材料科学发展的历史

材料发展历程、前景及认知

关键字：新材料 历程 前景 新生课

上个世纪70年代以来，人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。80年代又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。进入21世纪，以纳米材料、超导材料、光电子材料、生物医用材料及新能源材料等为代表的新材料技术创新显得更为异常活跃，新材料诸多领域正面临着一系列新的技术突破和重大的产业发展机遇。相应的，材料科学与工程专业也蓬勃发展起来 ，而我们粉体材料科学与工程专业则以先进的粉末冶金技术、粉末注射成形技术成为了其中较为领先和特殊的一个分支。

三个月紧张而又充实的大学学习，以及其中每周的新生课，让我对粉体材料科学与工程专业由一窍不通到有了上述较为准确的认识，并且了解了材料科学的历史发展及其领域里各个专业性的研究方向。 材料与我们日常生活密不可分，一个通俗的解释：可以用来制造有用的构件、器件或物品等的物质。从小的方面来说，买衣服的时候我们要仔细看看衣服的质料；身上戴的饰品的材质也是身份的象征。从大的方面来说，火箭升空，潜艇入水，各种军事武器等等，都离不开材料的加工制备。在20世纪人们就把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱，而信息和能源是看不见摸不着的，只有材料是确确实实就在我们眼前的东西，所以说材料是人类社会赖以发展的物质基础。

通过课程的学习，我发现我们所学的材料科学是以材料、化学、物理学为基础，系统学习粉体材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于粉体材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面的学科。是培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作，适应社会主义市场经济发展的高层次、高素质全面发展的科学研究与工程技术人才。

老师除了讲解了本专业的粉末冶金材料与技术、粉末注射成形技术，也扩展了生物材料和仿生材料、功能材料、复合材料等知识。其中我感兴趣的是功能材料和复合材料领域。

论材料科学的发展史及发展趋势

[摘要] 本文简要的介绍了材料的史,然后介绍了一些新材料及其发展趋势。

[关键词] 材料科学发展史 趋势 金属材料 超导材料 高分子材料

如今，一说到材料很多人都不会感到陌生，因为我们的生活与材料是息息相关的。如我们造房子就需要各种各样的材料，而这些材料既有无机非金属材料（如水泥、沙子）的又有金属材料（如钢筋）的。我们所使用的各种生活用品也是由各种材料制造而成的。还有各个领域（如航天、航空、军事）都有材料的影子。可以这么说，人们想要发展，那就必须先发展材料科学。

在人类社会的发展过程中，材料的发展水平始终是时代进步和社会文明的标志，人类文明的发展史，就是一部如何更好地利用材料和创造材料的历史。在当代，材料和能源、信息是构成社会文明和国民经济的三大支柱，其中材料更是科学技术发展的物质基础和技术先导。材料科学与工程是一门实用的、直接的科学与技术，是研究材料的组成与结构、合成与制备.性质及使用性能等基本要素及其相互关系与制约规律的一门科学。涵盖高分子材料与工程无机非金属材料工程等本科专业 。改革开放后，20

世纪 70 年代末至 90 年代，随着经济、社会和科学的发展，各种新材料的出现和广泛应用，计算机技术的发展，材料科学与材料工程之间的界线开始模糊，几大材料之间有了更多的内在联系和共性。各学科之间的相互交叉、渗透、借鉴，材料科学技术迅速发展。所以为了更好地学习和研究材料，我们很有必要学习一下材料科学的发展史，并了解一下材料科学今后的发展趋势。

一、材料科学发展史

人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。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。材料是人类生活和生产的物质基础，是人类认识自然和改造自然的工具。可以这样说，自从人类一出现就开始了使用材料。材料的历史与人类史一样久远。从考古学的角度，人类文明曾被划分为旧石器时代、新石器时代、青铜器时代、铁器时代等，由此可见材料的发展对人类社会的影响。材料也是人类进化的标志之一，任何工程技术都离不开材料的设计和制造工艺，一种新材料的出现，必将支持和促进当时文明的发展和技术的进步。从人类的出现到二十一世纪的今天，人类的文明程度不断提高，材料及材料科学也在不断发展。在人类文明的进程中，材料大致经历了以下五个发展阶段。

金属材料的发展和展望

一、金属材料的发展过程

材料的发展史就是人类社会的发展史，经历了石器、陶器、青铜器、铁器时代。我们正处于多元材料时代，材料、能源、信息是现代社会的三大支柱。金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。金属材料一直扮演着重要的角色，例如陆、海、空、各类运输工具，桥梁、建筑、机械工具，国防重工业等。

金属材料发展的四个阶段：由公元前4300年用金、铜、铁铸造锻打制作出大马士革刀、日本武士剑等原始钢铁到十九世纪铁桥铁路的修筑建立学科基础，又由十九世纪中金属学、金相学发展到合金相图、位错理论等微观组织理论的发展。微观理论的深入研究有原子扩散、马氏体相变、位错滑移，原子显微镜、电子显微镜等新仪器的产生又为进一步研究微观组织提供了可能性，随之产生了表面和界面科学。

材料科学研究了材料的核心关系，即结构和性能的关系，制造工艺决定了材料的结构，结构又决定了材料的性能，性能决定了它的用途。材料科学和技术进入世界科技发展优先领域的第五位。在面临环境保护、节约能源的情况下，新材料便应运而生。

现代金属材料有铝镁合金等先进结构材料、钛铝合金等高温合金材料、复合材料、超导材料、能源材料、智能材料、磁性材料、纳米材料等。材料力学性能有强度、弹性、塑性、硬度等，物理性能有电学、磁学、热学、光学性质等。对材料的研究方向正由力学性能慢慢向物性转变。金属材料具有高强度、优良的塑性和韧性，耐热、耐寒。可铸造、锻造、冲压和焊接，还有良好的导电性、导热性和铁磁性，因此是一切工业和现代科学技术中最重要的材料。

二、金属材料的现状

金属材料作为人类推动社会发展的重要载体之一，作为原料在人类的生产生活中已经被广泛应用，金属材料作为原料具有以下等特征，金属材料本身具备高弹性的模量，金属材料具有高强度的韧性，金属材料的强度硬度是其他同类原料所无法比拟的，在当代金属材料科学的不断成长下金属材料在所有材料的范畴中占据了非常非常重要的位置，在现实中，最常见的金属材料应用的领域有航天航空以及建筑工程等行业。

材料发展的历史演变过程

材料是人类社会发展的基础，随着人类文明的进步，材料的发展也经历了漫长的历史过程。本文将从材料发展的历史演变过程出发，探讨材料在不同时期的应用和发展。

一、古代材料的发展

在古代，人类主要使用天然材料进行生产和生活。最早的材料可以追溯到石器时代，人们利用石头制作石器，满足了基本的生存需求。随着时间的推移，人类开始利用其他天然材料，如木材、兽皮、骨头等，制作工具和器具。

随着冶炼技术的发展，人类开始使用金属材料，如铜、铁等。这一时期的重要突破是青铜器的出现，青铜器在古代文明中扮演了重要的角色，不仅用于生产和生活，还作为贵族和统治者的象征。

二、工业革命与新材料的兴起

18世纪的工业革命是材料发展的重要转折点。随着机械化生产的兴起，对材料的需求量大幅增加。在这一时期，人们开始使用新的材料，如铁、钢、煤等。铁和钢的广泛应用推动了工业化的进程，煤成为主要的能源来源。

19世纪末，化学工业的快速发展带来了新一轮的材料革命。人们发现了许多新的材料，如橡胶、塑料、合成纤维等，这些材料具有良好的性能和广泛的应用领域。塑料的发明改变了人们的生活方式，合成纤维的出现使纺织工业迈上了新的台阶。

三、现代材料的多样化

20世纪以来，材料科学和技术取得了巨大的进步，各种新材料相继问世。金属材料方面，高性能合金、超导材料、稀土材料等应运而生，为航空航天、能源、电子等领域提供了重要支持。

在非金属材料领域，先进陶瓷材料、复合材料、纳米材料等成为研究热点。先进陶瓷材料具有优异的耐高温、耐磨损性能，广泛应用于航空、军事等领域。复合材料由两种或多种不同材料组合而成，具有轻质、高强度等特点，被广泛应用于汽车、船舶等领域。纳米材料具有特殊的物理、化学性质，被广泛应用于电子、医药等领域。

生物材料也成为材料科学的重要分支，人工骨骼、人工心脏瓣膜等生物材料的研发和应用为医学领域带来了巨大的突破。

四、未来材料的展望