材料科学与人类文明课程复习资料(3)

材料科学与人类文明

业经济相当发达，到了唐宋时代，经济繁荣，科学文化发达，社会安定，国泰民安，处于盛世，形成了我国封建社会的科学文化高峰。

5. 照亮人类文明的七种金属

在人类文明发展史上， 人们发现了七种至今仍然广泛应用着的金属， 它们是金银铜铁锡铅汞。这七种金属的发现及应用对人类社会产生了深远的影响。

6.航天科技与人类文明

具有通信距离远、容量大、质量好、可靠性高、机动灵活等优点的卫星通信, 已成为现代通信的重要手段。卫星通信把分散的电子计算机设备连成全国乃至国际的信息网络, 大大发挥了计算机系统的效用, 给人们带来了极大方便。

通信卫星在保护地面环境的前提下, 极大地提高了人类的文明程度。

气象卫星预报天气变化

气象卫星是从太空对地球和大气层进行气鉴观测的航天器。

气象卫星已成为人类预防灾害、节约资源、保护环境的重要帮手。

资源卫星节约利用资源

地球资源卫星是勘测地球资源的航天器, 能“ 看透” 地层, 发现人们肉眼看不到的地下宝藏、历史古迹和地层结构, 能普查森林、海洋等资源, 能鉴别农作物的收成和考察各种严重自然灾害。

7.材料的业绩

7.1飞机发展的关键

1903 年，美国莱特兄弟发明了世界上第一架飞机，所用原料是木材和帆布。飞行速度每小时只有16公里，和骑自行车的速度差不多。

1911年，铝合金研制成功，很快取代了木材和帆布，到第一次世界大战期间，全金属结构的飞机已很普遍了。例如到1939年，螺旋桨飞机创造的最高时速已达755公里，仅36年的时间，飞行速度提高了47倍。

从铝合金的耐热性来讲，当飞机速度达到两倍音速时，铝的强度会显著降低；三倍音速时，就会发生空中解体。要制造表面耐温超过180℃，即飞行速度为音速2．5倍的飞机，需要用钛合金（可承受550℃温度）代替铝合金。

一架波音767飞机，由于采用复合材料减重450公斤，采用超高强度钢减重900公斤，采用改进铝合金减重363斤三项总计共1．7吨。据统计，飞机结构如，减轻一公斤，每年可节省燃料2900公斤，可见其经济效益有多大。

航天飞机的研制成功，是人类征服太空的又一次胜利，也显示出在现代技术革命中材料举足轻重的地位。

7.2材料—农业现代化的坚强后盾

农业现代化最显著的特征是要在生产中大量采用各种先进的工业技术和新材料，换句话说，现代化农业要由工业部门投入大量物资，用现代工业的装备武装农业。

拖拉机是应用最广泛的一种农业机械。制造拖拉机不仅消耗材料多，而且要求零部件质量好、寿命长，这些零部件都要用性能优越的材料来制造。由于材料质量和设计制造水平的提高，使得拖拉机的结构和性能也得到不断改进。不但向大型化、大马力、高速度和高效率方向发展，还可对配套农具实现自动调节和控制。它除了能耕地、整地、播种外，根据需要，交换不同的农具，还能干推土、铲运、开沟、施肥、收获、割草等几十种工作。

7.3新能源中的老问题

从20世纪70年代的能源危机以来，新能源的开发和节能技术引起了普遍重视。这些技术中除核反应堆已经进入实用阶段，其他都比较年轻。例如，太阳能、深层地热和氢能等还存在各种各样的问题。一些过去进展缓慢的领域，如煤的气化和液化，重新成为研究的重点。