材料和文明进步
15页1、 材料与文明进步、科技创新的重要关联主讲人:屈静江材料是人类文明进步的里程碑,它也是构筑了我们的世界;材料是赖以生存开展的物质根底,也是所有科技进步工业的核心;新材料不断开发和有效地使用能力,是衡量社会技术水平和未来科技开展的重要尺度;材料主导工业开展和科技创新。材料开展的历史从生产力的侧面反映了人类社会开展的文明史。人类进步的重要阶段,都是由材料来划分的。比方器时代、青铜器时代和铁器时代等。公元前6000年,人类创造了火,掌握了钻木取火的技术。有了火,不仅可以热食、取暖、照明和驱兽,还可以烧制器。这是瓷材料开展的一次飞跃,瓷器英译名为China的出现已成为中华民族文化的象征之一,对世界文化产生过深远的影响。从器时代开启人类文明;青铜催生冶炼辉煌;到钢铁推动第一次产业革命;再到半导体硅材料将人类社会带入信息时代;而石墨烯被认为是替代硅最有前途的材料,未来可能从“硅时代进入“碳时代。创新引领未来,科技创造美好生活,材料的开展推动人类文明不断进步。我们还是从材料的起源去追寻这迷人的世界。远古陶器器时代:器是人类最早不用大自然的现成材料而制成的器具。制技术是最古老的材料技术,是人类材料技术的
2、发端。我国器的制造和使用大致始于距今1万年左右的全新世初期。器的出现与农业、定居生活的出现成为石器时代人类文化新飞跃的重要标志,即人类文化从此进入了新石器时代。器的出现促进和丰富了原始人的经济生活,在器制作中,人类的审美智慧创造性地得到了发挥。 我们的先民是首先发现了土用火烤一下,烤到某种程度土会变硬,变硬之后可以用来盛水,盛食物,大大改善了人类的生活。更重要一点,就是先人从火烤的经历知道了材料与温度有密切的关系。这种知识,使我们以后开展材料有很大的帮助。但是大家都知道,器有很多缺点,缺点是什么呢,比拟脆,一碰就摔碎了,所以器不能用来做农耕工具,也不能用来做武器防身。因而它激发了新材料研发,这个当时的新材料就是青铜器。青铜编钟青铜时代:青铜采冶业是从石器加工和烧制器的生产实践中渐渐认识而产生的。人们在寻找石料和加工的过程中,逐步识别了自然铜与铜矿石。中国的青铜文化起源于黄河流域,距今约5000年,商周为鼎盛期,目前世界上最早的冶炼铜发现于中国的寨遗址。寨遗址出土的公元前4700年前冶炼的黄铜片及黄铜圆环为世界上最古老的冶炼黄铜,标志着人类初步掌握了金属冶炼技术,为青铜时代的到来打下根底
3、。如果铜里含了20%到30%的锡,它加到铜里面就有两种很重要的作用,一个作用就是把铜熔点从1100度降低到800度,这个温度在古时候可以用烧柴火就能到达这个温度,所以古人可以把青铜来熔化,来做成各种器具,而且青铜有其它的好处,它比拟硬化,又能抗腐蚀,所以青铜在当时是一种最好的材料。青铜在商周的时候大量开发,最漂亮最精巧的青铜器是在战国时期铸造的曾侯乙编钟,也是我国出土文物最多,重量最重,声音最全的一套编钟,但凡有时机听到、看到的人都认为这个编钟是中华文化的国宝,也是世界音乐史上的一个奇迹。所以,材料不但可以改良人们生活,而且材料可以影响历史的开展,就以青铜为例,中国历史上,灭六国统一中国,当然朝战胜有很多原因,但是一个直接的原因就是在当时做的青铜器特别好,剑细而锋利,而且它比其它六国制的剑要精致,剑的长度可做到一米左右,而其它国家只能铸出0.8米长,他的剑比对手长,就容易刺伤对方,别人很难刺到他,这是战胜的一个很重要的因素。当然剑长有时也有不利的一面,如始皇的剑就是把很长的青铜剑,当时荆轲刺皇时,王一紧,加上这剑因长没一下子拔出来,差一点被荆轲刺杀了,假设这次行刺成功了,也许中国历史就
4、要改写了。所以材料器具对历史文化有着重要关联。以上讲了青铜器优点,但他缺点也很多,如不够坚韧,在很多地方像农耕器具、车轮车轴用青铜就不够坚硬,不能久耐用,所以激发了开创铁器时代。早期铁器铁器时代:铁器时代是人类开展史上一个极为重要的时代。人类最早知道的铁是陨石中的铁,古人曾用这种天然铁制作刀刃和饰物,这是人类使用铁的最早情况。地球上的铁是少见的,所以铁的冶炼和铁的制造经历了一个很长的时期。当人们在冶炼青铜的根底上逐渐掌握了冶炼铁的技术之后,铁器时代也就到来了。我国目前发现的最古老冶炼铁器是省临潭县磨沟寺洼文化墓葬出土的两块铁条距今3300年。因此大约在3000年前,人类进入了铁器时代。铁器时代也叫做铸铁时代。铸铁就是在铁里面含有4%左右的碳,碳的用途可以把铁的熔点从1450度降低到1100度,这个温度很重要,这在当时以烧煤为燃料才可以烧到那么高的温度,所以纯铁是没有方法去熔炼,但是铸铁就可以很好地熔炼。在汉朝的时候有大量的铸铁器造出来,包括农耕工具,交通用的轮轴都做得很好,铁器开展是造就汉唐盛世的很大一个原因,可惜当时中国太过保守,太过自大,抑制了铁器的进一步开发。如果开发好的话,也许
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