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材料人文

材料科学与人类生活

人类生活的进化,除了思想之外,物质的发明起着非常重要的作用。自古以来人们开始使用石材工具,材料已经与人类生活密不可分。今天,在青铜时代之后,铁器时代和高温超导体的出现,材料被发明和改造。由于材料的进步,人们也改善了他们的生活条件。

在农业时期,技术没有发展,一切都是手工完成的。渐渐地,机械的发展使人类拥有更快更容易的制造工具。在工业时代,机械取代了手工,劳动力需求也减少了;如今,劳动力被集中转化为技术密集型的消费品,尤其是娱乐生活。因此,在这一系列产业类型的转变下,材料的发展起着非常重要的作用,也体现了材料与人类生活的密切关系。

材料的历史和发展

从旧石器的演变到新石器时代的工具,以及从新石器时代到高技术先进世界的进步,这些材料不断被发明,可以说是人类文明的代表。因此,在一定时期内使用的材料可以用来判断那个时期或人类生活状态下的科学技术发展。在当今社会,材料科学的发展更为重要。例如,在今天的建筑物中,需要“防火”建筑材料。可以看出,物质科学也占据了人类生命安全中不可忽视的地位。另一个例子是电子元件的发展,从非常大的真空管和晶体管到集成电路(IC),这不仅为现代技术创造了一个高峰,而且使电器更小,更轻,更强大和更容易。携带各种好处。因此,人的生命确实与材料科学有关。

随着科学技术的迅速发展,许多新的技术开发材料越来越多地应用于人类的日常生活中。因为人们在日常生活中需要的各种物品由许多不同的材料组成,所以它们可以是传统的或新开发的。但无论什么样的材料,它的优缺点,无论好坏,都直接或间接地影响着我们的生活。除了日常生活,在国防或科技领域,材料科学是一个不容忽视的重要问题。此外,在医学工程和环境保护方面,材料科学的发展也为此做出了很大贡献。至于航空航天技术和信息网络的应用,材料科学的发展起着举足轻重的作用。

一般而言,材料的开发可分为三个阶段:

(1)分离类型:材料简单易行。它可以直接被视为单一材料,仅应用其自身的特征。材料的成分只是一种,不掺杂任何材料,即金属是金属,陶瓷是陶瓷。

(2)混合型:它是由两种或多种材料组成并结合了彼此特性的新产品。

(3)趋同类型:它是一种合成和发明的新材料,不能区分不同物质的材料。

随着材料的发展不断发展,各种应用都可追溯到各地的材料,对人类生活的影响是深远的。因此,物质科学不仅仅是一个学习的问题,它的发展与我们的生活息息相关,是不可分割的。

应用方面

材料的应用非常广泛,对人类生活产生了深远的影响。食品,服装,住房,旅游,教育,音乐,医疗,通讯,军事防御和空间发展等日常生活中的一切都与材料有关。以下是材料对人们生活和应用程度影响的细分:

(1)在日常生活中:

在生活中,食物,衣服,住房,交通,教育,音乐和其他用品与我们使用的材料有很大关系;例如,用于生产衣服的原料最初来自天然蚕丝棉,但由于龙,Tedron和人造纤维的发明使衣服的材料更舒适和温暖。在房屋建筑方面,防火建筑材料的开发使我们的生活更加安全,建筑物的防震设计也越来越坚固,使我们的生活更加安全。碳纤维材料被用于自行车的制造,这使得已经转向夕阳产业的自行车产业变得光彩夺目;未来磁悬浮列车的发展可以使我们的交通更加安全和快捷。在娱乐方面,CD(CompactDisc)和LD(激光光盘)不断发展,使我们的生活更加愉快。

(2)在家用电器领域:

由于半导体工业的发展,电子材料已经从庞大的真空管时代过渡到当前的集成电路(IC)时代,这不仅大大减小了尺寸,而且增加了附加功能。轻巧,紧凑,快速且易于携带,它改善了笨重,功能较少和难以操作的问题。例如,计算机的开发是如此之大以至于它可以容纳在房屋中,并且它可以被推进到可以放置在桌子上的个人计算机或笔记本计算机,并且更强大和更快地执行。另一个例子是电饭煲和洗衣机,它们具有模糊功能,使用过程更加人性化。音频设备(例如收音机和随身听)的发明使我们易于携带并且不再局限于室内使用。液晶显示材料的发展增加了视觉效果。由于其高密度和低损耗,可记录CD材料的开发已被广泛开发和制造。

(3)在沟通方面:

由于技术和信息的快速发展,信息的获取可以通过各种通信设备传达,例如卫星通信,网络连接,无线和有线通信,以及光纤通信的开发和应用,以使信息更快地传播和更精确地。所有这些都取决于材料的正确开发和应用。

(4)在医疗方面:

人类,老年,疾病和死亡对于医疗和保持身体健康是必不可少的。因此,各种生物化学,生物医学仪器和传感器诞生,例如测试人体内的血液,血压,pH等。此外,激光技术应用于医疗切割和手术;陶瓷假牙,人造骨,人工关节和牙列修正材料已取得进展。由于传感器应用于医学检测,因此可以更方便,更精确地检测患者,从而提高医疗效果。另外,由于材料的改进发明,人造假体,器官等可以更适合人体,使患者感觉更舒适。它还延长了人类的生命。

(5)在环境保护方面:

由于人口不断增加,土地和资源有限,为了保持地球的活力,必须开发环境材料和污染传感器以保持环境质量。环境材料是指在最小资源和能源消耗方面具有优异性能的新材料,对生态环境的影响最小,回收周期利用率最高或可分解使用。因此,废物的回收和再循环是值得开发的,例如再生纸,铝车等。至于环境质量测试,例如,气体传感器可用于测量有毒气体和蒸汽机车的排放和工厂的废气。此外,水污染传感器和噪声分贝机的发明使我们能够快速了解周围环境的质量。例如,在去年日本地铁的毒气事件中,如果事先安装了气体传感器,就不会造成如此大的伤亡。

(6)在能源方面:

由于煤,石油和天然气的发现,人类的能源问题已经暂时得到解决。但是,许多发展中国家正在进入经济快速增长时期,对资源和能源的需求将进一步增加。由此造成的资源和能源短缺将变得越来越严重。预计到21世纪末,石油和天然气等化石燃料将会枯竭。如何找到替代方案是目前非常重要的问题,所以现在我们正积极开发太阳能,水和风来发电。太阳能电池由诸如非晶硅的材料制成。太阳能光伏能源不仅提供能源,还有助于环境保护。在传统能源和环境污染问题有限的情况下,发展必须使用无污染的太阳能光伏能源。

(7)军事防御:

军事武器不断发展,如何开发更安全,更快速,更精确的武器是国防技术的重点。国防技术的发展使战争不再像以前的混战一样。如红外线掩模的发明,因为它可以避免水分子的吸附,空气中的一氧化碳,以及悬浮颗粒的影响,使国家检测更加准确。在雷达探测方面,它为国家安全提供了更好的警告。

(8)在空间发展方面:

飞机的发明使我们更容易往返全国各地。航天飞机的发明使我们能够探测到外太空。卫星的发展为探测地球表面和传输信息提供了良好的中继站。这些都是由于材料的发展,例如铝合金和钛合金的优良特性,它们具有轻质和耐高温性,并已应用于航空航天工业。

结论

总之,材料科学的应用范围太大,从日常食品,服装,住房,旅游到军事防御,都涉及到材料。除上述应用外,正在积极开发新材料,如高温超导材料,金刚石薄膜材料和人工智能材料,新材料必将主导未来世界。

材料是工业的基础。材料科学的发展具有前瞻性。它处于时代的前沿。它决定了人类的生活方式,为人类未来的生活画上了蓝图,不断提高人类的生活质量。因此,材料科学对人类生活有很大的影响。过去就是这样,未来更是如此。

发布时间:2009-06-19 浏览:

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