【精品】材科论文

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1、材料科学与地球化学漫谈、导论材料科学是一门近几年发展迅速的一门学科，尽管人类文明的标志就是对不同材料的工具的应用，但人类对材料的应用一直处于一种被动的状态，直到两百年前，化学成为了一门独立的学科，材料化学（即材料科学）才渐次的走入了科学家和人们的视野。地球化学专业是一个综合性较强的专业，所学知识主要为地质和化学，这就使得地球化学专业和同为化学专业分支的材料化学有着密不可分的关系。在地质学中，我们经常接触到的很多矿物都是材料的来源，尤其是无机材料，更是有着对矿物庞大的需求量。这里，我从人类对材料的应用的发展史和近些年来人们在无机材料方面对矿物的应用两

2、方面，简述材料科学和地球化学的联系与发展。二、材料科学简史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……100万年以前，原始人以石头作为工具，称旧石器时代。1万年以前，人类对石器进行加工,使之成为器皿和精致的工具，从而进入新石器时代。现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器，在六千多年前已经冶炼出黄铜，在四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用

3、陨铁制造兵器。我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁，比欧洲要早一千八百多年以上。18世纪，钢铁工业的发展，戚为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶,现代平炉和转炉炼钢技术的出现，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。直到20世纪中叶,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。20世纪中叶以后，科学技术迅猛发展，作为发明之母和产业粮食的新材料又出现了划时代的变化。首先是人工合成高分子材料问世,并得到广泛应用仅半个世纪时间，高分子材料已与有上千年历史的金属材料并驾齐驱，并在年产量

4、的体积上已超过了钢，成为国民经济、国防尖端科学和高科技领域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的发展。陶瓷是人类最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。50年代，合成化工原料和特殊制备工艺的发展，使陶瓷材料产生了一个飞跃，出现了从传统陶瓷向先进陶瓷的转变，许多新型功能陶瓷形成了产业，满足了电力、电子技术和航天技术的发展和需要。现在人们也按化学成分的不同将材料划分为金属材料,无机非金属材料和有机高分子材料三大类以及他们的复合材料。金属材料科学主要是研究金属材料的成分组织、结构、缺陷与性能之间内在联系的一门学科。金属材料科学与工程的工作者还要研究各种金属冶

5、炼和合金化的反应过程和相的关系，金属材料的制备方法和形成机理，结晶过程以及材料在制造及使用过程中的变化和损毁机理。对其按化学成份进行分类可以分为钢铁、有色金属以及复合金属材料。按用途分类包括结构材料和功能材料。金属基复合材料(MMC)因其良好的性能而得到了人们广泛的关注。它是一类以金属或合金为基体，以金属或非金属线、丝、纤维、晶须或颗粒状组分为增强相的非均质混合物,其共同点是具有连续的金属基体。目前,特别是航空航天部门推进系统使用的材料，其性能已经达到了极限。因此,研制工作温度更高、比刚度和比强度大幅度增加的金属基复合材料，已经成为发展高性能结构材

6、料的一个重要方向。1990年美国在航天推进系统中形成了3250万美元的高级复合材料（主要为MMC）市场,年平均增长率16%,远高于高性能合金的年增长率1.6%。无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。在晶体结构上，无机非金属的晶体结构远比金属复杂，并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、髙键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本

7、属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。无机非金属材料已从传统的水泥、玻璃、陶瓷发展到了新型的先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维、半导体材料以及光学材料。由于新型无机非金属材料除具有传统无机非金属材料的优点外，还有某些特征如:强度高、具有电学、光学特性和生物功能等，因此它们已成为现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。高分子材料为有机合成材料，亦称聚合物。自20世纪20年代德国著名科学家斯托丁格开创这一学科以来，高分子科学和技术的发展极为迅猛，如今已形成非常庞大的高

8、分子工业。它具有较高的强度，良好的塑性，较强的耐腐蚀性能，很好的绝缘性能，以及重量轻等优良性能，在是工程上的发展最快的一类