材料创造发明学

创造发明的体质因素身材-伟人和天才中，魁梧的伟人比例较高毛泽东，朱德，刘少奇，林肯等例外：邓小平通常，大脑袋的人要更“聪明”些？邓小平你健康状态当代的伟人、大科学家长寿者多大牌的科学家少疾病2/3/20231大脑的重量健康男人的平均值1400g数学王子：高斯1492gF.Y.列宁1340g艾尔伯特·爱因斯坦1230

g

2/3/20232爱因斯坦的大脑爱因斯坦大脑结构图爱因斯坦的大脑比平常人要小一些最新的研究发现，爱因斯坦大脑的顶叶部位有许多山脊状和凹槽状结构，这是极其罕见的结构人们的视觉、空间认知、数学思考、运动知觉，极端依赖大脑顶叶下段皮质形态，爱因斯坦的顶叶下段有不寻常的形态，侧脑裂并不明显除了脑细胞数量多于常人，爱因斯坦大脑星形胶质细胞突起比较大，这些胶质细胞末端的神经组织数量也较多。爱因斯坦的大脑皮质中，神经元密度较高大脑非常正常，比同龄人更为健康，退化的迹象较少

2/3/202331.4创造发明的过程与思路美：奥斯本：发现问题－》提出设想－》解决问题美－兰德公司特里格和凯普纳：发现问题－》分析原因－》最终结果苏：戈加内夫：提出问题－》努力解决－》潜伏－》顿悟－》验证苏：卢克：提出问题－》搜集信息－》酝酿－》顿悟－》检验美：贝利：问题调研－》确定目标－》确定手段－》解决最优化－》制作和验证－》说服他人2/3/202341.4.1创造发的程序与思路2/3/202351.4.2技术开发的程序与思路2/3/202361.4.3理论研究思维2/3/202371.4.4材料形变断裂研究思路2/3/202382.材料发明发展史2.1材料与人类社会 材料是人类社会发展的物质基础，是人类进步的里程碑旧石器时代，经历了超过200万年新石器时代（距今6000－10000年）青铜器时代（距今2500－6000年）铁器时代（距今2000）约250万年前，人类开始“制造”石器、竹器等工具距今约1万年前，进入新石器时期－出现了具有锋利刃口的石斧及陶器，纺织品出现，持续约5000年约公元前5000－1200年，陶器－青铜－铜器出现－>冶金术出现了－铁和钢铁1909年，人造高分子－酚醛树脂出现－－》人类进入合成材料时代2/3/202392/3/2023102/3/2023112.2材料是人类文明的基石20世纪：原子能－》原子时代20世纪中叶，信息革命－》人类社会史上的一大飞跃：得益于相关产业/领域的突破：单晶硅技术、集成电路技术，以及化合物半导体，固态量子器件，信息记录和存储材料与器件20世纪中叶的激光技术，为20世纪的科学技术、日常生活和军事技术都带来了巨大影响－－激光材料是激光器的心脏（蓝宝石-CO2-光导纤维等激光器）航空技术：是现代经济全球化的必要条件，也是现代战争的主要组成部分。飞机、导弹、火箭的性能在更大程度上取决于材料。高比强度、高比刚度的结构材料、高温结构材料、高含能材料、发散冷却材料、隐身材料、智能材料等等能源供应和能源技术成为20－21世纪的一个巨大问题。能源多元化、洁净化、绿色化－>节约能源、二次能源和再生能源三大领域，等待材料的翩翩起舞2/3/2023122.3金属材料发展史略2.3.1世界有色金属冶炼史世界各地进入青铜器时代、铁器时代的时间差距很大，发展一直不平衡西亚地区（埃及）是最早使用金属的地区中国：黄帝，冶铜、用铜的始祖，蚩尤“造九冶”（“蚩尤作五兵：戈、矛、戟、酋矛、夷矛”；）商周－战国时期创立和发展了“五行”学说：金、木、水、火、土青铜器时代：伊朗出土3800年前的青铜器，含砷，经过铸造、冷加工和退火埃及：含镍和砷的青铜印度：锡青铜中国：青铜技术是孤立发展起来的。锡青铜最早，3000年前，含锡6－8％。商周时期青铜器达到鼎盛时期2/3/2023132.3.2铁器时代公元前600－25年，铁被发现，并逐渐取代标志生产力水平的青铜器。公元1500年，高炉出现于欧洲公元1720年，欧洲人用渗碳法炼钢制造工具中国在唐宋时期逐渐出现铁代有色金属，宋代已经开始使用钢。主要生产武器，如火炮2.3.3钢铁材料时代18世纪，西方率先进入现代工业，大工业炼钢铁开始：铁与火的时代开始（工业革命）19世纪：钢-工具钢-不锈钢20世纪：铝合金2/3/2023142.4高分子材料发展史略20世纪20年代，高分子从有机化学中独立出来，成为独立的学科原始橡胶－最早发现的天然高分子（橡胶树的树汁—乳胶）1832年：Lüdersdorf:松节油+硫磺+乳胶，共煮--》硫化橡胶Goodyear：工业化硫化橡胶1838年：Regnault：用小分子合成聚氯乙烯(PVC)-合成塑料出现1868年：出现硝酸纤维素，1924年通过对天然纤维素改性发明乙酸纤维素—人造丝出现1872年：Bager用苯酚和甲醛（酸性条件）合成酚醛树脂，1909年Baekeland工业化生产酚醛树脂（电木）2/3/2023152.5高分子科学简史创立高分子学说，形成高分子化学1922：Staudinger提出分子链假设，提出大分子概念，创立并完善高分子概念。1953年获Nobel化学奖1928：Garothers对高分子合成作出巨大贡献，发明了尼龙（杜邦）高分子化学与其他学科互相渗透，发展为高分子学科高分子物理、高分子物理化学、高分子工艺学--》形成高分子科学体系高分子链立体规整性：学科成熟1947：催化剂Ziegler,Natt