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材料加工技术的发展深化材料宏观性能认识

时间:2023-11-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:材料加工技术的发展加深了人们对材料宏观性能的认识。材料合成技术的发展使材料的应用领域变得更加广泛。实现第二个特征要求计算机模拟与仿真技术的高度发展和材料数据库的高度完备,从而形成动态模拟,这也是当前材料所谓“虚拟”加工技术的重要发展方向。近年来,材料加工技术的进步,大大减少新发现的先进材料从实验室投入商业市场所需的时间。

材料加工技术的发展深化材料宏观性能认识

材料加工技术的发展加深了人们对材料宏观性能的认识。人类最早使用的是天然材料,利用木材、石头、泥土、矿石及家畜产品以应对当时一般的生产和低水平生活的需要。在生产实践中,人们逐步积累了一些材料加工技术。大约从公元前4000年开始,人类从漫长的石器时代进入青铜器时代,出现了铜的熔炼技术和铸造技术,人类开始掌握对自然资源进行加工的技术。公元前1400年至公元前1350年,其间开始出现以大规模炼铁技术和锻造技术为代表的材料加工技术,人类进入铁器时代。从公元1500年到20世纪初,随着科学技术的进步,人们对多数材料的强度、硬度、传热性、导电性、透光性、耐腐蚀性等宏观性能有了较多的知识,积累了更多的材料加工方法。受产业革命的影响,以钢铁为代表的金属材料的社会需求骤增,同时对钢材的抗压、高强度、高韧性和抗腐蚀性的要求也日益提高,使冶金技术在19世纪下半叶发生了重大变革,高炉技术和金属精炼日渐成熟,具有各种特殊性能和功能的合金钢也应运而生。水泥生产是19世纪开创的又一重要的材料工业,它以石头、煤炭为基本原料,与钢材、玻璃相配合,使建筑技术发生了大变革。

从20世纪初到20世纪后期,有机高分子材料的出现与发展使材料的品种面貌发生了很大的改观,半导体材料和多种功能性材料的发现和研制促进了许多新兴工业的发展,陶瓷制品生产的机械化大大提高了人类的生产能力。材料合成技术的发展使材料的应用领域变得更加广泛。据统计,截至1976年,全世界的材料品种有25万种,年增长率为5%。从20世纪后期至今,材料加工技术呈现出两个特征:一是按照使用要求来设计材料的性能,实现性能设计与制备加工工艺设计的一体化;二是在材料设计、制备、成型与加工处理的全过程中,对材料的组织性能和形状尺寸实行精确控制。实现第二个特征要求计算机模拟与仿真技术的高度发展和材料数据库的高度完备,从而形成动态模拟,这也是当前材料所谓“虚拟”加工技术的重要发展方向。近年来,材料加工技术的进步,大大减少新发现的先进材料从实验室投入商业市场所需的时间。(www.xing528.com)

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