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材料的发展标志著社会的进步，比如石器的广泛使用是“石器时代”，相似的还有“青铜时代”和“铁器时代”等等。材料和资讯与能源被称为现代文明的三大支柱。
- 铜：古埃及人在公元前4000年就掌握了炼铜技术，出现青铜（铜锡合金），是人类发明的第一种合金。
- 铁：美索不达米亚在公元前3000年就利用陨铁打制了铁器，在公元前2000年就知道了铸铁技艺。中国在春秋时期开始大量使用铁器，战国时期使用铁模铸造，西汉采用煤作燃料。15世纪初，欧洲发明了炼铁高炉。到了17世纪，出现了高达9米日产铁1吨的高粱。但铸铁在工业革命前只用来制作农具、兵器和祭器。
- 钢：中国古代有自然钢、百炼钢和灌钢三种炼钢方法。1755年蒸汽机提供强大的鼓风和动力推动了炼钢技术的发展，相继出现了酸性转炉炼钢（1856年）、平炉炼钢（1864年）、碱性转炉炼钢（1879年）、电弧炉炼钢（1899年）以及氧气顶吹法炼钢（1950年代）。
- 铝：1866年发明了电解铝。铝的用量仅次于钢铁。
- 钛：1910年用钠还原提炼出纯钛，广泛应用于航空工业。
- 铀：应用于核工业。
- 金
- 银
- 高温超导材料
高分子材料可以用作结构材料代替钢铁，甚至具有良好的导电性和耐高温等特性。
复合材料是以高分子材料、金属或陶瓷做基础与纤维、晶须、颗粒等增强剂复合而成的材料。
- 碳纤维增强铝、SiC纤维增强铝、粉末颗粒增强铝、硼纤维增强铝、碳化硅晶须增强铝
- 石墨纤维增强镁
- 粉末颗粒挤压（铸造）金属基复合材料、加压渗透金属基复合材料。
- 陶瓷纤维增强陶瓷和玻璃材料;金属纤维增强陶瓷和玻璃材料;晶须增强陶瓷和玻璃材料;纤维增强陶瓷复合材料;以上主要是为了提高断裂韧性。
- 全碳气凝胶
- 镍气凝胶
- 石墨气凝胶
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