材料學(xué)的偉大時刻

材料科學(xué)與工程歷史大事件時間意義最早的燒制陶瓷：發(fā)現(xiàn)于摩拉維亞的公元前28000材料加工的開始巴甫洛夫山遺址的以動物和人類為年（推測）外形的小型雕塑、厚板和圓球，陶瓷的制作由此開始最早的冶金學(xué)始于遠古新石器時代，公元前8000年使得石器被更加耐用，多功能的銅人類開發(fā)了裝飾性錘延銅材（推測）器所替代在現(xiàn)代土耳其周邊，人們發(fā)現(xiàn)可以從公元前5000年成為冶金提取術(shù)—開發(fā)地球礦物寶孔雀石和藍銅礦中萃取液體銅以及（推測）藏的手段熔融的金屬可鑄成不同的形狀。埃及人首次熔煉鐵（或許是作為銅精公元前3500年揭開了將成為世界主導(dǎo)冶金材料的煉的一種副產(chǎn)品），微量的鐵主要用（推測）第一個制備秘密于裝飾或禮儀。在現(xiàn)代敘利亞和土耳其地區(qū)，金屬業(yè)公元前3000年建立了合金的概念——將兩種或以勞動者發(fā)現(xiàn)在銅礦石熔煉前加入錫（推測）上的金屬熔合在一起以獲得性能優(yōu)礦可以制造出青銅器于組分的產(chǎn)物伊朗西北部人發(fā)明了玻璃。公元前2200年成為第二種偉大的非金屬工程材料（推測）（繼陶瓷之后）。中國制陶藝人使用高嶺土制備出首公元前1500年開始了這種陶瓷的優(yōu)秀制作工藝和批精細陶瓷（推測）藝術(shù)的歷史近東地區(qū)金屬業(yè)勞動者開發(fā)出熔模公元前1500年建立了創(chuàng)造和復(fù)制復(fù)雜冶金結(jié)構(gòu)的鑄造造型工藝（推測）能力南印度的金屬業(yè)勞動者發(fā)展了坩堝公元前300年生產(chǎn)出幾百年后成為著名的“大馬煉鋼。（推測）士革”劍鋼的“伍茲鋼”，激發(fā)了數(shù)代工匠、鐵匠和冶金學(xué)家中國金屬業(yè)勞動者開發(fā)了鐵鑄造工公元前200年創(chuàng)立了此后數(shù)個世紀(jì)中國主要制造藝（推測）鐵器的方法估計是在現(xiàn)代敘利亞、黎巴嫩、約旦公元前100年使大、透明且防漏容器的快速制造和以色列地區(qū)的某地，腓尼基人發(fā)明（推測）成為可能了玻璃吹制技術(shù)在印度德里，鐵匠鍛造并豎起一根高400年抵抗了超過1500年有害環(huán)境的影7米的鐵樁（推測）響，創(chuàng)造了一個長期的材料科學(xué)和考古學(xué)共有的研究興趣古騰堡（JohannesGutenberg）發(fā)明了1450年確立了大眾傳播的基本技術(shù)一種澆鑄在銅合金鑄模內(nèi)、適于批量高精度印刷出版需求的鉛-錫-銻合金。約翰森豐肯（JohansonFuncken）開1451年開始了采礦和金屬加工回收其他操發(fā)了一種方法，可以從經(jīng)常混雜的礦作的副產(chǎn)品石中將銀和鉛、銅分開。比林古喬(VannoccioBiringuccio)出1540年提供了最早的鑄造時間的書面說明版了《火法技藝》(DeLaPirotechnia)阿格里科拉（GeorgiusAgricola）發(fā)1556年表了《論冶金》。伽利略在已征詢有關(guān)造船的問題后1593年出版DellaScienzaMechanica（“關(guān)于機械知識”）列文虎克（AntonvanLeeuwenhoek）1668年制做出放大倍數(shù)超過200倍的光學(xué)顯（推測）微鏡。達拜（AbrahamDarbyI）發(fā)現(xiàn)熔煉鐵1709年鼓風(fēng)熔爐中，使用焦炭可以有效替代木炭在英國，發(fā)出了第一個膠的專利（魚1750年膠，一種非常明確的粘合劑）斯米頓（JohnSmeaton）發(fā)明了現(xiàn)代1755年混凝土（水凝水泥）。布魯納特利（LuigiBrugnatelli）發(fā)明1805年電鍍技術(shù)從鹽的電解過程，戴維（SirHumphry1807年Davy）發(fā)現(xiàn)了分離出來的鉀、鈣、鍶、鋇和鎂金屬元素。奧古斯特（AugusteTaveau）從銀幣1816年和汞之中研制出一種牙科汞合金。柯西（AugustinCauchy）向法蘭西科1822年學(xué)院提出他的應(yīng)力與應(yīng)變理論。尤勒（FriedrichWohler）分離出元素1827年鋁威廉（WihelmAlbert）開發(fā)了可作為1827年采礦懸掛電纜的鐵絲繩古特異（CharlesGoodyear）發(fā)明了硫1844年化橡膠喬治（GeorgeAudemars）使用的桑樹1855年樹皮的內(nèi)部纖維創(chuàng)造了專利“人造絲”。貝西默（HenryBessemer）申請了底1856年吹酸性過程專利。埃米爾和皮埃爾馬?。‥mileand1863年P(guān)ierreMartin）發(fā)展西門子馬丁平爐成型。肖比（HenryCliftonSorby）采用光學(xué)1863年顯微鏡揭示了鋼的微觀結(jié)構(gòu)門捷列夫（DmitriMendeleev）設(shè)計1864年

提供了系統(tǒng)而詳細說明的16世紀(jì)礦業(yè)和冶金的實踐研究科學(xué)地處理了材料的強度問題使人類能夠研究肉眼無法看到的自然世界及其結(jié)構(gòu)。大大降低了煉鐵成本（使大規(guī)模生產(chǎn)），減少了毀林地區(qū)。啟動了與自然和合成膠粘劑發(fā)展的快速更迭。成為當(dāng)代的主導(dǎo)建筑材料開始了廣泛運用的功能和裝飾用品的工業(yè)制造過程。確立了電冶金和電化學(xué)基礎(chǔ)。使可重復(fù)且低成本的牙科填充材料成為可能，并確立了金屬用于生物材料的最早的例子之一。提出了最早關(guān)于應(yīng)力的相近的定義：材料截面單位面積上的載荷發(fā)現(xiàn)了地殼中含量最豐富的金屬元素提出了一種大型建筑和工業(yè)超過麻繩的局限性機會指數(shù)的飛躍。使得交通，電力，制造業(yè)，以及其他各行各業(yè)的有了巨大的進展引領(lǐng)出人造絲的制造和合成纖維的時代，在紡織制造和材料工業(yè)產(chǎn)生深遠的影響。引領(lǐng)出廉價、大噸位煉鋼時代，為運輸業(yè)、建筑物和通用工業(yè)帶來巨大進步通過使用煤氣灶加熱廢鋼和鐵礦石的混合物生產(chǎn)大量的基礎(chǔ)鋼材-幫助使鋼鐵成為世界上回收率最高的金屬。引領(lǐng)了金屬和冶金科學(xué)中顯微攝影的使用。成為材料科學(xué)家和工程師普遍使用出元素周期表。諾貝爾（AlfredNobel）申請炸藥的發(fā)明專利吉布斯（J.WillardGibbs）發(fā)表《論非均相物質(zhì)之平衡》著名論文（兩部分）的第一部分威廉姆西門子(WilliamSiemens)申請弧式電爐專利皮埃爾（PierreManhes）建造了首個冰銅轉(zhuǎn)換器

的參考工具1867年對大規(guī)模開采提供了無法估量的幫助1876年為了解現(xiàn)代熱力學(xué)和物理化學(xué)提供了基礎(chǔ)1878年引領(lǐng)了現(xiàn)代弧式電爐——現(xiàn)代鋼鐵電力生產(chǎn)的原形電爐1880年開啟了銅制造的現(xiàn)代時期霍爾（CharlesMartinHall）和希魯特PaulHéroult）同時獨立地發(fā)現(xiàn)氧化鋁可電解還原為鋁馬登斯（AdolfMartens）在研究一組硬合金鋼的微觀結(jié)構(gòu)時發(fā)現(xiàn)，不同于很少呈現(xiàn)共格條紋的其它低檔鋼，這種鋼具有多種條紋，特別是在不同取向微晶粒的帶狀區(qū)域皮埃爾（Pierre）和居里（MarieCurie）發(fā)現(xiàn)放射性奧斯?。╓illiamRoberts-Austen）發(fā)展了鐵碳相圖布氏（JohannAugustBrinell）開發(fā)了一種測試，通過用一個鋼球或金剛石圓錐擠壓樣品表面來評價金屬的硬度查爾斯文森特（Charles VincentPotter）發(fā)展了浮選工藝來將金屬硫化礦與其他無用的礦石分開 。古利特（LeonGuillet）發(fā)展出第一個不銹鋼合金成分阿爾弗雷德(AlfredWilm)發(fā)現(xiàn)了鋁合金的沉淀硬化貝克蘭（LeoBaekeland）合成了熱硬化的塑料酚醛樹脂威廉姆（WilliamD.Coolidge）運用粉末冶金的方法設(shè)計了韌性鎢絲，用于制造高效，高照明強度的燈絲歐乃斯（KammerlinghOmnes）在研究極低溫下純金屬時發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)性勞厄（MaxvonLaue）發(fā)現(xiàn)晶體的X射線衍射。

1886年提供的鋁的大量生產(chǎn)的商業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)1890年開始了顯微鏡用于金屬的晶體結(jié)構(gòu)的辨別，并將這些觀察結(jié)果與材料的物理性質(zhì)相關(guān)聯(lián)1896年標(biāo)志著現(xiàn)代對自發(fā)輻射和民用、軍用放射性應(yīng)用研究的時代的到來。1898年開始了對冶金中最重要的相圖的工作，為其他材料系統(tǒng)不可缺少的研究工具提供了基礎(chǔ)。1900年建立了（現(xiàn)在仍常用的）一種可靠的方法來確定的幾乎所有材料的硬度性能。1901年開啟了從采礦得到的日益難以處理的低品質(zhì)礦石中大量獲得金屬的可能。1904年擴大了在腐蝕環(huán)境下使用的鋼材的多功能性1906年產(chǎn)生了硬鋁——第一高強度的鋁合金1909年標(biāo)志著“塑料時代”和現(xiàn)代塑料工業(yè)的開始1909年促進了電燈的迅速擴展并啟動了現(xiàn)代粉末冶金學(xué)1911年形成了現(xiàn)代高溫和低溫超導(dǎo)體發(fā)現(xiàn)及由此產(chǎn)生的高性能應(yīng)用的基礎(chǔ)1912年創(chuàng)建了表征晶體結(jié)構(gòu)的方法，并啟發(fā)了布拉格父子(W.H.BraggandW.L.Bragg)發(fā)展晶體衍射理論，深阿爾貝索弗爾(AlbertSauveur)出版金1912年相及鋼鐵熱處理。玻爾（NielsBohr）發(fā)表了他的原子1913年結(jié)構(gòu)模型柴氏（JanCzochralski）發(fā)表論文《適1918年合的金屬結(jié)晶速率測量新方法》，其中他描述了金屬單晶生長的方法。格里菲斯（A.A.Griffith）發(fā)表“固體1920年的斷裂和流變現(xiàn)象”，引出采用能量平衡原理解釋斷裂問題施陶丁格（HermannStaudinger）發(fā)1920年表關(guān)于聚合物是由共價鍵結(jié)合的短鏈分子單元構(gòu)成的長鏈約翰（JohnBTytus）發(fā)明了鋼的連續(xù)1923年熱軋?？柺┝_特爾（KarlSchroter）發(fā)明1923年硬質(zhì)合金作為材料的一類?？颇崂蛩梗–orneliusH.Keller）申1925年請專利：硫化烷基黃原酸酯收集器。海森堡（WernerHeisenberg）發(fā)展了1925年矩陣力學(xué)，薛定諤（ErwinSchr?dinger）創(chuàng)立了波動力學(xué)和原子非相干薛定諤方程沃爾朗斯伯里塞蒙（WaldoLonsbury1926年Semon）發(fā)明增塑聚氯乙烯（PVC）。邁瑞卡（PaulMerica）申請在鎳-鉻合1926年金中添加入少量鋁制備出首個“超合金”（高溫合金）的專利克林頓戴維森（ClintonDavisson）與1927年萊斯特革末（LesterGermer）實驗證實該電子的波動性。西格弗里德（SiegfriedJunghans）完1927年善了對有色金屬的連鑄過程。阿諾德末菲（AmoldSommerfeld）將1927年量子統(tǒng)計運用到的金屬電子德魯?shù)履Ｐ椭?，發(fā)展了金屬自由電子理論。弗里茨（FritzPfleumer）申請磁帶的1928年專利阿恩（AmeOlander）在金鎘合金中1932年發(fā)現(xiàn)了形狀記憶效應(yīng)。

化了晶體結(jié)構(gòu)與材料性能關(guān)系的理解發(fā)表的“加工-結(jié)構(gòu)-特性”范例，指導(dǎo)材料科學(xué)和工程領(lǐng)域。介紹了電子在分離的軌道上繞原子核旋轉(zhuǎn)，而元素的化學(xué)性質(zhì)很大程度上取決于不同軌道上電子數(shù)目的理論成為生長高溫材料的選擇方法，如半導(dǎo)體芯片工業(yè)中的硅晶體。產(chǎn)生了斷裂力學(xué)領(lǐng)域為高分子化學(xué)領(lǐng)域的誕生奠定基礎(chǔ)提供了廉價，大規(guī)模生產(chǎn)鋼片、鋼板的基礎(chǔ)為工具和金屬切割行業(yè)的主力材料提供了基礎(chǔ)。開始了硫化物浮選的革命，使原本無價值的礦藏變?yōu)榱烁坏V帶建立了量子力學(xué)基礎(chǔ)成為世界上最多功能且廣泛使用的建筑材料之一。導(dǎo)致噴氣發(fā)動機的商業(yè)化，以及現(xiàn)代電力渦輪機械效率的提高。為今天的固態(tài)電子學(xué)提供必需的基礎(chǔ)工作。提供了大容量連鑄商業(yè)開發(fā)的基礎(chǔ)。為金屬固體的電子在晶體結(jié)構(gòu)中的行為創(chuàng)立了一個簡單的模型，并幫助確立了固態(tài)理論的基礎(chǔ)確立了數(shù)據(jù)記錄的技術(shù)，并引領(lǐng)了隨后的許多發(fā)現(xiàn)。引領(lǐng)了形狀記憶合金在醫(yī)學(xué)和其他應(yīng)用中的商業(yè)化發(fā)展諾爾（MaxKnoll）和盧斯卡（ErnstRuska）建造出首臺透射電子顯微鏡歐羅萬（EgonOrowan）、保利尼（MichaelPolyani）和泰勒（G.I.Taylor）三篇獨立的論文提出韌性材料的塑性形變可以依據(jù)位錯理論解釋卡羅澤（WallaceHumeCarothers）、希爾（JulianHill）和其他研究人員申請聚合物尼龍的專利埃里希施密特（ Erich Schmid）和沃爾特博厄斯（Walter Boas）發(fā)表Kristallplastizitaet，詳細介紹了對金屬單晶的塑性變形的15年的研究。諾曼(NormandeBruyne)開發(fā)了復(fù)合塑料戈登石，是由酚醛樹脂粘結(jié)的高檔亞麻纖維組成。安德烈吉尼爾（AndreGuinier）和普雷斯頓(G.D.Preston)獨立報告在時效硬化的鋁銅合金中觀察到線條的擴散。哈恩（OttoHahn）和斯特拉斯曼（FritzStrassmann）發(fā)現(xiàn)用中子轟擊可分裂鈾原子核奧爾(RusellOhl)、索斯沃恩（GeorgeSouthworth）、斯卡夫（ JackScaff）和塞若（HenryTheuerer）發(fā)現(xiàn)硅存在P型和N型結(jié)構(gòu)威廉克羅爾開發(fā)出一種經(jīng)濟的提取鈦的過程。弗蘭克斯佩丁（FrankSpedding）開發(fā)出一種由鈾金屬鹵化物提取高純度鈾的高效過程。巴?。↗.Bardeen）、布拉頓（W.H.Brattain）和肖克利（ W.Shockley）發(fā)明晶體管。比爾(BillPfann)發(fā)明了區(qū)域提純尼克（NickHolonyak,Jr.）開發(fā)了第一個實用可見光光譜發(fā)光二極管LED）。唐納德斯圖基 (S.DonaldStookey)發(fā)

1933年1934年1935年1935年1937年1937年1939年1939年1940年1942年1948年1951年1952年1952年

到達新的長度尺度，并改善了對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認識。為現(xiàn)代固體力學(xué)的發(fā)展提供重要見解。大大減少了對絲綢的需求，同時成為了聚合物快速發(fā)展的推動力。引出對金屬的重要性質(zhì)，塑性變形的更好的理解為玻璃纖維的發(fā)展鋪平道路引出了對沉淀硬化機制的進一步理解確立了核裂變，并引出了其在能源和原子武器中的應(yīng)用。為8年后發(fā)明的晶體管提供了必要的先導(dǎo)工作。確立了生產(chǎn)用于高性能飛機，耐腐蝕反應(yīng)堆等產(chǎn)品所需要的高純鈦的主要手段。使曼哈頓計劃中原子彈的發(fā)展成為可能。成為所有現(xiàn)代電子學(xué)的基石和微芯片與計算機技術(shù)的基礎(chǔ)。使高純度材料的制備成為可能，例如改善電子應(yīng)用中只管重要的半導(dǎo)體標(biāo)志著在半導(dǎo)體器件中使用Ⅲ、V族合金的開始，包括異質(zhì)結(jié)和量子阱異質(zhì)結(jié)構(gòu)。引出了微晶玻璃和康寧鍋現(xiàn)了一種將玻璃物體轉(zhuǎn)化為精細陶瓷的熱處理工藝。在瑞典的一個團隊利用高溫高壓制造了第一顆人造鉆石。杰拉爾德皮爾遜(GeraldPearson)，達里爾查平(DarylChapin)，和開爾文富勒（CalvinFuller）推出了貝爾太陽能電池-世界上第一個成功地將太陽光直接轉(zhuǎn)化為電力的裝置。彼得施(PeterHirsch)和同事利用透射電子顯微鏡試驗驗證了材料中位錯的存在?；龋↗ackKilby）將電阻器、二極管和晶體管集成為一個鍺的單片集成電路（即微芯片）弗蘭克(FrankVerSnyder)開發(fā)了定向凝固柱狀晶渦輪葉片波勒（PolDuwez）使用快速冷卻制造出的金硅合金在室溫下保持無定形。斯蒂芬妮（StephanieKwolek）發(fā)明了高強度，低重量塑料芳綸劍橋儀器公司（CambridgeInstruments）開發(fā)出商業(yè)掃描電子顯微鏡卡爾（KarlJ.Strnat）和同事在稀土鈷金屬間化合物中發(fā)現(xiàn)晶體磁各向異性。拉里亨奇（LarryHench）和他的同事開發(fā)整形外科使用的生物活性玻璃。詹姆斯費加森（JamesFergason）利用扭曲向列場的影響制造了第一個當(dāng)代的液晶顯示器。鮑勃毛雷爾（BobMaurer），彼得舒爾茨（PeterSchultz）和唐納德凱克DonaldKeck）發(fā)明低損耗光纖。白川英樹（HidekiShirakawa），艾倫麥克德爾米德（AlanMacDiarmid）和艾倫黑格（AlanHeeger）宣布導(dǎo)電有機聚合物的發(fā)現(xiàn)。海因里希羅雷爾（HeinrichRohrer）和格德賓尼（GerdKarlBining）發(fā)明了掃描隧道顯微鏡。

1953年產(chǎn)生了工業(yè)鉆石業(yè)，運用于機械加工，電子應(yīng)用，以及其它各種領(lǐng)域。1954年成為了太陽能生產(chǎn)和光電探測技術(shù)的基礎(chǔ)。1956年不僅明確驗證了位錯理論，也同時展示了透射電子顯微鏡在材料研究中的巨大作用1958年使微處理器和因此產(chǎn)生的高速、高效、便捷、費用低廉、無處不在的計算和通信系統(tǒng)稱為可能。1958年使噴氣發(fā)動機的性能得以提升，每年僅燃料成本就為航空公司節(jié)省了數(shù)百萬美元。1959年創(chuàng)建了一個旨在以對分子的理解為基礎(chǔ)設(shè)計新材料的新興學(xué)科。1964年提高了輪胎，船殼，防彈衣，航空業(yè)部件等的性能1965年提供了在比光學(xué)顯微鏡更大的放大倍數(shù)、景深下表面高分辨率成像的方法。1966年引出用釤鈷及后來釹-鐵-硼制作高性能永磁鐵用于電子設(shè)備和其他領(lǐng)域。1969年改變了生物材料的模式，使之包括種植體與宿主組織的界面結(jié)合。1970年完全重新定義了許多產(chǎn)品和應(yīng)用，包括電腦顯示器，醫(yī)療和工業(yè)設(shè)備，以及大量的消費電子產(chǎn)品。1970年為完全變革電信的寬帶提供了基礎(chǔ)。1977年 引出平板顯示器、有機發(fā)光二極管、太陽能電池板和光放大器的開發(fā)利用。1981年提供金屬表面的三