材料学的伟大时刻

材料科学与工程历史大事件时间意义最早的烧制陶瓷：发现于摩拉维亚的公元前28000材料加工的开始巴甫洛夫山遗址的以动物和人类为年（推测）外形的小型雕塑、厚板和圆球，陶瓷的制作由此开始最早的冶金学始于远古新石器时代，公元前8000年使得石器被更加耐用，多功能的铜人类开发了装饰性锤延铜材（推测）器所替代在现代土耳其周边，人们发现可以从公元前5000年成为冶金提取术—开发地球矿物宝孔雀石和蓝铜矿中萃取液体铜以及（推测）藏的手段熔融的金属可铸成不同的形状。埃及人首次熔炼铁（或许是作为铜精公元前3500年揭开了将成为世界主导冶金材料的炼的一种副产品），微量的铁主要用（推测）第一个制备秘密于装饰或礼仪。在现代叙利亚和土耳其地区，金属业公元前3000年建立了合金的概念——将两种或以劳动者发现在铜矿石熔炼前加入锡（推测）上的金属熔合在一起以获得性能优矿可以制造出青铜器于组分的产物伊朗西北部人发明了玻璃。公元前2200年成为第二种伟大的非金属工程材料（推测）（继陶瓷之后）。中国制陶艺人使用高岭土制备出首公元前1500年开始了这种陶瓷的优秀制作工艺和批精细陶瓷（推测）艺术的历史近东地区金属业劳动者开发出熔模公元前1500年建立了创造和复制复杂冶金结构的铸造造型工艺（推测）能力南印度的金属业劳动者发展了坩埚公元前300年生产出几百年后成为著名的“大马炼钢。（推测）士革”剑钢的“伍兹钢”，激发了数代工匠、铁匠和冶金学家中国金属业劳动者开发了铁铸造工公元前200年创立了此后数个世纪中国主要制造艺（推测）铁器的方法估计是在现代叙利亚、黎巴嫩、约旦公元前100年使大、透明且防漏容器的快速制造和以色列地区的某地，腓尼基人发明（推测）成为可能了玻璃吹制技术在印度德里，铁匠锻造并竖起一根高400年抵抗了超过1500年有害环境的影7米的铁桩（推测）响，创造了一个长期的材料科学和考古学共有的研究兴趣古腾堡（JohannesGutenberg）发明了1450年确立了大众传播的基本技术一种浇铸在铜合金铸模内、适于批量高精度印刷出版需求的铅-锡-锑合金。约翰森丰肯（JohansonFuncken）开1451年开始了采矿和金属加工回收其他操发了一种方法，可以从经常混杂的矿作的副产品石中将银和铅、铜分开。比林古乔(VannoccioBiringuccio)出1540年提供了最早的铸造时间的书面说明版了《火法技艺》(DeLaPirotechnia)阿格里科拉（GeorgiusAgricola）发1556年表了《论冶金》。伽利略在已征询有关造船的问题后1593年出版DellaScienzaMechanica（“关于机械知识”）列文虎克（AntonvanLeeuwenhoek）1668年制做出放大倍数超过200倍的光学显（推测）微镜。达拜（AbrahamDarbyI）发现熔炼铁1709年鼓风熔炉中，使用焦炭可以有效替代木炭在英国，发出了第一个胶的专利（鱼1750年胶，一种非常明确的粘合剂）斯米顿（JohnSmeaton）发明了现代1755年混凝土（水凝水泥）。布鲁纳特利（LuigiBrugnatelli）发明1805年电镀技术从盐的电解过程，戴维（SirHumphry1807年Davy）发现了分离出来的钾、钙、锶、钡和镁金属元素。奥古斯特（AugusteTaveau）从银币1816年和汞之中研制出一种牙科汞合金。柯西（AugustinCauchy）向法兰西科1822年学院提出他的应力与应变理论。尤勒（FriedrichWohler）分离出元素1827年铝威廉（WihelmAlbert）开发了可作为1827年采矿悬挂电缆的铁丝绳古特异（CharlesGoodyear）发明了硫1844年化橡胶乔治（GeorgeAudemars）使用的桑树1855年树皮的内部纤维创造了专利“人造丝”。贝西默（HenryBessemer）申请了底1856年吹酸性过程专利。埃米尔和皮埃尔马丁（Emileand1863年PierreMartin）发展西门子马丁平炉成型。肖比（HenryCliftonSorby）采用光学1863年显微镜揭示了钢的微观结构门捷列夫（DmitriMendeleev）设计1864年

提供了系统而详细说明的16世纪矿业和冶金的实践研究科学地处理了材料的强度问题使人类能够研究肉眼无法看到的自然世界及其结构。大大降低了炼铁成本（使大规模生产），减少了毁林地区。启动了与自然和合成胶粘剂发展的快速更迭。成为当代的主导建筑材料开始了广泛运用的功能和装饰用品的工业制造过程。确立了电冶金和电化学基础。使可重复且低成本的牙科填充材料成为可能，并确立了金属用于生物材料的最早的例子之一。提出了最早关于应力的相近的定义：材料截面单位面积上的载荷发现了地壳中含量最丰富的金属元素提出了一种大型建筑和工业超过麻绳的局限性机会指数的飞跃。使得交通，电力，制造业，以及其他各行各业的有了巨大的进展引领出人造丝的制造和合成纤维的时代，在纺织制造和材料工业产生深远的影响。引领出廉价、大吨位炼钢时代，为运输业、建筑物和通用工业带来巨大进步通过使用煤气灶加热废钢和铁矿石的混合物生产大量的基础钢材-帮助使钢铁成为世界上回收率最高的金属。引领了金属和冶金科学中显微摄影的使用。成为材料科学家和工程师普遍使用出元素周期表。诺贝尔（AlfredNobel）申请炸药的发明专利吉布斯（J.WillardGibbs）发表《论非均相物质之平衡》著名论文（两部分）的第一部分威廉姆西门子(WilliamSiemens)申请弧式电炉专利皮埃尔（PierreManhes）建造了首个冰铜转换器

的参考工具1867年对大规模开采提供了无法估量的帮助1876年为了解现代热力学和物理化学提供了基础1878年引领了现代弧式电炉——现代钢铁电力生产的原形电炉1880年开启了铜制造的现代时期霍尔（CharlesMartinHall）和希鲁特PaulHéroult）同时独立地发现氧化铝可电解还原为铝马登斯（AdolfMartens）在研究一组硬合金钢的微观结构时发现，不同于很少呈现共格条纹的其它低档钢，这种钢具有多种条纹，特别是在不同取向微晶粒的带状区域皮埃尔（Pierre）和居里（MarieCurie）发现放射性奥斯汀（WilliamRoberts-Austen）发展了铁碳相图布氏（JohannAugustBrinell）开发了一种测试，通过用一个钢球或金刚石圆锥挤压样品表面来评价金属的硬度查尔斯文森特（Charles VincentPotter）发展了浮选工艺来将金属硫化矿与其他无用的矿石分开 。古利特（LeonGuillet）发展出第一个不锈钢合金成分阿尔弗雷德(AlfredWilm)发现了铝合金的沉淀硬化贝克兰（LeoBaekeland）合成了热硬化的塑料酚醛树脂威廉姆（WilliamD.Coolidge）运用粉末冶金的方法设计了韧性钨丝，用于制造高效，高照明强度的灯丝欧乃斯（KammerlinghOmnes）在研究极低温下纯金属时发现超导性劳厄（MaxvonLaue）发现晶体的X射线衍射。

1886年提供的铝的大量生产的商业应用基础1890年开始了显微镜用于金属的晶体结构的辨别，并将这些观察结果与材料的物理性质相关联1896年标志着现代对自发辐射和民用、军用放射性应用研究的时代的到来。1898年开始了对冶金中最重要的相图的工作，为其他材料系统不可缺少的研究工具提供了基础。1900年建立了（现在仍常用的）一种可靠的方法来确定的几乎所有材料的硬度性能。1901年开启了从采矿得到的日益难以处理的低品质矿石中大量获得金属的可能。1904年扩大了在腐蚀环境下使用的钢材的多功能性1906年产生了硬铝——第一高强度的铝合金1909年标志着“塑料时代”和现代塑料工业的开始1909年促进了电灯的迅速扩展并启动了现代粉末冶金学1911年形成了现代高温和低温超导体发现及由此产生的高性能应用的基础1912年创建了表征晶体结构的方法，并启发了布拉格父子(W.H.BraggandW.L.Bragg)发展晶体衍射理论，深阿尔贝索弗尔(AlbertSauveur)出版金1912年相及钢铁热处理。玻尔（NielsBohr）发表了他的原子1913年结构模型柴氏（JanCzochralski）发表论文《适1918年合的金属结晶速率测量新方法》，其中他描述了金属单晶生长的方法。格里菲斯（A.A.Griffith）发表“固体1920年的断裂和流变现象”，引出采用能量平衡原理解释断裂问题施陶丁格（HermannStaudinger）发1920年表关于聚合物是由共价键结合的短链分子单元构成的长链约翰（JohnBTytus）发明了钢的连续1923年热轧。卡尔施罗特尔（KarlSchroter）发明1923年硬质合金作为材料的一类。科尼利厄斯（CorneliusH.Keller）申1925年请专利：硫化烷基黄原酸酯收集器。海森堡（WernerHeisenberg）发展了1925年矩阵力学，薛定谔（ErwinSchr?dinger）创立了波动力学和原子非相干薛定谔方程沃尔朗斯伯里塞蒙（WaldoLonsbury1926年Semon）发明增塑聚氯乙烯（PVC）。迈瑞卡（PaulMerica）申请在镍-铬合1926年金中添加入少量铝制备出首个“超合金”（高温合金）的专利克林顿戴维森（ClintonDavisson）与1927年莱斯特革末（LesterGermer）实验证实该电子的波动性。西格弗里德（SiegfriedJunghans）完1927年善了对有色金属的连铸过程。阿诺德末菲（AmoldSommerfeld）将1927年量子统计运用到的金属电子德鲁德模型中，发展了金属自由电子理论。弗里茨（FritzPfleumer）申请磁带的1928年专利阿恩（AmeOlander）在金镉合金中1932年发现了形状记忆效应。

化了晶体结构与材料性能关系的理解发表的“加工-结构-特性”范例，指导材料科学和工程领域。介绍了电子在分离的轨道上绕原子核旋转，而元素的化学性质很大程度上取决于不同轨道上电子数目的理论成为生长高温材料的选择方法，如半导体芯片工业中的硅晶体。产生了断裂力学领域为高分子化学领域的诞生奠定基础提供了廉价，大规模生产钢片、钢板的基础为工具和金属切割行业的主力材料提供了基础。开始了硫化物浮选的革命，使原本无价值的矿藏变为了富矿带建立了量子力学基础成为世界上最多功能且广泛使用的建筑材料之一。导致喷气发动机的商业化，以及现代电力涡轮机械效率的提高。为今天的固态电子学提供必需的基础工作。提供了大容量连铸商业开发的基础。为金属固体的电子在晶体结构中的行为创立了一个简单的模型，并帮助确立了固态理论的基础确立了数据记录的技术，并引领了随后的许多发现。引领了形状记忆合金在医学和其他应用中的商业化发展诺尔（MaxKnoll）和卢斯卡（ErnstRuska）建造出首台透射电子显微镜欧罗万（EgonOrowan）、保利尼（MichaelPolyani）和泰勒（G.I.Taylor）三篇独立的论文提出韧性材料的塑性形变可以依据位错理论解释卡罗泽（WallaceHumeCarothers）、希尔（JulianHill）和其他研究人员申请聚合物尼龙的专利埃里希施密特（ Erich Schmid）和沃尔特博厄斯（Walter Boas）发表Kristallplastizitaet，详细介绍了对金属单晶的塑性变形的15年的研究。诺曼(NormandeBruyne)开发了复合塑料戈登石，是由酚醛树脂粘结的高档亚麻纤维组成。安德烈吉尼尔（AndreGuinier）和普雷斯顿(G.D.Preston)独立报告在时效硬化的铝铜合金中观察到线条的扩散。哈恩（OttoHahn）和斯特拉斯曼（FritzStrassmann）发现用中子轰击可分裂铀原子核奥尔(RusellOhl)、索斯沃恩（GeorgeSouthworth）、斯卡夫（ JackScaff）和塞若（HenryTheuerer）发现硅存在P型和N型结构威廉克罗尔开发出一种经济的提取钛的过程。弗兰克斯佩丁（FrankSpedding）开发出一种由铀金属卤化物提取高纯度铀的高效过程。巴丁（J.Bardeen）、布拉顿（W.H.Brattain）和肖克利（ W.Shockley）发明晶体管。比尔(BillPfann)发明了区域提纯尼克（NickHolonyak,Jr.）开发了第一个实用可见光光谱发光二极管LED）。唐纳德斯图基 (S.DonaldStookey)发

1933年1934年1935年1935年1937年1937年1939年1939年1940年1942年1948年1951年1952年1952年

到达新的长度尺度，并改善了对物质结构的认识。为现代固体力学的发展提供重要见解。大大减少了对丝绸的需求，同时成为了聚合物快速发展的推动力。引出对金属的重要性质，塑性变形的更好的理解为玻璃纤维的发展铺平道路引出了对沉淀硬化机制的进一步理解确立了核裂变，并引出了其在能源和原子武器中的应用。为8年后发明的晶体管提供了必要的先导工作。确立了生产用于高性能飞机，耐腐蚀反应堆等产品所需要的高纯钛的主要手段。使曼哈顿计划中原子弹的发展成为可能。成为所有现代电子学的基石和微芯片与计算机技术的基础。使高纯度材料的制备成为可能，例如改善电子应用中只管重要的半导体标志着在半导体器件中使用Ⅲ、V族合金的开始，包括异质结和量子阱异质结构。引出了微晶玻璃和康宁锅现了一种将玻璃物体转化为精细陶瓷的热处理工艺。在瑞典的一个团队利用高温高压制造了第一颗人造钻石。杰拉尔德皮尔逊(GeraldPearson)，达里尔查平(DarylChapin)，和开尔文富勒（CalvinFuller）推出了贝尔太阳能电池-世界上第一个成功地将太阳光直接转化为电力的装置。彼得施(PeterHirsch)和同事利用透射电子显微镜试验验证了材料中位错的存在。基比（JackKilby）将电阻器、二极管和晶体管集成为一个锗的单片集成电路（即微芯片）弗兰克(FrankVerSnyder)开发了定向凝固柱状晶涡轮叶片波勒（PolDuwez）使用快速冷却制造出的金硅合金在室温下保持无定形。斯蒂芬妮（StephanieKwolek）发明了高强度，低重量塑料芳纶剑桥仪器公司（CambridgeInstruments）开发出商业扫描电子显微镜卡尔（KarlJ.Strnat）和同事在稀土钴金属间化合物中发现晶体磁各向异性。拉里亨奇（LarryHench）和他的同事开发整形外科使用的生物活性玻璃。詹姆斯费加森（JamesFergason）利用扭曲向列场的影响制造了第一个当代的液晶显示器。鲍勃毛雷尔（BobMaurer），彼得舒尔茨（PeterSchultz）和唐纳德凯克DonaldKeck）发明低损耗光纤。白川英树（HidekiShirakawa），艾伦麦克德尔米德（AlanMacDiarmid）和艾伦黑格（AlanHeeger）宣布导电有机聚合物的发现。海因里希罗雷尔（HeinrichRohrer）和格德宾尼（GerdKarlBining）发明了扫描隧道显微镜。

1953年产生了工业钻石业，运用于机械加工，电子应用，以及其它各种领域。1954年成为了太阳能生产和光电探测技术的基础。1956年不仅明确验证了位错理论，也同时展示了透射电子显微镜在材料研究中的巨大作用1958年使微处理器和因此产生的高速、高效、便捷、费用低廉、无处不在的计算和通信系统称为可能。1958年使喷气发动机的性能得以提升，每年仅燃料成本就为航空公司节省了数百万美元。1959年创建了一个旨在以对分子的理解为基础设计新材料的新兴学科。1964年提高了轮胎，船壳，防弹衣，航空业部件等的性能1965年提供了在比光学显微镜更大的放大倍数、景深下表面高分辨率成像的方法。1966年引出用钐钴及后来钕-铁-硼制作高性能永磁铁用于电子设备和其他领域。1969年改变了生物材料的模式，使之包括种植体与宿主组织的界面结合。1970年完全重新定义了许多产品和应用，包括电脑显示器，医疗和工业设备，以及大量的消费电子产品。1970年为完全变革电信的宽带提供了基础。1977年 引出平板显示器、有机发光二极管、太阳能电池板和光放大器的开发利用。1981年提供金属表面的三