材料創(chuàng)造發(fā)明學(xué)

創(chuàng)造發(fā)明的體質(zhì)因素身材-偉人和天才中，魁梧的偉人比例較高毛澤東，朱德，劉少奇，林肯等例外：鄧小平通常，大腦袋的人要更“聰明”些？鄧小平你健康狀態(tài)當(dāng)代的偉人、大科學(xué)家長壽者多大牌的科學(xué)家少疾病2/3/20231大腦的重量健康男人的平均值1400g數(shù)學(xué)王子：高斯1492gF.Y.列寧1340g艾爾伯特·愛因斯坦1230

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2/3/20232愛因斯坦的大腦愛因斯坦大腦結(jié)構(gòu)圖愛因斯坦的大腦比平常人要小一些最新的研究發(fā)現(xiàn)，愛因斯坦大腦的頂葉部位有許多山脊?fàn)詈桶疾蹱罱Y(jié)構(gòu)，這是極其罕見的結(jié)構(gòu)人們的視覺、空間認(rèn)知、數(shù)學(xué)思考、運(yùn)動(dòng)知覺，極端依賴大腦頂葉下段皮質(zhì)形態(tài)，愛因斯坦的頂葉下段有不尋常的形態(tài)，側(cè)腦裂并不明顯除了腦細(xì)胞數(shù)量多于常人，愛因斯坦大腦星形膠質(zhì)細(xì)胞突起比較大，這些膠質(zhì)細(xì)胞末端的神經(jīng)組織數(shù)量也較多。愛因斯坦的大腦皮質(zhì)中，神經(jīng)元密度較高大腦非常正常，比同齡人更為健康，退化的跡象較少

2/3/202331.4創(chuàng)造發(fā)明的過程與思路美：奧斯本：發(fā)現(xiàn)問題－》提出設(shè)想－》解決問題美－蘭德公司特里格和凱普納：發(fā)現(xiàn)問題－》分析原因－》最終結(jié)果蘇：戈加內(nèi)夫：提出問題－》努力解決－》潛伏－》頓悟－》驗(yàn)證蘇：盧克：提出問題－》搜集信息－》醞釀－》頓悟－》檢驗(yàn)美：貝利：問題調(diào)研－》確定目標(biāo)－》確定手段－》解決最優(yōu)化－》制作和驗(yàn)證－》說服他人2/3/202341.4.1創(chuàng)造發(fā)的程序與思路2/3/202351.4.2技術(shù)開發(fā)的程序與思路2/3/202361.4.3理論研究思維2/3/202371.4.4材料形變斷裂研究思路2/3/202382.材料發(fā)明發(fā)展史2.1材料與人類社會(huì) 材料是人類社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類進(jìn)步的里程碑舊石器時(shí)代，經(jīng)歷了超過200萬年新石器時(shí)代（距今6000－10000年）青銅器時(shí)代（距今2500－6000年）鐵器時(shí)代（距今2000）約250萬年前，人類開始“制造”石器、竹器等工具距今約1萬年前，進(jìn)入新石器時(shí)期－出現(xiàn)了具有鋒利刃口的石斧及陶器，紡織品出現(xiàn)，持續(xù)約5000年約公元前5000－1200年，陶器－青銅－銅器出現(xiàn)－>冶金術(shù)出現(xiàn)了－鐵和鋼鐵1909年，人造高分子－酚醛樹脂出現(xiàn)－－》人類進(jìn)入合成材料時(shí)代2/3/202392/3/2023102/3/2023112.2材料是人類文明的基石20世紀(jì)：原子能－》原子時(shí)代20世紀(jì)中葉，信息革命－》人類社會(huì)史上的一大飛躍：得益于相關(guān)產(chǎn)業(yè)/領(lǐng)域的突破：單晶硅技術(shù)、集成電路技術(shù)，以及化合物半導(dǎo)體，固態(tài)量子器件，信息記錄和存儲(chǔ)材料與器件20世紀(jì)中葉的激光技術(shù)，為20世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)、日常生活和軍事技術(shù)都帶來了巨大影響－－激光材料是激光器的心臟（藍(lán)寶石-CO2-光導(dǎo)纖維等激光器）航空技術(shù)：是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)全球化的必要條件，也是現(xiàn)代戰(zhàn)爭的主要組成部分。飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭的性能在更大程度上取決于材料。高比強(qiáng)度、高比剛度的結(jié)構(gòu)材料、高溫結(jié)構(gòu)材料、高含能材料、發(fā)散冷卻材料、隱身材料、智能材料等等能源供應(yīng)和能源技術(shù)成為20－21世紀(jì)的一個(gè)巨大問題。能源多元化、潔凈化、綠色化－>節(jié)約能源、二次能源和再生能源三大領(lǐng)域，等待材料的翩翩起舞2/3/2023122.3金屬材料發(fā)展史略2.3.1世界有色金屬冶煉史世界各地進(jìn)入青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代的時(shí)間差距很大，發(fā)展一直不平衡西亞地區(qū)（埃及）是最早使用金屬的地區(qū)中國：黃帝，冶銅、用銅的始祖，蚩尤“造九冶”（“蚩尤作五兵：戈、矛、戟、酋矛、夷矛”；）商周－戰(zhàn)國時(shí)期創(chuàng)立和發(fā)展了“五行”學(xué)說：金、木、水、火、土青銅器時(shí)代：伊朗出土3800年前的青銅器，含砷，經(jīng)過鑄造、冷加工和退火埃及：含鎳和砷的青銅印度：錫青銅中國：青銅技術(shù)是孤立發(fā)展起來的。錫青銅最早，3000年前，含錫6－8％。商周時(shí)期青銅器達(dá)到鼎盛時(shí)期2/3/2023132.3.2鐵器時(shí)代公元前600－25年，鐵被發(fā)現(xiàn)，并逐漸取代標(biāo)志生產(chǎn)力水平的青銅器。公元1500年，高爐出現(xiàn)于歐洲公元1720年，歐洲人用滲碳法煉鋼制造工具中國在唐宋時(shí)期逐漸出現(xiàn)鐵代有色金屬，宋代已經(jīng)開始使用鋼。主要生產(chǎn)武器，如火炮2.3.3鋼鐵材料時(shí)代18世紀(jì)，西方率先進(jìn)入現(xiàn)代工業(yè)，大工業(yè)煉鋼鐵開始：鐵與火的時(shí)代開始（工業(yè)革命）19世紀(jì)：鋼-工具鋼-不銹鋼20世紀(jì)：鋁合金2/3/2023142.4高分子材料發(fā)展史略20世紀(jì)20年代，高分子從有機(jī)化學(xué)中獨(dú)立出來，成為獨(dú)立的學(xué)科原始橡膠－最早發(fā)現(xiàn)的天然高分子（橡膠樹的樹汁—乳膠）1832年：Lüdersdorf:松節(jié)油+硫磺+乳膠，共煮--》硫化橡膠Goodyear：工業(yè)化硫化橡膠1838年：Regnault：用小分子合成聚氯乙烯(PVC)-合成塑料出現(xiàn)1868年：出現(xiàn)硝酸纖維素，1924年通過對天然纖維素改性發(fā)明乙酸纖維素—人造絲出現(xiàn)1872年：Bager用苯酚和甲醛（酸性條件）合成酚醛樹脂，1909年Baekeland工業(yè)化生產(chǎn)酚醛樹脂（電木）2/3/2023152.5高分子科學(xué)簡史創(chuàng)立高分子學(xué)說，形成高分子化學(xué)1922：Staudinger提出分子鏈假設(shè)，提出大分子概念，創(chuàng)立并完善高分子概念。1953年獲Nobel化學(xué)獎(jiǎng)1928：Garothers對高分子合成作出巨大貢獻(xiàn)，發(fā)明了尼龍（杜邦）高分子化學(xué)與其他學(xué)科互相滲透，發(fā)展為高分子學(xué)科高分子物理、高分子物理化學(xué)、高分子工藝學(xué)--》形成高分子科學(xué)體系高分子鏈立體規(guī)整性：學(xué)科成熟1947：催化劑Ziegler,Natt