传统材料是指人类历史上早期使用的材料,这些材料构成了人类文明的基础。新材料则是在传统材料的基础上发展出的具有更高性能的新一代材料。材料科学和技术的重大进步往往伴随着生产力的变革和社会发展的加速。历史上,人类经历了石器时代、陶器时代、青铜器时代、
铁器时代和硅时代的变迁,每个时代都以其独特的材料为代表。
稳定性是材料的一种化学性质,涉及材料在光照或受热条件下是否会分解,或者是否易于与
氧气发生反应等问题。
金属材料包括纯金属和合金。合金是由两种或多种金属组合而成的
混合物,通常具有各组分金属的优势特征,有时还会表现出新的特性。常见的金属材料包括铜、铝和钢铁。
铜是一种具有紫红色外观的金属,具有良好的延展性和导电性。纯铜主要用于电力和通讯行业,同时也广泛应用于制造铜线、电极和电镀工业。
铜合金则因其特殊的性能而在多个领域有着重要的应用。
铝是一种银白色的金属,具有良好的延展性和导电性。铝广泛替代铜作为电缆材料,同时也广泛应用于航空、汽车和国防工业。铝的化学性质活泼,能够在
氧气中燃烧并释放大量热量。铝还可与其他金属形成合金,如铝合金,其在多个领域的应用日益增加。
钢铁是铁和碳的合金,分为生铁和钢两类。生铁坚硬而脆,适用于铸造,而钢则具有韧性和适用性,可用于铸造和锻造。钢铁的锈蚀是铁在有水存在的条件下发生的缓慢氧化过程。金属污染问题主要来自金属冶炼过程中产生的废气和废渣,以及废弃金属对环境的影响。
水泥是一种最常见的建筑材料,也是一种
硅酸盐。它是通过将
碳酸钙和粘土混合加热至烧结状态,然后研磨制成的。水泥可以在空气或水中硬化,其主要成分包括
硅酸三钙、
硅酸二钙和
铝酸三钙。
有机合成材料包括塑料、橡胶和合成纤维。其中,塑料是
有机高分子化合物合成材料的典型代表,其产量巨大,应用广泛。橡胶则分为
天然橡胶和合成橡胶,后者如丁苯橡胶和
氯丁橡胶在性能上有所改进。