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材料塑造历史,我们改变材料!
来源:最有料网

    试着想象,如果没有材料,我们的世界会是什么样?材料的发展,推动着社会的进步。从远古到今天,材料也在充当推动社会历史发展的关键角色,有的材料开疆辟土成为一个时代的烙印,有的材料鞠躬尽瘁,默默绘制着它所在时代的轮廓……
竹木
    早期的人类离不开森林,竹木是唯一一种伴随着人类历史发展而一直存在的材料,从数百万年前的非洲一直延续到现在。曾经,我们的原始物质世界几乎全部是原木、木棒、树皮、树枝、竹子及其他木质工具。
    掌握竹木加工技术让人类能够将河流和海洋从等阻碍变成道路;即使小竹木也可用来建造栅栏、屋子和墙壁以及床、椅子、篮子和桶等生活用品。从20世纪开始,加工技术使木材的应用拓展到全新的形式,包括切片,层压板,实木颗粒和木质芯片等。
    新材料——竹纤维,即竹原纤维,也称天然竹纤维,取自天然竹子,属于森林资源。有别于化学竹粘胶纤维(竹浆纤维、竹炭纤维),是从竹子茎部取得的韧皮纤维,采用机械物理分丝、化学或生物脱胶、开松梳理相结合的方法直接从竹材分离制取的天然纤维,是继棉、毛、丝、麻之后的世界第五大天然纤维。
    与传统材料相比,竹纤维不仅在性能上超越玻璃纤维、粘胶纤维等化学材料,更具有天然环保、原料可再生、低污染低能耗、可自然降解等特点,势必成为新材料领域最具发展潜力、最值得布局的领域之一。
    竹纤维作为重点基础材料,是一种性能优异的高分子材料,可广泛应用于纺织、非织造、复合材料、建筑材料、环保材料等生产领域。目前已开发成功的下游应用产品有:牛仔布、无纺布、床垫、地毯、空调滤清器、汽车内饰板、增强复合板材等。
石器
    新石器时代以使用磨制石器为标志的人类物质文化发展阶段。人类开始从事农业和畜牧,将植物的果实种子加以播种,并把野生动物驯服以供食用,人类不再只依赖大自然提供食物,因此其食物来源变得稳定,同时农业与畜牧的经营也使人类由逐水草而居变为定居下来,节省下更多的时间和精力,而人类亦已经能够制作陶器、纺织,在这样的基础上,人类生活得到了更进一步的改善,开始关注文化事业的发展,使人类开始出现文明。
陶瓷
    陶瓷存在与否是社会发展程度最基本的指标之一。 在“无陶器”社会,几乎没有储存食物或水的方法。因此,在学会烧制粘土之前,社会的农业发展规模非常有限。
    铜是人类广泛使用的第一种金属。 这种金属通常从矿石中还原出来,质地相当柔软,使用上不具优势。青铜是红铜和锡或铅的合金,因为其氧化物颜色青灰,故名青铜。青铜文明,在考古学上是以使用青铜器为标志的人类文化发展的一个阶段。中国青铜器是中国在夏商周时期的文化与科技的代表,具有特殊的社会地位,是森严等级制度的产物。
铁器
    铁器时代是考古学上继青铜时代之后的一个人类社会发展时代。其与之前时代的主要区别在于农业发展,宗教信仰与文化模式。即使今天,也没有比铁更重要的金属了,而且铁已存在近3000年。铁矿石几乎分布在世界各地,不同工艺可生产出具有不同特性的材料。从历史上看,铁主要有三种应用形式:锻铁,铸铁和钢。工匠们完全依靠经验和观察,发现了这些形式并连续使用了几个世纪。人们直到19世纪才弄清楚它们之间的差异,尤其是碳的作用。
    锻铁几乎是纯铁,兼具塑性和韧性,很容易锻造成形。铸铁的碳含量可能高达5%,铸铁与锻铁性能不同,可以在炭炉中熔化,浇注在模具,这种材料非常硬且脆。从历史上看,铸铁通常从高炉中生产,早在二千五百年前,中国金属工匠可能就已经掌握这项技术。
纸张
    在数千年之前,人类将语言写在石头,粘土,木材,布,皮肤和其它表面上。尽管选择多样,且电子媒体也不断兴起,但一个没有纸的世界对于我们来说也是不现实的。纸是2000年前中国灿烂文化中最有创造性的发明之一。从植物、布料中得到纤维,通过浸润过滤掉腐烂部分,它们可以重构成随机缠结的片材。通过仔细的加压成片,直至干燥,之后用淀粉密封成型。最终得到不同柔韧度的纸张。纸的应用形式可以有很多,如日本用于灯笼的牛皮纸,用于墙面的壁纸等。
水泥
    水泥的历史可追溯到古罗马时代。当时古罗马人在建筑时,会把石灰和火山灰混合起来成为建筑原料,是为史上最早之水泥。1796年英国人詹姆士·帕加(James Parker)用泥灰岩烧制一种棕色水泥,称“罗马水泥”。1824年英国人约瑟·阿斯普丁(Joseph Aspdin)用石灰石和粘土烧制成水泥,被命名为波特兰水泥,并取得专利权。
    尽管在文艺复兴之前很久,人们已经懂得使用各种低效的方法来生产钢,但是钢的普及化要等到十七世纪,也就是有了更高效的生产法之后。19世纪中叶,现代平炉和转炉炼钢技术的出现,,使钢更加廉价,产量更高,在许多领域的应用中,,使人类真正进入了钢铁时代。与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。
    硅是地球上储藏最丰富的元素之一,19世纪科学家们发现晶体硅的半导体特性。1948年,巴丁(J. Bardeen)、布拉顿(W. H. Brattain)和肖克利(W. Shockley)发明晶体管。成为所有现代电子学的基石和微芯片与计算机技术的基础。
    19世纪的研究员永远不会知道在下一个世纪后半叶,这些半导体将与其他材料一样深刻地改变世界。
    在第二次世界大战的刺激下,对通信和控制技术的需求得到了极大的扩张,晶体管,开始出现在战后的岁月里。晶体管首先由非常奇特和昂贵的半导体材料制成,且最初并不容易制造或使用。但是,当化学家发现如何制造大型和非常纯的硅晶体时,大量新的应用就出现了。随着将廉价可靠的整个复杂电路(包括数字计算机的工作)印刷在硅晶片上的技术的发展,信息和通信的革命成为可能:这就是一场我们今天继续看到的革命。
    
    历经万年之久,跨越整个地球,各种各样的材料出现在我们的世界,塑造着我们的生活。每位研发、生产和使用材料的个体都用自己的智慧参与历史的进程。