墓础科学的发展与金相学的诞生

基础科学的发展加深了人们对材料微观结构的认识。化学家很早就建立起由于所含元素不同而性能各异的概念。1863年，英国地质矿物学家索比（Henry C.Sorby）在显微镜下观察金属表面，发现了金属的显微结构，开启了金属结构同金属拉力、延展性及其他性能的关系研究。1887年，荷兰化学家罗泽博姆（Bakhuis Roozeboom）开始用相律研究合金的性质。1903年，德国物理化学家塔曼（Gustav Tammann）开始研究冶炼中的物质平衡、热平衡及炉内气体运动规律。1911年，丹麦物理学家玻尔（Niels Bohr）建立了原子结构理论。1916年，美国化学家路易斯（Gilbert N.Lewis）建立化学键的电子理论。量子力学、电子衍射、中子衍射、光谱理论、电子成像理论、X射线成像理论等的发展，使材料微观分析技术逐步完善，成为一个相互交错、相辅相成的体系。

20世纪，物理学、化学的发展使研究深入材料的晶体结构、分子结构、原子结构等微观的基本结构中。人们除了研究材料的强度、硬度、弹性、疲劳、蠕变等力学性能为主的材料力学之外，也对各种材料的结构与性能之间的关系进行深入研究，并取得许多重要成果。例如，1912年通过X射线衍射法，人们获知了金刚石是正四面体晶体结构，而石墨是平面的六边形晶体结构。在这种认识的基础上，1955年美国通用电气公司实验室终于将石墨变成了金刚石。各类材料的本质揭示，有效指导了改善材料性能的途径、研制方法及其加工技术。此外，杂质对材料性能的影响也越来越受到人们的重视，从而使各种材料生产工艺得到很大的改进。(www.xing528.com)

因此，从19世纪后半叶到20世纪，由于人类对材料宏观性能、微观结构及其关系研究的加深，所以各种分门别类的材料学先后建立起来，例如以材料化学成分划分的金属材料、陶瓷材料、高分子合成材料等，以材料功能划分的建筑材料、汽车工业材料、电力工业材料、电子工业材料、航空工业材料、半导体材料、原子反应堆材料、计算机材料、超导材料等。其中，最早独立成为一门学科的是金相学。1863年，英国地质矿物学家索比首次用显微镜观察经抛光并蚀刻的钢铁试片，从而揭开了金相学的序幕。1871年，美国矿业工程师协会成立。1889年，英国采矿工程师学会成立。1903年，专业的金相学家开始出现。1910年，德国柏林工业大学开始开设金相学讲座。1911年，《国际金相学杂志》诞生，其后一些专著陆续出版，标志着金相学的正式形成。其他材料学科建立亦大致如此。1956年中国金属学会成立。