材料与人类文明.pptxVIP

二、材料的应用导致城市的建立城市是世界文明和社会进步的主要标志之一。从经济落后时期的以物易物到商品流通的贸易集市的出现，逐渐发展为固定的城镇(城市的雏形)，最终建立起现代的大、中城市。

在此进程中，材料起了极大推动作用。建筑物上的砖、瓦，街道上的石、土及城市交通工具及物件等，都离不开材料。更重要的是材料本身可直接导致城市的建立。如美国钢城(底特律)，先发迹于钢铁，后又靠钢铁发展汽车、飞机等；中国西北的酒钢公司和嘉峪关市(酒钢所在地)、镍都金川公司与金昌市等。

北京紫禁城

紫禁城

王汝聪堂前客厅王汝聪堂前客厅王汝聪堂前客厅王汝聪堂前客厅

古埃及金字塔

古希腊巴特农神庙

回顾人类的经济发展史，从原始社会的狩猎、刀耕火种，到封建社会的庄园经济和后来的小农经济，直到近代的工业经济，世界经济舞台发生了翻天覆地的变化，在这之中，材料起了关键作用。01尤其是近300年来，两次世界范围的产业革命都离不开材料的应用与新材料的开发。02三、材料的应用推动经济发展

第一次产业(工业)革命是以推广应用蒸汽机和纺织工业为突破口的，还有稍后的机械制造、轮船、火车等，而后都是以炼钢工业和钢铁材料的极大发展为基础的，当时，必须先开发出钢铁、铜合金等新材料而后使其实用化并得到推广。造就了雾都伦敦

比如，火车铁轨的问世就是钢铁材料大量生产和应用的成功例子。

16世纪中期，英国用优质木材做轨道，让马车牵引车辆在其上行驶来运煤和矿石；1825年英国的达林顿铁路营业，采用斯蒂芬森的蒸汽机车，马车业主的竭力反对；直到1829年由斯蒂芬森儿子改进的“火箭号”机车在与马车比赛中获胜，才用火车取代了有轨马车，使英国进入了铁路时代

路轨材料最初是在木材上钉上铁板，这显然承担不了较大负载，后来才使用高碳锰钢做铁轨；01铁轨的长度从很短的11.2m(震动和噪声以及阻力都较大)发展到100m以上。现在的轨道可预焊成400m的长轨，铺轨时再依次焊接，可长达数公里，故火车在其上行驶时，平稳、舒适、快捷；02功率相同时火车载重约为汽车的10倍，15节火车车厢的装载量相当于约200辆卡车的装载量。从此，铁路成了各国国民经济的大动脉。而这一切又是建立在钢铁材料大量生产和应用的基础上的。03

第二次产业(工业)革命是以石油开发和新能源使用为突破口的，一直延续到20世纪中叶。大力推动了汽车、飞机等其他工业。其支撑仍是新材料开发，离不开合金钢、铝合金以及其他非金属材料的发展。

有人认为：20世纪前半期开始的以核能、飞机、汽车、化工和电子计算机的发明或发展为标志的第三次工业革命，是与航空材料的进步(涉及飞机的革新)和20世纪30年代继塑料以后，合成橡胶和合成纤维相继问世(使有机合成材料工业进入一个崭新阶段)密切相关的。这次工业革命使劳动生产方式开始向自动化发展。

当今世界，正面临又一场新的技术革命(有人称之为第四次工业革命)，它以信息科学、材料科学和生物科学为前沿，更是以各种新兴材料的出现和应用为前提的。世界权威人士认为，这场技术革命所带来的影响和创造的社会财富，将大大超过历次工业革命。

材料、信息、能源是人类文明的三大支柱，其中材料是物质基础无钢铁材料——无铁路等，美国就不能开发西部，英国不能实现工业化；

无金属材料——就无机械工业，也就不能为其他工业提供装备，其他工业也不可能建立和发展；无高分子材料——就无电视机等家用电器、无轻工业；无新兴材料——就无现代文明和经济发展。

材料与经济关系的一个典型范例就是硅材料的应用。经济上，它触发了一个数十亿美元的工业。从助听器到全球性的遥测技术，通信已十分便利，并且通过文化娱乐、各种私人计算机的出现与使用，使人们的日常生活发生着巨大的变化。

第三节材料是社会现代化的物质基

础与先导材料与社会现代化材料既是人类社会进步的里程碑，又是社会现代化的物质基础与先导。尤其是新材料的研究、开发与应用反映着一个国家的科学技术与工业水平。

以电子、光子技术的发展史为

例，看新材料的作用l906年发明了电子管，从而出现了无线电技术、电视机、电子计算机；1948年发明了半导体晶体管，导致了电子设备的小型化、轻量化、省能化以及成本的降低、可靠性的提高与寿命的延长；1958年出现了集成电路，使计算机及各种电子设备发生一次飞跃。此后，集成电路的发展十分迅速，这就是以硅为主的半导体材料相应发展的结果。

进入20世纪90年代，集成电路的集成度进一步提高，加工技术达到0.3um(研究水平已达0.1um)，与存储器相关的硅片加工水平提高，这也是为什么计算机的功能愈来愈好而其价格却不断下降的重要原因。

随着计算机速度与容量的增加，以电子作为传输媒介受到限制，而利用光子作为携带信息的载体进行光传输将更理想，于是发展了光电子材料，用光子器件制成的光计算机具有大容