书香文雅编著的《不可思议的新材料(漫画版)》介绍了一些改变了当今社会生活的新材料。在科技飞速发展的今天,我们穿的、住的、用的都可能是科技带来的创新成果。那些看似柔弱的纤维却比钢铁还硬百倍,战机只要刷上特殊的材料就能从雷达上消失,这就是特殊材料的魅力。它们为何这么神奇。
《不可思议的新材料(漫画版)》由书香文雅编著。
《不可思议的新材料(漫画版)》为“大开眼界之新科技”丛书之一。
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金属的历史
在我们的生活中,金属随处可见。铁锅、不锈钢刀具、铝合金的防盗网等都是金属制品。小朋友们,你们知道人类第一次使用的金属是什么吗?又是什么时候呢?金属的发展过程又是怎样的呢?下面就让我们一起去了解金属的发展过程吧。
早在公元前5000年左右,人类就开始使用金属了,人类较早使用的金属就是金。存在于自然界中的金基本上没有掺杂其他的物质,不需要复杂的提炼工艺就能提炼,而且想要把金熔化成液体也比较简单,因为金的质地柔软,还容易被制造成各种装饰品。所以在人类生产水平还很低的时候,金自然就成为人们首先使用的金属材料了。
虽然金不需要复杂的提炼工艺,但是黄金的价格很贵,在自然界中的存储量很稀少。随着人类生产水平的不断发展提高,人们需要更多的金属材料来制造出更多的工具和日常生活用品,金已经不能满足人类的发展需求。于是,在公元前3500年左右,人类开始使用最早的合金——青铜。
青铜是一种由红铜和锡或铅合在一起的金属。它比铜更容易熔化,也比铜有着更好的抗冲击能力,同时也有着很好的铸造性和抗磨性,被用来制作成各种农业生产工具、武器、礼器等。在这些坚固农具的帮助下,农民伯伯种的粮食得到了丰收,人们的生活也过得越来越好。青铜及其制作工艺推动了社会的进步和人类历史的发展。
公元前1200年,铁走进了人们的生活,将人类从铜器时代带人了铁器时代。铁在自然界中的储量十分丰富,并且铁比青铜更加坚固,即使是在受热的条件下也能保持它原来的形态。铁不但坚硬,还有着很好的可塑性和延展性,容易被锤成其他的形状。直到现在,经济实惠的铁依然是现代工业生产和生活用品的重要原材料。
1852年,人们开始使用铝。比起铁来说,铝不会生锈,而且质量要轻巧很多。虽然铝是地壳中最丰富的金属元素,但是铝的生产工艺复杂,它的提炼首先需要高温溶解含有铝的原料,然后通过电解,才能提炼出纯铝来。不过在科技发达的今天,铝的产量早就超过了铜,是产量最高的有色金属,是一种用途广泛而又经济实用的材料,在航空、汽车、建筑等行业都发挥着重要的作用。
铁在自然界中的分布十分广泛,为什么铁的提炼和使用要比黄金和铜晚呢?
大开眼界
很多小朋友都了解,铁容易生锈,也就是说,铁容易与空气中的氧发生反应。所以,要对铁制品进行电镀、涂层等工艺处理后,才能投入生活生产,给人们使用。但是,地球上的铁往往都是以化合物的形式存在,很少以单质的形式存在。再加上铁的熔点比铜的熔点要高得多,要提炼出铁需要比提炼青铜更复杂的技术,所以铁的提炼和使用要比黄金和铜要晚。铁在没有被大量生产的时候,还曾一度被视为珍贵的神秘金属。直到金属提炼技术发展成熟了以后,铁才被大规模地提炼生产。
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随着科学技术发展,人们在传统材料的基础上,根据现代科技的研究成果,开发出新材料。今天,我们穿的、住的、用的都可能是科技带来的创新成果,那些看似柔弱的纤维却比钢铁还硬百倍。战机只要刷上特殊的材料就能躲避雷达的探测,这就是特殊材料的魅力。它们为何这么神奇?我们要从科学的角度认识它们。下面就让我们一起走进科学的殿堂,去领略一下新材料有哪些独特的魅力。