石器时代
材料的使用和发展与生产力和科学技术视屏密切相关。人类的文明史可按使用的材料的种类划分,如石器时代,青铜器时代,铁器时代,钢铁时代和高功能材料时代。足以见得材料对人类社会进步的影响之大,涉及面之广。
早在万年以前,人类开始使用竹子,木头,牙,屁,毛,石等天然材料,这些材料在自然界中大量存在,人类可以直接获取,不给你切经过比较简单的加工就可以为人类所利用,这就是旧石器时代。
大约1万年以前,人类开始对石头进行加工,进入新石器时代。今天人们从考古学家挖掘的人类当年所使用的各种用途的锋利刀片,可以想象人类元祖的艰苦和聪明。他们能够区别,选用各种石头创造出各种工具,用于生产,生活和战争。
陶器时代新石器时代的后期,人类就发明了用黏土做原料烧制的陶器。陶器是用黏土或者黏土,长石,石英灯为主的混合物,经过成型,干燥,烧制而成的制品的总称。陶土黏性强,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。(秦兵马俑是陶器)
陶器可以说是人类创造的首例无机非金属材料,这意味着人类第一次有意识的创造发明了自然界没有的,并且性能全新的材料。从此人类能离开上天赐予二进入自主创造材料的时代。
青铜时代新石器时代,人类已经发现了自然铜和天然金,但是由于他们数量有限,分散细小,没有对人类社会缠身明显的影响。但是在烧制陶器的过程中,却发现了在高温下被还原的金属铜和锡,随后又发明了色泽鲜艳,能浇筑成型的青铜,人类进入了青铜时代。
青铜即铜锡合金。冶炼温度低,制作的器具性能好,是人类最早大规模利用的金属材料。我国的青铜的冶炼晚于埃及和西亚,但是发展快,水平高,到殷商,西周已经发展到鼎盛时期。逐步成为主要生产工具。
另一个用途就是制造武器。青铜以他4.7倍于纯铜的硬度频频向统治贵族取得赫赫战功。(越王勾践剑是青铜剑)
铁器时代公元前年,埃及人首次熔炼铁。公元前8世纪已经出现了铁质的农具。中国在春秋末期,冶铁技术遥遥领先于世界其他地区,如利用生铁经过退火制造韧性铸铁以及生铁制钢技术的发明,标志着中国生产力的重大进步。
铁是地球上储存量居于第三的固体元素,资源比铜丰富。冶炼铁的温度比铜高,但是铁碳合金的硬度大于各种铜合金。铁的价格便宜,铁质农具易于大规模推广。贴的耐磨性强于铜合金。铁质农具迅速占领了生产材料市场。铁的密度小于铜,强度硬度强于铜。铁质盔甲比铜制的盔甲轻得多,铁质武器比铜制的锋利,耐用。铁制武器大大提高了军队的战斗力。
近代历史表明,材料与社会的经济发展,地区开发乃至国家振兴都是休戚相关的。英国和美国在年就尝试用蒸汽为动力用于铁路运输,但是当时的铁轨仅仅是软钢带钉在厚铁板上,故急需一种便宜,具有所需性能的金属。倘若没有凯利和贝西默制钢技术的发展,铁路运输不可能发展,那么美国就不可能开发西部,英国也不可能工业化。
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