貯氣瓶的1000—1300倍，為液態(tài)氫單位容積貯氣量的1.5倍，而且不會形成氫氣壓力，使之成為可靠的貯氫手段。

晶須是一種直徑為幾微米到幾十微米、長度可達數(shù)厘米的單晶體，可以在自然界生成，也可由人工制成。它強度極高，接近晶體的理論強度。因晶須十分細(xì)小，故一般不能獨立使用，但可編織成線材或與其他聚合物復(fù)合成纖維增強復(fù)合材料。

經(jīng)現(xiàn)代的X射線衍射技術(shù)顯示，晶須內(nèi)部的原子完全按照同樣的方向和部位排列。這是一種沒有任何缺陷的理想晶體。而在一般金屬中，雖說總體上原子是有規(guī)則排列的，但局部地方，一些原子的排列并不規(guī)則，因而，晶體構(gòu)造中產(chǎn)生了缺陷。

設(shè)想：將硝化纖維薄膜夾在兩層玻璃中間，設(shè)法把它們粘成一體，就可以做成不傷人的安全玻璃。

困難：硝化纖維“脾氣暴躁”，見火就燒．有時溫度一高還會自己燒起來。怎樣使它與玻璃緊密結(jié)合起來？

方案：

1. 用膠水?——粘合牢度太低。

2. 把玻璃燒軟了，再趁軟把硝化纖維壓在一起?——實驗不是著火就是爆炸，太危險。 所謂先進陶瓷，是以高純、超細(xì)的人工合成的無機化合物為原料，采用精密控制的制備工藝燒結(jié)而成的，比傳統(tǒng)陶瓷性能更加優(yōu)異的新一代陶瓷。先進陶瓷又稱為高性能陶瓷、精細(xì)陶瓷、新型陶瓷或高科技陶瓷。

先進陶瓷按化學(xué)成分可分為氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷、氟化物陶瓷、硫化物陶瓷等。

(1)陶瓷的耐熱性好，這可以提高發(fā)動機的工作溫度，從而使發(fā)動機效率大大提高。例如，對燃?xì)廨啓C來說，目前作為其制造材料的鎳基耐熱合金，工作溫度在1000℃左右；若采用陶瓷材料，工作溫度可達1300℃，使發(fā)動機．效率提高30％左右。

(2)工作溫度高，可使燃料充分燃燒，尾氣中的污染成分大大減少。這不僅降低了能源消耗，而且減少了環(huán)境污染。

(3)陶瓷的熱傳導(dǎo)性比金屬低，這使發(fā)動機的熱量不易散發(fā)，可節(jié)省能源。

(4)陶瓷具有較高的高溫強度和熱穩(wěn)定性，這可延長發(fā)動機的使用壽命。

目前，這種陶瓷滾動軸承已經(jīng)問世。陶瓷滾動軸承具有下列優(yōu)點：

(1)陶瓷的耐蝕性好，所以陶瓷滾動軸承適合于在有腐蝕性介質(zhì)的惡劣環(huán)境中工作；

(2)陶瓷滾動體的密度比鋼低，轉(zhuǎn)動時對外圈的離心作用力可降低40％，故使用壽命長；

(3)陶瓷的熱膨脹系數(shù)比鋼小，在軸承的間隙一定時，允許在溫差變化較大的環(huán)境中工作；

(4)陶瓷的彈性模量比鋼高，具有較好的剛度，有利于提高工作速度，達到較高的精度。 人造金剛石：金剛石是大家熟悉的高級裝飾品，又是已知材料中最硬的，由于天然金剛石礦床不多，故價格很貴。而商業(yè)上、工業(yè)上都有很大需求，于是人們希望能夠人工合成。 金剛石和石墨都是有碳元素組成，但是兩者的性能卻千差萬別，一個很硬，一個很軟。這為我們?nèi)斯ず铣商峁┝司�索。

塑料、合成纖維和合成橡膠，是合成高分子化合物的三大家族。纖維和橡膠都有天然的存在，惟有塑料沒有天然的存在，是人類創(chuàng)造力的產(chǎn)物。雖說塑料的誕生是受自然界的樹脂類物質(zhì)啟發(fā)而起步的，但在塑料的發(fā)展過程中，完全是人類以豐富的想象力和艱苦卓絕的努力，才創(chuàng)造出這一個嶄新的材料領(lǐng)域。

聚乙烯是由乙烯單體聚合而成，為發(fā)展最快、產(chǎn)量最大的一種熱塑性聚合物。聚乙烯質(zhì)感類似石蠟狀，無味無毒，有良好的耐低溫性、化學(xué)穩(wěn)定性、加工性、電絕緣性，但耐熱性不高，只可在80℃下使用。

由高壓法所得的聚乙烯，分子質(zhì)量較低，分子的支鏈較多，密度較小，所以又稱低密度聚乙烯 (LDPE)，為半透明狀，質(zhì)地柔軟，耐沖擊，常用于制作薄膜、軟管、瓶類等包裝材料及電絕緣護套等。

超高分子量聚乙烯 (簡稱UHMPE)的分子質(zhì)量達上百萬，使結(jié)晶困難。

與普通PE相比，耐磨性、抗沖擊性、自潤滑性、生理相容性、耐蝕性更好，但其硬度、強度、耐熱性低些�？捎糜谀湍ポ斔凸艿�、機床耐磨導(dǎo)軌、小齒輪、人工關(guān)節(jié)、防彈衣、滑雪板等。

最輕且價低的塑料：聚丙烯 (PP)

聚丙烯是由丙烯單體聚合而成的熱塑性聚合物，常用的PP，耐蝕性、電絕緣性優(yōu)良，力學(xué)性能、耐熱性（可達150 ℃）在通用熱塑性塑料中最高，耐疲勞性好，是常見塑料中密度最低、價格最低的塑料，但低溫脆性大及耐老化性不好。其無味無毒，是可進行高溫?zé)崴�消毒的少�?shù)塑料品種之一。

最鮮艷且成形性特好的塑料：聚苯乙烯 （PS）

聚苯乙烯為苯乙烯單體聚合而成的典型線型無定形熱塑性塑料。

PS極易染成鮮艷色彩，透明度僅次于有機玻璃，制品表面富有光澤；幾乎可用各種成形方法進行成形加工，成形收縮特小，可成形性非常突出；電絕緣性（特別是高頻絕緣性）極好，剛性好、脆性大，為敲擊時惟一有清脆的類似金屬聲的塑料；其無味無毒，但抗沖擊強度低，易脆裂；不耐高溫 （100 ℃以下使用），戶外長期使用易變黃變脆。

與“尼龍—66”相比，聚酯纖維的優(yōu)點：

1. 保型性好。

它彈性足，尤其是彈性模量要比尼龍-66高2～3倍，不容易產(chǎn)生折皺，經(jīng)熨燙后有“一朝定型，永不變形”的功效。

材料發(fā)展的歷史篇三：材料科學(xué)發(fā)展史

材料科學(xué)的發(fā)展史

人類社會的發(fā)展歷程,是以材料為主要標(biāo)志的。 歷史上,材料被視為人類社會進化的里程碑。對材料的認(rèn)識和利用的能力,決定著社會的形態(tài)和人類生活的質(zhì)量。歷史學(xué)家也把材料及其器具作為劃分時代的標(biāo)志:如石器時代、青銅器時代、鐵器時代、高分子材料時代。

100萬年以前,原始人以石頭作為工具,稱舊石器時代。1萬年以前,人類對石器進行加工,使之成為器皿和精致的工具,從而進入新石器時代。現(xiàn)在考古發(fā)掘證明我國在八千多年前已經(jīng)制成實用的陶器,在六千多年前已經(jīng)冶煉出黃銅,在四千多年前已有簡單的青銅工具,在三千多年前已用隕鐵制造兵器。我們的祖先在二千五百多年前的春秋時期已會冶煉生鐵,比歐洲要早一千八百多年以上。18世紀(jì),鋼鐵 工業(yè) 的發(fā)展,成為產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容和物質(zhì)基礎(chǔ)。19世紀(jì)中葉, 現(xiàn)代 平爐和轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的出現(xiàn),使人類真正進入了鋼鐵時代。與此同時,銅、鉛、鋅也大量得到應(yīng)用,鋁、鎂、鈦等金屬相繼問世并得到應(yīng)用。直到20世紀(jì)中葉,金屬材料在材料工業(yè)中一直占有主導(dǎo)地位。20世紀(jì)中葉以后, 科學(xué) 技術(shù)迅猛發(fā)展,作為發(fā)明之母和產(chǎn)業(yè)糧食的新材料又出現(xiàn)了劃時代的變化。首先是人工合成高分子材料問世,并得到廣泛應(yīng)用僅半個世紀(jì)時間,高分子材料已與有上千年歷史的金屬材料并駕齊驅(qū),并在年產(chǎn)量的體積上已超過了鋼,成為國民 經(jīng)濟 、國防尖端科學(xué)和高科技領(lǐng)域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的發(fā)展。陶瓷是人類最早利用 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備工藝的發(fā)展,使陶瓷材料產(chǎn)生了一個飛躍,出現(xiàn)了從傳統(tǒng)陶瓷向先進陶瓷的轉(zhuǎn)變,許多新型功能陶瓷形成了產(chǎn)業(yè),滿足了電力、 電子 技術(shù)和航天技術(shù)的發(fā)展和需要。

現(xiàn)在人們也按化學(xué)成分的不同將材料劃分為金屬材料,無機非金屬材料和有機高分子材料三大類以及他們的復(fù)合材料。

金屬材料科學(xué)主要是研究金屬材料的成分組織、結(jié)構(gòu)、缺陷與性能之間內(nèi)在聯(lián)系的一門學(xué)科。金屬材料科學(xué)與工程的工作者還要研究各種金屬冶煉和合金化的反應(yīng)過程和相的關(guān)系,金屬材料的制備方法和形成機理,結(jié)晶過程以及材料在制造及使用過程中的變化和損毀機理。對其按化學(xué)成份進行分類可以分為鋼鐵、有色金屬以及復(fù)合金屬材料。按用途分類包括結(jié)構(gòu)材料和功能材料。

金屬基復(fù)合材料(MMC)因其良好的性能而得到了人們廣泛的關(guān)注。它是一類以金屬或合金為基體,以金屬或非金屬線、絲、纖維、

晶須或顆粒狀組分為增強相的非均質(zhì)混合物,其共同點是具有連續(xù)的金屬基體。目前,特別是航空航天部門推進系統(tǒng)使用的材料,其性能已經(jīng)達到了極限。因此,研制工作溫度更高、比剛度和比強度大幅度增加的金屬基復(fù)合材料,已經(jīng)成為發(fā)展高性能結(jié)構(gòu)材料的一個重要方向。1990年美國在航天推進系統(tǒng)中形成了3250萬美元的高級復(fù)合材料(主要為MMC)市場,年平均增長率16%,遠(yuǎn)高于高性能合金的年增長率1.6%。

無機非金屬材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質(zhì)組成的材料。是除有機高分子材料和金屬材料以外的所有材料的統(tǒng)稱。在晶體結(jié)構(gòu)上,無機非金屬的晶體結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比金屬復(fù)雜,并且沒有自由的 電子 。具有比金屬鍵和純共價鍵更強的離子鍵和混合鍵。這種化學(xué)鍵所特有的高鍵能、高鍵強賦予這一大類材料以高熔點、高硬度、耐腐蝕、耐磨損、高強度和良好的抗氧化性等基本屬性,以及寬廣的導(dǎo)電性、隔熱性、透光性及良好的鐵電性、鐵磁性和壓電性。無機非金屬材料已從傳統(tǒng)的水泥、玻璃、陶瓷 發(fā)展 到了新型的先進陶瓷、非晶態(tài)材料、人工晶體、無機涂層、無機纖維、半導(dǎo)體材料以及光學(xué)材料。由于新型無機非金屬材料除具有傳統(tǒng)無機非金屬材料的優(yōu)點外,還有某些特征如:強度高、具有電學(xué)、光學(xué)特性和生物功能等,因此它們已成為 現(xiàn)代 新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng) 工業(yè) 技術(shù)改造、現(xiàn)代國防和生物醫(yī)學(xué)所不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)。

高分子材料為有機合成材料,亦稱聚合物。自20世紀(jì)20年代德國著名 科學(xué) 家斯托丁格開創(chuàng)這一學(xué)科以來,高分子科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展極為迅猛,如今已形成非常龐大的高分子工業(yè)。它具有較高的強度,良好的塑性,較強的耐腐蝕性能,很好的絕緣性能,以及重量輕等優(yōu)良性能,在是工程上的發(fā)展最快的一類新型結(jié)構(gòu)材料。高分子材料按其分子鏈排列有序與否,可分為結(jié)晶聚合物和無定型聚合物兩類。結(jié)晶聚合物的強度較高,結(jié)晶度決定于分子鏈排列的有序程度。工程上通常根據(jù)機械性能和使用狀態(tài)將其分為三大類:塑料、橡膠以及合成纖維。其中,我國的合成纖維、合成樹脂和合成橡膠已分別居世界產(chǎn)能的第一、二和三位。

材料也是人類進化的標(biāo)志之一，任何工程技術(shù)都離不開材料的設(shè)計和制造工藝，一種新材料的出現(xiàn)，必將支持和促進當(dāng)時文明的發(fā)展和技術(shù)的進步。從人類的出現(xiàn)到20世紀(jì)的今天，人類的文明程度不

斷提高，材料及材料科學(xué)也在不斷發(fā)展。在人類文明的進程中，材料大致經(jīng)歷了以下五個發(fā)展階段。

1.使用純天然材料的初級階段

在原古時代，人類只能使用天然材料（如獸皮、甲骨、羽毛、樹木、草葉、石塊、泥土等），相當(dāng)于人們通常所說的舊石器時代。這一階段，人類所能利用的材料都是純天然的，在這一階段的后期，雖然人類文明的程度有了很大進步，在制造器物方面有了種種技巧，但是都只是純天然材料的簡單加工。

2.人類單純利用火制造材料的階段

這一階段橫跨人們通常所說的新石器時代、銅器時代和鐵器時代，也就是距今約10000年前到20世紀(jì)初的一個漫長的時期，并且延續(xù)至今，它們分別以人類的三大人造材料為象征，即陶、銅和鐵。這一階段主要是人類利用火來對天然材料進行煅燒、冶煉和加工的時代。例如人類用天然的礦土燒制陶器、磚瓦和陶瓷，以后又制出玻璃、水泥，以及從各種天然礦石中提煉銅、鐵等金屬材料，等等。

3.利用物理與化學(xué)原理合成材料的階段

20世紀(jì)初，隨著物理學(xué)和化學(xué)等科學(xué)的發(fā)展以及各種檢測技術(shù)的出現(xiàn)，人類一方面從化學(xué)角度出發(fā)，開始研究材料的化學(xué)組成、化學(xué)鍵、結(jié)構(gòu)及合成方法，另一方面從物理學(xué)角度出發(fā)開始研究材料的物性，就是以凝聚態(tài)物理、晶體物理和固體物理等作為基礎(chǔ)來說明材料組成、結(jié)構(gòu)及性能間的關(guān)系，并研究材料制備和使用材料的有關(guān)工藝性問題。由于物理和化學(xué)等科學(xué)理論在材料技術(shù)中的應(yīng)用，從而出現(xiàn)了材料科學(xué)。在此基礎(chǔ)上，人類開始了人工合成材料的新階段。這一階段以合成高分子材料的出現(xiàn)為開端，一直延續(xù)到現(xiàn)在，而且仍將繼續(xù)下去。人工合成塑料、合成纖維及合成橡膠等合成高分子材料的出現(xiàn)，加上已有的金屬材料和陶瓷材料（無機非金屬材料）構(gòu)成了現(xiàn)代材料的三大支柱。除合成高分子材料以外，人類也合成了一系列的合金材料和無機非金屬材料。超導(dǎo)材料、半導(dǎo)體材料、光纖等材料都是這一階段的杰出代表。

從這一階段開始，人們不再是單純地采用天然礦石和原料，經(jīng)過簡單的煅燒或冶煉來制造材料，而且能利用一系列物理與化學(xué)原理及現(xiàn)象來創(chuàng)造新的材料。并且根據(jù)需要，人們可以在對以往材料組成、結(jié)構(gòu)及性能間關(guān)系的研究基礎(chǔ)上，進行材料設(shè)計。使用的原料本身有可能是天然原料，也有可能是合成原料。而材料合成及制造方法更是

多種多樣。

4.材料的復(fù)合化階段

20世紀(jì)50年代金屬陶瓷的出現(xiàn)標(biāo)志著復(fù)合材料時代的到來。隨后又出現(xiàn)了玻璃鋼、鋁塑薄膜、梯度功能材料以及最近出現(xiàn)的抗菌材料的熱潮，都是復(fù)合材料的典型實例。它們都是為了適應(yīng)高新技術(shù)的發(fā)展以及人類文明程度的提高而產(chǎn)生的。到這時，人類已經(jīng)可以利用新的物理、化學(xué)方法，根據(jù)實際需要設(shè)計獨特性能的材料。

現(xiàn)代復(fù)合材料最根本的思想不只是要使兩種材料的性能變成3加3等于6，而是要想辦法使他們變成3乘以3等于9，乃至更大。

嚴(yán)格來說，復(fù)合材料并不只限于兩類材料的復(fù)合。只要是由兩種不同的相組成的材料都可以稱為復(fù)合材料。

5.材料的智能化階段

自然界中的材料都具有自適應(yīng)、自診斷合資修復(fù)的功能。如所有的動物或植物都能在沒有受到絕對破壞的情況下進行自診斷和修復(fù)。人工材料目前還不能做到這一點。但是近三四十年研制出的一些材料已經(jīng)具備了其中的部分功能。這就是目前最吸引人們注意的智能材料，如形狀記憶合金、光致變色玻璃等等。盡管近10余年來，智能材料的研究取得了重大進展，但是離理想智能材料的目標(biāo)還相距甚遠(yuǎn)，而且嚴(yán)格來講，目前研制成功的智能材料還只是一種智能結(jié)構(gòu)。

如上所述，在20世紀(jì)中，材料經(jīng)歷了五個發(fā)展階段中的三個階段，這種發(fā)展速度是前所未有的�？偟恼f來，本世紀(jì)材料科學(xué)的發(fā)展有以下幾個特點:超純化（從天然材料到合成材料）、量子化（從宏觀控制到微觀和介質(zhì)控制）、復(fù)合化（從單一到復(fù)合）及可設(shè)計化（從經(jīng)驗到理論）。

附近十年化學(xué)諾貝爾獎獲得情況：

1. 2003年：美國的彼得·阿格雷和羅德里克·麥金農(nóng)，表彰他們在細(xì)胞膜通道方面做出的開

創(chuàng)性貢獻。

2. 2002年化學(xué)學(xué)獎: 約翰.B.芬 美國人 發(fā)展了生物宏觀形態(tài)的鑒別和結(jié)構(gòu)分析方法

Koichi Tanaka 日本人 發(fā)展了生物宏觀形態(tài)的鑒別和結(jié)構(gòu)分析方法。

3. 2001年：美國的威廉·諾爾斯、巴里·夏普萊斯、日本的野 依良治，表彰他們在更好地控

制化學(xué)反應(yīng)方面所作出的貢獻 。這為發(fā)明治療心臟疾病和帕金森病的藥物鋪平了道路。 4. 2000年：美國的阿蘭·黑格和阿蘭·麥克迪爾米德、日本的 白川秀樹，表彰他們發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)

電的塑料和研發(fā)具有傳導(dǎo)性能 的聚合體。

5. 2005年：諾貝爾化學(xué)獎授予在發(fā)現(xiàn)有機物合成轉(zhuǎn)換方面做出貢獻的一名法國科學(xué)家和

兩名美國科學(xué)家。獲獎的法國科學(xué)家是伊夫·肖萬(Yves Chauvin) 、美國科學(xué)家羅伯特·格拉布(Robert H. Grubbs)、美國科學(xué)家里理查德·施羅克(Richard R. Schrock)。伊夫·肖萬出生于1930年，法國石油研究所教授；羅伯特·格拉布出生于1942年，美國加州理工學(xué)院教授；理查德·施羅克出生于1945年，美國麻省理工學(xué)院教授。

6. 瑞典皇家科學(xué)院諾貝爾獎委員會宣布將2006年度諾貝爾化學(xué)獎授予美國科學(xué)家科恩伯

格，以表彰他對真核轉(zhuǎn)錄的分子基礎(chǔ)所作的研究。

7. 瑞典皇家科學(xué)院諾貝爾獎委員會宣布將2007年度諾貝爾化學(xué)獎授予德國科學(xué)家格哈德?

埃特爾以表彰他在“固體表面化學(xué)過程”研究中作出的貢獻。

8. 瑞典皇家科學(xué)院諾貝爾獎委員會宣布將2008年度諾貝爾化學(xué)獎授予三名美國科學(xué)家，

分別是下村修、馬丁?查爾菲和錢永健。他們?nèi)�人在發(fā)現(xiàn)和研究綠色熒光蛋白(GFP)方面有突出成就。

9. 瑞典皇家科學(xué)院7日宣布,美國科學(xué)家文卡特拉曼·拉馬克里希南、托馬斯·施泰茨和以色

列科學(xué)家阿達·約納特3人共同獲得今年的諾貝爾化學(xué)獎，因“對核糖體結(jié)構(gòu)和功能的研究”而獲獎,核糖體是進行蛋白質(zhì)合成的重要細(xì)胞器,了解核糖體的工作機制對了解生命具有重要意義。

10. 2010年諾貝爾化學(xué)獎授予美國科學(xué)家理查德-�？�、根岸英一和日本科學(xué)家鈴木彰，因

開發(fā)更有效的連接碳原子以構(gòu)建復(fù)雜分子的方法獲獎。

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