材料与人类文明发展.docx
- 文档编号:26351369
- 上传时间:2023-06-18
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:644.13KB
材料与人类文明发展.docx
《材料与人类文明发展.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《材料与人类文明发展.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
材料与人类文明发展
材料与人类文明发展
什么是材料?
其重要意义是什么?
世界是由物质构成的,材料就是人们用来制成各种机器、器件、结构等具有某种特性的物质实体。
材料是人类社会生活的物质基础,材料的发展导致时代的变迁,推动人类的物质文明和社会进步。
人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。
历史上,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。
历史学家也把材料及其器具作为划分时代的标志:
如石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代……在人类即将进入知识经济的新时代,材料与能源和信息并列为现代科学技术的三大支柱、其作用和意义尤为重要。
在人类社会的发展和进步过程中.材料是一个带有时代和文明标志的基础。
人类和材料的关系非常广泛、非常密切。
也非常重要,在这点上很少能有其他领域与之相比。
其实,人类文明的发展史.就是一部学习利用材料、制造材料、创新材料的历史。
材料是人类一切生产和生活活动的物质基础,历来是生产力的标志,被看成是人类社会进步的里程碑。
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,所以人类从来没有中断过追求更好的材料,让材料具有更优异的性质或者的所未有的功能来满足人类世世代代发展中层出不穷的新的需要和追求。
所以,一部人类文明史,从某种意义上说,也可以称之为世界材料发展史。
每一种新材料的发现,每一项新材料技术的应用,都会结社会生产和人类的生活带来巨大改变,把人类社会推向前进。
在人类发展的历史长河中,材料起着举足轻重的作用,人类对材料的应用一直是社会文明进程的里程碑。
古代的石器、青铜器、铁器等的兴起和广泛利用,极大地改变了人们的生活和生产方式,对社会进步起到了关键性的推动作用,这些具体的材料(石器、青铜器、铁器)被历史学家作为划分某一个时代的重要标志。
如石器时代、青铜器时代、铁器时代等。
一、天然材料
在人类发展史的早期阶段,直接获取的自然财富被用于满足最简单的需要。
自然财富、原料、材料、产品阶段几乎是协调一致的。
由于没有分工,并且只不过是满足自身的直接需要,所以精加工的劳动比重很小。
随着分工程度的深化,对在自然界寻觅到的原始材料进行加工的兴趣提高了。
此后,长期以来所形成的社会关系,不断提供新的途径来更多地生产消费品和改善居住条件。
如果人类想要改善生活条件,那么无论在哪个社会阶段,都必须发展技术及与此相联系的材料使用为前提。
人身体上的“工具”、“发动设备”和感官均有局限性。
如果没有具备相应数量、质量、形式和布局的一定材料,没有必要的知识和技能,人类便会停留在原始阶段.
数百万年前,人类摆脱了动物界,开始有意识地使用石头。
除了骨头之外,石头是人类最早使用的材料之一。
起初这种材料造型粗糙,但后来经过加工,使人类得以掌握多倍于体力的力量,人类被迫发展那些在与环境斗争中取胜的能力。
人类先是用石头和骨头制成简单、基
骨针
本的工具来补充手掌、手指、指甲和牙齿的功能。
这些工具是手握的。
当他们获得了不仅使用原始石头,而且进行加工的能力后,几乎等于完成了一次革命。
当人类约在50万年前使用火时,石料的价值就更大了。
人类是由劳动创造的,劳动又是从制造工具开始的。
在已经发现的旧石器时代的人类遗址里,可以看到我们的祖先用石头打磨制成的石刀、石斧、刮削器等,这些就是人类早期曾经用过的工具。
劳动工具的出现,也带来了社会物质和人类文明的进步。
四五十万年前北京猿人群居洞穴,狩猎为生,使用的工具主要源于石头和骨头,制作粗糙,用途尚未分化。
他们的生产力水平低下,生活维艰,甚至弱肉强食。
考古学家还发现猿人有食人之风,也许猿人根本没有意识到这样做是否道德。
至于打扮自己——美的概念,他们连想也不会想。
在18,000年前山顶洞人的洞穴里,曾发现七件穿孔的石珠,五件穿孔的海蚶壳和一百多只穿孔的象牙。
这说明了比较温饱的人类萌发了爱美之心。
山顶洞人掌握了磨制和钻孔技术,能制造比较精致的石器和骨器,用骨针把兽皮缝制成衣服。
古生物学研究证明:
在这个时期,除了能加工粗糙的石器外,还能制造工具。
除了拳状锲之外,还有刮刀和刮板。
骨头、象牙、石头和植物编织物被用来制造鱼叉、鱼钩和鱼网等。
原始时代和史前时期用“划时代材料”来命名历史阶段,形象地说明了材料在人类历史上的重要性。
但人类只能利用岩石、树木、兽皮、骨骼等天然材料并进行粗糙的加工,除此之外别无他物。
所以,石器时代的生产工具极其落后,人类社会的生产力也是极端低下,所以社会发展极其缓慢,人类文化也是相当简单和粗俗的。
图2骨针
图1石制品
二、陶瓷
约在公元前7000年,开始了最早的社会分工,形成了游牧部落和农耕。
同时,材料及其产品有了进一步的发展,如罐壶、纺织和编织产品。
至此,人类活动的产物主要来自直接支出的劳动,即活劳动。
直到劳动分工和出现专式的制作时,劳动过程的组成部分才被加以区别。
这就是劳动力、劳动工具和劳动对象。
这个时期(其演变过程长达数千年)可看作是材料诞生的时期,劳动是慢慢地被物化了.六千多年前的西安半坡遗址为我们提供了丰富的文物和史料。
出土的汲水用尖底陶罐、鱼纹彩陶盆、口沿有几十种符号的陶钵都十分精美。
半坡人普遍使用磨制的石铲、石刀等石器。
他们还把骨、角制成针、锥、鱼钩、鱼叉和弓箭。
岩石、兽骨和陶土成为他们熟悉的材料.
陶器可以说是人类创造的第一个无机非金属材料。
这个划时代的发明不仅意味着使用材料的变化,而且比这更深远重要的是人类第一次有意识地创造发明了自然界没有的,并且全新性能的“新”材料。
从此人类能离开上天的赐予而进入自力创造材料的时代。
恩格斯曾论述人类从低级阶段向文明阶段的发展是从学会制陶开始的。
陶器是由粘土或以粘土、长石、石英等为主的混合物,经成型、干燥、烧制(烧制温度低于1200℃)而成的制品的总称。
陶土可塑性强,可以获得人们希望形状的器物。
陶的出现,使蒸煮食物更为方便,促进人类进化。
陶俑的出现,代替了以人殉葬的野蛮做法。
陶器在中国具有悠久的历史沉淀。
半坡村出土的碗、钵、釜、罐、瓶等,甚至还有吹气能发声的陶埙。
从著名的仰韶和龙山文化遗址出土的陶器中,人们发现当时祖先们已经掌握了烧制黑色陶器和白色陶器的配方和技术。
瓷器与陶器的关系密不可分。
当部分掺有高岭土(或长石、石英、石灰等天然釉料)以及其他含有氧化铜、氧化铁、氧化亚铅等天然色彩成份的原料在烧结陶器时,会自然在陶器表面结成一成薄釉。
在中国的历史上,明代以前中国的瓷器以素瓷(没有装饰花纹,以色彩纯净度的高低为优劣标准的瓷器)为主。
在设计陶瓷配方时,根据使用要求,加入了较多的熔剂原料,并且配方中所使用的原料在焙烧过程中所产生的气体也较少,这样焙烧后产生的空洞少,有足
够的玻璃相物质填充,制品形成的气孔较少,这种吸水率小于0.5%的陶瓷称瓷器。
另外,瓷器一般表面有釉,也是属于烧制产生的玻璃质物质。
瓷器是一种由瓷石、高岭土、石英石、莫来石等组成,外表施有玻璃质釉或彩绘的物器。
瓷器的成形要通过在窑内经过高温(约1280℃-1400℃)烧制,瓷器表面的釉色会因为温度的不同从而发生各种化学变化。
烧结的瓷器胎一般仅含3%不到的铁元素,且不透水,因其较为低廉的成本和耐磨不透水的特性广为世界各地的民众所使用山水爱瓷,是中华文明展示的瑰宝。
中国瓷器是从陶器发展演变而成的,原始瓷器起源于3000多年前。
至宋代时,名瓷名窑已遍及大半个中国,是瓷业最为繁荣的时期。
当时的汝窑、官窑、哥窑、钧窑和定窑并称为宋代五大名窑。
被称为瓷都的江西景德镇在元代出产的青特花瓷已成为瓷器的代表。
青花瓷釉质透明如水,胎体质薄轻巧,洁白的瓷体上敷以蓝色纹饰,素雅清新,充满生机。
青花瓷一经出现便风靡一时,成为景德镇的传统名瓷之冠。
与青花瓷共同并称四大名瓷的还有青花玲珑瓷、粉彩瓷和颜色釉瓷。
另外,还有雕塑瓷、薄胎瓷、五彩胎瓷等,均精美非常,各有特色。
多姿多彩的瓷器是中国古代的伟大发明之一,"瓷器"与"中国"在英文中同为一词,充分说明中国瓷器的精美绝伦完全可以作为中国的代表。
高级瓷器拥有远高于一般瓷器的制作工艺难度,因此在古代皇室中也不乏精美瓷器的收藏。
作为古代中国的特产奢侈品之一,瓷器通过各种贸易渠道传到各个国家,精美的古代瓷器作为具有收藏价值的古董被大量收藏家所收藏。
中国古代瓷器有曾拍出天价的精品,但部分国宝级瓷器并不在中国国内。
欧美人士在结婚时,便特别喜欢送赠高级瓷器茶具。
陶瓷与丝绸是中国人民奉献给世界的两件宝物,这一定程度上改变了所用民族的生活方式和价值观念。
伊斯兰民族用中国的大青花瓷盘盛饭装菜,然后很多人围着一圈共同席地享用;菲律宾等民族将中国陶瓷作为神物顶礼膜拜;非洲人将中国瓷器装饰于清真寺、宫殿等建筑上。
丝绸与陶瓷作为物质产品出现,其意义不仅只此作为可用、可穿之物,由此而延伸出来的两条大道,彻底改变了中国与世界的关系。
三、青铜
青铜是人类历史上一项伟大发明,它是红铜和锡、铅的合金,也是金属治铸史上最早的合金。
青铜发明后,立刻盛行起来,从此人类历史也就进入新的阶段-青铜时代。
我国青铜的冶炼在公元前2140--1711年开始。
晚于埃及和西亚民族(伊朗、伊拉克)。
发展快、水平高。
到殷、西周时期已经发展到较高水平。
中国使用铜的历史年代久远。
大约在六、七千年以前我们的祖先就发现并开始使用铜。
1973年陕西临潼姜寨遗址曾出土一件半圆型残铜片,经鉴定为黄铜。
1975年甘肃东乡林家马家窑文化遗址(约公元前3000左右)出土一件青铜刀,这是目前在中国发现的最早的青铜器,是中国进入青铜时代的证明。
相对西亚、南亚及北非于距今约6500年前先后进入青铜时代而言,中国青铜时代的到来较晚,但却不能否认它是独立起源的,因为中国存在一个铜器与石器并用时代,年代距今约为5500~4500年。
青铜具有熔点低、硬度大、可塑性强、耐磨、耐腐蚀、色泽光亮等特点,适用于铸造各种器具、机械零件、轴承、齿轮等。
一般来说,原始的农业、手工业和文字是青铜时代的特征.在3500~3000年前的商代遗址中,出土了大量青铜器,包括青铜乐器铜铙。
河南安阳出土的商代晚期大司母戊鼎重达875千克,以其精美壮丽闻名中外。
商代的墓葬物中已经有镀锡的铜器和锡、铅、金器,商代的甲骨文字中,有不少“车”、“舟”、”帆”字,反映出当时的交通已有相当高的水平。
我国的青铜冶炼始于夏代。
进入奴隶社会以后,炼铜技术发展很快。
所使用的劳动工具、武器、食具、货币、日用品和车马装饰,都是用青铜制造的,显示出我们祖先精湛的艺术才能。
青铜的一个重要用途就是用来铸造武器,如钺、戈、矛、戟、刀、剑、弩、镞、盔等。
青铜武器相对于石制和纯铜武器来说,其威力如同枪炮对刀戟,当军队和战争成为一个国家的暴力机器和手段的时候,青铜以它4.7倍于纯铜的硬度频频向统治贵族领取赫赫战功。
更主要的是青铜材料代表一种新的生产力登上了历史舞台,有力地促进了生产的发展和人类文明的进步。
青铜逐步取代部分石器、木器、骨器和红铜器,成为生产工具的重要组成部分。
青铜工具的出现,在生产力的发展上起了划时代的作用。
青铜工具如斧、锯、凿、锥等,青铜农具有锄、铲 等已广泛使用,青铜工具在生产中的效用,使青铜冶铸技术日益重要,因而获得飞速发展。
图8青铜头盔
青铜表面处理工艺-鎏金,即以热水银溶解金箔,然后涂附在铜器表面并蒸干水银,使一层薄金紧密地附着在器物表面,是一种防止铜器发生氧化的表面处理工艺。
中国古代青铜器的一个突出特征是制作工艺的精巧绝伦,显示出古代匠师们巧夺天工的创造才能。
用陶质的复合范浇铸制作青铜器的和范法,在中国古代得到充分的发展。
陶范的选料塑模翻范,花纹刻制均极为考究,浑铸、分铸、铸接、叠铸技术非常成熟。
随后发展出来毋需分铸的失蜡法工艺技术,无疑是青铜铸造工艺的一大进步。
在青铜器上加以镶嵌以增加美观,这种技术很早就出现了。
镶嵌的材料,第一种是绿松石,这种绿色的宝石,至今仍应用在首饰上。
第二种是玉,有玉援戈,玉叶的矛,玉刃的斧钺等。
第三种陨铁,如铁刃铜钺,铁援铜刃,经鉴定,铁刃均为硕铁。
第四种是嵌红铜,用红铜来组成兽形花纹。
春秋战国时也有用金、银来镶嵌装饰的青铜器。
著名的越王剑也是由青铜铸造的。
图10
西汉长信宫灯的形态为一梳髻的跣足侍女跪坐在地,手持铜灯。
整件宫灯通高48厘米,重15.85千克。
由头部、右臂、身躯、灯罩、灯盘、灯座6个部分分别铸造组成,头部和右臂可以组装拆卸,便于对灯具进行清洗。
宫灯部分的灯盘分上下两部分,刻有“阳信家”铭文,可以转动以调整灯光的方向,嵌于灯盘沟槽上的弧形瓦状铜版可以调整出光口开口的大小来控制灯光的亮度。
右手与下垂的衣袖罩于铜灯顶部。
宫女铜像体内中空,其中空的右臂与衣袖形成铜灯灯罩,可以自由开合。
燃烧的气体灰尘可以通过宫女的右臂沉积于宫女体内,不会大量散逸到周围环境中。
灯罩上方部分残留有少量蜡状残留物,推测宫灯内燃烧的的物质是动物脂肪或蜡烛。
油烟及未完全燃烧的残碳由袖部进入头腔内,碰到腔壁冷却减速以后就会附着在腔体内侧;宫女的头部是可拆卸的,可定期清除积垢。
宫灯表面没有过多的修饰物与复杂的花纹,在同时代的宫廷用具中显得较为朴素。
四川广汉三星堆遗址介绍:
三星堆遗址属全国重点文物保护单位,是中国西南地区的青铜时代遗址,位于四川广汉南兴镇。
1980年起发掘,,因有三座突兀在成都平原上的黄土堆而得名。
三星堆文明上承古蜀宝墩文化,下启金沙文化、古巴国,前后历时约2000年,是我国长江流域早期文明的代表,也是迄今为止我国信史中已知的最早的文明。
因为三星堆遗址的发现,与长期以来历史学界对巴蜀文化的认识大相径庭,有些地方甚至完全不同。
例如历史学界一向认为,与中原地区相比,古代巴蜀地区是一个相对封闭的地方,与中原文明没有关联或很少有交往。
而三星堆遗址证明,它应是中国夏商时期前后,甚至更早的一个重要的文化中心,并与中原文化有着一定的联系。
验证了古代文献中对古蜀国记载的真实性。
以前历史学界认为,中华民族的发祥地是黄河流域,然后渐渐的传播到全中国。
而三星堆的发现将古蜀国的历史推前到5000年前,证明了长江流域与黄河流域一样同是中华民族的发祥地,证明了长江流域地区存在过不亚于黄河流域地区的古文明。
被誉为世界第9大奇迹,填补了中国考古学、青铜文化、青铜艺术史上的诸多空白,填补了中国考古学、青铜文化、青铜艺术史上的诸多空白揭示了“开国何茫然”的古代蜀国的文化面貌,产生了高度发展的国家,其历史价值和艺术价值更高,把巴蜀早期历史向前推1000多年,揭示了中华民族起源的多元性。
验证了传说中的古蜀王鱼凫氏和杜宇氏的历史是真实可信的,找到了鱼凫氏和杜宇氏的故都之所在祭祀坑所出土的青铜器,雄辩的证明商周时期的古蜀国已有高度发达的青铜文化。
四、铁
铁器时代是人类发展史中一个极为重要的时代。
人类最早发现和使用的铁,是天空中落下来的陨铁。
陨铁是铁和镍、钴等金属的混合物,含铁量较高。
在很久以前,人们就曾用这种天然铁制作过刀刃和饰物,这是人类使用铁的最早情况。
地球上的天然铁是少见的,所以铁的冶炼和铁器的制造经历了一个很长的时期。
当人们在冶炼青铜的基础上逐渐掌握了冶炼铁的技术之后,铁器时代就到来了。
青铜器到铁器是生产工具的重大发展。
中国最早的关于使用铁制工具的文字记载,是《左传》中的晋国。
在春秋时期,中国已经在农业、手工业生产上使用铁器。
春秋战国时期发明了生铁冶炼技术,用铁水浇铸成农具、工具,开始大量使用铁器。
中国冶铁历史比欧洲早1900年。
铁的价格便宜,铁制农具大面积推广应用;
铁是地球上储量居于第三的元素(前两位为硅、铝),来源于大型恒星的聚变。
在自然界分布极广,是地壳的重要组成元素之一。
因为天然的纯铁在自然界几乎不存在,铁矿石的熔点也较高,又不易还原,所以人类利用铁较铜、锡、铅、金等还要晚些,在埃及、西南亚等一些文明古国所发现的最早的铁器,都是由陨铁加工而成的。
1972年,在我国河北省藁城县台西村出土了一把商代铁刃青铜铖,其年代约在公元前十四世纪前后,在青铜铖上嵌有铁刃,该铁刃就是将陨铁经加热锻打后,和铖体嵌锻在一起的。
我国还曾出土过类似的铁刃铜铖和铁援铜戈各一把,年代相当于商末周初,铁的部分也是由陨铁加工成的。
人们曾在西亚古苏美尔人所建的古乌尔城的古墓中,发现一把由陨铁制成的小斧,在古苏美尔人所建的古乌尔城的古墓中,发现一把由陨铁制成的小斧。
在古苏美尔语中,铁叫做“安巴尔”,意思是“天降之火”,所谓天降之火就是陨石。
埃及古人则干脆把铁叫做“天石”。
可见人们最早认识铁是从陨石开始的。
天降的陨石,数量很少,因此用陨铁制作的器具当然是很珍贵的,同时还带有神秘的色彩。
用陨石作工具是很少的,所以在生产上,它没有什么明显的影响,但通过对陨石利用,毕竟使人们初步认识到铁。
世界上许多民族都先后掌握了冶铁技术。
小亚细亚的赫梯人在公元前1300年左右已掌握了冶炼技术,但赫梯国王将冶铁术视为专利,严禁外传。
赫梯王国衰亡后,冶铁术向外传播。
据考古发掘和文献记载,使用铁器最早、最普遍的两个地区,都为赫梯人的邻国:
其东的叙利亚、巴勒斯坦和其西的希腊。
叙利亚、巴勒斯坦地区当时居住着腓尼基人、腓尼斯丁人和以色列人。
《旧约全书》的《创世纪》中即提到亚当的第8代孙该隐善作各种青铜和铁制工具器皿。
在巴勒斯坦也考古发现了冶铁炉多处,年代在公元前13世纪左右。
迄今所知最早的铁犁发现于巴勒斯坦的盖拉尔遗址(前13-12世纪),可见这一地区已较普遍地在工农业使用铁器。
一般认为,前10世纪以后,叙利亚、巴勒斯坦一带是古代东方铁器生产的一个中心。
在同一时期,希腊地区也普遍使用铁器。
在雅典陶区的前10世纪的居住遗址中,铁制工具与武器甚为集中,有长剑、长矛、刀、斧、锉具等物,特别是有铁制的门闩片等小器物,说明铁的使用已经相当普遍。
自此以后,铁经叙利亚而传入西亚其他地区、中亚与北非,经希腊而至东欧、西欧。
铁器坚硬、韧性高、锋利,胜过石器和青铜器。
铁碳合金的硬度大于各种铜合金,铁的冶炼温度比铜更高。
当人们能广泛用这种铁制造工具时,青铜工具才逐渐被取代。
铁器的广泛使用,使人类的工具制造进入了一个全新的领域,生产力得到极大的提高。
铁的价格便宜,铁制农具大面积推广应用;铁的耐磨性能高于青铜,铁制农具更加耐用,对农业生产有更大的促进作用,铁制农具迅速占领了生产材料市场。
铁的密度比铜小,强度和硬度比铜高,铁制盔甲比铜制盔甲轻的多,增加了战士的灵活性;铁制兵器也比铜制兵器锋利、耐用。
所以,铁制武器装备大大提高了军队的战斗力,迅速占领了军备材料市场。
五、钢
含碳量在0.0218%-2.11%之间的铁碳合金称为钢。
冶炼温度更高,强度较高,用途更广。
钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。
碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
距今1800年前出现了两步炼钢技术,即先炼成铁,再炼成钢,并一直沿用至今。
但其工艺复杂,未能大面积推广。
一直到19世纪前半期,人类始终生活在“铁器时代”。
19世纪中期俄国和土耳其之间爆发了克什米亚战争。
在此期间,英国人贝西默研制了一种新型的具有来福螺旋线新式步枪,步枪的成功使他把来福线的设计引入到铁炮的设计中。
贝西默设计了空气吹入法,在铁水排出之前吹入空气,让其中的氧气与铁水中的碳进行反应,降低碳含量,达到钢的含碳量标准(小于2.11%)。
在钢中除含铁、碳和少量不可避免的硅、锰、磷、硫元素以外,还含有一定量的合金元素,钢中的合金元素有硅、锰、钼、镍、硌、矾、钛、铌、硼、铅、稀土等其中的一种或几种,这种钢叫合金钢。
各国的合金钢系统,随各自的资源情况、生产和使用条件不同而不同,国外以往曾发展镍、硌钢系统,我国则发现以硅、锰、钒、钛、铌、硼、铅、稀土为主的合金钢系统合金钢在钢的总产量中约占百分之十几,一般是在电炉中冶炼的按用途可以把合金钢分为8大类,它们是:
合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热不起皮钢,电工用硅钢。
调质钢1.中碳型合金钢,合金元素含量较低;2.强度较高;3.用于高温螺栓、螺母材料等。
弹簧钢1.含碳量比调质钢高;2.经调质处理,强度较高抗疲劳强度较高;3.用于弹簧材料。
图16旧金山金门大桥
滚动轴承钢1.高碳型合金钢,合金含量较高;2.具有高而均匀的硬度和耐磨性;3.用于滚动轴承。
合金工具钢量具钢1.高碳型合金钢,合金元素含量较低;2.具有高的硬度和耐磨性,机加工性能好,稳定性好;3.用于量具材料。
特殊性能钢不锈钢1.低碳高合金钢;2.抗腐蚀性好;3.用于抗腐蚀、部分可做耐热材料。
耐热钢1.低碳高合金钢;2.耐热性能好;3.用于耐热材料、部分可做抗腐蚀材料。
低温钢1.低碳合金钢,根据耐低温程度合金元素有高有低;2.抗低温性好;3.用于低温材料(专用钢为镍钢)
钢的优越性
1、材料强度高:
钢的容重虽比较大,但强度却高很多,与其它建筑材料相比钢材的容重和屈服点的比值最小。
2、
房屋自重小:
轻钢建筑主体结构的含钢量通常在20-80千克左右,彩色压型钢板的重量低于10KG。
大大降低基础造价
3、
图15艾菲尔铁塔
安全可靠:
钢材质地均匀,各向同性,弹性模量大,有良好的塑性和韧性。
为理想的弹性-塑性体,因此计算准确,可靠性强
4、美观:
轻钢的围护为彩色压型钢板,使用年限为三十年不褪色,不锈蚀。
由于彩涂板颜色的多样性,使得建筑物线条明朗,观感舒适,且比较容易造型
5、抗震性好:
由于主要承重构重构件为钢构,其韧性和弹性较大,大大加强了整体结构的稳定性
6、适用范围广:
适用于各类工业厂房、仓库、超市、高层建筑等
六、有色金属
有色金属non-ferrousmetal,狭义的有色金属又称非铁金属,是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。
广义的有色金属还包括有色合金。
有色合金是以一种有色金属为基体(通常50%),加入一种或几种其他元素而构成的合金。
有色金属通常指除去铁(有时也除去锰和铬)和铁基合金以外的所有金属。
有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,电阻比纯金属大、电阻温度系数小,具有良好的综合机械性能。
常用的有色合金有铝合金、铜合金、镁合金、镍合金、锡合金、钽合金、钛合金、锌合金、钼合金、锆合金等。
近代以来,人们除了发展钢铁材料以外,还进一步发展了金、银、铜、钛、铝、镁、钼等有色金属及其合金材料。
全世界每年金属材料总产量约达八亿吨,其中黑色金属约占95%,有色金属只占5%。
有色金属资源的开发和利用,不只是对钢铁材料的补充,更重要的是可以发挥和开发钢铁材料不具备的各种特殊性能,在特定领域中,还必须采用有色金属才能最大限度满足现代科学技术对各种材科性能所提出的要求。
有色金属中的铜是人类最早使用的金属材料之一。
现代,有色金属及其合金已成为机械制造业、建筑业、电子工业、航空航天、核能利用等领域不可缺少的结构材料和功能材料。
实际应用中,通常将有色金属分为5类:
1.轻金属。
密度小于4500千克/立方米,如铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡等。
2.
重金属。
密度大于4500千克/米3,如铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、铋、镉、汞等。
3.贵金属。
价格比一般常用金属昂贵,地壳丰度低,提纯困难,如金、银及铂族金属。
4.半金属。
性质价于金属和非金属之间,如硅、硒、碲、砷、硼等。
图19飞机
5.稀有金属。
包括稀有轻金属,如锂、铷、铯等;稀有难熔金属,如钛、锆、钼、钨等;稀有分散金属,如镓、铟、锗、铊等;稀土金属,如钪、钇、镧系金属;放射性金属,如镭、钫、钋及阿系元素中的铀、钍等。
20世纪上半叶,材料科学家利用合金化和时效强化,把Al合金的强度提高到700MPa,铝合金的比强度为(强度/密度)2.64×106cm是钢的比强度(0.61×106cm)的4倍有余。
这意味着达到同样强度,Al合金的用量只有钢的1/4,这就为Al合金作为一种结构材料带
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 材料 人类文明 发展