材料科學(xué)與工程四個(gè)基本要素

材料科學(xué)與工程四個(gè)基本要素

材料科學(xué)與工程的基本概念與發(fā)展歷程01材料科學(xué)與工程是一門研究材料的基本屬性、制備過(guò)程和應(yīng)用性能的學(xué)科基本屬性包括材料的組成、結(jié)構(gòu)、性能等制備過(guò)程包括材料的合成、加工、改性等應(yīng)用性能包括材料的功能、可靠性、壽命等材料科學(xué)與工程在科技發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步中具有重要地位材料是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)材料的應(yīng)用和創(chuàng)新推動(dòng)了新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展材料的研究對(duì)環(huán)境保護(hù)和資源利用具有重要意義材料科學(xué)與工程的基本概念及重要性古代材料科學(xué)與工程人類最早使用的天然材料，如木材、石頭、陶器等古代文明的青銅、鐵等合金材料近現(xiàn)代材料科學(xué)與工程19世紀(jì)的鋼鐵工業(yè)和鋁工業(yè)的發(fā)展20世紀(jì)的復(fù)合材料、半導(dǎo)體材料等新型材料的研究與應(yīng)用當(dāng)代材料科學(xué)與工程的發(fā)展趨勢(shì)，如納米材料、智能材料等材料科學(xué)與工程的發(fā)展歷程材料科學(xué)與工程的發(fā)展趨勢(shì)高性能、多功能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展新材料的研究與開(kāi)發(fā)，如石墨烯、生物材料等材料制備與加工技術(shù)的創(chuàng)新，如3D打印、激光熔覆等材料科學(xué)與工程面臨的挑戰(zhàn)資源與環(huán)境問(wèn)題，如材料的循環(huán)利用和減少污染技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題，如材料的制備成本和市場(chǎng)推廣人才培養(yǎng)與國(guó)際合作問(wèn)題，如提高材料科學(xué)與工程專業(yè)的教育質(zhì)量和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力材料科學(xué)與工程的發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)材料科學(xué)與工程的基本要素之一：材料組成與結(jié)構(gòu)02材料的組成材料的元素組成，如金屬、非金屬、化合物等材料的化學(xué)成分，如百分比、摩爾比等材料的組織結(jié)構(gòu)，如晶體、非晶體、多相等材料的結(jié)構(gòu)材料的微觀結(jié)構(gòu)，如晶粒、晶界、相界等材料的宏觀結(jié)構(gòu)，如形狀、尺寸、分布等材料的表面結(jié)構(gòu)，如表面粗糙度、表面能等材料的組成與結(jié)構(gòu)的基本概念材料組成與結(jié)構(gòu)的研究方法材料的組成分析方法化學(xué)分析，如元素分析、光譜分析等物理分析，如X射線衍射、電子顯微鏡等材料的結(jié)構(gòu)分析方法晶體學(xué)方法，如X射線晶體學(xué)、電子晶體學(xué)等物理學(xué)方法，如光譜學(xué)、磁共振等力學(xué)方法，如應(yīng)力分析、變形分析等材料組成對(duì)性能的影響元素組成對(duì)材料性能的影響，如合金化、脫氧等化學(xué)成分對(duì)材料性能的影響，如相平衡、偏析等組織結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能的影響，如晶粒大小、相界分布等材料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化材料的合成與加工過(guò)程中的結(jié)構(gòu)控制，如熱處理、冷處理等材料的表面改性，如表面涂層、表面粗糙度等材料的復(fù)合與摻雜，如復(fù)合材料、半導(dǎo)體材料等材料組成與結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響及優(yōu)化材料科學(xué)與工程的基本要素之二：材料的性能與表征03材料性能的基本概念材料的力學(xué)性能，如強(qiáng)度、硬度、韌性等材料的物理性能，如熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率、光學(xué)性能等材料的化學(xué)性能，如耐腐蝕性、抗氧化性等材料性能的分類基本性能，如力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能等特殊性能，如磁性能、光性能、聲性能等綜合性能，如耐磨性、耐溫性、耐候性等材料性能的基本概念及分類材料性能的表征方法與技術(shù)材料性能的表征方法實(shí)驗(yàn)方法，如力學(xué)試驗(yàn)、物理試驗(yàn)、化學(xué)試驗(yàn)等計(jì)算方法，如理論計(jì)算、模擬計(jì)算等材料性能的表征技術(shù)材料測(cè)試技術(shù)，如拉伸試驗(yàn)、硬度測(cè)試、熱分析等材料表征技術(shù)，如光譜分析、電子顯微鏡、掃描隧道顯微鏡等材料性能與材料組成、結(jié)構(gòu)的關(guān)系材料性能與材料組成的關(guān)系元素組成對(duì)材料性能的影響，如合金化、脫氧等化學(xué)成分對(duì)材料性能的影響，如相平衡、偏析等材料性能與材料結(jié)構(gòu)的關(guān)系微觀結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能的影響，如晶粒大小、相界分布等宏觀結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能的影響，如形狀、尺寸、分布等材料科學(xué)與工程的基本要素之三：材料制備與加工技術(shù)04材料制備與加工技術(shù)材料的合成、加工、改性等技術(shù)材料的生產(chǎn)工藝和工程方法材料制備與加工技術(shù)的分類金屬材料制備與加工技術(shù)，如冶煉、鑄造、焊接等無(wú)機(jī)非金屬材料制備與加工技術(shù)，如燒結(jié)、熔融、水熱法等高分子材料制備與加工技術(shù)，如聚合、成型、交聯(lián)等材料制備與加工技術(shù)的基本概念材料制備與加工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用材料制備與加工技術(shù)的發(fā)展新型制備與加工技術(shù)的研究，如激光熔覆、3D打印等傳統(tǒng)制備與加工技術(shù)的改進(jìn)，如環(huán)保工藝、節(jié)能技術(shù)等材料制備與加工技術(shù)的應(yīng)用材料的生產(chǎn)與制造，如鋼鐵工業(yè)、有色金屬工業(yè)等材料的修復(fù)與改性，如表面工程、復(fù)合材料制備等材料制備與加工技術(shù)的研究與創(chuàng)新材料制備與加工技術(shù)的研究制備與加工過(guò)程的機(jī)理研究，如反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、能量傳遞等制備與加工技術(shù)的優(yōu)化，如工藝參數(shù)、原料配比等材料制備與加工技術(shù)的創(chuàng)新新型制備與加工技術(shù)的開(kāi)發(fā)，如綠色制備、智能加工等制備與加工技術(shù)的集成與協(xié)同，如多學(xué)科交叉、多技術(shù)融合等材料科學(xué)與工程的基本要素之四：材料的應(yīng)用與性能評(píng)價(jià)05材料應(yīng)用的基本概念及分類材料應(yīng)用的基本概念材料的功能、性能在工程領(lǐng)域和社會(huì)生活中的應(yīng)用材料的服役性能和耐久性材料應(yīng)用的分類結(jié)構(gòu)材料，如建筑結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)等功能材料，如半導(dǎo)體材料、磁性材料等生物材料，如生物組織工程、生物傳感器等材料性能評(píng)價(jià)的方法與標(biāo)準(zhǔn)材料性能評(píng)價(jià)的方法實(shí)驗(yàn)方法，如力學(xué)試驗(yàn)、物理試驗(yàn)、化學(xué)試驗(yàn)等計(jì)算方法，如理論計(jì)算、模擬計(jì)算等材料性能評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T系列標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如ASTM、ISO等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品技術(shù)要求等材料應(yīng)用與性能評(píng)價(jià)的發(fā)展趨勢(shì)材料應(yīng)用的創(chuàng)新，如新型材料、新型應(yīng)用領(lǐng)域等材料性能評(píng)價(jià)的智能化，如大數(shù)據(jù)分析、人工智