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材料成型过程CADCAECAM发展简介

现代CAD/CAE/CAM发展历程

戴开超1080910217

摘要: 介绍铸造模、锻模、级进模、汽车覆盖件模和塑料注射模等CAD/CAE/CAM技术的发展概况，并论述了模具CAD/CAE/CAM技术的最新开发成果和发展趋势。介绍模

具CAD/CAE/CAM的研究发展历史与发展前景。

关键词：模具，机械，CAD/CAE/CAM，发展，历史

一、CAD/CAE/CAM简介

模具CAD/CAE/CAM既是改造传统模具生产方式的关键技术,又是一项高科技、高效益的系统工程。它以计算机软件的形式,为企业生产提供了一种有效的辅助工具,使工程技术人员借助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化。

CAD即计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design) 利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。简称cad。在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。

CAE(Computer Aided Engineering)，指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等。而CAE软件可作静态结构分析，动态分析；研究线性、非线性问题；分析结构（固体）、流体、电磁等。

CAM (computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造)的核心是计算机数值控制(简称数控)，是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统。1952年美

国麻省理工学院首先研制成数控铣床。数控的特征是由编码在穿孔纸带上的程序指令来控制机床。

与任何新生事物一样,模具CAD/CAE/CAM在近20年中经历了从简单到复杂,

从试点到普及的过程。进入本世纪以来,模具CAD/CAE/CAM技术发展速度更快、应用范围更广。

二、CAD/CAE/CAM发展历史

1、国外CAD/CAE/CAM技术的发展概况

60年代中期，美国的一些大公司都十分重视这一高新技术，并投人巨资对CAD/CAM技术进行研究和开发，研制了一些CAD/CAM系统。如IBM公司的SMSSLT/MST设计自动化系统和主要用于二维绘图的CADAM系统;美国通用汽车公司为设计汽车车身和外形而开发的CAD一1系统，该系统在大型计算机上运行，成为该公司设计小轿车和卡车必不可少的工具。

从60年代末期到70年代中期，这一时期可称为CAD/CAM技术的成熟阶段。在这一时期，计算机硬件的性能价格不断提高;图形输人板、大容量的磁盘储存器和廉价的存储管显示器等相继出现;数据库等管理系统的陆续开发;以小型和超小型计算机为主机的CAD/CAM系统进人市场并形成主流。

70年代末期以后，32位工程工作站和微型计算机的出现给CAD/CAM技术的发展起了极大的推动作用。

80年代中期后以这种工程工作站为基础的CAD/CAM系统发展很快，其功能已经达到甚至超过了小型机CAD/CAM系统。

CAE技术比起CAD、CAM发展得晚,在20世纪60~70年代,处于探索阶段,有限元技术主要针对结构分析问题进行发展,以解决航空航天技术发展过程中所遇到的结构强度、刚度以及模拟实验和分析。20世纪70~80年代是CAE技术蓬勃发展时期,出现了大量的机械软件,软件的开发主要集中在计算精度、硬件及速度平台的匹配、计算机内存的有效利用及磁盘空间利用上,而且有限元分析技术在结构和场分析领域获得了很大的成功。20世纪90年代CAE技术逐渐成熟壮大,软件的发展向与各CAD软件的专用接口和增强软件的前后置处理能力方向发展,使CAE走上了CAD/CAE/CAM集成的道路。

2、国内CAD/CAM发展概况

我国在CAD/CAM技术主面的研究始于70年代中期。当时主要是研究开发二维绘图软件，并利用绘图机输出二维图形。80年代初，有些大型企业和设计院成套引进CAD/CAM系统，在此基础上开发和应用，取得了一定的成果。在80年代的中后期，我国的CAD/CAM技术有了较大的发展，而且其优点被越来越多的人们所注意。进人90年代，各工业部门普遍提出了开发应用CAD/CAM技术的计划。

三、CAD/CAE/CAM技术的发展意义

模具CAD/CAE/CAM之所以发展迅速、应用广泛,深受广大设计人员的欢迎,

是因为它具有如下优点:①利用模具CAD/CAE/CAM技术可以提高模具的综合质量;

②利用模具CAD/CAE/CAM技术可以节省设计时间、缩短生产周期、提高劳动生产率;③利用模具CAD/CAE/CAM技术可以较大幅度地降低产品成本,为企业创造更多的效益;④模具CAD/CAE/CAM技术把技术人员从繁冗的计算、绘图和NC编程工作中解放出来,使其可以从事更多的创造性劳动。

近30年来，CAD/CAM技术不断创新，系统不断完善，逐步形成面向机械、电子工程和建筑三大领域的CAD/CAM系统，相应地产生了一批高技术产业公司，从事于CAD/CAM硬件平台的制造、软件的开发、市场销售、服务与咨询等方面的工作，主宰着国际上CAD/CAM市场，它们的软件价格昂贵，一套完整的CAD/CAM 软件要十几万美元到百万美元，某一领域的专用软件要达百万美元以上。这一市场竞争十分激烈，其规模十分可观。

以UGn近年来的较大合同为例，1988年美国最大企业—通用汽车公司(GM)购买了2400套UGn系统(8亿美元);1989年普惠发动机公司(P&W)购买了1800套;1991年美国通用电气(GE)航空发动机公司购买了3800套:199]年日本Fujitsu公司购买4000套UGll系统。

据美国统计，CAD/CAM世界市场总额1985年为35亿美元，1988年为54亿美元，1990年达到114亿美元，年平均增长率在20%以上。据伦敦市场研究所预测，今后五年，其技术市场总额将达到600亿美元。

CAD/CAD技术使产品的设计工作内容和方式发生根本性变革，这一技术成为工业发达国家制造业保持竞争优势、开拓市场的主要技术手段CAM/CAD技术在机械制造中的应用最广泛。它主要承担产品设计中拟定方案、优化设计、计算分析、工程图绘制、编写文件、产品的模拟与试验、工艺淮备、自动加工、装配与控制、企业生产管理等各个环节中关键工作。在此基础上建立一种新的设计和生产技术管理体制。使产品设计的工作内容和方式发生根本性的

变革，主要体现在以下几个方面:

(1)提前进行产品的“样品设计”或“虚拟现实”;

(2)便于组织平行作业;

(3)基于CAD特殊优点和在设计制造中所能发挥的作用，美国科学研究院工程技术系统委员会于1986年对应用CAD/CAM技术所能得到的效益预测如下: 降低工程设计成本13%一30%

减少产品设计到投产时间30%一60%

提高产品质量5一15倍

增加分析问题的广度和深度能力3~35倍

增加产品作业生产率40%一70%

增加投人设备的生产率2一3倍

减少加工过程30%一60%

降低人工成本5%一20%

(4)能方便更改设计，组织迅速有效的图纸发放和生产管理工作。

四、四、CAD/CAE/CAM的发展方向

模具行业是工业的基础行业,在工业的各个领域都广泛地使用模具。针对模具CAD/CAE/CAM现存的问题,总结得出其发展趋势主要表现在如下几个方面:

(1)标准化CAD/CAM系统可建立标准零件数据库、非标准零件数据库和模具参数数据库。标准零件库中的零件在使之能够更精确可靠地自动工作。

(2)引入专家系统指导加工。将熟练工人和专家的经验,加工的一般规律与特殊规律存入系统中,以工艺参数数据库为支撑,建立具有人工智能的专家系统。当前已开发出模糊逻辑控制和带自学习功能的人工神经网络电火花加工数控系统。

(3)引入故障诊断专家系统。

(4)智能化数字伺服驱动装置。可以通过自动识别负载而自动调整参数,使驱动系统获得最佳的运行。

(5)引入虚拟现实技术。随着数控软件的发展,数控软件的功能越来越强大,在产生G代码后首先利用虚拟现实技术对加工的刀路和过程在软件端进行虚拟仿真与验证,验证代码合格无误后再上加工中心进行真实的加工。

(6)更强的通讯功能、图象编程和显示功能。经过实践证明,上述的“智能化”技术,在21世纪还要应用于新一代数控机床的调整、使用与维修等各个环节,使人工参与大为简化,要应用“智能化”技术,对人机界面进行包装, 要充分利用自然语言(Natural Language)、图形用户界面(GUI)和简单化的人工运作,使机床的调整、使用与维修趋于“傻瓜化”。

参考文献

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材料科学与工程学科的发展历程和趋势

材料科学与工程学科发展历程和趋势摘要：本文结合国内几所高校材料学科的具体实例，综述了材料科学与工程学科的国内外发展的历史进程，讨论了材料科学与工程学科的发展趋势，同时展望了材料科学与工程学科在未来的发展前景。关键词：材料科学与工程，发展历程，趋势 Abstract In this paper,on the basis of practice of materials science and engineering discipline in several domestic universities, the development process of materials science and engineering at home and abroad were reviewed, and the development trend of this discipline were discussed. Meanwhile, the prospect of this subject in the future were prospected. Keywords:materials science and engineering,development process,trend 1 引言上个世纪70年代以来，人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。80年代又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。随着科学技术的高速发展，新技术、新产品及新工艺对新材料的要求越来越强烈，也促进了当代材料科学技术的飞速发展。现在，材料学科及教育的重要性已被人们认识，国内外许多工科院校及综合性大学都相继成立了材料科学与工程学院（系）。 2 材料科学与工程学科发展历程 “材料科学”这个名词在20世纪60年代由美国学者首先提出。1957年，苏联人造地球卫星发射成功之后，美国政府及科技界为之震惊，并认识到先进材料对于高技术发展的重要性，于是一些大学相继成立了十余个材料科学研究中心，从此，“材料科学”这一名词开始被人们广泛使用。材料学科的发展过程遵循了现代科学发展的普遍规律，也是从细分走向综合。各门材料学科通过相互交叉、渗透、移植，由细分最终走向具有共同理论和技术基础的全材料科学[1]。20世纪40年代以前，基础科学和工程之间的联系并不十分紧密。在20世纪20年代固体物理和材料工程两学科是分离的，到40年代两学科才有交叉。从60年代初开始出现了材料科学，到了70年代，材料科学和材料工程的学科内涵大部分重叠，材料科学兼备自然科学和应用科学的属性，故“材料科学与工程”(MSE)作为一个大学科逐步为科技界和教育界所接受[2]。 2.1 国外材料科学与工程学科发展历程美国西北大学M.E.Fine教授等人首先于20世纪60年代初提出了材料科学与工程(MSE)这一概念。在上20世纪60年代以前，国内外高校均没有明确完整的MSE教育。此时，材料科学与技术人才的培养分属冶金、化工或机械等专业。从60年代初起，欧美等国家高校中冶金、机械或化工等与材料有关的系或相关的专业及学科开始改设“材料科学与工程系”、“材料科学系”、“材料工学系”。至80年代中后期，欧美等国大部分高校已完成此项工作。这种教育符合材料科学技术发展趋势。近年来，美国与欧洲在材料教育方面的最显著特点就是把材料科学与工程看作是一门学科。在大学不再需要专门的材料主题。这些材料不再是冶金、陶瓷或电子材料学，而统称为材料，材料教育涉及的范围包括金属、陶瓷、高分子、

金属材料科学发展的历程与人类思维方式的演变

金属材料科学发展的历程与人类思维方式的演变摘要：纵览了人类思维方式的演变、自然科学和金属材料科学发展的历程，阐述了金属材料及其理论的层次性和相关性。介绍了我们为实现金属材料科学设计的规划轮廓。关键字：材料科学物理金属学材料设计系统论材料科学是探索研究和制造新材料规律的科学，它不仅指出特殊材料研制的特殊方法，而日‘还揭示出各种不同材料研制的共同规律。材料科学技术是一门技术科学，它介于基础科学和工程技术之间。与基础科学相比较，材料科学技术更接近于具体实践。而与工程技术相比较，它则更接近于理论研究。它是基础科学研究中基础理论转化为应用技术的中间环节。它的主要特点是将具体技术中带有共同性的科学问题集中起来加以研究。在材料科学研究中，探寻其中的哲学问题对材料科学技术的发展很有必要。 1．人类思维方式的演变与自然科学的发展人类对客观世界的认识经历了“朴素整体论”和“分解论”(或称还原论)的时代，当前正处于向“系统论”演变的新时代。回顾人类思维方式的演变和科学发展的历程对我们进行创造性思维和卓有成效的工作是极为有益的。中世纪以前的古代科学是处于“朴素整体论”的时代。由于低的生产力和科学水平的限制，人们并不知道每一事物是一个具有复杂结构的系统，也不能认清事物之间联系的细节，古代的先哲们就是在这种情况下追求事物的整体性和统一性的。古中国的先哲们就曾以“金、木、水、火、土”解释万物构成的世界。随着生产力和科学水平的提高，人类进人了“分解论”的时代。人们运用割断事物之间联系的方法，把研究的事物从联系中抽出来，进行结构、特性、原因和结果的细致研究。首先是自然科学从哲学中脱解出来，随之，数学、天文学、物理学、化学、生物学等学科相继形成。随着人们认识的深化和知识的不断积累，这种“分解”进一步在每一学科内延续。分解论的思维方式所追求的是对事物精确和严密的逻辑性描述，反对含糊笼统的臆断。人类每作一步分解，便有新的理论建立。人类运用这种思维方式取得了永远值得自豪的光辉成就。在这一时代出现了以哥白尼、伽俐略、牛顿和爱因斯坦等为代表的一大批成就卓著的科学家。然而，分解论的思维方式并不是尽善尽美的，由于层层分解，忽略甚至完全割断事物之间的固有联系，就会使事物发生“变形”，以致使人们不能从整体上把握事物的性质和总的发展规律，甚至有时导致了精确性与正确性相冲突的结论。 “分久必合，合久必分”。由于生产力和科学技术的高度发展，知识的大量积累，分解论思维方式的局限性更加显露，导致了一个新的系统论思维方式的产生。

社会经济的发展与材料科学的演变

社会经济的发展与材料科学的演变材料科学的进步左右着人类文明的发展进程。一种新材料的应用，往往事关一个产业的兴衰。新材料产业已经渗透到国民经济、社会生活和国防建设的方方面面。目前，我国还只是一个材料大国，离材料强国还有较大差距。新材料是战略性新兴产业的重要组成部分。新材料在我国经济发展中的作用如何？我国在世界材料领域占据怎样的位置？今后当重点培育哪些新材料？我国如何由材料大国向材料强国加快转变？在人类社会的发展过程中，材料的发展水平始终是时代进步和社会文明的标志。人类和材料的关系不仅广泛密切，而且非常重要。事实上，人类文明的发展史，就是一部如何更好地利用材料和创造材料的历史。同时，材料的不断创新和发展，也极大地推动了社会经济的发展。在当代，材料、能源、信息是构成社会文明和国民经济的三大支柱，其中材料更是科学技术发展的物质基础和技术先导。以下从三个方面来分析社会经济发展和材料科学与工程学科发展之间的密切关系。 1. 社会经济的发展对材料学科的发展始终发挥着巨大的推动作用从25000年前人类开始学会使用各种用途的锋利石片，到10000年前人类第一次有意识地创造了自然界没有的新材料（陶器），是人类社会进步的象征，也是社会经济发展的结果。继陶器时代之后，由于人们生活方式的变化和战争等方面的原因，青铜的冶炼技术被发明并逐步达到很高的水平。后来罗马人发明了水泥，腓尼基人发明了玻璃，这些传统材料至今仍然为现代社会大量使用。当然，这些材料本身总是日新月异地变化着，在高新技术的推动和社会经济发展的要求下，其性能不断提高，从而满足了不同层次的社会需求。人们至今仍记忆犹新的是近代的两次工业革命。第一次是由于钢铁材料的大规模发展，人们能够制造出无数的纺织机械和蒸汽机，给社会创造出巨大的财富。社会经济的巨大发展，使钢铁工业迅速增长。钢铁材料的大量使用，对其性能提出更高的要求，从而带动了金属材料学科（即金相学）的迅速发展。第二次工业革命是以能源（石油）的开发和应用为突破口，大力发展汽车、飞机及其他工业。新材料的开发和应用仍然是这次工业革命的基础，特别是高性能合金钢和高性能铝合金的广泛应用。制造工业尤其是汽车工业的发展，使合金钢的优异性能完美

新材料发展方向

新材料领域未来发展方向日新月异的现代技术的发展需要很多新型材料的支持。自从第三次科技浪潮席卷全球以来，新型材料同信息、能源一起，被称为现代科技的三大支柱。新材料的诞生会带动相关产业和技术的迅速发展，甚至会催生新的产业和技术领域。材料科学现已发展成为一门跨学科的综合性学科。根据我国当前及未来发展的实际情况，新材料领域值得注意的新发展方向主要有半导体材料、结构材料、有机／高分子材料、敏感与传感转换材料、纳米材料、生物材料及复合材料。 1.半导体材料随着高科技发展的需要，半导体及其应用研究的中心正向直接影响市场的微型或低维量子器件、改善传输质量和效率、增大功率和距离等方向发展，半导体化合物（GaAs、InAs、GaN、SiC等）具有重要的应用前景。半导体材料领域的重要研究主题有：（1）Si基积分电路设计，就材料物性而言涉及用于门（gates）电路控制的纳米尺寸电介质制造及特性研究。（2）大能隙材料则在光电子学领域中具有关键的作用。可以预期，Ⅲ―V族化合物材料具有重要应用前景。（3）纳米电子学及纳米物理学研究是微电子及光电子材料和器件发展的基础，涉及半导体与有机或生物分子耦合，低维器件的量子尺寸效应，半导体与超导体或磁性材料界面以及原子或分子尺度的存储问题。建立原子学模拟与连续介质力学及量子力学跨层次―跨尺度关联应是该领域中的一个重要的研究方向。 2.结构材料 Fe基、Al基、Ti基以及Mg基合金作为力学材料的主体，构成了系列结构材料，其主要功能是承担负载（如火车、汽车、飞机）。汽车用钢近年来已从一般钢铁发展为使用灿合金或特殊的高强Mg基合金，高强Ti合金在高强钢中有重要位置，不锈钢则有取代碳钢的趋势。用于军用飞机的Al合金及一般钢材则被先进的Ti合金及高分子基复合材料所取代。进一步还需要发展碳纤维增强复合材料或Al基复合材料。结构材料的主体有：（1）钢铁：钢铁材料，特别是具有多相结构和复杂成分的优质钢具有重要的应用前景和潜在优势，需要开展相应的基础研究。联系微米和纳米技术的纳米层间结构、织构以及晶界和界面都可视为改善钢铁材料的重要途径。（2）Al合金：Al基材料及相应的沉淀硬化效应导致高强铝合金的出现，相关技术工艺已发展为"沉淀科学"，它涉及"相"间晶体结构的匹配性以及合金的稳定性，特别是时效合金的稳定性直接影响航空或空间应用，因此可视为Al合金基础研究中的重要问题。（3）Mg合金：镁及镁合金广泛应用于冶金、汽车、摩托车、航空航天、光学仪器、计算机、电子与通讯、电动、风动工具和医疗器械等领域。镁合金是最轻的工程结构材料，以其

金属材料与人类社会的发展

金属材料与人类社会的发展概要：金属是人类历史发展中最不可或缺的材料，更是人类社会进步的关键所在，本篇论文将围绕金属在人类社会中的地位，应用等方面展开。主要论述金属材料与人类社会之间的关系，回顾金属过去在人类历史中的作用，分析其在现代社会的地位，并且展望金属才来的在未来的发展前景。正文：从100万年以前,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。1万年以前,人类对石器进行加工,使之成为器皿和精致的工具,从而进入新石器时代。现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器,在六千多年前已经冶炼出黄铜,在四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用陨铁制造兵器。我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁,比欧洲要早一千八百多年以上。18世纪,钢铁工业的发展,成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶,现代平炉和转炉镍管炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。至今,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。金属材料可以说是人类社会发展的全称见证者，我之所以那么说，是与他在人类社会各个转型期所起到的举足轻重的作用所分不开的。作为人类最早发现并开始加以利用的一种材料，金属可以说从方方面面影响着人类的历史发展进程。从最初把金属打造成狩猎武器到如今人类的生活已完全离不开金属，可见金属早已融入了整个人类社会，那么金属在人类社会中的过去，现在和将来又会是什么样的呢？金属的在人类社会的过去时中扮演的角色多为一个时期的社会性质的缩影。如新石器时代，青铜器时代等等，而之所会如此为这些时代命名，归根结底，最主要的原因，便是人类在这一石器开发出了某种新的金属，而这一金属几乎决定了人类在这一时期的文明发展进程。如在战国石器，由于铁器的发明和使用，既解放了农村的大量生产力，又在投入战争使用后，大大缩短了战争的进程，从而加速了整个国家的统一，结束了乱世的局面，使得我国文明在一段动荡时期后能够继续得以正常的发展。其中，金属在武器方面的贡献主要在冷兵

智能材料的研究现状与未来发展趋势

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/0b11641730.html, 智能材料的研究现状与未来发展趋势作者：邓焕来源：《科学与财富》2017年第36期摘要：智能材料这一概念在上世纪80年代首次被提出，近年来，关于智能材料在航空航天领域的研究与应用被频繁提及。由于智能材料具备着结构整体性强、可塑性高、功能多样化等优点，因此在航空航天领域得到了广泛的研究与使用，首先根据功能性的不同对智能材料进行了系统的分类与概述，然后对当前智能材料在航空航天领域的主要应用进行了系统性的分析与总结，最后对智能材料在未来的航空航天的应用前景中进行了进一步地展望。关键词：智能材料；复合材料；航空航天；功能多样化 1 引言进入二十一世纪以来，全球各大航空航天强国在航天航空领域投入了大量的研发资金，而作为航空航天领域重要环节的航天材料，近年来也不断有着新的突破，而其中被提及最多的就是智能材料在航空航天领域的应用。在智能材料的范畴中，智能复合材料最具有代表性，智能复合材料主要具备着：外界环境感知功能；判断决策功能；自我反馈功能；执行功能等。此外，由于当前智能复合材料都向着轻量化、低成本化的方向发展，因此在航天领域复合材料的设计结构以及使用用途上都有着不同的侧重发展方向。而近年来国内外各国也均加快了各自在该领域的研发使用发展进度，主要的研究大方向还是集中在了智能检测、结构稳定性、低成本化等方向上，本文着重对相关部分进行系统性的概述与总结。 2 航空航天领域智能复合材料的功能介绍在航空航天领域中，国内外普遍利用智能复合材料以实现在降低航空航天飞行器的自身重量的前提下保证系统结构的稳定性，其次根据复合智能材料具备智能检测自身系统内部工作状态和自愈合等功能实现航空航天材料在微电子与智能应用方向的交叉发展。 2.1 智能复合材料在航天结构检测方向的应用智能复合材料在航空航天器中的应用，主要是通过将传感器以嵌入的方式与原始预浸料铺层以及湿片铺层等智能复合材料紧密键合，最终集成在控制芯片控制器上实现对整个系统的实时监控诊测、自我修复等供能，值得注意的是，在这一过程中，智能化不仅仅是符合材料的必要功能，复合材料在很大程度上可以有效承受比传统应用材料更大外界机械压力[1]。除此之外，由于智能复合材料作为传感器的铺放衬底，因此智能复合材料还可以实现对整个材料内部结构的状况进行收集并且将出现的诸如温度异常、结构异常、表面裂痕等隐患及时反馈至中央处理器，这在一定程度上可以有效实现整个系统内部的检测与寿命预测，在这方面的技术上，美国的Acellent公司研发的缠绕型复合材料以压力感应的形式，按照矩形布线形式

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材料发展的回顾与展望未来摘要：回顾过去，人类的生活、生产和发展离不开材料。从人类早期发展到现在，材料的发展在人类发展史上占着不可或缺的地位。直到现代，人类的材料生产与制备技术已经相当成熟，各种新材料如雨后春笋般不断涌现。展望未来，材料依然将在人类社会的各个方面扮演重要角色。主要向半导体材料、结构材料、有机高分子材料等方向发展。关键词：材料，发展一、回顾材料发展历程材料是人类生活和生产的物质基础，是人类认识自然和改造自然的工具。人类文明曾被划分为旧石器时代、新石器时代、青铜器时代、铁器时代等，由此可见材料的发展对人类社会的影响——没有材料就是没有发展。人类诞生以前其实就有了材料，材料的历史与人类史一样久远，可能还要比之久远呢！在人类文明的进程中，材料大致经历了以下五个发展阶段，他们是 1．使用纯天然材料的初级阶段：旧石器时代,人类只能使用天然材料（如兽皮、甲骨、羽毛、树木、草叶、石块、泥土等），之后也都只是纯天然材料的简单加工而已。 2．人类单纯利用火制造材料的阶段：新石器时代、铜器时代和铁器时代，是人类利用火来对天然材料进行煅烧、冶炼和加工的时代，主要材料有：陶、铜和铁。 3．利用物理与化学原理合成材料的阶段：20世纪初，由于物理和化学等科学理论在材料技术中的应用，从而出现了材料科学。在此基础上，人类开始了人工合成材料的新阶段，主要材料：人工合成塑料、合成纤维及合成橡胶等合成高分子材料的出现，加上已有的金属材料和陶瓷材料（无机非金属材料）构成了现代材料（除合成高分子材料以外，人类也合成了一系列的合金材料和无机非金属材料。超导材料、半导体材料、光纤等材料都是这一阶段的杰出代表）。 4．材料的复合化阶段：20世纪50年代金属陶瓷的出现标志着复合材料时代的到来。人类已经可以利用新的物理、化学方法，根据实际需要设计独特性能的复合材料（只要是由两种不同的相组成的材料都可以称为复合材料）。 5．材料的智能化阶段：如形状记忆合金、光致变色玻璃等等都是近年研发的智能材料（自然界中的材料都具有自适应、自诊断合资修复的功能，而目前研制成功的智能材料还只是一种智能结构）。 20 世纪以来，物理、化学、力学、生物学等学科的研究和发展推动了对于物质结构、材料的物理化学和力学性能的深入认识和了解。同时，金属学、冶金学、工程陶瓷技术、高分子科学、半导体科学、复合材料科学以及纳米技术等学科的发展促进了各种新型材料的产生,并推进了对于材料的制备、生产工艺、结构、性能及其相互之间关系的研究，为材料的设计、制造、工艺优化和材料功能和性能的合理使用，提供了充分的科学依据。现代材料科学更注重于研究新型复合材料和纳米材料的制备和创新，对于设计具有不同性能要求的材料复合工艺和纳米态材料的凝聚过程，以及各类材料之间的相互渗透和交叉的性能以及综合性能的研究给予了更多的重视。现代材料科学的发展不仅与揭露材料本质及其演化

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浅谈金属材料的发展摘要：金属材料曩一种历史悠久发展成熟的工程材料，金属材料具有高强度、优良的塑性和韧性，耐热、耐寒，可铸造、锻造、冲压和焊接，还有良好的导电性、导热性和铁磁性。因此是一切工业和现代科学技术中最重要的材料。关奠词：金属材料；分类；机械性能；发展前言金属材料是一种历史悠久发展成熟的工程材料。我国早在商朝即有青铜器出现，春秋战国时代开始使用铁器。铝合金的运用亦已有一百年的历史，就连钛合金都已发展六十多年了．随着人类文明的演进，金属材料一直扮演着重要的角色，举凡与我们生活息息相关的食，农，住，行，无不处处见其踪迹，例如陆、海、空、各类运输工具、桥梁、建筑、机械工具，国防重工业等不胜枚举。 l金属材料分类金属材料的基本元素是金属。笼统地说，金属材料具有高强度、优良的塑性和韧性，耐热、耐寒．可铸造、锻造、冲压和焊接，还有良好的导电性、导热性和铁磁性，因此是一切工业和现代科学技术中最重要的材料。金属材料按冶金工业可分为两大类：黑色金属和有色金属(见表1)。 2金属材料的机械性能金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同．如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括机械性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。在机械制造业中。一般机械零件都是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称

浅析未来材料的发展趋势(1)

北京科技大学本科生学术报告题目：________________________ ________________________ 学院：________________________ 专业：________________________ 姓名：________________________ 学号：________________________ 指导教师签字：________________________ 年月日

目录近现代材料的发展历史和作用 (3) 材料发展历史 (3) 材料的地位和作用 (4) 材料发展分析 (5) 电子材料 (5) 新型战略性材料 (6) 美国材料战略和发展趋势简略分析 (7) 日本材料战略和发展趋势简略分析 (8) 欧盟材料战略简略分析 (10) 其他部分国家材料发展计划 (10) 我国新材料发展战略 (11) 总结 (13) 参考文献 (14)

浅析未来材料的发展趋势谢帅（北京科技大学，北京 2016）摘要：步入21世纪后，科技的发展速度变得十分迅速，每时每刻都可能有新的科技成果出现。在这科技爆炸的年代，身为理工人，了解自己学科的发展状况、预测自己未来的发展方向是十分重要的。身为材料专业的学生，如果能很好的预测出未来材料的可能重点发展方向，不仅能够为选专业提供参考，还能更好了解材料这个学科，让自己成为自己未来的“指路人”。，要对材料有较为深刻的认识。材料是人类文明的里程碑，首先，我通过了解材料发展历程和地位，认识材料对国家、世界乃至人类文明发展的重要性。由于国情不同，不同国家会有不同的发展重点。所以之后对美国、日本、欧盟等国家的材料战略和其重点领域进行了解及简略分析，得出这些国家的材料发展趋势。最后当然要了解我国材料领域的重点和国家的关于材料的发展规划，展望新材料领域发展趋势：复合材料、生物材料、纳米材料、制造材料的新工艺、新流程及结构与性能的新测试方法、材料表证和评价科学技术、材料设计与性能预测科学技术。关键词：新材料材料发展战略性材料近现代材料的发展历史和作用材料发展历史材料是人类文明的里程碑，对材料的认识和能力决定着社会的形态和人类生活的质量。在人类社会发展的历程中，可以发现很多阶段都是以材料为主要标志或是材料起主导作用，如远古的旧石器时期、新石器时代、陶瓷时代、青铜器时代、铁器时代，到近现代的煤炭时代、蒸汽机时代、水泥时代、钢铁时代、石油时代、电气与化工时代、半导体时代，以及发展中的复合材料、纳米材料、绿色环保材料等新时代材料（图1）[1]4图

材料科学发展与人类社会进步

材料在人类社会发展中的作用材料是人类生存和生活必不可缺少的部分，是人类文明的物质基础和先导，是直接推动社会发展的动力。材料的发展及其应用是人类社会文明和进步的重要里程碑。没有材料科学的发展，就不会有人类社会的进步和经济的繁荣。所谓材料，是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质。在实践中，人们按用途把材料分成结构材料和功能材料。结构材料主要是利用其强度、韧性、力学及热力学等性质。功能材料则主要利用其声、光、电、磁、热等性能。按化学成分分类，则可把材料分为金属材料、有机高分子材料、无机非金属材料及复合材料等。某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革。人们把人类历史分为石器、青铜器和铁器时代。在群居洞穴的猿人旧石器时代，通过简单加工获得石器帮助人类狩猎护身和生存，随着对石器加工制作水平的提高，出现了原始手工业如制陶和纺织，人们称之为新石器时代。青铜时代大约源于4000-5000年前。青铜是铜锡铝等元素组成的合金，与纯铜相比，青铜熔点低，硬度高，比石器易制作且耐用。青铜器大大促进了农业和手工业的出现。铁器时代则被认为是始于2000多年前，春秋战国时代，由铁制作的农具、手工工具及各种兵器，得以广泛应用，大大促进了当时社会的发展。钢铁、水泥等材料的出现和广泛应用，人类社会开始从农业和手工业社会进入了工业社会。本世纪半导体硅、高集成芯片的出现和广泛应用，则把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。基于材料对社会发展的作用，人们已提出信息。能源和材料并列为现代文明和生活的三大支柱。在三大支柱中，材料又是能源和信息的基础。新材料既是当代高新技术的重要组成部分，又是发展高新技术的重要支柱和突破口。正是因为有了高强度的合金，新的能源材料及各种非金属材料，才会有航空和汽车工业；正是因为有了光纤，才会有今天的光纤通讯；正是因为有了半导体工业化生产，才有今天高速发展计算机技术和信息技术。当今世界各国在高技术领域的竞争，在很大程度上是新材料水平的较量。 50年代末，美国政府就制定了全国材料发展规划，70～80年代又进行了多次的补充和修正，把重点放在超硬化合物、半导体激光材料、磁性材料和精密陶瓷上。日本在1980年开展了为期10年、耗资4亿美元的新材料发展规划，重点领域为精密陶瓷、功能高分子、复合材料、生物材料等。接着欧洲与前苏

金属材料的历史现状及未来

金属材料的历史、现状及未来一、金属材料的历史人类在大约公元前五千年由石器时代进入铜器时代，而后又在公元前一千二百年步入了所谓的铁器时代。此时出现的金属材料表明当时的社会生产力达到了一个新的高度，人们发现陶器能够承受高温，掌握了用火在陶质容器内把金属熔化、然后将液态的金属倒进模腔内，以铸成所需的工具。金属铜的应用早于金属铁，这是因为天然铜在自然界中存在而铁则被氧化，同时金属铜的熔点比金属铁的要低。在炼铜技术逐步提升时，我们的祖先已经不知不觉的发现了“合金”，最早的合金可能是青铜，它大约由百分之十的锡及百分之九十的铜构成。随着青铜技术的不断发展，人们意识到增大锡的比例会使合金变硬换句话说，“合金”比单一的金属拥有更好的性能。此后，更延伸出黄铜等适用于不同场合的合金。不久，人类社会从青铜时代进入铁器时代。铁器时代已经能运用很复杂的金属加工来生产铁器。铁的高硬度、高熔点与铁矿的高蕴含量，使得铁相对青铜来说来得便宜及可在各方面运用，所以其需求很快便远超青铜。而在几百年后的欧洲，资本主义萌芽带来的社会化大生产也促使着金属的冶炼和材料的制造向着工厂化、规模化发展。一些效率更高的大型炼铁炉被建造起来。英国在18世纪初已经出现了“高炉” 的原型，日产铁以吨计。一开始工人们使用木炭等天然燃料，后来改用焦炭，并安装上鼓风机，从此慢慢演变为近代的高炉，这是炼铁工业的起点。由于铁的大规模生产，人类物质文明的进一步提高，铁轨等应运而生。19世纪一个英国人找到了将铁炼成钢的方法。他把空气直接鼓入铁水中,使杂质烧掉。后来知道，铁水中含有C、S、P等杂质，将影响铁的强度和脆性等；为提高铁的性能，需要对铁水进行再冶炼，以去除上述杂质。对铁水进行重新冶炼以调整其成分的过程叫作炼钢。在之后的一些由于铁的性能不足而

材料发展历程、前景及认知

材料发展历程、前景及认知关键字：新材料历程前景新生课上个世纪70年代以来，人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。80年代又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。进入21世纪，以纳米材料、超导材料、光电子材料、生物医用材料及新能源材料等为代表的新材料技术创新显得更为异常活跃，新材料诸多领域正面临着一系列新的技术突破和重大的产业发展机遇。相应的，材料科学与工程专业也蓬勃发展起来，而我们粉体材料科学与工程专业则以先进的粉末冶金技术、粉末注射成形技术成为了其中较为领先和特殊的一个分支。三个月紧张而又充实的大学学习，以及其中每周的新生课，让我对粉体材料科学与工程专业由一窍不通到有了上述较为准确的认识，并且了解了材料科学的历史发展及其领域里各个专业性的研究方向。材料与我们日常生活密不可分，一个通俗的解释：可以用来制造有用的构件、器件或物品等的物质。从小的方面来说，买衣服的时候我们要仔细看看衣服的质料；身上戴的饰品的材质也是身份的象征。从大的方面来说，火箭升空，潜艇入水，各种军事武器等等，都离不开材料的加工制备。在20世纪人们就把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱，而信息和能源是看不见摸不着的，只有材料是确确实实就在我们眼前的东西，所以说材料是人类社会赖以发展的物质基础。通过课程的学习，我发现我们所学的材料科学是以材料、化学、物理学为基础，系统学习粉体材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于粉体材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面的学科。是培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作，适应社会主义市场经济发展的高层次、高素质全面发展的科学研究与工程技术人才。老师除了讲解了本专业的粉末冶金材料与技术、粉末注射成形技术，也扩展了生物材料和仿生材料、功能材料、复合材料等知识。其中我感兴趣的是功能材料和复合材料领域。功能材料是一类具有特殊电、磁、光、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要材料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等起着重要作用。而且，功能材料种类繁多，用途广泛，是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用。在全国新材料研究领域中，功能材料约占85%，所以世界各国也都十分重视功能材料技术的研究。功能材料主要包括金属功能材料、无机非金属材料、有机功能材料、复合功能材料等。功能材料已不再是原来的单纯利用原材料，或者凭经验和技术改进和制造材料，或者设计材料的成分和性能，而是已经向设计新材料的阶段迈进。它是信息技术、生物技术、能源技术、纳米技术等现代高新技术及产业的先导、基石和支撑，有着十分广阔和诱人的市场前景。复合材料是一种多相材料，可由金属材料、无机非金属材料和高分子材料复

浅析建筑材料的发展历史及未来建筑材料的发展趋势

浅析建筑材料的发展历史及未来建筑材料的发展趋势摘要：建筑的发展是人类文明发展中的一个缩影，而建筑的发展依赖于建筑材料的进步，同时建筑材料也制约着建筑的发展。建筑材料的发展是随着社会科技的进步而不断发展的，不同时期有着不同的特征。进入十九世纪以后，建筑材料迎来了发展高峰，各种新型材料相继应用到具体工程，而未来材料将伴随科技进步发生更加深远的变迁。本文将从建筑材料发展历史的角度以及对现今材料发展方向的了解来预测未来建筑材料的发展趋势。关键词：建筑材料发展未来一、建筑材料的发展历史 1、相关概念材料是人类用于制造物品、器件、构造物、或其他产品所必须的物质建筑材料指构成土木工程的材料总和，用于建造各种构造物，建筑物或者与其相关的产品，它包括结构材料（如水泥、石材、木材、沙等）、装饰材料（如装饰玻璃、装饰涂料等）、维护材料以及各种功能材料（如保温、隔热、吸声材料等），细分还包括门窗材料、五金材料等。 2、19世纪之前建筑材料的发展自从我们的祖先开始定居，人类的建筑材料便有了最初的雏形。最早人类是利用自然中的天然材料进行建造活动的，如黏土、木材、石头等，而后有了古罗马建筑、古埃及建筑以及中国的宫廷建筑。当时人们在土木工程活动中所发明的一些建筑材料在现代建筑活动中仍广泛采用，例如石灰、石膏以及铜、铁等金属。先简单谈谈西方建筑材料的发展。西方的建筑史可以说就是西方的文明史，西方建筑的源头是古希腊建筑，公元前5世纪到公元前4世纪，古希腊建筑达到顶峰，其代表为雅典卫城及其神庙，后来古希腊文明被古罗马取代和继承，其代表为众多的宫殿、竞技场、神庙等。值得注意的是，无论是古希腊还是古罗马，都采用了自然界中来源广泛，强度较高，塑造性好的石材作为建筑的主要材料，尤其是雕刻艺术的发展，更加体现出石材作为天然建筑材料的优势。到了中世纪，西方建筑达到了历史以来的最高成就，哥特式建筑就是其中典型的例子，无一例外，这些建筑都是以石材作为主要材料，从而造就了严肃庄严雄伟的建筑风格。从现代的建筑观点来看，石材抗压能力很好，这也是西方建筑立式柱较多运用的缘故；石材的大量运用也有粘接材料的发展有极大关系，在早期西方人便开始用石膏作为粘结材料。中国建筑材料的发展显得更具多样性。原始社会晚期，在北方我们祖先用黄土凿壁穴居或者用木架和黏土制造出半穴居的建造物。在南方则出现了干栏式木构建筑。进入阶级社会以后，夯土技术逐渐成熟，商代出现了大量土制的宫殿建

工程材料的历史、现状与发展

工程材料的历史、现状与发展 §1 工程材料的历史、现状和发展材料：人类用以制作有用物件的物质新材料：主要是指最近发展起来或正在发展之中的具有特殊功能和效用的材料。人类先后经历了:石器时代——铁器时代——钢铁时代（高分子时代半导体时代先进陶瓷时代复合材料时代）,这说明以学一种类材料为主导的时代已经一不复返了。材料的发展已进入丰富多采的时代，而以保护资源、环境和生态为目的的材料设计思想已形成新的潮流，即“生态环境材料”。材料分类：金属材料无机非金属材料（陶瓷）有机高分子材料复合材料一、金属材料 1、特点：由于其主要通过金属键结合而成，因此金属有比高分子材料高得多的模量，有比陶瓷高得多的韧性、可加工性、磁性和导电性。 2、近年来金属材料的纵深发展： 1）高纯材料 2）高强度及超高强度金属材料 3）超易切削钢和超高易切削钢 4）硬质合金和金属陶瓷 5）高温合金与难熔合金 6）纤维增强金属基复合材料 7）共晶合金定向凝固材料 8）快速冷凝金属非晶及微晶材料 9）有序金属间化合物 10）超细纳米颗粒金属材料 11）形状记忆合金 12）贮氢合金 3、金属材料的发展趋势二、无机非金属材料（陶瓷ceramic）的特点陶瓷是泛指一切经高温处理而获得的无机非金属材料，除先进（特种）陶瓷外，还包括玻璃、搪瓷、水泥和耐火材料等。从狭义上讲，用无机非金属化合物粉体，经高温烧结而成，以多晶聚积体为主的固态物均称为陶瓷，即先进的陶瓷。先进陶瓷的化学键是由共价键与离子键组成，具有优良的耐高温、耐磨、耐腐蚀的特点。三、复合材料的特点复合材料，是指由不同材料组合而成，在新制成的材料中，原来各材料的特性得到了充分的应用，而且复合后可望获得单一材料得不到的新功能材料。近代复合材料包括： 1、软质复合材料，具有高强度、高质量的特点。如橡胶与纺织材料结合在一起，人造丝、尼龙、金属纤维 2、硬质复合材料，“玻璃钢”代表（又增强纤维与合成树脂制成的复合材料。 §2 制造（工艺）技术发展的历史、现状和趋势

金属材料发展现状及展望

重庆科技学院金属材料工程导论课程论文题目：金属材料发展现状及展望姓名袁建学号43 班级金材普11-01 成绩

金属材料发展现状及展望 ---金材普2011-01 袁建[摘要]材料对社会、经济及科学技术活动的影响面大和带动力强,u人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。现代社会种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础，金属材料的发展前景如何，不仅对相关行业有着重大影响，甚至对整个社会有着密切的关系。本文对金属材料的发展现状和未来的发展前景做了简要的叙述。 [关键词]金属材料研发前景发展趋势 1 前言能源、信息、材料是社会发展的三大支柱，而材料又主要分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料，这其中金属材料是人类历史上系统的应用研究时间最长，在目前应用也较为广泛的一种重要材料。金属材料在人类历史上一直扮演着重要的角色，这是由其自身性质决定的，金属材料具有高弹性模量、高韧性和强度硬度较高等优点，同时金属材料来源广泛，种类繁多和加工技术相对成熟等优异的特性，这些优点都决定了金属材料在材料领域中占有极其重要的地位。随着现代金属材料科学的不断发展，金属材料在机械制造业、国防领域、航空航天、建筑业、农业、矿业资源、电子信息等领域，有明显的性价比优势和广阔的市场。 2 .1 钢铁材料发展钢铁材料是国民经济的重要基础，在整个材料大家庭中始终占据着重要的地位。随着国民经济的不断发展和科技的更新，当的份额。未来不锈钢的趋势发展主要集中在加强发挥其自身优势，使其能具有在特殊条件下使用的特殊性能不锈钢，同时如何降低其研发生产成本，也是未来的一个方向。此外，钢铁材料的新需求和新技术也在不断地出现。特别是在能源工业、交通运输、航空技术对新型钢铁材料的社会需求。由于要有新的产品产出，所以就会带动产生新的技术。超纯净钢生产工艺就是其中的一种。随着钢铁生产工艺的技术进步与生产装备的进一步完善。对于连铸质量，围绕无缺陷连铸坯的生产，重点解决以下技术困难：(1) 高碳钢连铸的中心偏析与疏松缺陷；(2) 包晶钢、含Ti不锈钢的表面质量控制；(3) 卷渣造成的大型夹杂物控制技术；(4)铸坯质量的准确预报与表面修磨技术。实现上述目标，钢铁厂今后将会大力推广并不断优化铁水预处理、全自动转炉吹炼、二次精炼、保护浇注和无缺陷连铸等重大新工艺技术。高性能、高精度连轧工艺技术轧钢工艺的发展主要围绕“三高”技术开展：(1)高性能：通过采用控轧控冷(又称形变热机械处理)工艺，控制钢材的组织结构，提高钢材的性能，特别是强度、韧性指标；(2)高精度：除了精确控制轧材的尺寸精度外，进一步减小长型材的椭圆度和提高板材的板形控制精度及表面质量；(3)高效率：包括进一步提高连轧机的轧制速度和轧机作业率，大幅度提高连轧机组的生产效率。 2．2 有色金属材料发展随着金属材料科学技术的发展，有色金属材料会逐步向性能高，精度高、能耗低向发展。目前有色金属材料在性能上获得了长足的进步，我国

高分子材料发展史

高分子材料发展史随着生产和科学技术的发展，人们不断对材料提出各种各样的新要求。而高分子材料的出现逐渐满足了人们的需要。并对人类的生产生活产生了巨大的影响。高分子材料是以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。高分子材料按来源分为天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料，并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物，用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期，进入天然高分子化学改性阶段，出现半合成高分子材料。1870年，美国人Hyatt用硝化纤维素和樟脑制得的赛璐珞塑料，是有划时代意义的一种人造高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂，真正标志着人类应用合成方法有目的的合成高分子材料的开始。1953年，德国科学家Zieglar和意大利科学家Natta，发明了配位聚合催化剂，大幅度地扩大了合成高分子材料的原料来源，得到了一大批新的合成高分子材料，使聚乙烯和聚丙烯这类通用合成高分子材料走人了千家万户，确立了合成高分子材料作为当代人类社会文明发展阶段的标志。现代，高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同，成为科学技术、经济建设中的重要材料。并且高分子材料资源丰富、原料广，轻质、高强度，成形工艺简易。很容易为人所用。高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中，被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。尽管高分子材料因普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅速的发展，但目前业已大规模生产的还是只能寻常条件下使用的高分子物质，即所谓的通用高分子，它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点。而现代工程技术的发展，则向高分子材料提出了更高的要求，因而推动了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，这样就出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。高分子材料是材料领域之中的后起之秀，是在人们长期的生产实践和科学实验的基础上逐渐发展起来的。几千年前，人们就开始使用棉、麻、丝、毛等天然高分子作丝织物材料。有些加工方法还改变了天然高分子的化学组成，如：天然橡胶硫化，皮革鞣制，天然纤维制成人造丝等。但由于当时受科学技术发展的限制，直到19世纪中叶，人们仍未能探究到高分子材料的本质。高分子材料科学的发展萌芽于19世纪后期和20世纪初。当时天然橡胶由异戊二烯，纤维素和淀粉由葡萄糖残体，蛋白质由氨基酸组成的确立，使高分子的长链概念获得了公认，孕育了高分子的思想。1872年德国化学家拜耳(A.Bayer)首先发现苯酚与甲醛在酸性条件下加热时能迅速结成红褐色硬块或粘稠物,但因它们无法用经典方法纯化而停止实验。20世纪以后,苯酚已经能从煤焦油中大量获得,甲醛也作为防腐剂大量生产,因此二者的反应产物更加引人关注。1907年贝克兰和他的助手不仅制出了绝缘漆,而且还制出了真正的合成可塑性材料—Bakelite,它就是人们熟知的“电木”、“胶木”或酚醛树脂。Bakelite一经问世, 很快厂商发现,它不但可以制造多种电绝缘品,而且还能制日用品,于是一时间把贝克兰的发明誉为20世纪的“炼金术”。20世纪30~40年代是高分子材料科学的创立时期。新的聚合物单体不断出现，具有工业化价值的高效催化聚合方法不断产生，加工方法及结构性能不断改善。美国化学家卡罗塞斯(W.H.Carothers)于1934年合成了优良纺织纤维的聚酰胺-66，尼龙(Nylon)是它在1939年投产时公司使用的商品名。这一成功不仅是合成纤维的第一次重大