第2章第1节材料在国民经济中的作用.ppt
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1、生态环境材料学,主讲教师:王振峰 E-mail:,第二章 材料与生态环境系统,第1节 材料在国民经济中的作用 第2节 材料元素的环境和资源 第3节 材料系统与自然系统 第4节 材料与当代资源问题 第5节 材料与当代环境问题 第6节 材料工业可持续发展的障碍,第1节 材料在国民经济中的作用,2.1.1. 材料在国民经济中的作用 2.1.2.材料工业对环境的影响,1.1. 材料在国民经济中的作用,2.1.1.1 材料是国民经济和社会发展的基础和先导 2.1.1.2 材料的发展为产业革命奠定基础 重大的技术革新往往起始于材料的革新 经济发展和生活水平提高,对新材料发展和应用提出更高、更迫切的要求 材
2、料在中国是国民经济的基础性、关键性支柱产业之一,材料是国民经济和社会发展的 基础和先导,材料与能源、信息并列为现代高科技的三大支柱。在历史上,材料曾被作为社会文明进化的标志,如将历史时期分为石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代,直至现代的高分子时代等等。其中,材料既是一个独立的领域,又与几乎所有其他新兴产业密切相关。,水泥,陶瓷,耐火材料,玻璃,1756年,英国工程师J.斯米顿发现采用含有粘土的石灰石烧制的石灰;用于水下建筑的砌筑比优质石灰更坚固结实. 1796年,英国人J.帕克用泥灰岩烧制出了一种呈棕色的水泥,外观很像古罗马时代的石灰和火山灰混合物,命名为罗马水泥。 1813年,法国的土
3、木技师毕加发现了石灰和粘土按三比一混合制成的水泥性能最好。1824年,英国建筑工人J.阿斯普丁取得了波特兰水泥专利权。1907年,法国比埃利用铝矿石的铁矾土代替粘土,混合石灰岩烧制成了“矾土水泥”。 1877年,英国的克兰普顿发明了回转炉,于1885年经兰萨姆改革成更好的回转炉。 1893年,日本远藤秀行和内海三贞二人发明了不怕海水的硅酸盐水泥。 20世纪,人们在不断改进波特兰水泥性能的同时,研制成功了一批适用于特殊建筑工程的水泥,如高铝水泥,特种水泥等。全世界的水泥品种已发展到100多种。 中国在1952年制订了第一个全国统一标准,确定水泥生产以多品种多标号为原则,并将波特兰水泥按其所含的主
4、要矿物组成改称为矽酸盐水泥,后又改称为硅酸盐水泥至今。,水泥对国民经济和文化的影响,大坝用水泥,核电站用水泥,水泥是建筑工程的重要基本材料之一。水泥被广泛应用于工业建筑、民用建筑、交通工程、水利工程、海港工程、核电工程、国防建设等新型工业和工程建设等领域 。,水泥在国民经济中的作用,中国最大水泥企业海螺集团,水泥工业是国民经济中非常重要的产业。新工艺、新技术的发展必然会促进传统水泥工业的技术进步,新工艺的变革、新技术的发展和新品种的出现必将开拓新的应用领域。如宇航工业、核能工业以及其他新型工业的建设,也需要各种无机非金属材料,其中最为基本的都是以水泥基为主的新型复合材料。 水泥对人类的物质和文
5、化生活产生了积极的影响,对人类的文明和进步发挥着重要作用。,玻璃最初由火山喷出的酸性岩凝固而得。约公元前3700年前, 古埃及人已制出玻璃装饰品和简单玻璃器皿。 3000多年前,一艘欧洲腓尼基人的商船,满载着晶体矿物“天然苏打”,航行在地中海沿岸的贝鲁斯河上。由于海水落潮,商船搁浅了。于是船员们纷纷登上沙滩。船员还抬来大锅,搬来木柴,并用几块“天然苏打”作为大锅的支架,在沙滩上做起饭来。船员们吃完饭,潮水开始上涨了。他们正准备收拾一下登船继续航行时,突然有人高喊:“大家快来看啊,锅下面的沙地上有一些晶莹明亮、闪闪发光的东西!”; 船员们把这些闪烁光芒的东西,带到船上仔细把玩起来发现,这些亮晶晶
6、的东西上粘有一些石英砂和融化的天然苏打。原来,这些闪光的东西,是他们做饭时用来做锅的支架的天然苏打,在火焰的作用下,与沙滩上的石英砂发生化学反应而产生的晶体,这就是最早的玻璃。后来腓尼基人把石英砂和天然苏打和在一起,然后用一种特制的炉子熔化,制成玻璃球,使腓尼基人发了一笔大财。 1873年,比利时首先制出平板玻璃。1906年,美国制出平板玻璃引上机。玻璃生产工业化和规模化,各种用途和各种性能的玻璃相继问世。玻璃已成为日常生活、生产和科学技术领域的重要材料。约公元前1000 年前,中国制造出无色玻璃。,玻璃对国民经济和文化的影响,普通平板玻璃:窗户、门扇、室内屏风等;,玻璃的应用,深加工玻璃:钢
7、化玻璃、磨砂玻璃、压花玻璃、夹丝玻璃、中空玻璃、夹层玻璃、防弹玻璃、热弯玻璃、玻璃砖、玻璃纸、LED光电玻璃、调光玻璃等。,上海世博会联合国馆 空心玻璃砖,钢化玻璃,陶器的发明是原始社会新石器时代的一个重要标志。 我国已发现距今约10000年新石器时代早期的残陶片。 河北徐水县南庄头遗址发现的陶器碎片经鉴定为10800-9700年的遗物。此外,在江西万年县、广西桂林甑皮岩、广东英德县青塘等地也发现了距今10000-7000年的陶器碎片; 1973年在河北武安磁山首次发现而得名的磁山文化,据放射性碳素测定,距今7900年以上; 1977年考古人员在河南新郑裴李岗发现了与磁山文化时代相当、内容近似
8、的文化遗存,因此合称为“磁山裴李岗文化”。,瓷器是中国人发明的,这是举世都公认的。瓷器的发明是在陶器技术不断发展和提高的基础上产生的。商代的白陶以是用瓷土(高岭土)作原料,烧成温度达1000C以上,它是原始瓷器出现的基础。,陶瓷对国民经济和文化的影响,陶瓷材料多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等,如粘土、氧化铝、高岭土 按用途不同可分为: 日用陶瓷:餐具、茶具、缸、盆、碟、碗等; 艺术陶瓷:花瓶、园林陶瓷、器皿等; 工业陶瓷:建筑-卫生陶瓷、化工陶瓷、电瓷、特种陶瓷等。,磨削工具,中国工业陶瓷最大的 生产基地江西省萍乡市,中国在4000年前就使用杂质少的粘土,烧成陶器,并已能铸造青铜器。 东汉
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