1. ماضي وحاضر ومستقبل المواد المعدنية
المرحلة 1 - إنتاج الصلب الخام
4300 قبل الميلاد: ذهب طبيعي ونحاس وصناعات تزوير
2800 ق.م: صهر الحديد
2000 قبل الميلاد: ازدهار الأواني البرونزية ، الدقات والأسلحة (Shang ، Zhou ، الربيع والخريف والدول المتحاربة)
سلالة هان الشرقية: الصلب المطروق المتكرر ← أكثر عمليات المعالجة الحرارية تشوهًا بدائية.
تقنية التبريد: "الاستحمام بغرق خمسة حيوانات ، إخماد دهن خمسة حيوانات" (التبريد بالماء الحديث ، التبريد بالزيت).
ملك فو فوشي وملك يوي جوجيان
لوحات دن وزون البرونزية من عهد أسرة شانغ وتشو
سلالة شانغ الوجه البشري البرونزي بعيون طولية
نسخة من جرس الرنين من مقبرة ليغودون رقم 2
في عام 1981 ، تم اكتشاف مجموعة من أجراس الأجراس من فترة الممالك المتحاربة من المقبرة رقم 2 في ليغودون ، مقاطعة هوبى ، بإيقاع دقيق وجرس جميل. رقمها وحجمها في المرتبة الثانية بعد أجراس الرنين Zeng Hou Yi ، بمدى إجمالي يزيد عن 5 أوكتافات. يمكن ضبطه بمفرده ، ويمكن تشغيل موسيقى متنوعة مؤلفة من خمس نغمات وستة نغمات وسبعة نغمات. مطلوب خمسة أشخاص ليؤدوا معًا ، وتخرج جميع الأصوات في انسجام ، سيمفونية ومتداخلة ، وهو ما يستحق أن يكون صوتًا لا مثيل له للموسيقى القديمة.
صورة
المرحلة الثانية - تأسيس تخصص المواد المعدنية
وضع أسس تخصصات المواد المعدنية: علم المعادن ، علم المعادن ، تحويل الطور وسبائك الفولاذ ، إلخ.
1803: اقترح دالتون النظرية الذرية ، واقترح أفوجادرو النظرية الجزيئية.
1830: اقترح هيسل 32 نوعًا من البلورات ونشر مؤشر البلورات.
1891: أسس علماء من روسيا وألمانيا وبريطانيا ودول أخرى نظرية الهيكل الشبكي بشكل مستقل.
1864: أعد سوربي أول صورة فوتوغرافية ميتالوغرافية ، 9 مرات ، لكنها مهمة.
1827: عزل كارستن Fe3C من الفولاذ ، وفي عام 1888 أثبت هابيل أنه Fe3C.
1861: اقترح Ochernov مفهوم درجة حرارة التحول الحرج للصلب.
في نهاية القرن التاسع عشر: أصبح بحث مارتينسيت رائجًا ، وحصل جيبس على قانون الطور ، واكتشف روبرت أوستن خصائص المحلول الصلبة للأوستينيت ، وأنشأ روزبوم مخطط التوازن لنظام Fe-Fe3C.
صورة
المرحلة الثالثة - التطور العظيم لنظرية التنظيم الجزئي
مخطط طور سبيكة ، اختراع وتطبيق الأشعة السينية ، إنشاء نظرية الخلع.
1912: تم اكتشاف الأشعة السينية ، وأكدت أن (δ) -Fe هي bcc ، -Fe هي fcc ؛ قانون الحل الصلب.
1931: اكتشاف توسع وانكماش منطقة عناصر صناعة السبائك.
1934: اقترح كل من بولاني الروسي وأوروان المجري وبريطاني تايلور نظرية الخلع لشرح التشوه البلاستيكي للصلب ؛ علم البلورات للتحول مارتينسيتي.
1938: اخترع المجهر الإلكتروني.
1910: اخترع الفولاذ المقاوم للصدأ ، واخترع الفولاذ المقاوم للصدأ F في عام 1912.
1990: اخترع اختبار صلابة برينل ، اقترح جريفيث أن تركيز الإجهاد سيؤدي إلى تشققات صغيرة.
صورة
المرحلة الرابعة - دراسة متعمقة للنظرية الدقيقة
بحث معمق حول النظرية المجهرية: بحث حول الانتشار الذري وجوهره. قياس منحنى TTT الصلب ؛ شكلت نظرية التحول بينيت ومارتينسيت نظرية كاملة نسبيًا.
تأسيس نظرية الخلع: دفع اختراع المجهر الإلكتروني إلى ترسيب المرحلة الثانية في الفولاذ ، وانزلاق الخلع ، واكتشاف الاضطرابات غير الكاملة ، وأعطال التراص ، وجدران الخلع ، والبنى التحتية ، والكتل الهوائية كوتريل ، وما إلى ذلك ، وطور نظرية الخلع. نظرية خاطئة.
يتم اختراع أدوات علمية جديدة باستمرار: مسبار الإلكترون ، مجهر انبعاث أيونات المجال ومجهر انبعاث الإلكترون الميداني ، مجهر الإرسال الإلكتروني (STEM) ، مجهر المسح النفقي (STM) ، مجهر القوة الذرية (AFM) ، إلخ.
صورة
2. المواد المعدنية الحديثة
يعد البحث عن المواد الهيكلية المتقدمة وتطويرها موضوعًا أبديًا.
تطوير مواد هيكلية عالية الأداء: من السعي وراء القوة العالية ، ومقاومة درجات الحرارة العالية ، ومقاومة التآكل ، ومقاومة التآكل لتقليل الوزن الميكانيكي ، وتحسين الأداء ، وإطالة عمر الخدمة. مجموعة واسعة من التطبيقات من المواد المركبة إلى المواد الإنشائية ، مثل مركبات مصفوفة الألومنيوم. تطوير الفولاذ الأوستنيتي منخفض الحرارة لمختلف التطبيقات.
تحويل المواد الإنشائية التقليدية: الطريقة المهمة هي الحصول على هياكل أكثر دقة واتساقًا ، ومواد أنقى ، والتركيز على الحرفية. إن "مادة الصلب من الجيل الجديد" أقوى بمرتين من المواد الفولاذية الموجودة. كشفت حادثة "9.11" في الولايات المتحدة عن ضعف المقاومة لتليين درجات الحرارة العالية للهياكل الفولاذية المستخدمة في البناء ، مما شجع على تطوير فولاذ مدلفن على الساخن ومقاوم للحريق ومقاوم للعوامل الجوية.
تطوير أنواع فولاذية أخرى عالية الأداء: استخدم عمليات جديدة وأساليب جديدة مختلفة لتصنيع أدوات فولاذية جديدة ذات صلابة جيدة ومقاومة للتآكل. السبائك الاقتصادية هي اتجاه تطوير للصلب عالي السرعة ، ويعد تطوير تقنيات المعالجة السطحية المختلفة لمواد الأدوات ذا أهمية كبيرة في تطوير مواد الأدوات الجديدة.
تكنولوجيا التحضير المتقدمة: مثل تكنولوجيا معالجة المعادن شبه الصلبة ، ونضج وتطبيق تكنولوجيا سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم ، والحد الفني للفولاذ الموجود وتقوية الفولاذ وتشديده هي اتجاهات الجهود.
صورة
3. التنمية المستدامة واتجاه المواد المعدنية
في عام 2004 ، تم اقتراح "صناعة المواد في مجتمع إعادة التدوير - التنمية المستدامة لصناعة المواد".
علم المعادن الميكروبي: إنتاج خالٍ من النفايات ، ينتج صناعياً بالفعل في العديد من البلدان. يمثل النحاس المنتج عن طريق التعدين الميكروبي في الولايات المتحدة 10 في المائة من إجمالي الإنتاج ، وتُزرع بخاخات البحر صناعياً في اليابان لاستخراج الفاناديوم. مياه البحر معدن سائل ، وتتجاوز كمية عناصر السبائك الموجودة في مياه البحر 10 مليارات طن. الآن يمكن استخراج المغنيسيوم واليورانيوم وعناصر أخرى من مياه البحر. يأتي حوالي 20 بالمائة من المغنيسيوم المنتج في العالم من مياه البحر ، وتلبي الولايات المتحدة بالفعل 80 بالمائة من الطلب على هذا النوع من المغنيسيوم.
صناعة مواد إعادة التدوير: للتكيف مع احتياجات العصر ، ودمج الوعي البيئي والبيئي في تصميم المنتجات وعمليات الإنتاج ، وتحسين معدل استخدام المواد ، وتقليل العبء البيئي في عملية الإنتاج والاستخدام. تطوير صناعة تشكل دورة حميدة من "الموارد ← المواد ← البيئة".
الاتجاه السائد لتطوير السبائك هو السبائك منخفضة الأغراض والسبائك ذات الأغراض العامة ، مما يشكل نظامًا للمواد الخضراء / البيئية ، مما يؤدي إلى إعادة تدوير المواد وإعادة تدويرها. من الضروري البحث وتطوير المواد الخضراء والمواد الصديقة للبيئة التي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بحياة الناس.
صورة
4. تسمى سبائك التيتانيوم "معدن الفضاء" و "فولاذ المستقبل"
يمكن أن تحافظ سبائك التيتانيوم على قوة عالية في درجات الحرارة العالية والمنخفضة ، ومقاومتها للتآكل لا مثيل لها. التيتانيوم موجود بكثرة في الأرض (0. 6 بالمائة). ومع ذلك ، فإن عملية الاستخراج معقدة ، والتكلفة مرتفعة ، والتطبيق الواسع محدود. ستكون سبائك التيتانيوم واحدة من المواد المعدنية التي ستقدم مساهمات مهمة للبشرية في القرن الحادي والعشرين.
5. المعادن غير الحديدية
تواجه الموارد مشكلة خطيرة تتعلق بالتنمية غير المستدامة ، ويرجع ذلك أساسًا إلى الأضرار الجسيمة التي لحقت بالموارد ، وانخفاض معدل الاستخدام ، والنفايات المقلقة. تكنولوجيا المعالجة المكثفة متخلفة ، وتفتقر المنتجات المتطورة ؛ الإنجازات المبتكرة قليلة ، ودرجة التصنيع من إنجازات التكنولوجيا الفائقة ليست عالية. يعتبر تطوير المواد الهيكلية عالية الأداء وطرق المعالجة المتقدمة الخاصة بها هو الاتجاه السائد ، مثل: سبائك الألومنيوم والليثيوم ، وسبائك الألومنيوم التصلب السريع ، وما إلى ذلك ، والمواد الوظيفية للمعادن غير الحديدية هي أيضًا اتجاه التطوير.
