干部学习讲稿：材料构筑世界

干部学习讲稿：材料构筑世界
刘锦川
中国工程院外籍院士

一、材料与人类文明进步
现在大家都知道，人类文明的进步由很多因素造成，但是材料的开发是关键性的因素，举个例子讲，因为在文明进步很多重要阶段，都是由材料来划分的，比如说陶器时代，青铜器时代，铁器时代都是根据材料来划分的。我再讲一点，最近我看一本新书，这个书的作者是伦敦大学一个教授，这个教授叫米奥多尼克，这个书的名字叫《迷人的材料》，很好听。他在书上引了一个非常感性的话，他说材料它构筑了我们的世界，我们包括你和我，世界上一切东西都是材料做成的。
在一万年以前，人们首先发现把陶土用火烤一下，烤到某一个程度，怎么样呢？陶土会变硬，变硬之后可以用来盛水，可以盛食物，大大地改善人类的生活。有了陶器我们可以开始定居生活，更重要一点就是我们从火烤的经验知道材料与温度火烤有密切的关系，这种知识是我们以后发展材料很大的帮助。但是大家都知道，陶器也有很多缺点，缺点是什么呢？比较脆，一碰就碎掉了。所以陶器不能用来做农耕工具，也不能用来做武器防身，因而它激发了新材料研发。
新材料就是青铜器。如果铜里面含了20%到30%的锡（Tin），它加
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的铸铁（器）已经造出来，包括农耕的工具，包括交通用的轮轴都做得很好。大家知道这是铁器的发展，是汉唐盛世的很大一个原因。可惜了，中国太过保守，太过自大，抑制到铁器的进一步地开发，如果开发好的话，可能工业革命是发生在中国而不是发生在欧洲。
我给大家再讲一个，历史上的小故事，在公元326年的时候，希腊有名（的）一个皇帝叫亚历山大大帝，Ale*ander the Great，他在印度河的河谷战役中打败了印度王Puru，印度王Puru战败之后就呈现给亚历山大大帝一个礼物。大家看一下这个礼物装在一个黄金盒子里面，大家知道黄金盒子里面装的是什么？黄金盒子里装的是一块精铁，什么叫精铁？就是几乎近乎纯铁那（种）铁，为什么那（种）铁这么珍贵呢？这（种）铁可以（做）宝剑，锋利的宝剑，当时精铁，精制的铁非常重要，所以它是比黄金价格高很多。
工业革命发生在17世纪，在欧洲英国首先成功地用低硫焦炭可以大规模来生产钢铁，而且当时蒸汽机已经在欧洲被发明出来，但是蒸汽机的制造必须用坚强耐磨的钢铁，所以当时大规模廉价生产铁，可以促使蒸汽机的开发，因为蒸汽机的开发怎么样？用机械动力取代了人工劳力，造成了所谓工业革命，也开启了我们工业时代，所以钢铁是促成工业革命的最重要的一个因素。
二、材料与人类悲剧事件
第一个悲剧事件就是百年前发生的铁达尼号邮轮的沉没，发生在1912年。第二个事件就是近年来“9·11”_事件造成纽约世贸大楼的倒塌，这是发生在2001年，根据我们的分析，这些悲剧事件的发生，都与材料有密切的关系。铁达尼号这个船的船身是钢铁做的，当时的钢铁做得不够好，钢铁在低温有脆性，所以当这个船碰到冰山的时候，船身就断裂，造成船的很快的沉没。一共死了多少人呢？死了1500多个人。很重要一点，这个1500人都是非常有钱的人，因为这是非常豪华的邮轮，所以大家非常关注。其实在19世纪的时候，很多船桅断裂，都是因为，因为铁出了问题。这个问题一直没有被解决。一直到70年以后，在1980年的时候，材料科学家才找到了答案，答案是什么呢？就是早期做出的钢铁含有杂质，什么杂质呢？硫黄硫，如果铁里面含了0.1%的硫，这个铁在低温就有脆性，就造成所有的惨剧发生，现在的钢铁，好的钢铁，硫的含量必须在0.05%以下，这样低硫的钢铁，它的韧性就很好，硫有什么问题呢？因为硫会偏析到铁的晶界上。把晶界脆化，所以一撞这个铁就开始断裂了。
美国9·11事件，发生在2001年9月11号清晨，_分子用飞机撞击纽约世贸大楼的北楼。当时飞机的速度多高呢？在接近500英里每小时，撞到大楼，其实在纽约的世贸大楼建筑得非常好，撞不容易把大楼撞倒，怎么倒的呢？是因为飞机上，有将近1万加仑的油料，油料造成大火，火把建筑烧到差不多600度的高温，这个使得大楼的钢筋开始软化，钢筋软化之后造成整个大楼的倒塌，这个惨剧发生死了多少人呢？死了3000多人，受伤超过6000以上，这个事情发生之后美国国j-a全局就在研究，到底是什么原因使楼倒塌？结果结论是什么？就是因为里面的钢筋材料不能耐高温，所以说高温，钢筋软化造成所有的问题，所以以后欧美现在规定，在高楼的时候，这个钢筋必须要在600度的时候，（强度）相当于室温的一半以上（的强度），（这样的钢铁）才能够做大楼。
三、材料与工业发展和科技创新
某电器公司的总裁，这个人叫Kobayashi，他说过一句非常经典的话，把材料与工业（之间）连在一起，这话怎么说的呢？他说Those who control material，controls industry and techology，我再一遍这话非常重要，Those who control material，controls industry and technology。如果把这句话翻译成中文，它就是说材料主导工业发展和科技创新。
关于材料与工业的关系，我举几个例子来说明一下，我想大家都坐过喷射飞机是吧？喷射飞机动力来自涡轮发电机，涡轮发电机的核心部件是什么？是叶片，这个叶片要在1000度左右的高温运转，它需要抗高温，抗高压，经过40年努力，在1980年才正式 ……（未完，全文共6310字，当前仅显示2216字，请阅读下面提示信息。收藏《干部学习讲稿：材料构筑世界》）