Материаловедение - краткая история науки

Что это за наука

Материаловедение – название междисциплинарной области науки и техники, занимающейся изучением физических, химических и механических свойств различных тел для практического применения. 

Материаловедение – это научная дисциплина, занимающаяся изучением и использованием конкретных свойств твердых тел, жидкостей и газов, устанавливая взаимосвязь между химическим составом, структурой материала и технологическими процессами, которым подвержено тело, и его свойствами. Особое значение для развития этой области имеет изучение физики твердого тела, позволяющее объяснить многие законы строения материи.

Польза для человечества

Каждый день по всему миру открывают и синтезируют несколько десятков новых материалов. Некоторые из них вносят фундаментальный вклад в развитие новых технологий. Другие используются, чтобы облегчить жизнь:

1. Новые легкие строительные, жаропрочные материалы и высокоэффективные магниты повышают эффективность транспортных средств, турбин и двигателей.
2. Инновационные электродные материалы увеличивают срок службы и емкость аккумуляторов.
3. Создание мощных «смартфонов» или компьютеров стало возможным только благодаря сверхчистым полупроводниковым материалам.
4. Оптимизация магнитных свойств для производства более мощных и легких электродвигателей.

История развития дисциплины

История «материаловедения» как науки составляет 200 лет, несмотря на то, что материалы существовали еще до появления человека, а древние люди каменные породы, и сплав металлов для своих целей. Только с наступлением 18 века ученые начали оформлять результаты собственных исследований и имеющиеся данные, накопленные поколениями, в научные труды.

Основные достижения человечества в науке «материаловедение»

1. Первые образцы керамики были найдены в Китае и имеют возраст 21000 лет. 
2. 5000 лет до н.э. жители Малой Азии положили начало освоению металлов. Они нашли способ добывать медь из малахита и лазурита.
3. 4000 лет до н. э. древние римляне нашли способ укрепления оснований зданий. Ими был создан первый бетон.
4. 3500 до н. э. древние египтяне открыли секрет плавки железа для изготовления инструментов и орудий. 
5. 2200 лет до н. э. в Иране изготовили первое стекло, есть предположение, что оно было получено случайно при изготовлении керамических изделий. 
6. 300 лет до н. э. В Индии изготовляли так называемую «дамасскую» сталь. Точный секрет производства неизвестен до сих пор. Предполагается, что плавление металла производили в керамических сосудах, предварительно закопанных в землю.
7. 1755 год – изобретение Джоном Смитом современного бетона на цементной основе.
8. 1763 год – Ломоносов опубликовал свой самый значимый труд «Первые основания металлургии, или рудных дел». Книга подробно рассказывает о видах минералов и металлов, их свойствах, места добычи. 
9. 1775 год англичанин Григнон обнаружил в затвердевшем, после плавления, железе столбчатую структуру кристаллов.
10. Конец 17 века ознаменовался изготовлением оптического микроскопа, началось исследование микроструктуры материалов.
11. 1864 год – создание стали с низким процентом в составе углерода (низкоуглеродистой) 
12. 1864 год – Периодическая система Д.И. Менделеева.
13.  1906 год – высокопрочный сплав дюралюминий создал немецкий ученый, соединив алюминий с медью.
14. 1912 год – ученые Мауэр, Штраус, Бренли создали 2 вида нержавеющей стали: хромоникелевую и ферритную.
15. 2004 год – русские физики Новоселов и Гейм создали сверхпрочный материал графен.