材料發(fā)展大事記

郝士明

(東北大學 材料學院， 沈陽 110819)

材料發(fā)展大事記

郝士明

(東北大學 材料學院， 沈陽 110819)

這是為拙作《材料圖傳》補寫的大事記，計257件，內(nèi)容限于該書范圍.蒙各方厚愛，《材料圖傳》出版后，讀者反饋了很多肯定性意見.但也指出，書中涉及的材料相關事件很多，而書中內(nèi)容是按分類敘述的，致使事件時序交叉反復，難以把握各事件的總體時間順序.而事件自然時序本身也是具有科學意義的.鑒于該書再版時間制約因素尚多.謹先以此形式答報各方讀者的關心.

續(xù)表 年大事件書節(jié)序BC15世紀瓷器于BC1500年的商初發(fā)端，被稱作“原始瓷”；到東周時期(BC7世紀左右)的越窯青瓷已近于成熟期．東漢(AC2世紀)的越窯青瓷達到了穩(wěn)定的高水平期．2 2 17BC12世紀BC1182年赫梯被鄰國亞述王國攻滅．開戰(zhàn)前亞述先盜取了赫梯的塊煉鐵技術，使其鐵制武器優(yōu)勢喪失．此后塊煉鐵技術傳入周邊各國．2 2 7BC9世紀塊煉鐵技術傳入我國：河南三門峽遺址中西周末年之玉柄虢季劍，為滲碳塊煉鐵劍．2 2 8BC8世紀中國發(fā)明鑄鐵制造技術．山西天馬-曲村遺址發(fā)現(xiàn)西周前期鑄鐵殘片．2 2 9BC8世紀中國春秋時期起，將鑄鐵用于犁鋤等農(nóng)具，至戰(zhàn)國盛行，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)獲大發(fā)展．2 2 9BC6世紀BC5～6世紀印度出現(xiàn)烏茲鋼技術：用坩堝熔制2公斤以下的高碳鋼錠，能經(jīng)鍛造制成刀劍，如大馬士革劍．技術神秘，成品率極低，價格如金．2 3 5BC5世紀儒家經(jīng)典《周禮》冬官《考工記》詳細記載了2500年前的青銅合金的成分、性能及用途．是最早的金屬材料百科經(jīng)典．2 2 5BC3世紀中國戰(zhàn)國晚期，已經(jīng)能夠將厚度不大的鑄鐵件，高溫加熱脫碳鍛打，制成含碳量相當于鋼的器物．2 2 10BC2世紀中國發(fā)明重大制鋼技術“炒鋼”的證據(jù)：徐州獅子山西漢楚王陵遺址發(fā)現(xiàn)炒鋼制鐵矛．2 2 11105中國東漢黃門官蔡倫總結前人經(jīng)驗，將造紙原料擴大到樹皮、廢網(wǎng)等，最終發(fā)明優(yōu)質(zhì)、價廉、資源可持續(xù)的，具有廣泛應用價值的造紙術．2 2 15184中國發(fā)明百煉鋼、灌鋼等大量制取鋼制品的特殊鍛造方法．2 2 121450德國工匠古登堡成為第一位留下姓名的金屬材料發(fā)明者．他1450年發(fā)明的Pb-Sn-Sb合金用于制造印刷鉛字．是通過活字印刷傳播文化的起點之一．2 2 211556德國醫(yī)生阿格里科拉的遺著《冶金學》出版．明末德傳教士湯若望譯該書成中文，取名：《坤輿格致》．美國31任總統(tǒng)胡佛在任職總統(tǒng)前，曾將該書譯成英文，發(fā)表在《礦冶雜志》上．此書圖文并茂，是礦冶領域開山之作．2 2 211638伽利略創(chuàng)建材料力學．1678年英國科學家胡克測定材料彈性模量．1620～1680年法國科學家馬利奧特測定了木材的拉伸性能．2 4 21665英國科學家胡克1660年代制作復式顯微鏡，觀察微觀世界，1665年其巨著《微觀圖畫》出版．圖集中用鉛筆忠實地描繪出植物細胞，昆蟲復眼等微觀細節(jié)．幾乎同時，荷蘭先驅者列文虎克用單鏡頭顯微鏡發(fā)現(xiàn)了微生物．2 4 416881688年法國的納夫制出大塊拋光玻璃，玻璃工業(yè)文明開始．這之前的幾個里程碑是：1226年英國首次制出玻璃寬板，1330年法國首次制出冕牌玻璃，1620年英國首次制出吹制玻璃板等．2 3 101709英國工匠達比父子發(fā)明煤干餾制取焦炭．利用焦炭的高強度解決了爐料支撐和通風問題，大幅度提高了高爐水平．1729年第二代達比建成近代高爐，完成由木炭向焦炭的轉變，英國成為制鐵大國．2 3 11750英國工匠洪茲曼父子研究繼承了烏茲鋼秘密，探索出用坩堝煉制少量高碳鋼的技術．成為謝菲爾德工具鋼品牌．1850年后德國克虜伯家族將其引入到德國，用于生產(chǎn)軍工產(chǎn)品．2 3 517501750年英國的多龍德用折射率不同的玻璃制凹透鏡(燧石玻璃)和凸透鏡(冕牌玻璃)，合成后使不同顏色光線聚焦在一起，解決了透鏡色差問題．2 4 141755英國工程師斯密頓研究發(fā)現(xiàn)：要獲得水硬性必須采用含粘土的石灰石燒制，為近代水泥研制奠定了理論基礎．2 3 10

續(xù)表 年大事件書節(jié)序1772英國化學家舍勒于1772年，普利斯特里于1773年，各自獨立發(fā)現(xiàn)了氧氣．但普氏卻終生相信燃素說；拉瓦錫繼續(xù)用精確實驗，證明氧氣是大氣的組分之一，約占五分之一，奠定現(xiàn)代化學的基礎．2 4 11781瑞典化學家貝格曼創(chuàng)建分析化學．1781年他論證：熟鐵、生鐵和鋼是同類物質(zhì)，僅含碳量不同．1798年克勞埃特用實驗證實了該判斷．2 4 11783英國工程師亨利·考特取得刻槽軋輥專利，實現(xiàn)水力驅動的可鍛鐵壓力加工．2 3 21784英國工程師亨利·考特發(fā)明用焦炭加熱的攪拌冶煉反射爐．實現(xiàn)焦炭與冶煉分區(qū)減少污染．生鐵中加入粉碎的鐵礦石．熔化后用鐵棒攪拌，使鐵水與礦石、熱空氣充分接觸以脫碳，大量制取可鍛鐵．卡爾·馬克思高度評價此發(fā)明．2 3 117951795年德國化學家克拉普魯斯在分析“金紅石”時，意識到這里含有新元素．他主張用希臘神話中大地之子“Titanium”來命名該元素．2 3 311796英國工匠帕克用泥灰?guī)r燒制出棕色的水泥，即羅馬水泥．又稱天然水泥．2 3 918021802年蓋-呂薩克明確了絕對溫度溫標———熱力學溫標，推定絕對零度是-273℃．從理論上解決了應用氣體溫度計可測定任意溫度，包括高溫溫度．2 4 71812德國礦物學家莫斯提出一種對物質(zhì)硬度分級的方法，稱為莫氏硬度．這種硬度數(shù)字只是級別符號，并無物理意義．2 3 221813法國技師畢加發(fā)現(xiàn)石灰和粘土按三比一混合可制成水泥．2 3 918201820～1822年，英國科學家法拉第在貝塞麥發(fā)明煉鋼法之前，開始研究合金鋼基礎問題．他建立了研究Fe-M(合金元素)二元合金性質(zhì)的經(jīng)典方法．2 3 618211821年德國科學家塞貝克發(fā)現(xiàn)：兩種不同金屬組成一個回路，當一個節(jié)點被加熱時這個回路周圍將出現(xiàn)磁場，使磁針偏轉．2 4 71824英國工匠約瑟夫·阿普丁父子發(fā)明水泥．真正實現(xiàn)了“物美價廉”：水硬性好、強度高、原料豐富、價格便宜．也稱“波蘭特水泥”，即現(xiàn)代水泥．2 3 91825丹麥科學家奧斯特，用鉀汞齊還原無水氯化鋁，再蒸發(fā)掉汞，第一次制得了純鋁．人們稱奧斯特是制鋁第一人，他也是電流磁場的發(fā)現(xiàn)者．2 3 161827德國科學家沃勒用鉀還原無水氯化鋁制得少量鋁粉．1845年他使氯化鋁氣體通過熔融金屬鉀，制得少許鋁珠，用此測定了鋁的密度、延展性和熔點等．2 3 161833英國科學家法拉第發(fā)現(xiàn)Ag2S與金屬相反，當溫度提高時其電阻變小，導電性增強．還發(fā)現(xiàn)多種化合物都有這種規(guī)律，只是Ag2S最明顯．這是半導體的最初發(fā)現(xiàn)．該特征后被稱作半導體第一特征．2 3 251839美國冶金工程師巴比特發(fā)明了一種錫基軸承合金，用來制作軸瓦，極好地解決了旋轉軸的支撐和減摩問題．稱作巴氏合金．2 3 71839法國物理學家貝克萊爾家族的第二代A E 貝克萊爾，在19歲幫助父親A C 貝克萊爾做實驗時，發(fā)現(xiàn)光生伏打效應，后被稱作半導體第二特征．2 3 2518441819年蘇格蘭化學家馬金托希發(fā)現(xiàn)橡膠能被煤焦油溶解，可制防水布．1820年興建了第一個橡膠廠．1828年英國人用膠乳制成防雨布．1844年美國工匠古德伊爾研究成功硫化工藝后，橡膠才真正成為重要實用材料．2 3 1218511851年倫敦首屆世界博覽會上，約瑟夫·帕克斯頓的全部使用大塊玻璃和型鋼的設計大獲成功，效果轟動．大大節(jié)約了經(jīng)費．成為玻璃建筑先驅．2 3 10

續(xù)表 年大事件書節(jié)序1856英國工程師貝塞麥發(fā)明空氣底吹轉爐煉鋼．1856年，貝塞麥豪邁宣布他的發(fā)明：“考特的渣鐵難分、不停鍛造的時代過去了！做好鑄型吧！，準備把鋼鑄成各種需要的形狀吧！”從此開始了由可鍛鐵轉變?yōu)殇摰臅r代．2 3 31856法國化學家德維爾1854年用鈉還原氯化鋁制出純鋁，成本極高．1855年他制得的純鋁在巴黎世界博覽會上展出，價格比白金還昂貴．2 3 161860法拉第1826年最早明確橡膠的化學式為C5H8．1860年C G 威廉斯從天然橡膠中分離出了C5H8，取名異戊二烯；1879年G 布查德用熱裂解法制得了異戊二烯，并制成彈性體．得出結論：合成橡膠是可能的．2 3 1318601807年英國力學家托馬斯·楊等開創(chuàng)材料彈性理論；1860-1870年間德國學者建立了疲勞強度、屈服強度的概念和測定方法；艾卓1903年建立沖擊韌性概念，夏比1904年開創(chuàng)沖擊韌性實驗研究方法；1920年格里菲斯創(chuàng)立斷裂力學理論．2 4 21863英國謝菲爾德鋼鐵世家繼承人索拜是位巖相學家．1863年他用巖相觀察的經(jīng)驗和方法，在顯微鏡下觀察鋼試樣，發(fā)現(xiàn)了碳化物和純鐵的微觀形態(tài)．2 4 51865法國工程師馬丁與德國工程師西門子兄弟合作，發(fā)明了可以大量冶煉更高質(zhì)量鋼的平爐煉鋼法．風靡世界達一個世紀．2 3 41866英國化學家格拉哈姆最早發(fā)現(xiàn)了金屬鈀的儲氫特性，形成儲氫概念．2 6 161867俄國工程師切爾諾夫根據(jù)鋼加熱后淬火能否變硬，判斷出鋼存在一種臨界溫度．只有加熱超過此溫度才能淬火硬化．2 4 71868英國工程師馬謝特發(fā)明了鎮(zhèn)靜鋼．他還發(fā)明了高碳含量的碳素工具鋼．1868年他發(fā)明了錳鎢空冷自硬鋼，被稱作“馬謝特鋼”，可制作高速切削工具．他還發(fā)明了CrWMn、9CrSi等工具鋼．被尊稱“合金鋼之父”．2 3 61869美國印刷工約翰·海爾特1869年研究發(fā)現(xiàn)：在硝化纖維中再加入樟腦，可熱壓成各種形狀，制成又硬又軔的材料，完全可以代替象牙制作臺球．他將這種新材料命名為“賽璐珞”，意為假象牙．這是人類合成的第一個材料．2 3 141871德國化學家阿道夫·拜耳通過研究酚和甲醛的反應，合成出靛藍并獲得了1905年諾貝爾化學獎．但他沒注意該反應的產(chǎn)物之一，即沉在玻璃器底的固體殘渣．這種固體產(chǎn)物1904年被開發(fā)成第一個塑料———酚醛樹脂．2 3 151873英國電力工程師史密斯發(fā)現(xiàn)，硒的電阻會因為光線的照射而明顯變小．這一效應后被稱作半導體第四特征．2 3 251873美國科學家吉布斯在1873～1879年推導出相律，成為判斷材料相平衡關系的最重要的理論依據(jù)．2 4 91874德國物理學家布勞恩在研究晶體的導電性時，發(fā)現(xiàn)金屬與方鉛礦晶體的接觸點有整流效應，即導電方向性．后被稱作半導體第三特征．2 3 251874德國科學家阿貝研究出物鏡成像原理．最關鍵部分是明確了像的分辨率由物鏡孔徑、光線波長決定，并形成定量公式．為改進物鏡質(zhì)量指出了方向．2 4 1418771877年德國物理學家萊曼首次觀察到液態(tài)下的晶化．1888年奧地利植物學家萊茵澤爾在加熱膽固醇脂時，發(fā)現(xiàn)渾濁溶體突變?yōu)榍宄阂后w．經(jīng)二人聯(lián)合研究，明確是液態(tài)晶體的變化．遂命名了“液晶”．2 6 41879英國年輕書記員托馬斯愛好化學，通過在自家業(yè)余實驗，發(fā)明堿性爐襯，解決了煉鋼過程中去除有害雜質(zhì)硫和磷的重大課題．推動了鋼質(zhì)量的提高．2 3 41880法國工程師奧斯蒙，美國工程師豪烏，德國工程師馬丁等從1880年代起用金相顯微鏡觀察鋼鐵的組織，在1900年代初建立起鋼鐵材料組織學．2 4 6

續(xù)表 年大事件書節(jié)序1882英國工程師哈德菲爾德發(fā)明了耐磨高錳鋼，被稱作哈德菲爾德鋼，我國稱錳13鋼．該鋼自發(fā)明以來，一直沿用至今；哈德菲爾德還發(fā)明了電工硅鋼，即后來大放光彩的硅鋼片用鋼．哈氏被稱為合金鋼發(fā)展的奠基者．2 3 61886美國材料與試驗學會ASTM成立，肩負起制定各類標準、試驗方法、協(xié)調(diào)供需雙方質(zhì)量要求的使命．2 3 81886美國的霍爾和法國的埃魯特同時于1886年獨立發(fā)明冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法．通過電解制得了純鋁，成本大降．二人分別在美國和法國取得專利權．2 3 1618861808年英國化學家戴維制取了純鎂，比鈦早102年．德國化學家本生1852年發(fā)明電解法制鎂，德國于1886年建第一個用本生電解法制鎂工廠．2 5 191887法國工程師奧斯蒙利用示差熱分析方法最早實測了純鐵和鋼中的臨界溫度：910℃(同素異晶轉變)，768℃(磁性轉變)和723℃(共析轉變)．2 4 718881875年德國科學家W 西門子發(fā)明電阻溫度計；1888年法國化學家勒夏特列發(fā)明鉑-鉑銠熱電偶．溫差電勢比溫差電阻更易測量，誤差更小，成為測定高溫溫度的主要方法．2 4 71893中國湖廣總督張之洞在任職期間于1889年籌建漢陽鐵廠，1893年建成，成為亞洲最大的鋼廠．2 3 31895德國物理學家倫琴發(fā)現(xiàn)X射線．立刻用來制作人體透視裝置；也很快設計出探測材料內(nèi)部缺陷的儀器．X射線對材料的更大價值是揭示原子排布的結構．2 4 101896瑞士物理學家紀堯姆研制成一種熱膨脹系數(shù)極小的鐵鎳合金，稱作“因瓦合金”．熱膨脹系數(shù)遠低于任何金屬，只有鐵的1/10．經(jīng)適當處理，膨脹系數(shù)可接近于零．他因此獲1920年度諾貝爾物理獎，這是材料研究唯一的一次獲獎．2 3 718961887～1896年，英國科學家羅伯茨-奧斯汀實測了鐵-碳合金熔點和重要固態(tài)相變溫度與含碳量的關系．美國科學家豪烏評論：“這些數(shù)據(jù)可能被更精確更完整的數(shù)據(jù)替換，但是他創(chuàng)建的形式是永恒的”．第一個相圖誕生．2 4 81897英國工程師沃爾夫-巴瑞推動統(tǒng)一鋼梁圖紙．1901年沃爾夫-巴瑞主持制定了第一個鋼鐵產(chǎn)品的英國標準，也是世界上第一個鋼鐵材料的國家標準．2 3 91898美國工程師泰勒及懷特，進一步提高馬謝特鋼的鎢含量，并加入鉻和釩，最終發(fā)明了18W-4Cr-1V型高速工具鋼，創(chuàng)造了1800米/秒的高切削速度．2 3 61899法國工程師埃魯特發(fā)明三相電弧爐煉鋼．通過石墨電極向爐內(nèi)輸入電能，冶金過程更加可控，成分更加準確，鋼材質(zhì)量進一步提高．2 3 41900從1900年到1910年，德國化學家哈里斯測定出橡膠不是異戊二烯小分子的集合體，而是異戊二烯成分的長鏈大分子，分子量可以達到十萬量級．2 3 1319001900年瑞典科學家布林奈爾發(fā)明第一個具有物理意義的硬度數(shù)值測定法：測單位壓痕面積承受的載荷重力．載荷固定時，壓痕越大硬度數(shù)值越小．2 4 31900荷蘭科學家羅澤布姆根據(jù)吉布斯相律，對羅伯茨-奧斯汀實測的鐵-碳二元相圖進行了修正，使之符合相律，成為表征系統(tǒng)熱力學關系的重要方式．2 4 81901開發(fā)出高碳含量和一定鉻含量(可與鋼中的碳形成碳化物)的軸承鋼，能夠適應更高的旋轉速度和支撐強度．2 3 71901法國學者勒夏特列為金相顯微鏡設計了倒置試樣的照明光學系統(tǒng)，各國金相顯微鏡批量生產(chǎn)．2 4 14

續(xù)表 年大事件書節(jié)序1902法國化學家沃乃吉發(fā)明焰熔法制備紅寶石單晶體，開辟了人工制作裝飾用單晶塊狀寶石的歷史．2 6 101904美國化學家貝克蘭在研究酚和甲醛反應時，關注固態(tài)殘渣的行為．最終在眾多競爭對手中率先證明：反應產(chǎn)物能制成一種既具絕緣性，又具可塑性的類似橡膠的物質(zhì)．這就是第一個合成塑料“酚醛樹脂”的誕生．2 3 151904英國工程師富蘭克林于1904年，美國工程師多勒于1905年先后開發(fā)了壓鑄技術在機器零件制造上的應用，1927年捷克的波拉克改進了壓鑄機，使得鋁、鎂、銅零件均能生產(chǎn)，成為鎂制品的主要生產(chǎn)形式．2 5 2019061906年，德國工程師維爾姆經(jīng)過反復研究，終于通過添加銅實現(xiàn)了鋁的有效強化，鋁的強度提高了5倍．這是第一個鋁合金．因為純鋁太軟，新合金就叫作硬鋁，即“杜拉鋁”．2 3 1719071907年美國發(fā)明家海恩斯發(fā)明司太立合金．一種高碳的鈷鉻鎢或鈷鎢合金．明確了：提高碳化物體積分數(shù)可大幅度提高硬度，又不會像生鐵一樣脆．2 3 221908荷蘭化學家范拉爾探討了計算二元合金相圖的原理．利用了一種后來被稱作“正規(guī)溶體近似”的模型．2 6 181910俄國化學家列別捷夫用酒精制出丁二烯，并用金屬鈉作為催化劑進行液相本體聚合，人工合成了丁鈉橡膠．2 3 1319101910年美國化學家亨特首次用Na還原TiCl4制得純度達99 9%的金屬鈦．1940年盧森堡科學家克勞爾用鎂還原TiCl4，成功地制取了海綿鈦．并用氬氣電弧爐和水冷銅坩堝重熔海綿鈦，獲得致密可鍛鈦，奠定鈦工業(yè)化基礎．2 3 31191220世紀初英國冶金學家亨利·布雷爾利在研究各種成分鋼的性能時發(fā)現(xiàn)，大部分保存試樣已銹蝕，但含碳0 24%、含鉻12 8%的試樣卻光潔如初，據(jù)此發(fā)明了Cr13型不銹鋼．哈特菲爾德1924年發(fā)明了18-8型鎳鉻不銹鋼．2 3 181912德國物理學家勞厄認為：只要X射線波長和晶體中的原子間距具有相同數(shù)量級，在用X射線照射晶體時就能觀察到干涉現(xiàn)象．1912年他與合作者用實驗證實了此判斷．2 4 111912德國物理學家勞倫斯·布拉格與其父亨利·布拉格利用原子面反射概念，成功地解釋了勞厄的實驗結果．并以更簡潔的方式解釋了X射線晶體衍射，提出著名的布拉格方程．2 4 111914旅美瑞士學者埃爾曼發(fā)明磁導率遠大于Fe-Si合金的新型軟磁材料，一種Fe-Ni合金．后被稱作“坡莫合金”．1924～1947年獲得不斷改進．2 3 191914科學家考尼伯格根據(jù)固體導電特征，將其分成導體、絕緣體和半導體(當時稱“可變導體”)．這是半導體科學概念的首次提出．1931年英國物理學家威爾遜提出半導體能帶理論，是半導體科學概念成熟的標志．2 3 2519141907年由奧地利科學家路德維克設計，美國工程師洛克威爾兄弟1914年開發(fā)出的洛氏硬度計．使用頂角120°圓錐形金剛石做壓頭，主要針對高硬度材料，測定壓入深度．測定中、低硬度材料時用淬火鋼球壓頭．2 4 31916日本東北大學本多光太郎教授發(fā)明KS鋼．一種含鈷含鎢的高碳鋼．這是第一個人造永磁材料．最大磁能積比普通合金鋼高1倍以上．2 3 191916波蘭科學家丘克拉斯基發(fā)明晶種提拉法制備大尺寸單晶，被稱作丘克拉斯基法或CZ法．對半導體、人工晶體材料、金屬材料研究貢獻巨大．2 6 1019201920年代汽車減速箱齒輪的切削加工費超過成本的3/4，受此啟發(fā)，開始設計專用的含硫“易切削鋼”．1937年出現(xiàn)了自動機床專用易切削鋼．2 3 23

續(xù)表 年大事件書節(jié)序19201920年德國化學家斯陶丁格的“論聚合”劃時代論文發(fā)表，提出了“高分子”、“長鏈大分子”等概念．聚合理論提出后，大量新聚合物被制造出來：聚氯乙烯(1928)，聚苯乙烯(1930)，高壓聚乙烯(1935)等．2 4 221921英國維克斯公司工程師史密斯和桑德蘭1921年開發(fā)出維氏硬度計．壓頭金剛石是頂角136°四面錐體，壓痕呈更大的正方形，提高了測量精度．硬度值是單位壓痕面積上的載荷重力．可以測定任何材料的硬度包括顯微硬度．2 4 319221922年，瑞典學者威斯特格林等用高溫X射線衍射法證明：純鐵只有兩種晶體結構：體心立方α相和面心立方γ相，排除了低溫β相和高溫δ相．2 4 121922法國晶體學家弗里德爾根據(jù)分子的排列特征將液晶分為三類：(1)向列型，(2)層列型，(3)膽甾型．2 6 41923德國科學家施勒特爾采用粉末冶金法，制備了碳化鎢體積分數(shù)超過80%的硬質(zhì)合金．近20%的鈷是粘結劑．事實證明：粉末冶金是制備這種材料唯一可行的方法．WC的硬度為HV1400～1800，而熔點在2800℃以上．2 3 221923美國科學家貝茵1923年在Cu-Au系統(tǒng)Cu3Au和CuAu3特殊成分比的固溶體的X射線衍射結果中，找到了原子有序排布證據(jù)———超結構衍射線．2 4 1219261926年保羅·邁瑞卡(P·Merica)申請的在鎳鉻合金中添加少量鋁的專利，是超合金的發(fā)端．超合金，主要指鎳基高溫合金．一系列科技工作者繼續(xù)對它的發(fā)展做出了重要貢獻．2 3 2719261926年芬克和坎貝爾證明，鋼淬火得到的馬氏體，并非體心立方相，而是體心正方相，只是正方度a/c接近于1．鋼馬氏體正方化是高硬度產(chǎn)生的原因．正方化起因于碳的溶入．1927年蘇聯(lián)學者庫爾久莫夫也得到相同結果．2 4 121926蘇聯(lián)物理學家雅科夫·弗倫克爾經(jīng)理論分析估算，晶體材料的屈服強度約等于切變彈性模量的六分之一．單晶銅切變彈性模量約9300MPa，理論屈服強度應為1540MPa；實測屈服強度只有1MPa．這說明理論存在嚴重缺陷．2 4 171926德國物理化學家塔曼在1912年提出：所有相變都是通過第一步“形核”，和第二步“長大”完成的．沃爾默繼承發(fā)展了這一觀點：所有熔化與凝固、同素異晶轉變都是如此．1926年沃爾默得出實驗規(guī)律，建立了形核理論．2 4 1919271927年蘇聯(lián)學者庫爾久莫夫與導師薩克斯一起，測得鋼中馬氏體和母相的位向關系，明確了馬氏體相變的切變特征，和無擴散性質(zhì)．2 4 20，2 4 1219291929年德國醫(yī)生福伯曼為探索臨床心導管檢查，將650毫米長的橡膠導尿管，插入自己的肘靜脈并送至右心房．步行到另一樓層的放射線科，向導管內(nèi)注入顯影劑，記錄下人類歷史上第一張心導管X射線影像．2 6 111930由于滲碳表面處理的重要性，各國開發(fā)出一些適合于利用滲碳工藝實現(xiàn)表面強化的專用鋼種，如20CrMnTi、12Cr2Ni4W等．2 3 231931日本東京大學教授三島德七發(fā)明Fe-Ni-Al系合金MK鋼，并申請了專利．永磁性能超過KS鋼．本多光太郎聞訊組織隊伍趕超，1933年發(fā)明了新KS鋼，性能稍超過MK鋼一點，卻付出了合金成本大幅度提高的代價．2 3 201933英國學者奧利弗在MK鋼和新KS鋼之的基礎上，發(fā)明高性能永磁合金“Alnico(鋁鎳鈷合金)”．永磁性能達到前所未有的新高度．2 3 201933日本東京工業(yè)大學教授加藤與五郎和武井武合作，創(chuàng)制出鐵氧體永磁材料，當時稱OP磁石(即氧化物永磁體)．在世界上開啟了一個氧化物磁性材料的新時代．粉末冶金工藝發(fā)揮了決定性作用，成為性價比最好的磁性材料．2 3 21

續(xù)表 年大事件書節(jié)序1934英國物理學家泰勒、匈牙利科學家歐羅萬和波浪依1934年不約而同地提出：晶體都不是完整的，都會存在一種叫做“位錯”的缺陷，可使滑移容易進行．預先存在的位錯，可解釋為什么實際屈服強度只有理論估算值的千分之一．2 4 171935荷蘭菲利浦公司物理學家斯諾克，研制出性能優(yōu)良的尖晶石結構含鋅軟磁鐵氧體，1946年實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)．1956年研究出亞鐵磁性Y-Fe-O鐵氧體．2 3 211935美國化學家卡羅塞斯發(fā)明尼龍，學名為聚酰胺，英文簡稱為PA．標志三大合成材料的最后一個：合成纖維發(fā)明完成．尼龍有“第一人造纖維”美稱．1939年實現(xiàn)工業(yè)化．后來尼龍還成為“第一工程塑料”．2 3 291936蘇聯(lián)物理學家朗道1936-1937年間探明二級相變的原子間相互作用根源．成為著名的“朗道十誡”之一．材料中的二級相變包括金屬中的磁性轉變、固溶體中的有序-無序轉變、常導態(tài)-超導態(tài)轉變等．2 4 201937美國和日本發(fā)明了含鉛易切削鋼；1963年德國發(fā)明含鈣易切削鋼．幾乎完全消除了夾雜物對機械性能的不利影響．2 3 2319371937年法國學者紀尼葉及英國學者普萊斯頓幾乎同時用X射線衍射勞厄相特征給出了在Al-Cu合金中發(fā)生銅原子富集(GP區(qū))的解釋．材料學家無法用顯微鏡解釋的杜拉鋁時效硬化，第一次獲得了理論認知．2 4 1219371990年代人們發(fā)現(xiàn)：早在1937年，蘇聯(lián)概率論大師考爾莫高洛夫比美國學者邁爾和阿弗拉米早兩年，已在蘇聯(lián)科學院《科學》雜志上發(fā)表了相變動力學內(nèi)容與J-Mehl-Avrami方程相同的論文，數(shù)學更加嚴整．2 4 1919381930年B F 謝菲爾德提出第一種淬透性標準試驗方法．1938年伯恩斯等提出了SAC法，適合低淬透性鋼的表征；1938年喬米尼設計了末端淬火法，適合中、高淬透性的表征，沿用至今．2 3 2419381938年美國歐文斯-科寧玻璃纖維公司成立．玻璃纖維不僅能夠彈性變形，而且有很高的屈服強度，可以高達2000MPa．2 3 301939德國科學家盧斯卡1933年制成了二級放大的電子顯微鏡，獲得金屬纖維的1萬倍放大像．盧斯卡1937年應西門子公司之邀建立超顯微學實驗室．1939年西門子公司最早制造出分辨率達30埃的實用電子顯微鏡，批量生產(chǎn)．2 4 1519391939年美國科學家柏格斯對位錯做了更科學的描述：可以用一個矢量來表征位錯的基本性質(zhì)．后被稱作柏氏矢量，被廣泛采用．由該矢量還自然引出了螺型位錯的概念，使位錯線可以成為一條完整的環(huán)狀線．2 4 181939美國冶金學家邁爾等在1939年提出，自發(fā)形核相變體積分數(shù)與時間關系的Johnson-Mehl方程．美國化學家阿弗拉米(Avrami)在1939年《化學物理雜志》上也發(fā)表了內(nèi)容完全相同的方程式．化學家稱之為阿弗拉米方程．2 4 191940蠕變是固體材料在遠低于屈服強度的應力下的緩慢永久性變形．蠕變的第一個定量模型是納巴羅與赫爾令等在1940年代提出的擴散機制模型．當材料被加熱，蠕變因溫度升高而加劇．在熔點附近蠕變會劇烈加速．2 4 2119411941年加拿大工程師皮江發(fā)明外熱蒸餾罐內(nèi)硅鐵還原白云石新工藝，被稱作“皮江法”．使鎂生產(chǎn)成本大幅度下降．2 5 1919421939年美國堿性玻璃纖維問世．1942年熱固性聚酯進入市場．玻璃纖維增強聚酯(GFRP)的屈服強度達到300MPa．玻璃纖維增強塑料(FRP)作為第一個復合材料正式登上歷史舞臺．2 3 30

續(xù)表 年大事件書節(jié)序19431943年荷蘭醫(yī)生考爾夫成功進行了人工體外血液透析，被認為是人工腎的出現(xiàn)，是最早的人造器官．2 6 1219441944年美國萊特空軍發(fā)展中心設計制作了以玻璃纖維增強塑料(FRP)為機身和機翼的飛機試飛成功．此后FRP迅速在船艇、汽車等領域應用．1946年開發(fā)出玻璃纖維增強尼龍，1951年開發(fā)出玻璃纖維增強聚苯乙烯．2 3 301945美國科學家烏拉姆和麥德羅帕里斯開發(fā)出一種概率計算方法．烏拉姆用賭城蒙特卡洛命名了這一應用極其廣泛的方法．很多材料學問題都可用蒙特卡羅法得到模擬：如材料晶粒長大、相變進行速率等．2 6 171946美國物理學家甄納1946年對于一種液體共晶成兩種晶體的理論性難題，給出了合理的解析．2 4 191946美國科學家科根達爾的實驗證明：兩種金屬構成的代位式固溶體中，兩種原子相向擴散的擴散系數(shù)可以并不相同，這是由不對稱空位流造成的．這實際證明了晶體空位假說的正確性．并形成了組元本征擴散系數(shù)的概念．2 4 2119471947年巴丁和布萊坦發(fā)明了接觸式晶體三極管．不久肖克萊又在硅中發(fā)現(xiàn)pn結的基礎上，發(fā)明了平面型晶體三極管．從此奠定了計算機技術進步的物質(zhì)基礎．2 3 26194734歲的旅美中國學者葛庭燧，用他發(fā)明的扭擺(后來稱葛氏擺)測定了鋁的晶界內(nèi)耗峰，根據(jù)內(nèi)耗峰估算的晶界厚度只有2～3個原子間距．而并非原來設想的數(shù)百上千原子間距那么厚．2 4 131947英國材料科學家科垂耳提出，固溶體中的溶質(zhì)原子更容易聚集在位錯處，形成所謂的“科垂爾氣團”．它可以解釋固溶體因溶質(zhì)原子，特別是間隙式原子對位錯釘扎所引起的一些特殊行為．2 4 181947美國化學家鮑林提出元素電子空位濃度(NV)概念．其后大量實驗證明，鎳基高溫合金中拓撲密排相(TCP)的析出與固溶體中的平均電子空位濃度有密切關系．可進而引導合金成分的設計．2 4 231949英國眼科醫(yī)生利德雷為患者設計了第一個人工晶狀體(也稱人工晶體)．使用的材料是一種透明塑料PMMA，即聚甲基丙烯酸甲酯．2 6 1019501912年，英、德兩國工程師注意到Al2O3陶瓷具有極高的硬度，只是韌性很低．1950年后在原料純度、粒度和燒結工藝上的巨大進步，可制作出具有高綜合性能的Al2O3陶瓷切削刀具．2 3 2219501950年英國科學家弗蘭克與瑞德共同提出了一種位錯增殖機制，解決了位錯為什么會源源不斷的生成．在垂直于切應力方向上，如果一段位錯線的兩端被釘扎，它將成為這種“弗蘭克-瑞德位錯源”．2 4 1819501950～1960年代，法國發(fā)明制鎂新技術，即內(nèi)熱式以硅鐵或鋁還原白云石的連續(xù)制鎂高效工藝，成本明顯下降，成為目前主流制鎂方法．2 5 1919501950年代初，英國科學家霍爾與佩奇定量闡明了金屬晶粒細化對其屈服強度的貢獻，成為材料強化的重要基礎規(guī)律．2 5 2119511939年電子顯微鏡(TEM)問世以來，首先在生物醫(yī)學領域獲有效應用．1949年對金屬薄膜的透過觀察技術成功之后，位錯的直接觀察受到密切關注．取得預期結果．1951年的螺型位錯照片是典型一例．2 4 181953德國化學家齊格勒和意大利化學家納塔發(fā)明了新型催化劑，使乙烯在低壓下可以聚合成高密度聚乙烯(1953)，丙烯可聚合成全同聚丙烯(1955)．由于不再需要高壓，極大地降低了成本；且更易對產(chǎn)物結構與性質(zhì)加以控制．2 4 22

續(xù)表 年大事件書節(jié)序19541950年代，美國貝爾實驗室的科學家用單晶硅制成了光伏電池，為太陽能利用的現(xiàn)代化奠定了基礎．2 6 151955法國博士生卡斯坦因在與導師紀尼葉探討材料中的微小區(qū)域的化學成分分析時提出：可采用測定電子束入射該微區(qū)后所產(chǎn)生的標識X射線強度的方法．1955年他做出了這種設備的樣機．從此電子探針(EPMA)誕生．2 4 161957受大量特殊形狀實驗相圖啟發(fā)，荷蘭科學家梅杰令探討了三元相圖形態(tài)與各二元系正規(guī)溶體相互作用能之間的定量關系規(guī)律．2 6 181958美國材料科學家維斯特布魯克提出：鎳基高溫合金的合金元素雖然可以多達10種以上，但是可以簡化為Ni-Al二元系的γ和γ′的相平衡來分析，為鎳基高溫合金的合金設計指出了正確途徑．2 3 2819581956年瑞典科學家希拉特論證了“負擴散系數(shù)”的熱力學原理．1958年美國材料學家J·卡恩和J·希里亞德研究固溶體分解時，得到希拉特理論的支持．發(fā)現(xiàn)了不需要形核-長大的全新相變模式———失穩(wěn)分解．2 4 2019581958年美國科學家伊文對帶有裂紋的連續(xù)體進行分析，首次提出了“應力強度因子”，并在格里菲斯和歐羅萬理論的基礎上提出了“斷裂韌性”概念，形成了材料斷裂力學新方向，更新了人們對材料安全的認識．2 5 11958美國的瑞德在1951年第一次發(fā)現(xiàn)了Au-Cd合金中的形狀記憶效應，并于1953年在In-Tl合金中也發(fā)現(xiàn)了同樣現(xiàn)象．但直到1958年美國海軍研究所彼勒等發(fā)現(xiàn)Ti-Ni合金的形狀記憶效應，才引起了世界性的矚目．2 6 11959美國福特公司研制出以TiC(N)為硬化相，用Ni-Mo合金作粘結相的硬質(zhì)合金，可以使硬度進一步提高，達到HV1500左右．這是硬質(zhì)合金發(fā)展史上的又一個里程碑．圓珠筆剛發(fā)明時，曾被建議用作“筆珠”．2 3 2219591959年美國物理學家費曼預言：如果能一個原子一個原子地制作物品，物品越小，物性越豐富；1962年日本物理學家久保亮五指出：金屬微粒小于100nm時，電磁性能將發(fā)生變化，即“久保效應”．這些被認為是納米時代的預言．2 5 161960英國物理學家森金斯1928年在金屬中發(fā)現(xiàn)超塑性．他的描述是：金屬材料在絕對溫度的熔點一半左右，應變速率又很小時，伸長率可達到本身長度的3倍以上，即為超塑性．1960年代后，發(fā)現(xiàn)很多實用合金具有超塑性．2 4 2119601960年，美國學者杜威和兩名博士生，把Au-Si合金的小液滴以每秒約100萬度的冷速急劇冷卻下來時，通過X射線衍射分析得知，獲得了后來被稱作“金屬玻璃”的非晶態(tài)合金．這是首次發(fā)現(xiàn)非晶合金．2 6 219601953年美國學者洛薩和薩利拉簡開始反滲透膜研究，并于1960年成功制備了第一張聚合物反滲透膜．1974年聚合物反滲透膜在海水淡化方面取得突破．其后，掀起了膜分離材料的研究熱潮．2 6 51960美國科學家梅曼以紅寶石晶體為工作介質(zhì)，成功地研制出第一臺激光發(fā)生器．是人工晶體首次作為功能材料的應用．2 6 101960英國科學家首次提出“有限元”概念，使有限元方法從結構工程強度分析擴展到幾乎所有的科學技術領域，成為實用高效的數(shù)值分析方法．如材料領域的金屬塑性變形計算，復合材料結構強度分析等．2 6 1719611961年蘇聯(lián)學者李夫舍茨和德國學者瓦格納確定：在加熱奧氏體化、控制冷卻中，碳(或氮)化物的析出長大符合李夫舍茨-瓦格納方程；而碳(或氮)化物尺寸、數(shù)量又決定了奧氏體、鐵素體的晶粒尺寸．2 5 3

續(xù)表 年大事件書節(jié)序19741974年前后開發(fā)成功的先進陶瓷Si3N4和SiC，都是共價鍵極強的化合物材料，在性能方面具有：高硬度、耐熱性、高強度、耐蝕性、耐磨性等突出的優(yōu)勢．2 5 1419741974年日本機械學家谷口紀男首先使用“納米科技”一詞．最早用來描述薄膜沉積和離子束處理中，所涉及到的是納米尺度機械精度的控制．2 5 1719741968年法國科學家德熱納把各種有序-無序態(tài)轉變統(tǒng)籌研究，使對液晶的認識取得了巨大突破．1974年出版的德熱納著《液晶物理學》一書成為經(jīng)典．2 6 41975日立金屬安來工廠工程師渡邊力藏等對鎳基高溫合金的設計研究結果在1975年發(fā)表，取得巨大反響．設計出當時未知成分的3種性能優(yōu)異的鎳基高溫合金．是PHACOMP模式取得的最有代表性的公開研究結果．2 4 2319761970年代初日本化學家白川英樹的一位學生誤將催化劑數(shù)量提高1000倍，結果卻得到了銀白色的聚乙炔薄膜，后經(jīng)與美國化學家麥克狄阿密和物理學家黑格合作，在1976年制備出具有導電性的膜狀聚乙炔．2 6 51977自1970年代興起，于1985年完成的工程塑料應用熱潮是結構材料的大事．五大工程塑料：聚酰胺(PA)；聚氧化甲醛(POM)；聚苯醚(PPO)；聚乙(丁)烯對鈦酸鹽聚酯(PET(PBT))；聚碳酸酯(PC)．比強度已超過鋼．2 5 71979材料學家劉錦川(C T Liu)1970年代在美國NASA工作時發(fā)現(xiàn)：用Ni和Fe替代Co3V中部分Co，其結構將由D019變成L12型，性能由脆性變成塑性的．1979年日本東北大學博士生青木清，通過向多晶Ni3Al中加入微量元素硼，使Ni3Al多晶材料由零塑性，變成可彎曲180度的塑性材料．2 5 1219801980年代日本和德國已開發(fā)出“保證淬透性結構鋼”．通過對鋼的淬透性與成分關系的準確把握，在鋼的熔煉中根據(jù)快速化學成分分析，適時進行成分微調(diào)，以達到精確保證淬透性．2 3 2419801980年代的金屬間化合物熱，激發(fā)了對Ti-Al系化合物的期待．美國曾寄希望于Ti3Al，但550℃左右的環(huán)境誘發(fā)脆性問題極難解決．1980年以后，γTiAl化合物材料研究進入了新時期，美國的金永文(Y W Kim)等有重要貢獻．2 5 1319801980年代意大利科學家卡爾和帕利內(nèi)羅將分子動力學模擬推進到第一性原理計算階段之后，使其適于研究納米尺度的材料行為，對實現(xiàn)多尺度材料組織形態(tài)模擬有貢獻．2 6 171980我國擁有完全知識產(chǎn)權(包括材料)的150座位大型噴氣式客機“運10”成功飛行，實現(xiàn)最遠航程8600公里，最大時速930公里，最高飛行高度超過11000米．在空中禁區(qū)的西藏連續(xù)成功試飛7次．3 211982美國醫(yī)生考爾夫用工業(yè)材料制成人工心臟，植入人體后存活112天2 6 121982美國考爾夫的學生加維克制成人工心臟，植入人體后存活620天2 6 1219831983年日本住友金屬的材料學家佐川真人發(fā)明釹鐵硼永磁體：Nd2Fe14B，使得最大磁能積在SmCo5和Sm2Co17的高水平上又翻了一番．這一進步再次沖擊了世界材料領域．但有居里溫度低，耐腐蝕性差等缺點．2 6 619841984年德國薩爾蘭大學的格雷特與美國阿貢實驗室希格爾相繼成功制得純金屬納米細粉．格雷特進一步將粒徑為6nm的鐵粒子通過原位加壓成形燒結，制成晶粒為納米量級的塊體．被認為是納米材料研究的正式開始．2 5 1619841984年以色列學者謝特曼發(fā)表論文稱，在Al-Mn合金中發(fā)現(xiàn)了具有五次對稱的準晶體．因有悖于已知的對稱原理，遭到了一些學術名人長達十年的質(zhì)疑、反對．中國科學家郭可信等于1985年發(fā)表：鈦鎳合金中發(fā)現(xiàn)了準晶相．1992年國際晶體學會建議修改晶體定義，以使準晶可以包括其中．2 5 18

續(xù)表 年大事件書節(jié)序19861986年，瑞士物理學家繆勒和德國物理學家柏諾茲在La-Ba-Cu-O系中發(fā)現(xiàn)臨界溫度超過30K的氧化物超導體．同年11月，日、中、美等國物理學家跟蹤研究，確認了該系統(tǒng)的超導現(xiàn)象．全球展開氧化物超導體大會戰(zhàn)．1987年2月美國的朱經(jīng)武把臨界溫度提高到92K，超過液氮溫度．中國的趙忠賢8天后把TC提高到100K．2 6 81987德國納米材料科學家格雷特及其合作者凱爾奇，在1987年提倡陶瓷材料的納米化，當陶瓷粒子尺寸達到納米量級時，可以完全解決陶瓷的脆性問題．直至使得陶瓷具有超塑性．2 5 1419871987年國際標準化組織(ISO)在法國召開的外科植入物會議的心血管(TC150/WG)分會，第一次討論了“生物材料”的定義．會議認為“生物材料”是指“以醫(yī)療為目的，用于和活組織接觸以形成功能的無生命材料”．2 6 111988日本學者吉澤等發(fā)現(xiàn)：FeSiBCuNb塊體金屬玻璃在部分晶化處理后，非晶態(tài)基體中將出現(xiàn)5～20nm的晶化相，結果比處理前顯示高得多的磁導率．2 5 171988法國科學家佛爾特和德國科學家格倫伯格獨立發(fā)現(xiàn)了巨磁阻效應．讀取硬盤數(shù)據(jù)的巨磁阻多層膜磁頭的應用，使磁頭靈敏度、分辨率大幅度提高，硬盤密度因此可大幅度增大，也可使硬盤尺寸減小．2 6 1319881988年日本的“模具”工業(yè)產(chǎn)值超過1 5萬億日元，首次超過了“機床”．這意味著：“加工材料”的第一方式不再是切削，而變成了沖壓；第一工具材料也因此由“刀具材料”變成了“模具用鋼”．3 919891989～1990年中國科學院金屬所博士生盧柯與導師王景唐一起，發(fā)明了將非晶條帶施以晶化處理，獲取完整納米組織的方法，晶粒尺寸小于100nm．證實了晶粒度小于100nm時，材料強度與晶粒尺寸的反常霍爾-佩奇關系．2 5 1619901990年代起，井上明久等最先制出大尺寸塊體金屬玻璃．居領先地位．1993年研制出大尺寸鐵基金屬玻璃．2 6 319901990年代研制出連續(xù)SiC纖維增韌Si3N4陶瓷．將Si3N4粉末制成漿料，將SiC纖維編織體浸漬其中，排出氣體，干燥后于1300～1450℃氮氣中燒結．纖維體積分數(shù)可達50%，與基體結合良好．沖擊韌性與鑄鐵相近．2 5 101990美國1980年代關注的α2相合金，1990年代轉為Ti2AlNb，一種在α2相基礎上的三元有序結構，稱作O相．高溫比強度高，成形性好，有室溫塑性以及超塑性．當前的重點是降低Nb含量，減小密度，提高比強度優(yōu)勢．2 5 131990日本科學家新原皓一在1990年代提出復相陶瓷的概念，并取得令人矚目的結果：Al2O3-SiC(體積分數(shù)為5%)的晶內(nèi)型納米復相陶瓷，室溫強度可達到單組分Al2O3陶瓷的3～4倍，1100℃下的強度可達1500MPa．2 5 141990日本材料學家山本良一從1990年起呼吁“環(huán)境意識材料”的重要性．他主編了《拯救地球》、《環(huán)境意識材料總覽》、《一秒鐘的世界》等多種有關保護環(huán)境的著作，創(chuàng)造了“環(huán)境意識材料”的英文詞———Eco-Materials并介紹其概念，成為材料學者中積極的環(huán)境衛(wèi)士．2 5 151990愛爾蘭科學家科伊研發(fā)出新永磁體：Sm2Fe17化合物滲氮得到的化合物Sm2Fe17NX．居里溫度比NdFeB提高170℃，理論磁能積上限值為447kJ/m3(56 2MGOe)，與NdFeB相當．具有耐腐蝕性、抗氧化性和耐熱性能．2 6 719901990年代以來，英、法、意、美等國相繼開發(fā)出強度達到1000MPa的非調(diào)質(zhì)鋼，鋼的組織為低碳貝氏體和低碳馬氏體類型．3 21992從1992年起以來，德國成功進行了精密鑄造γTiAl葉片實驗；1993年美國通用公司進行了發(fā)動機測試；1990年代末進行了燃氣渦輪發(fā)動機試驗．1999年后美國將γTiAl列為航天、汽車等領域的備選材料．3 6

續(xù)表 年大事件書節(jié)序1993杜威的學生約翰遜于1993年在Zr基合金中發(fā)現(xiàn)了可制成大尺寸塊體的金屬玻璃，臨界冷速只需每秒1度．2 6 21996根據(jù)德國科學家格雷特1996年報道，當WC燒結體的晶粒尺寸從微米量級細化到納米量級時，維氏硬度可以提高400個單位．(注：人類從銅器時代到鐵器時代，硬度提高了約400個單位，但花了3000多年時間．)2 5 1719971997年日本首先提出“超級鋼”概念：普通低碳鋼在基本不改變成分，基本不提高成本的前提下，通過控軋控冷，使強度提高一倍，而其他性能保持不變．主要技術手段：(1)高純凈化；(2)低宏觀偏析；(3)超細晶化．2002年日本成功將400MPa級別的鋼強化到800MPa．2 5 2119981998年中國啟動重大基礎研究計劃“新一代鋼鐵材料基礎研究”，并于2002年底基本完成研究工作，成功開發(fā)出了200、400和800MPa級的超細晶粒鋼生產(chǎn)工藝，已在寶鋼、本鋼等處批量生產(chǎn)．2 5 211998美籍華裔物理學家丁肇中．為了搜尋宇宙大爆炸產(chǎn)生的反物質(zhì)設計了“磁譜儀”，核心部分是高強永磁體．他與中國科學家和工程師合作，1998年制成了塊重達2噸的環(huán)狀釹鐵硼永磁體，并送上太空的空間工作站．2 6 61998美國奧地利裔化學家科恩在1960年代中期建立密度泛函理論．求算一個微觀體系的電子密度可以不用求解薛定諤方程，在量子化學計算中大獲成功，使第一原理計算成為可能．是化學史上一次革命．1980年代以來，該理論應用日益廣泛．1998年獲諾貝爾化學獎后，更在全球掀起熱潮．求算新體系的未知熱力學參數(shù)，和第一原理材料設計在這時興起．2 6 192000鋼鐵是汽車中密度最大、強度最大材料，是安全保障．1995年鋼鐵占汽車總重量的68%(1378公斤)；2000年，鋼鐵降為62%(1244公斤)；減重須從減少鋼鐵入手，但又必須保證安全．3 222005我國超級鋼產(chǎn)量達到400萬噸．3 120062006年日本科學家石田清仁及其合作者通過向合金中添加W，使Co-Al二元系中不存在的Co3Al化合物，以Co3(Al，W)金屬間化合物的形式出現(xiàn)了．從此有了可用Co3Al型化合物強化機制的新概念鈷基高溫合金．2 5 122008日本化學家細野秀雄在2008年報道了鐵砷氧化物臨界溫度為26K的超導體，幾乎同時起步的中國科學家陳仙輝等同年使鐵基氧化物臨界溫度超過麥克米蘭特征溫度(40K)．3 222011法國的布加迪汽車公司，制造出一款“威龍16 4”新型汽車，號稱“陶瓷車”，是集陶瓷、鈦、鋁、玻璃纖維、碳纖維等各種輕質(zhì)材料于一身的樣板車．3 62012全球原鎂產(chǎn)量達85萬噸．其中我國產(chǎn)量達70萬噸，占82%，主要用于出口．我國鎂產(chǎn)業(yè)尚有規(guī)模小而散，技術不夠先進，環(huán)境負擔較重等問題．2 5 192013美國斯坦福大學建成世界第一臺碳納米管計算機．其178個晶體管中，每個都是由10至200只碳納米管構成．目前只能做排序、計數(shù)等簡單運算；但是，它被認為可能開啟電子設備20年后的新時代．3 1920132013年第一季度美國特斯拉全電動S型跑車銷售量，第一次超過混合型能源的德系跑車：奔馳和奧迪．人們積極選擇“零排放”．全電動車在沒有政府補貼的情況下能夠生存．光伏發(fā)電和充電電池管理成為核心技術．3 2320162009年我國C919大型客機總體技術完成方案通過．預計2015年大型運輸機研制完成，2014年國產(chǎn)大型客機C919實現(xiàn)首飛，2016年交付航線使用．3 21

10.14186/j.cnki.1671-6620.2017.04.005

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