Описание презентации ИСТОРИЯ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ ВВЕДЕНИЕ На по слайдам
ВВЕДЕНИЕ На сегодняшний день наука и техника имеют очень широкое развитие. Создаются новые аппараты и изделия в самых разных отраслях индустрии для более качественной и продуктивной работы, для их более долговечной службы. А для создания таких аппаратов и изделий необходимы надежные и высококачественные материалы, работа над поиском которых ведется и по настоящее время. Для решения проблемы поиска существует такая наука как материаловедение, которая изучает строение и свойства материалов. Материаловедение существует с древнейших времен, когда люди использовали еще только природные материалы и не могли задумываться о создании новых, более качественных. Но человек развивался, и увеличивались его потребности, в том числе потребность к более прочным изделиям. Как наука материаловедение сформировалась только в ХIХ веке. Дальнейшее ее развитие неотъемлемо связано с получением новых высококачественных материалов, которые необходимы для создания продуктов более стойких в эксплуатации. Развитие производства являлось следствием возрастающих потребностей в материалах у общества.
ГЛАВА I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О НАУКЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Материаловедение – это наука, изучающая строение и свойства материалов и устанавливающая связь между их составом, строением и свойствами и поведение материалов в зависимости от воздействия окружающей среды. Воздействие бывает тепловым, электрическим, магнитным и т. д. Материаловедение можно отнести к тем разделам физики и химии, которые занимаются изучением свойств материалов. Кроме того, эта наука использует целый ряд методов, позволяющих исследовать структуру материалов. При изготовлении наукоемких изделий в промышленности, особенно при работе с объектами микро- и нано- размеров необходимо детально знать характеристику, свойства и строение материалов. Решить эти задачи и призвана наука – материаловедение.
НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ: 1. Нанотехнология – создание и изучение материалов и конструкций размерами порядка нескольких нанометров. 2. Кристаллография – изучение физики кристаллов, включает: дефекты кристаллов – изучение нарушений структуры кристаллов включения посторонних частиц и их влияние на свойства основного материала кристалла; технологии дифракции, такие как рентгеноструктурный анализ, используемые для изучения фазового состояния вещества. 3. Металлургия (металловедение) – изучение свойств различных металлов. 4. Керамика, включает: создание и изучение материалов для электроники, например, полупроводники; структурная керамика, занимающаяся композитными материалами, напряжёнными веществами и их трансформациями. 5. Биоматериалы – исследование материалов, которые можно использовать в качестве имплантантов в человеческое тело.
ГЛАВАII. ИСТОРИЧЕСКИЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ Наука о материалах имеет глубочайшую историю развития. Условно можно выделить три основных по своей продолжительности не равных этапа в ее истории. Возникновение науки и каждый этап ее развития всегда были обусловлены производством, практикой. В свою очередь, развитие производства являлось следствием возрастающих потребностей в материалах у общества. Первые познания о материалах Имеется достаточно оснований утверждать, что исходным моментом для становления науки о материалах явилось получение керамики путем сознательного изменения структуры глины при ее нагревании и обжиге. На следующем этапе развития человек стал использовать металлы. С течением значительного времени человечество познало самородные, а затем и рудные металлы, крепость и жесткость которых были известны уже с 8 -го тысячелетия до н. э. Холоднокованая самородная медь была вытеснена медью, выплавленной из руд, которые встречались в природе чаще и в больших количествах. В дальнейшем к меди стали добавлять другие металлы, так что в 3 -м тысячелетии до н. э. научились изготовлять и использовать бронзу как сплав меди с оловом, а также обрабатывать благородные металлы, уже широко известные к тому времени. Масштабы использования металлов возрастали, и человечество вступило из бронзового века в железный, поскольку железные руды оказались доступнее медных. В 1 -м тысячелетии до н. э. преобладало железо, которое научились соединять с углеродом при кузнечной обработке в присутствии древесного угля. Пока точно не установлено, когда началось применение термической обработки, стали, но все же известно, что в 9 и 8 вв. до н. э. жители Луристана использовали ее в быту и технике. Сознательное создание новых керамических и металлических материалов и изделий было обусловлено определенным прогрессом производства. Возрастала необходимость в более глубоком понимании свойств материалов, особенно прочности, ковкости и других качественных характеристик, а также способов их возможного изменения. К этому времени развились мореплавание, ирригация, постройка пирамид, храмов, укрепление грунтовых дорог и т. д. Пополнились новыми сведениями и фактами теоретические представления о материалах.
ЗАРОЖДЕНИЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ КАК НАУКИ Первые шаги на пути к реальному пониманию свойств материалов были сделаны с наступлением XIX века. Материаловедение является поистине интернациональной наукой, ее теоретические основы были заложены трудами разных стран. Начало этому положила химия, затем физика. Большой вклад в развитие науки о материалах был внесен гениальными русскими учеными М. В. Ломоносовым и Д. И. Менделеевым. М. В. Ломоносов (1711 – 1765 гг.) заложил основы передовой русской философии и науки, особенно в области химии, физики, геологии. Он явился основоположником курса физической химии и химической атомистики, обосновывающей атомно-молекулярное строение вещества. Кроме того, в 1763 г. вышла книга «Первые основания металлургии или рудных дел» М. В. Ломоносова, которая является выдающимся трудом по металлургии (в частности чугуна, и горному делу), разработал составы цветных стекол и способ изготовления мозаичных панно из них, высказал гипотезу о происхождении янтаря и др. Д. И. Менделеев (1834 – 1907 гг.) открыл важнейшую закономерность природы – периодический закон, в соответствии с которым свойства элементов находятся в периодической зависимости от величины их атомной массы. Он опубликовал книгу «Основы химии» ; в ней описано, в частности, атомно-молекулярное строение вещества. Д. И. Менделеев также немалое внимание уделял проблеме производства стекла. Достижения науки о материалах в нашей стране исходят от основоположников крупнейших научных школ Ф. Ю. Левинсона-Лессинга, Е. С. Федорова, В. А. Обручева, А. И. Ферсмана, Н. А. Белелюбского, занимавшихся исследованием минералов и месторождений природных каменных материалов (горных пород). Начинают производиться новые материалы: портландцемент, новые гипсы, цементные бетоны, полимерные материалы и т. д. В машиностроении широкое применение получили металлы и сплавы металлов, именно поэтому металловедение является важной частью материаловедения. Известный физик Майкл Фаррадей (1791 – 1867 гг.) использовал химический анализ при изучении свойств булатной стали. Из последующих работ по материаловедению особо следует отметить труды выдающегося русского металлурга горного инженера генерал-майора П. П. Аносова (1799 – 1839 гг.). Он в 1831 г. впервые использовал микроскоп для изучения структуры металлов при исследовании строения высококачественной стали – булата, проблему изготовления которой П. П. Аносов блестяще разрешил на Златоустовском заводе (1837 г.). Им была установлена связь между строением стали и ее свойствами. Аносов, по существу, явился зачинателем производства высококачественных сталей, играющих важнейшую роль в современной технике. В своих работах П. П. Аносов изучил также влияние углерода на структуру и свойства стали, оценил роль ряда других элементов.
КРУПНЕЙШИЕ ДОСТИЖЕНИЯ В ТЕОРИИ И ПРАКТИКЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В XX столетии химикам и физикам удалось сделать ряд фундаментальных открытий, на которые опираются все современные разработки новых материалов и технологические методы их получения и обработки. В начале XX в. большую роль в развитии материаловедения сыграли работы Н. С. Курнакова (1860 – 1941 гг.), который применил для исследования металлов методы физико-химического анализа (электрический, магнитный, дилатометрический и др.). Н. С. Курнаков и его ученики изучили большое количество металлических сплавов, построили диаграммы состояния и установили зависимость изменения свойств сплавов от их состава в связи типом диаграммы состояния. Работы крупнейшего русского химика А. М. Бутлерова (1828 – 1886 гг.), создавшего теорию химического строения органических соединений, создали научную основу для получения синтетических полимерных материалов. На основе работ С. В. Лебедева впервые в мире было создано промышленное производство синтетического каучука. Большое значение для развития полимерных материалов имели структурные исследования В. А. Каргина и его учеников. Над созданием полимерных материалов работали К. Циглер (ФРГ) и Д. Натта (Италия).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Материаловедение – это наука, изучающая строение и свойства материалов и устанавливающая связь между их составом, строением и свойствами и поведение материалов в зависимости от воздействия окружающей среды. Материаловедение или наука о материалах получила свое развитие с древнейших времен. Первый этап развития материаловедения начинается со специализированного изготовления керамики. На следующем этапе развития человек стал использовать металлы. Первыми и наиболее правдоподобными суждениями о сущности качества материалов и о слагающих частицах вещества были суждения древнегреческих философов Демокрита, Эпикура и Аристотеля. Средневековый период характеризуется достижениями в области познания составов, внутренних взаимодействий и свойств веществ таких ученых как Парацельс, Декарт, Реомюр, Бирингуччо и Агрикола. Большой вклад в развитие науки о материалах был внесен гениальными русскими учеными М. В. Ломоносовым (подтвердил теорию об атомно-молекулярном строении вещества) и Д. И. Менделеевым (разработал периодическую систему элементов). Оба ученых немалое внимание уделяли проблеме производства стекла. Из последующих работ по материаловедению следует отметить труды П. П. Аносова, который впервые установил связь между строением стали и ее свойствами. Д. К. Чернов, открывший полиморфизм стали, всемирно признан основоположником научного металловедения.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 1. Материаловедение и технология металлов: учебник / под ред. Г. П. Фетисова, Ф. А. Гарифуллина. М. : ОНИКС, 2007 – 615 с. 2. Шашков Д. И. Материаловедение в автомобилестроении / МАДИ (ГТУ). М. , 2003 – 328 с.
Соглашение об использовании материалов сайта
Просим использовать работы, опубликованные на сайте , исключительно в личных целях. Публикация материалов на других сайтах запрещена.
Данная работа (и все другие) доступна для скачивания совершенно бесплатно. Мысленно можете поблагодарить ее автора и коллектив сайта.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Подобные документы
Появление новых орудий труда, связанного с развитием человека и возникновением у него новых потребностей. Создание ударного инструмента. Изобретение токарного станка. Научные исследования процессов резания учеными. Любимое занятие Петра I – токарное дело.
презентация , добавлен 04.05.2015
Состав гибкого производственного модуля. Числовое программное управление. Силовые и скоростные характеристики процесса обработки. Вибрационно-акустические процессы при резании металлов. Система управления резанием по виброакустическому сигналу.
дипломная работа , добавлен 27.03.2011
Технологический процесс изготовления крышки. Изготовление деталей из легированной стали. Тип производства, количество деталей в партии. Выбор инструментов и режимов резания. Вид заготовки и припуски на обработку. Структура технологического процесса.
курсовая работа , добавлен 16.07.2013
Требования к материалам режущей части инструмента. Область применения основных твердых сплавов. Конструктивные элементы резцов Технологические схемы точения, сверления и фрезерования. Расчет режимов резания. Кинематика и механизмы металлорежущих станков.
курсовая работа , добавлен 03.12.2015
Состояние металла в зоне резания. Экспериментальные методы изучения процесса стружкообразования. Механика образования сливной стружки. Усадка стружки. Образование нароста. Влияние элементов режима резания на процесс пластической деформации в зоне резания.
презентация , добавлен 29.09.2013
Механическая обработка заготовок резанием осуществляется металлорежущим инструментом и ведётся на металлорежущих станках. Способ и виды обработки металлов. Расчёты оптимального режима резания спиральным сверлом и произведены расчёты затраченного времени.
контрольная работа , добавлен 09.06.2008
Рассмотрение сущности и параметров процесса цементации. Общая характеристика, применение легированных сталей. Литье по выплавляемым моделям и в оболочковые формы. Производственный процесс машиностроительства. Тепловые явления при резании металлов.
контрольная работа , добавлен 16.10.2014
Презентация на тему "Краткий очерк истории развития химии" по химии в формате powerpoint. В презентации рассказывается об истории возникновения и развитие химии как науки, отдельно рассмотрен вопрос становления химии в нашей стране. Автор презентации: учитель биологии и химии первой квалификационной категории Яковлева Лариса Александровна.
Фрагменты из презентации
Химия в древности
Химическое производство существовало уже за 3 – 4 тысячи лет до н. э.
Египет
- В Древнем Египте умели выплавлять из руд металлы, получать их сплавы, производили стекло, керамику, пигменты, краски, духи, делали вино. Египтяне были непревзойдёнными скульпторами и строителями.
- Египетские жрецы владели приёмами бальзамирования тел умерших фараонов и знати.
Древняя Месопотамия
Некоторые химические производства существовали в древности в Месопотамии,
Демокрит.
Жил в V в. до н. э., впервые высказал мысль о том. Что все тела состоят из мельчайших, невидимых, неделимых твёрдых частиц материи, которые он назвал атомами.
Аристотель
Считал, что в основе окружающей природы лежат четыре стихии.
Алхимия.
Цель алхимии – поиск путей превращения неблагородных металлов в благородные с помощью воображаемого вещества – философского камня.
Агрикола – «отец» металлургии
АГРИКОЛА Георг (наст. фам. Бауэр, Bauer) (1494-1555), немецкий ученый. Впервые обобщил опыт горно-металлургического производства в труде «О горном деле...» (1550, 12 книг, издан 1556), который до 18 в. служил основным пособием по геологии, горному делу и металлургии.
Парацельс – «отец» ятрохимии – науки о лекарствах
ПАРАЦЕЛЬС (настоящее имя Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм, von Hohenheim) (1493-1541), врач и естествоиспытатель, один из основателей ятрохимии. Способствовал внедрению химических препаратов в медицину.
Химия в Древней Руси
В Киевской Руси выплавляли металлы, производили стекло, соли, краски, ткани. При Иване Грозном в Москве в 1581г была открыта аптека.
Русские учёные - химики
- М.В. Ломоносов;
- Д.И. Менделеев;
- А.М. Бутлеров;
- Н.Н. Бекетов;
- В.В. Марковников;
- C.В. Лебедев;
- Д.К. Чернов;
- П.П. Аносов.
М.В. Ломоносов
Сформулировал закон сохранения массы веществ в химических реакциях
Д.И. Менделеев
Открыл периодический закон и создал Периодическую систему химических элементов.
А.М. Бутлеров
Создал теорию строения органических веществ.
Н.Н. Бекетов
Открыл ряд активности металлов.
В.В. Марковников
Работал в области теоретической химии
С.В. Лебедев
Получил первый синтетический каучук
Д.К. Чернов
Разработал наилучшие условия отливки, ковки и термической обработки стали.
П.П. Аносов
Металлург, изобрёл способ закалки стали. Раскрыл секрет получения булатной стали
Слайд 2
Цель:
Рассказать об открытии металлов
Слайд 3
Гипотеза:
Возможно открытие металлов никак не повлияло на развитие цивилизаций
Слайд 4
Медь
История цивилизаций Древнего Египта, Древней Греции, Вавилона и других государств неразрывно связанна с историей металлов и их сплавов. Установлено, что египтяне за несколько тысячелетий до нашей эры уже умели изготавливать изделия из меди
Слайд 5
Иногда в очаг попадали небольшие самородки меди, которые размягчались в огне. Люди заметили, что раскаленный кусок меди меняет форму при ударе. Это свойство позволило выковывать из меди ножи, шилья и другие предметы. Затем люди научились выплавлять медь из руды. Расплавленную медь заливали в форму и получали медное изделие нужного вида.
Слайд 6
Бронза
Первыми людьми из древнего мира которые выплавили бронзу были египтяне. Они создали прочный по тем временам сплав – бронзу смешав олово и медь. Это позволило усовершенствовать орудия труда и победить соседей не обладавших бронзой
Слайд 7
Железо
Первое железо люди выплавляли из метеоритов, оно было очень дорогим. Даже победителям Олимпийских игр на ряду с золотыми медалями давали кусок железа. Железный клинок был обнаружен в гробнице Тутанхамона. Позднее люди научились выплавлять железо из руд, и оно стало массовым.
Слайд 8
История алюминия.
Древний историк Плиний Старший рассказывает об интересном событии, которое произошло два тысячелетия назад. Однажды к римскому императору Тиберию пришел незнакомец. В дар императору он преподнес изготовленную им чашу из блестящего, как серебро, но чрезвычайно легкого металла. Мастер поведал, что этот никому неизвестный металл он сумел получить из глинистой земли.
Слайд 9
Боясь, что новый металл с его прекрасными свойствами обесценит хранившиеся в казне золото и серебро, он отрубил изобретателю голову, а его мастерскую разрушил, чтобы никому не повадно было заниматься производством «опасного» металла.
Слайд 10
Быль это или легенда - трудно сказать, но так или иначе «опасность» миновала и, к сожалению, надолго. Лишь в ХVI веке, то есть спустя примерно полторы тысячи лет, в историю алюминия была вписана новая страница...
Металлы в древности Уже в глубокой древности человеку были известны семь металлов: золото, серебро, медь, олово, свинец, железо и ртуть. Эти металлы можно назвать «доисторическими», так как они применялись человеком ещё до изобретения письменности. Очевидно, что из семи металлов человек вначале познакомился с теми, которые в природе встречаются в самородном виде. Это золото, серебро и медь. Остальные четыре металла вошли в жизнь человека после того, как он научился добывать их из руд с помощью огня.
К концу каменного века человек открыл возможность использования металлов для изготовления орудий труда. Первым таким металлом была медь. Позже появилось литьё, а потом человек стал добавлять к меди олово, делать бронзу, более долговечную, прочную, легкоплавкую. Так наступил бронзовый век.
Бронзовый век сменился железным только тогда, когда человечество смогло поднять температуру пламени в металлургических печах до 1540 С, т.е. до температуры плавления железа. Наступил железный век. Учёные предполагают, что первое железо, попавшее в руки человека, было метеоритного происхождения. Самый крупный железный метеорит нашли в Африке, он весил около 60 т.. Уже в древности из этих небесных тел, так как они были прочными и твёрдыми, изготавливались различные предметы. Современные химические анализы огромного числа метеоритов, упавших на нашу планету, показали, что в составе железных метеоритов на долю железа приходится 91%.
Примерно 90% всех используемых человеком металлов – это сплавы на основе железа. Железа выплавляется в мире очень много, примерно в 50 раз больше, чем алюминия, не говоря уже о прочих металлах. Сплавы на основе железа универсальны, технологичны, доступны. Железу ещё долго быть фундаментом цивилизации. Роль металлов в развитии человеческой цивилизации – огромна. Сейчас у металлов имеется очень серьёзный «конкурент» в виде продуктов современной химии – пластмасс, синтетических волокон, керамики, стекла. Но ещё многие и многие годы человечество будет использовать металлы, которые продолжают играть ведущую роль в развитии всех областей его жизнедеятельности.
