把人类7000年的质料发展史,压缩到24小时,太神奇了

JUMU实名认证 发表于 2019-09-26 22:56 | 显示全部楼层 | 复制链接分享      上一主题  翻页  下一主题
材料,是人类文明的基石。
若以青铜器期间为出发点,把约7000年的质料文明发展汗青压缩到一天,钢铁、橡胶这些现在最常见的质料出如今几点几分?9点?15点?假如把7000年的汗青压缩到1天里,很显着时间加快了。在这一天里,每一秒相称于30天,每一个小时相称于291年。在这一天里,由于质料的发展,人类社会生产力所履历的天翻地覆的变革,足以让你震动。

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一张图看懂质料发展史

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人类在探求石器时发现了铜矿石,开采后砸碎筑炉冶炼,制成食器、水器,农器工具与武器,今后人类步入青铜期间。夏(BC2070~BC1600)是中国第一个王朝,虽国际上另有争议,但夏代青铜器及相干技能,已属于成熟的质料技能,这也是文明期间开始的紧张特性。

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老先人们使用高温热源冶炼出陨石中的,发现将其加热后会活动有可塑性,还越敲越倔强,于是,最得当制造工具的质料诞生了。我国最早在商代(约公元前1300年前)已经有应用陨铁的记载。

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中国东汉的陶匠对陶器加以改善并制造出瓷器。从三国两晋南北朝到唐代,制瓷质料和工艺技能不停发展。瓷器在宋代到达高峰,这时期闻名的汝、官、哥、定、钧五台甫窑,各领风骚。渐渐地,陶瓷依附着它的特质,成为了中国文化的图腾之一和国力的显现。

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古罗马时期,人们把石灰和火山灰搅拌一下,制出修建质料“罗马砂浆”,它就是水泥的前身。19世纪后,由于大量的工业与民用修建的兴建,各国竞相开辟耐水修建质料,水泥的鼓起就在此时。1824年英国工匠约瑟夫·阿普丁发明的水泥,水硬性好、强度高、质料丰富、代价自制,堪称无机非金属质料范畴最庞大的发明。

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随着技能的进步,人们发现铁内里碳元素的含量可以影响铁的性子,基于此原理诞生了,并陪同蒸汽机的发明掀起了震天动地的工业革命。随后,新的冶金方法不停出现,人类社会从大规模生产钢铁期间,转向高质量钢期间。

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如今被称作高分子质料或聚合物质料中的一大类是自然质料,这就是橡胶。约莫在11世纪,南美洲人就已利用橡胶球做游戏和做祭奠了。但是橡胶真正成为一种实用质料,是在美国化学家古德伊尔研究乐成硫化工艺之后才实现的。硫化橡胶厥后被投入工业中用作轮胎,应用于自行车和汽车,办理了振动和颠簸的题目。

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进入电气化期间,人们发明白发电机、电动机,同时制造了各种电器仪表,这时就有了永磁质料的需求。发展至今,其应用已经渗出到了国民经济和国防的各个方面。从20世纪初的软磁质料、永磁质料和超导质料研究发明开始,功能质料已经崭露锋芒。

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德国化学家阿道夫·冯·拜耳初次合成酚醛树脂,这是人类最早实现工业化的合成树脂,也是合成粘胶剂范畴用途最广的品种之一。

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随着台球在在西方国家的盛行,一名印刷工人发明白第一种人工合成塑料-赛璐珞,代替了本来制作台球的昂贵且稀疏的象牙。这实在是最早塑料工业的雏形,“合成质料”赛璐珞的诞生,开启了真正的人工合成质料的大门。

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美国工人用钨来冶炼钢材,制作出了耐高温、耐磨且强度高的硬质合金,它是天下上第一种人工合成硬质质料。硬质合金的应用,不但作为金属切削工具,也扩展到矿物发掘、耐磨模具和冷加工工具等。圆珠笔刚发明时,还被发起用作“笔珠”。

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铝是地壳中含量第一的金属元素,铝质料的开辟极具典范性,此中做出贡献的使命可列出极长的名单。铝合金,比钢铁更轻且比强度更高的质料,厥后成为了紧张的航空布局质料,飞机今后变得自制,加快了文化互动。

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第一次天下大战期间,冶金学家布雷尔利受雇研讨合金以便改良枪管,不测制作出天下上第一块不锈钢。而后人们将其做成餐具,舌头再也不会由于餐具的味道而受罪了。

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功能陶瓷的各种新性能、新应用不停被人们所熟悉,在我们的一样平常生存、汽车发动机、通讯电子等方面发挥了庞大的作用。

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“不粘锅”随着“塑料王”特氟龙的发明而诞生,为无数当代家庭主妇带来了便利。


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1935年美国杜邦公司卡罗塞斯博士等完成了三大合成质料之一——人造纤维尼龙的发明。尼龙的出现使纺织品的面目焕然一新,而且是工程塑料的第一品种,拥有“像蛛丝一样细,像钢丝一样强,像绢丝一样美”的赞誉。


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当钢铁敏捷发展的时间,陶瓷和玻璃被丢入大工业生产里用作原质料,而不再仅仅是个容器。修建师运用大规模生产的布局钢宁静板玻璃,创造出新的都市生存形态。

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颠末20世纪初开始的50多年的探索,镍基高温合金有了巨大进步。在天下先辈航空发动机研制中,高温合金用量已占到发动机总量的40%-60%。23:35:00

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高分子、陶瓷、金属都有难以降服的缺点,1930年代末,纤维化使人们找到降服这些缺点的新途径——由纤维构成复合,担起重任的竟是平常脆弱不堪的玻璃。由于玻璃纤维加强塑料的发明,今后出现了复合质料这一名词。

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随着在硅晶片上印刷复杂电路的技能发展,铁氧体等磁性质料和半导体质料使无线电技能的进步飞快,如许你才可以跨时空隙“网聊”。

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英国Hardold Ridley等人共同计划了第一枚人工晶体,并在伦敦为病人举行植入,使得治愈白内障成为了大概。

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光伏质料把阳光转化为源源不停的能量。从太阳能电池在空间卫星的供能范畴初次得到应用,时至本日小至主动停车计费器的供能、屋顶太阳能板,大至面积广阔的太阳能发电中央,光伏在发电范畴的应用已经遍及环球。

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钛合金和“最轻金属质料”镁合金的乐成研制,促进了航空工业和汽车工业快速发展。

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碳纤维、芳纶纤维
等高性能纤维逐一问世,基于它们强韧与结实的特点,被广泛用于制作宇航服和防弹衣等。

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锆合金
制成的包壳质料用于核反应堆的燃料组件,大大进步了核电站的安全性和可靠性(Reliability),促进了核工业的稳步发展。

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第一代半导体质料Si、Ge在以大规模集成电路为重要技能的盘算机等电子产物上广泛应用。

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五大工程塑料诞生,以塑代钢、以塑代木成为了国际趋势,随后又相继诞生了特种工程塑料、导电塑料等功能塑料,以满意工业发展的要求。23:44:30

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非晶合金
变压器带来了杰出的节能与环保效益,冲破了传统变压器产能过剩的局面。

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外形影象合金等合金质料在医学上大放异彩,拥有影象功能的镍钛合金制成的医用支架,输入目的血管后,其感受血液温度时会发生外形规复,对局促病变区起到支持作用。不但在医疗范畴,外形影象合金因其特别的影象效应,在机器、电气、航空、能源等范畴发挥着奥妙的作用。

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液晶质料
自1850年发现以来,履历了一个多世纪漫长的研究和开辟过程才终极广泛应用于条记本电脑和掌上盘算机等表现装备,丰富了我们的娱乐生存。


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高温超导体取得巨大突破,以液态氮取代液态氦用作超导制冷剂得到超导体,使得超导质料开始走向大规模开辟应用。

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随着移动通讯的飞速发展,以光纤通讯为底子的信息高速公路和互联网渐渐鼓起,以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)为代表的第二代半导体质料开始崭露头脚。

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耐热性能优秀的碳-碳复合质料被应用于飞机上的摩擦部件,更好地保障了飞机的刹车性能,现也广泛应用于工业耐热范畴。

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孔隙度高达90%的泡沫金属具有优秀的打击能量吸取特性,被广泛应用于航天航空、石油化工、修建交通等范畴。

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内部体积99%由气体构成的气凝胶,可以蒙受相称于自身质量几千倍的压力,隔热保温性能良好,是航天探测中不可替换的质料,俄罗斯“宁静”号空间站和美国“火星探路者”探测器都用它来举行绝缘。

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SiC、GaN等第三代半导体质料满足了当代电子技能对高温、高压、高频、高功率以及抗辐射等新要求,在浩繁战略性行业应用中可以低落50%以上的能量丧失,最高可以使装备体积减75%以上,对人类科技的发展具有里程碑式意义。

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石墨烯,是现在发现的最薄且最坚固的新型纳米质料,科学家预言其将“彻底改变21世纪”。除此之外,富勒烯、碳纳米管的连续发现或将开启电子装备的新期间。

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