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材料科學(xué)與工程論文
（作者未知） 2010/1/19
材料科學(xué)與工程論文
材料科學(xué)與工程的定義是：研究有關(guān)金屬、無(wú)機(jī)非金屬、有機(jī)高分子等材料的組成/結(jié)構(gòu)、測(cè)試/表征、制備/合成、性能/應(yīng)用四要素及其關(guān)系的科學(xué)技術(shù)與應(yīng)用。
材料是人類(lèi)用于制造物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器或其他產(chǎn)品的那些物質(zhì)。材料是物質(zhì)，但不是所有物質(zhì)都可以稱(chēng)為材料。如燃料和化學(xué)原料、工業(yè)化學(xué)品、食物和藥物，一般都不算是材料。但是這個(gè)定義并不那么嚴(yán)格，如炸藥、固體火箭推進(jìn)劑，一般稱(chēng)之為“含能材料”，因?yàn)樗鼘儆诨鹋诨蚧鸺慕M成部分。 材料是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。
20世紀(jì)70年代人們把信息、材料和能源譽(yù)為當(dāng)代文明的三大支柱。80年代以高技術(shù)群為代表的新技術(shù)革命，又把新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)并列為新技術(shù)革命的重要標(biāo)志。這主要是因?yàn)椴牧吓c國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和人民生活密切相關(guān)。 材料除了具有重要性和普遍性以外，還具有多樣性。由于多種多樣，分類(lèi)方法也就沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。從物理化學(xué)屬性來(lái)分，可分為金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料和不同類(lèi)型材料所組成的復(fù)合材料。從用途來(lái)分，又分為電子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。更常見(jiàn)的兩種分類(lèi)方法則是結(jié)構(gòu)材料與功能材料；傳統(tǒng)材料與新型材料。結(jié)構(gòu)材料是以力學(xué)性能為基礎(chǔ)，以制造受力構(gòu)件所用材料，當(dāng)然，結(jié)構(gòu)材料對(duì)物理或化學(xué)性能也有一定要求，如光澤、熱導(dǎo)率、抗輻照、抗腐蝕、抗氧化等。功能材料則主要是利用物質(zhì)的獨(dú)特物理、化學(xué)性質(zhì)或生物功能等而形成的一類(lèi)材料。
一種材料往往既是結(jié)構(gòu)材料又是功能材料，如鐵、銅、鋁等。傳統(tǒng)材料是指那些已經(jīng)成熟且在工業(yè)中已批量生產(chǎn)并大量應(yīng)用的材料，如鋼鐵、水泥、塑料等。這類(lèi)材料由于其量大、產(chǎn)值高、涉及面廣泛，又是很多支柱產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，所以又稱(chēng)為基礎(chǔ)材料。新型材料(先進(jìn)材料)是指那些正在發(fā)展，且具有優(yōu)異性能和應(yīng)用前景的一類(lèi)材料。新型材料與傳統(tǒng)材料之間并沒(méi)有明顯的界限，傳統(tǒng)材料通過(guò)采用新技術(shù)，提高技術(shù)含量，提高性能，大幅度增加附加值而成為新型材料；新材料在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期生產(chǎn)與應(yīng)用之后也就成為傳統(tǒng)材料。傳統(tǒng)材料是發(fā)展新材料和高技術(shù)的基礎(chǔ)，而新型材料又往往能推動(dòng)傳統(tǒng)材料的進(jìn)一步發(fā)展。
材料是人類(lèi)生存、社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)，是現(xiàn)代科技革命的先導(dǎo)，是當(dāng)代文明的三大支柱之一。世界各先進(jìn)工業(yè)國(guó)家都把材料作為優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域。我國(guó)政府對(duì)新材料的研究開(kāi)發(fā)一直給予高度重視，在“863”、“973”等重大科技計(jì)劃中，新材料都是重點(diǎn)支持的領(lǐng)域。
任何重要的新材料得到廣泛應(yīng)用，進(jìn)而給人類(lèi)生活、國(guó)家安全乃至整個(gè)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)重大影響，都是建立在人們對(duì)其全面了解和正確認(rèn)知基礎(chǔ)之上的。因此，新材料和新材料技術(shù)要切實(shí)充分發(fā)揮推動(dòng)社會(huì)和科技進(jìn)步的作用，就不僅僅是材料科技工作者所能完成的；它同樣要求所有工程的各個(gè)領(lǐng)域及其設(shè)計(jì)部門(mén)能夠?qū)σ延胁牧虾侠磉x擇和正確使用；而且，材料是高新技術(shù)發(fā)展和社會(huì)現(xiàn)代化的先導(dǎo)，準(zhǔn)確判斷和資助優(yōu)先發(fā)展方向是政府部門(mén)官員的職責(zé)，這要求他們也要對(duì)材料的全貌有著正確了解和總體認(rèn)識(shí)，能夠把握高技術(shù)先進(jìn)材料的發(fā)展趨勢(shì)。
材料學(xué)即是研究材料的學(xué)科，其研究?jī)?nèi)容包括材料的性能，材料的組成結(jié)構(gòu)，材料的形成變化過(guò)程，材料的研究、制造方法及設(shè)備，以及它們之間的相互關(guān)系。其核心是材料的性能，其他均是為了材料性能的有效控制。
在人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展過(guò)程中，材料的發(fā)展水平始終是時(shí)代進(jìn)步和社會(huì)文明的標(biāo)志.人類(lèi)文明的發(fā)展史，就是一部如何更好地利用材料和創(chuàng)造材料的歷史。同時(shí)，材料的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，也極大地推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在當(dāng)代，材料和能源、信息、生命科學(xué)是構(gòu)成社會(huì)文明和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的四大支柱，新材料、信息技術(shù)、生物技術(shù)、新能源并列為新技術(shù)革命的重要標(biāo)志，其中新材料更是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)先導(dǎo)。
本學(xué)科的專(zhuān)門(mén)人才需要系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)主干學(xué)科基本要素之間的相互關(guān)系與制約規(guī)律，利用其相互關(guān)系及制約規(guī)律實(shí)現(xiàn)對(duì)材料結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的調(diào)控，最大限度和最大效能地發(fā)揮材料的使用性能，最終實(shí)現(xiàn)按照預(yù)定性能設(shè)計(jì)材料、制備與使用材料，實(shí)現(xiàn)材料與環(huán)境、材料與人類(lèi)社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展歷程，是以材料為主要標(biāo)志的。100萬(wàn)年以前，原始人以石頭作為工具，稱(chēng)舊石器時(shí)代。1萬(wàn)年以前，人類(lèi)對(duì)石器進(jìn)行加工，使之成為器皿和精致的工具，從而進(jìn)入新石器時(shí)代。新石器時(shí)代后期，出現(xiàn)了利用粘土燒制的陶器。人類(lèi)在尋找石器過(guò)程中認(rèn)識(shí)了礦石，并在燒陶生產(chǎn)中發(fā)展了冶銅術(shù)，開(kāi)創(chuàng)了冶金技術(shù)。公元前5000年，人類(lèi)進(jìn)入青銅器時(shí)代。公元前1200年，人類(lèi)開(kāi)始使用鑄鐵，從而進(jìn)入了鐵器時(shí)代。隨著技術(shù)的進(jìn)步，又發(fā)展了鋼的制造技術(shù)。18世紀(jì)，鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，成為產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容和物質(zhì)基礎(chǔ)。19世紀(jì)中葉，現(xiàn)代平爐（未完，下一頁(yè)）
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