材料科學與工程學導論 (1)

1、材料科學與工程導論1緒論1.課程設置的意義和目的材料的材料的定義定義與與分類分類材料的地位和作用材料的地位和作用材料科學與工程的形成和發(fā)展材料科學與工程的形成和發(fā)展本課程設置和北工大材料科學與工程學科改革本課程設置和北工大材料科學與工程學科改革2.課程的內(nèi)容和講法2材料是人類用于制造機器、構材料是人類用于制造機器、構件和產(chǎn)品的件和產(chǎn)品的物質物質，是人類賴以，是人類賴以生存和發(fā)展的物質生存和發(fā)展的物質基礎基礎。3無機非金屬材料金屬材料高分子材料復合材料材料的分類4 材料是人類社會發(fā)展的基礎和先材料是人類社會發(fā)展的基礎和先導，是人類社會進步的里程碑和劃導，是人類社會進步的里程碑和劃時代的標志。材料

2、和能源、信息被時代的標志。材料和能源、信息被稱為人類社會的稱為人類社會的“三大支柱三大支柱”。5 一種重要新材料的發(fā)現(xiàn)和使用，一種重要新材料的發(fā)現(xiàn)和使用，都把人類支配自然的能力提高到一都把人類支配自然的能力提高到一 個新水平，材料科學技術的每一次個新水平，材料科學技術的每一次重大突破都會引起生產(chǎn)技術的重大重大突破都會引起生產(chǎn)技術的重大變革，甚至引起一次世界性的技術變革，甚至引起一次世界性的技術變革，從而把人類物質文明和精神變革，從而把人類物質文明和精神文明推向前進。文明推向前進。材料的地位和作用材料的地位和作用6材料科學與工程的形成與發(fā)展，反映了學科發(fā)展從細分到整合（綜合）的基本規(guī)律。材料科學

3、與工程的形成和發(fā)展材料科學與工程的形成和發(fā)展7材料學科的分合圖材料學科的分合圖地地 質質采采 礦礦礦礦 冶冶化化 工工冶冶 金金陶陶 瓷瓷高分子高分子物物 冶冶化化 冶冶物物 冶冶力力 冶冶物物 理理社會科學社會科學 材料學材料學M MS SE E化化 學學力力 學學礦礦 187918791888188818881888193719371937193719661966198619861989198919751975材料科學與工程的形成和發(fā)展材料科學與工程的形成和發(fā)展8 美國美國 MIT 礦冶及材料系名稱的演變礦冶及材料系名稱的演變年年系名稱系名稱18651865 18791879地質與采礦工程

4、地質與采礦工程18791879 18841884采礦工程采礦工程18841884 18881888采礦工程采礦工程（地質、采礦、冶金）（地質、采礦、冶金）18881888 18901890采礦與冶金采礦與冶金18901890 19271927采礦工程與冶金采礦工程與冶金19271927 19371937采礦與冶金采礦與冶金19371937 19661966冶金冶金19661966 19751975冶金與材料科學冶金與材料科學19751975 現(xiàn)在現(xiàn)在材料科學與工程材料科學與工程材料科學與工程的形成和發(fā)展材料科學與工程的形成和發(fā)展9 美國大學有關材料專業(yè)的變化趨勢美國大學有關材料專業(yè)的變化趨勢系

5、名稱系名稱196419641970197019851985礦 物 與 采 礦礦 物 與 采 礦9 97 75 5冶金冶金313121211717材料材料111129295151其它其它181821211717合計合計696978789090材料科學與工程的形成與發(fā)展材料科學與工程的形成與發(fā)展10材材 料料 學學 科科金金屬屬材材料料與與熱熱處處理理鋼鋼鐵鐵冶冶金金有有色色金金屬屬冶冶金金冶冶金金物物理理化化學學金金屬屬壓壓力力加加工工無無機機非非金金屬屬材材料料硅硅酸酸鹽鹽工工程程高高分分子子材材料料與與工工程程粉粉末末冶冶金金復復合合材材料料腐腐蝕蝕與與防防護護材材料料科科學學與與工工程程復

6、復合合材材料料鑄鑄造造焊焊接接 材材料料學學科科二二級級學學科科分分類類表表材料科學與工程的形成和發(fā)展材料科學與工程的形成和發(fā)展11環(huán)境環(huán)境輸輸入入系統(tǒng)系統(tǒng)輸輸出出學科學科現(xiàn)現(xiàn)象象環(huán)環(huán)境境自自然然社社會會材材 料料類類型型層層次次金金 屬屬復復 合合陶陶 瓷瓷高高 分分 子子相相分子原子分子原子電電 子子金相組織金相組織功功能能社社會會現(xiàn)現(xiàn)象象性性能能自自然然現(xiàn)現(xiàn)象象材材料料學學宏宏觀觀微微觀觀社會科學社會科學 自然科學自然科學 社社會會需需要要成成果果反反饋饋材料和材料學材料和材料學材料科學與工程的形成和發(fā)展材料科學與工程的形成和發(fā)展12結論：結論：不同的材料二級學科曾為社會培養(yǎng)了大量不同的

7、材料二級學科曾為社會培養(yǎng)了大量的專業(yè)人才；的專業(yè)人才；已不能滿足已不能滿足21世紀人才培養(yǎng)的需求，必須世紀人才培養(yǎng)的需求，必須進行改革；進行改革；按照按照“四要素四要素”原則重新構建材料科學與原則重新構建材料科學與工程的工程的大材料學科大材料學科。13材料科學與工程的內(nèi)涵材料科學與工程的內(nèi)涵合成合成/ /制備制備效能效能結構結構/ /成分成分性質性質a理論及材料理論及材料與工藝設計與工藝設計基本性能基本性能 受環(huán)境影響受環(huán)境影響（氣氛（氣氛 溫度溫度 受力狀態(tài)）受力狀態(tài)）制備與制備與加工加工效能效能(使用性能使用性能)組織結構組織結構成分成分b14材料科學與工程的縱向或橫向分類方法材料科學與工程的縱向或