材料是人類生活和生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類認(rèn)識(shí)自然和改造自然的工具?？梢赃@樣說(shuō)，自從人類一出現(xiàn)就開(kāi)始了使用材料。材料的歷史與人類史一樣久遠(yuǎn)。從考古學(xué)的角度，人類文明曾被劃分為舊石器時(shí)代、新石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代等，由此可見(jiàn)材料的發(fā)展對(duì)人類社會(huì)的影響。材料也是人類進(jìn)化的標(biāo)志之一，任何工程技術(shù)都離不開(kāi)材料的設(shè)計(jì)和制造工藝，一種新材料的出現(xiàn)，必將支持和促進(jìn)當(dāng)時(shí)文明的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步。從人類的出現(xiàn)到20世紀(jì)的今天，人類的文明程度不斷提高，材料及材料科學(xué)也在不斷發(fā)展。在人類文明的進(jìn)程中，材料大致經(jīng)歷了以下五個(gè)發(fā)展階段。

1．使用純天然材料的初級(jí)階段
在原古時(shí)代，人類只能使用天然材料（如獸皮、甲骨、羽毛、樹(shù)木、草葉、石塊、泥土等），相當(dāng)于人們通常所說(shuō)的舊石器時(shí)代。這一階段，人類所能利用的材料都是純天然的，在這一階段的后期，雖然人類文明的程度有了很大進(jìn)步，在制造器物方面有了種種技巧，但是都只是純天然材料的簡(jiǎn)單加工。
2．人類單純利用火制造材料的階段
這一階段橫跨人們通常所說(shuō)的新石器時(shí)代、銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代，也就是距今約10000年前到20世紀(jì)初的一個(gè)漫長(zhǎng)的時(shí)期，并且延續(xù)至今，它們分別以人類的三大人造材料為象征，即陶、銅和鐵。這一階段主要是人類利用火來(lái)對(duì)天然材料進(jìn)行煅燒、冶煉和加工的時(shí)代。例如人類用天然的礦土燒制陶器、磚瓦和陶瓷，以后又制出玻璃、水泥，以及從各種天然礦石中提煉銅、鐵等金屬材料，等等。
3．利用物理與化學(xué)原理合成材料的階段
20世紀(jì)初，隨著物理學(xué)和化學(xué)等科學(xué)的發(fā)展以及各種檢測(cè)技術(shù)的出現(xiàn)，人類一方面從化學(xué)角度出發(fā)，開(kāi)始研究材料的化學(xué)組成、化學(xué)鍵、結(jié)構(gòu)及合成方法，另一方面從物理學(xué)角度出發(fā)開(kāi)始研究材料的物性，就是以凝聚態(tài)物理、晶體物理和固體物理等作為基礎(chǔ)來(lái)說(shuō)明材料組成、結(jié)構(gòu)及性能間的關(guān)系，并研究材料制備和使用材料的有關(guān)工藝性問(wèn)題。由于物理和化學(xué)等科學(xué)理論在材料技術(shù)中的應(yīng)用，從而出現(xiàn)了材料科學(xué)。在此基礎(chǔ)上，人類開(kāi)始了人工合成材料的新階段。這一階段以合成高分子材料的出現(xiàn)為開(kāi)端，一直延續(xù)到現(xiàn)在，而且仍將繼續(xù)下去。人工合成塑料、合成纖維及合成橡膠等合成高分子材料的出現(xiàn)，加上已有的金屬材料和陶瓷材料（無(wú)機(jī)非金屬材料）構(gòu)成了現(xiàn)代材料的三大支柱。除合成高分子材料以外，人類也合成了一系列的合金材料和無(wú)機(jī)非金屬材料。超導(dǎo)材料、半導(dǎo)體材料、光纖等材料都是這一階段的杰出代表。
從這一階段開(kāi)始，人們不再是單純地采用天然礦石和原料，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的煅燒或冶煉來(lái)制造材料，而且能利用一系列物理與化學(xué)原理及現(xiàn)象來(lái)創(chuàng)造新的材料。并且根據(jù)需要，人們可以在對(duì)以往材料組成、結(jié)構(gòu)及性能間關(guān)系的研究基礎(chǔ)上，進(jìn)行材料設(shè)計(jì)。使用的原料本身有可能是天然原料，也有可能是合成原料。而材料合成及制造方法更是多種多樣。
4．材料的復(fù)合化階段
20世紀(jì)50年代金屬陶瓷的出現(xiàn)標(biāo)志著復(fù)合材料時(shí)代的到來(lái)。隨后又出現(xiàn)了玻璃鋼、鋁塑薄膜、梯度功能材料以及最近出現(xiàn)的抗菌材料的熱潮，都是復(fù)合材料的典型實(shí)例。它們都是為了適應(yīng)高新技術(shù)的發(fā)展以及人類文明程度的提高而產(chǎn)生的。到這時(shí)，人類已經(jīng)可以利用新的物理、化學(xué)方法，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)獨(dú)特性能的材料。
現(xiàn)代復(fù)合材料最根本的思想不只是要使兩種材料的性能變成3加3等于6，而是要想辦法使他們變成3乘以3等于9，乃至更大。
嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，復(fù)合材料并不只限于兩類材料的復(fù)合。只要是由兩種不同的相組成的材料都可以稱為復(fù)合材料。
5．材料的智能化階段
自然界中的材料都具有自適應(yīng)、自診斷合資修復(fù)的功能。如所有的動(dòng)物或植物都能在沒(méi)有受到絕對(duì)破壞的情況下進(jìn)行自診斷和修復(fù)。人工材料目前還不能做到這一點(diǎn)。但是近三四十年研制出的一些材料已經(jīng)具備了其中的部分功能。這就是目前最吸引人們注意的智能材料，如形狀記憶合金、光致變色玻璃等等。盡管近10余年來(lái)，智能材料的研究取得了重大進(jìn)展，但是離理想智能材料的目標(biāo)還相距甚遠(yuǎn)，而且嚴(yán)格來(lái)講，目前研制成功的智能材料還只是一種智能結(jié)構(gòu)。
如上所述，在20世紀(jì)中，材料經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段中的三個(gè)階段，這種發(fā)展速度是前所未有的。總的說(shuō)來(lái)，本世紀(jì)材料科學(xué)的發(fā)展有以下幾個(gè)特點(diǎn):超純化（從天然材料到合成材料）、量子化（從宏觀控制到微觀和介質(zhì)控制）、復(fù)合化（從單一到復(fù)合）及可設(shè)計(jì)化（從經(jīng)驗(yàn)到理論）。當(dāng)前，高技術(shù)新材料的發(fā)展日新月異，材料科學(xué)的內(nèi)涵也日益豐富，21世紀(jì)會(huì)出現(xiàn)什么樣的高技術(shù)材料，材料科學(xué)又將發(fā)展到何種程度，我們很難預(yù)料。





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