干部學(xué)習(xí)講稿：材料構(gòu)筑世界

干部學(xué)習(xí)講稿：材料構(gòu)筑世界
劉錦川
中國工程院外籍院士

一、材料與人類文明進(jìn)步
現(xiàn)在大家都知道，人類文明的進(jìn)步由很多因素造成，但是材料的開發(fā)是關(guān)鍵性的因素，舉個例子講，因為在文明進(jìn)步很多重要階段，都是由材料來劃分的，比如說陶器時代，青銅器時代，鐵器時代都是根據(jù)材料來劃分的。我再講一點，最近我看一本新書，這個書的作者是倫敦大學(xué)一個教授，這個教授叫米奧多尼克，這個書的名字叫《迷人的材料》，很好聽。他在書上引了一個非常感性的話，他說材料它構(gòu)筑了我們的世界，我們包括你和我，世界上一切東西都是材料做成的。
在一萬年以前，人們首先發(fā)現(xiàn)把陶土用火烤一下，烤到某一個程度，怎么樣呢？陶土?xí)冇�，變硬之后可以用來盛水，可以盛食物，大大地改善人類的生活。有了陶器我們可以開始定居生活，更重要一點就是我們從火烤的經(jīng)驗知道材料與溫度火烤有密切的關(guān)系，這種知識是我們以后發(fā)展材料很大的幫助。但是大家都知道，陶器也有很多缺點，缺點是什么呢？比較脆，一碰就碎掉了。所以陶器不能用來做農(nóng)耕工具，也不能用來做武器防身，因而它激發(fā)了新材料研發(fā)。
新材料就是青銅器。如果銅里面含了20%到30%的錫（Tin），它加
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的鑄鐵（器）已經(jīng)造出來，包括農(nóng)耕的工具，包括交通用的輪軸都做得很好。大家知道這是鐵器的發(fā)展，是漢唐盛世的很大一個原因。可惜了，中國太過保守，太過自大，抑制到鐵器的進(jìn)一步地開發(fā)，如果開發(fā)好的話，可能工業(yè)革命是發(fā)生在中國而不是發(fā)生在歐洲。
我給大家再講一個，歷史上的小故事，在公元326年的時候，希臘有名（的）一個皇帝叫亞歷山大大帝，Ale*ander the Great，他在印度河的河谷戰(zhàn)役中打敗了印度王Puru，印度王Puru戰(zhàn)敗之后就呈現(xiàn)給亞歷山大大帝一個禮物。大家看一下這個禮物裝在一個黃金盒子里面，大家知道黃金盒子里面裝的是什么？黃金盒子里裝的是一塊精鐵，什么叫精鐵？就是幾乎近乎純鐵那（種）鐵，為什么那（種）鐵這么珍貴呢？這（種）鐵可以（做）寶劍，鋒利的寶劍，當(dāng)時精鐵，精制的鐵非常重要，所以它是比黃金價格高很多。
工業(yè)革命發(fā)生在17世紀(jì)，在歐洲英國首先成功地用低硫焦炭可以大規(guī)模來生產(chǎn)鋼鐵，而且當(dāng)時蒸汽機(jī)已經(jīng)在歐洲被發(fā)明出來，但是蒸汽機(jī)的制造必須用堅強(qiáng)耐磨的鋼鐵，所以當(dāng)時大規(guī)模廉價生產(chǎn)鐵，可以促使蒸汽機(jī)的開發(fā)，因為蒸汽機(jī)的開發(fā)怎么樣？用機(jī)械動力取代了人工勞力，造成了所謂工業(yè)革命，也開啟了我們工業(yè)時代，所以鋼鐵是促成工業(yè)革命的最重要的一個因素。
二、材料與人類悲劇事件
第一個悲劇事件就是百年前發(fā)生的鐵達(dá)尼號郵輪的沉沒，發(fā)生在1912年。第二個事件就是近年來“9·11”_事件造成紐約世貿(mào)大樓的倒塌，這是發(fā)生在2001年，根據(jù)我們的分析，這些悲劇事件的發(fā)生，都與材料有密切的關(guān)系。鐵達(dá)尼號這個船的船身是鋼鐵做的，當(dāng)時的鋼鐵做得不夠好，鋼鐵在低溫有脆性，所以當(dāng)這個船碰到冰山的時候，船身就斷裂，造成船的很快的沉沒。一共死了多少人呢？死了1500多個人。很重要一點，這個1500人都是非常有錢的人，因為這是非常豪華的郵輪，所以大家非常關(guān)注。其實在19世紀(jì)的時候，很多船桅斷裂，都是因為，因為鐵出了問題。這個問題一直沒有被解決。一直到70年以后，在1980年的時候，材料科學(xué)家才找到了答案，答案是什么呢？就是早期做出的鋼鐵含有雜質(zhì)，什么雜質(zhì)呢？硫黃硫，如果鐵里面含了0.1%的硫，這個鐵在低溫就有脆性，就造成所有的慘劇發(fā)生，現(xiàn)在的鋼鐵，好的鋼鐵，硫的含量必須在0.05%以下，這樣低硫的鋼鐵，它的韌性就很好，硫有什么問題呢？因為硫會偏析到鐵的晶界上。把晶界脆化，所以一撞這個鐵就開始斷裂了。
美國9·11事件，發(fā)生在2001年9月11號清晨，_分子用飛機(jī)撞擊紐約世貿(mào)大樓的北樓。當(dāng)時飛機(jī)的速度多高呢？在接近500英里每小時，撞到大樓，其實在紐約的世貿(mào)大樓建筑得非常好，撞不容易把大樓撞倒，怎么倒的呢？是因為飛機(jī)上，有將近1萬加侖的油料，油料造成大火，火把建筑燒到差不多600度的高溫，這個使得大樓的鋼筋開始軟化，鋼筋軟化之后造成整個大樓的倒塌，這個慘劇發(fā)生死了多少人呢？死了3000多人，受傷超過6000以上，這個事情發(fā)生之后美國國j-a全局就在研究，到底是什么原因使樓倒塌？結(jié)果結(jié)論是什么？就是因為里面的鋼筋材料不能耐高溫，所以說高溫，鋼筋軟化造成所有的問題，所以以后歐美現(xiàn)在規(guī)定，在高樓的時候，這個鋼筋必須要在600度的時候，（強(qiáng)度）相當(dāng)于室溫的一半以上（的強(qiáng)度），（這樣的鋼鐵）才能夠做大樓。
三、材料與工業(yè)發(fā)展和科技創(chuàng)新
某電器公司的總裁，這個人叫Kobayashi，他說過一句非常經(jīng)典的話，把材料與工業(yè)（之間）連在一起，這話怎么說的呢？他說Those who control material，controls industry and techology，我再一遍這話非常重要，Those who control material，controls industry and technology。如果把這句話翻譯成中文，它就是說材料主導(dǎo)工業(yè)發(fā)展和科技創(chuàng)新。
關(guān)于材料與工業(yè)的關(guān)系，我舉幾個例子來說明一下，我想大家都坐過噴射飛機(jī)是吧？噴射飛機(jī)動力來自渦輪發(fā)電機(jī)，渦輪發(fā)電機(jī)的核心部件是什么？是葉片，這個葉片要在1000度左右的高溫運轉(zhuǎn)，它需要抗高溫，抗高壓，經(jīng)過40年努力，在1980年才正式 ……（未完，全文共6310字，當(dāng)前僅顯示2216字，請閱讀下面提示信息。收藏《干部學(xué)習(xí)講稿：材料構(gòu)筑世界》）