材料

材料是人類可以利用製作有用構件、器件或物品的物質。^[1]

材料的發展標誌著社會的進步，比如石器的廣泛使用是「石器時代」，相似的還有「青銅時代」和「鐵器時代」等等。材料和資訊與能源被稱為現代文明的三大支柱。

非金屬材料

• 石器：舊石器時代的人類將石英石、燧石等天然石材打制而成。
• 玉器：屬於變質岩。
• 陶器：新石器時代的人類用粘土（SiO₂、Al₂O₃）燒制而成，有紅陶、黑陶、白陶等。商朝發明了釉陶，爐窯的溫度達到1200℃。
• 瓷器：在東漢時期出現，中國是最早生產瓷器的國家。
• 陶瓷材料：氧化鋁可以耐高溫、耐腐蝕，鈮酸鋰可以將電信號轉變為光信號，氮化矽用於切削刀具，氧化釔具有高溫超導性能。
• 玻璃
• 水泥

金屬材料

• 銅：古埃及人在公元前4000年就掌握了煉銅技術，出現青銅（銅錫合金），是人類發明的第一種合金。
• 鐵：美索不達米亞在公元前3000年就利用隕鐵打制了鐵器，在公元前2000年就知道了鑄鐵技藝。中國在春秋時期開始大量使用鐵器，戰國時期使用鐵模鑄造，西漢採用煤作燃料。15世紀初，歐洲發明了煉鐵高爐。到了17世紀，出現了高達9米日產鐵1噸的高粱。但鑄鐵在工業革命前只用來製作農具、兵器和祭器。
• 鋼：中國古代有自然鋼、百鍊鋼和灌鋼三種煉鋼方法。1755年蒸汽機提供強大的鼓風和動力推動了煉鋼技術的發展，相繼出現了酸性轉爐煉鋼（1856年）、平爐煉鋼（1864年）、鹼性轉爐煉鋼（1879年）、電弧爐煉鋼（1899年）以及氧氣頂吹法煉鋼（1950年代）。
• 鋁：1866年發明了電解鋁。鋁的用量僅次於鋼鐵。
• 鈦：1910年用鈉還原提煉出純鈦，廣泛應用於航空工業。
• 鈾：應用於核工業。
• 金
• 銀

半導體材料

半導體材料是導電能力介於導體和絕緣體之間的一類固體材料。

• 單晶矽可用於製作半導體器件、太陽能電板和積體電路。

超導材料

主條目：超導材料

• 高溫超導材料

高分子材料

高分子材料可以用作結構材料代替鋼鐵，甚至具有良好的導電性和耐高溫等特性。

紡織品

• 絲綢是一種天然高分子材料。
• 天然纖維如棉花、麻等。
• 合成纖維

合成材料

• 橡膠
• 塑料

複合材料

複合材料是以高分子材料、金屬或陶瓷做基礎與纖維、晶須、顆粒等增強劑複合而成的材料。

樹脂基

• 玻璃纖維樹脂複合材料（玻璃鋼）
• 碳纖維樹脂複合材料

金屬基

• 碳纖維增強鋁、SiC纖維增強鋁、粉末顆粒增強鋁、硼纖維增強鋁、碳化矽晶須增強鋁
• 石墨纖維增強鎂
• 粉末顆粒擠壓（鑄造）金屬基複合材料、加壓滲透金屬基複合材料。

陶瓷基

• 陶瓷纖維增強陶瓷和玻璃材料;金屬纖維增強陶瓷和玻璃材料;晶須增強陶瓷和玻璃材料;纖維增強陶瓷複合材料;以上主要是為了提高斷裂韌性。

氣凝膠

• 全碳氣凝膠
• 鎳氣凝膠
• 石墨氣凝膠

其他

• 碳複合材料
• 納米複合物
• 混凝土

其他重要的材料

• 半金屬
  • 木材
• 生物材料
  • 皮革
  • 骨頭
  • 紙

相關條目

• 材料科學

參考文獻

1. 王昆林 2003，材料工程基礎

書籍

• 王昆林, 材料工程基础, 清華大學出版社有限公司, 2003, ISBN 7302070644