ประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของอารยธรรมมนุษย์ ในแง่หนึ่งคือประวัติศาสตร์แห่งวิวัฒนาการของวัสดุนับตั้งแต่ยุคหินถึงยุคสำริดและยุคเหล็ก วัสดุโลหะเป็นตัวกลางทางวัตถุที่คอย支撑การพัฒนาของสังคมมาโดยตลอด อย่างไรก็ตาม การใช้โลหะอย่างกว้างขวางไม่ได้ขึ้นอยู่กับปริมาณในเปลือกโลกเพียงอย่างเดียว แต่ยังถูกจำกัดด้วยความยากของเทคโนโลยีการถลุงสมบัติทางกายภาพ และต้นทุนทางเศรษฐกิจสังคมที่ประกอบกัน
ตรรกะในการเลือกใช้วัสดุ
ในทางปฏิบัติทางวิศวกรรม เรายึดถือหลักการที่ว่า "สมบัติกำหนดการใช้งาน" แต่ "สมบัติ" ไม่ใช่เกณฑ์เดียว ในการตัดสินใจว่าวัสดุใดจะถูกนำมาใช้ในวงกว้าง จำเป็นต้องสร้างแบบจำลองการประเมินหลายมิติ:
- สมบัติทางกายภาพ/เคมี:เช่น การนำไฟฟ้า ความแข็ง ความทนทานต่อการกัดกร่อน (ฟิล์มออกไซด์ที่แน่นหนาของอะลูมิเนียมคือกุญแจสำคัญต่อความทนทานต่อการกัดกร่อน)
- ทรัพยากรและเทคโนโลยี:ปริมาณในเปลือกโลกและพลังงานที่ใช้ในการสกัดโลหะนั้น (เช่น กระบวนการอิเล็กโทรลิซิสของอะลูมิเนียม)
- ต้นทุนทางเศรษฐกิจ:ราคาวัตถุดิบและต้นทุนการแปรรูป (แม้เงินจะนำไฟฟ้าได้ดีแต่มีราคาแพง)
- ประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม:ความง่ายในการรีไซเคิล และระดับภาระต่อสิ่งแวดล้อม
แบบจำลองความคิดหลัก: การประเมินแบบองค์รวม
ประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของวัสดุโลหะพิสูจน์ให้เห็นว่า ความสามารถในการควบคุมวัสดุของมนุษย์ขึ้นอยู่กับความลึกของความเข้าใจในปฏิกิริยาเคมี (ปฏิกิริยารีดักชัน) แม้อะลูมิเนียมจะมีมากมาย แต่เนื่องจากปฏิกิริยาเคมีที่รุนแรงมาก ทำให้มัน "เงียบหายไป" เป็นเวลาหลายพันปี จนกระทั่งถึงความก้าวหน้าของอุตสาหกรรมโลหการสมัยใหม่