材料科学与工程的内涵及发展历程(ppt 33页)
材料科学与工程的科学内涵
材料科学与工程的科学内涵首先，材料科学与工程研究的对象是材料。
材料是构成各种物体的基本元素，它们的性质直接影响着材料的应用。
材料科学与工程致力于研究不同材料的性质和行为，并通过调整材料的组织结构和配方，以实现对材料性能的改善和优化。
其次，材料科学与工程研究的目的是揭示材料的本质规律。
通过对材料的性质、结构和制备工艺的研究，揭示材料与其性能之间的关系，为合理设计和选择材料提供科学依据。
同时，材料科学与工程也探索材料的微观世界，揭示材料的基本单位（如原子、分子、晶体等）的结构和性质，从而深入理解材料的本质规律。
第三，材料科学与工程的研究方法多样。
材料的性质和行为涉及到多个层次和尺度，包括从宏观到微观的各个层面。
因此，材料科学与工程采用了多种不同的研究手段和方法，如物理实验、化学合成、计算模拟、力学测试等。
这些研究方法相互结合，形成了一个较为完整的材料研究体系。
第四，材料科学与工程的应用广泛。
材料是现代科技的基础和支撑，几乎涉及到所有领域，如能源、环境、医疗、交通、通信等。
材料科学与工程研究的成果广泛应用于制造业和相关领域，为社会经济的发展和人类文明的进步提供重要支撑。
最后，材料科学与工程是一个不断发展的学科。
随着科学技术的不断进步和人类社会的不断需求，材料科学与工程一直处于不断探索和创新的过程中。
新材料的出现和应用，新制备工艺的开发，材料性能的优化等都需要不断地进行研究和探索，以满足社会的需求。
总之，材料科学与工程的科学内涵是通过对材料性质、结构、制备和应用的研究，揭示材料的规律，实现材料性能的优化和应用的创新。
它是以材料为研究对象的一门交叉学科，具有广泛的应用前景和深入研究的需要。
材料科学和工程导论PPT(16张)
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8、世上的事，只要肯用心去学，没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心，对阳光，对美，对痛楚。
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9、别再去抱怨身边人善变，多懂一些道理，明白一些事理，毕竟每个人都是越活越现实。
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10、山有封顶，还有彼岸，慢慢长途，终有回转，余味苦涩，终有回甘。
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11、人生就像是一个马尔可夫链，你的未来取决于你当下正在做的事，而无关于过去做完的事。
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4、世界上只有想不通的人，没有走不通的路。将帅的坚强意志，就像城市主要街道汇集点上的方尖碑一样，在军事艺术中占有十分突出的地位。
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5、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老;我有能力报答，父母仍然健康。
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6、没什么可怕的，大家都一样，在试探中不断前行。
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7、时间就像一张网，你撒在哪里，你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了，可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的，可只有到最后才不得不承认。
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18、无论是对事还是对人，我们只需要做好自己的本分，不与过多人建立亲密的关系，也不要因为关系亲密便掏心掏肺，切莫交浅言深，应适可而止。
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19、大家常说一句话，认真你就输了，可是不认真的话，这辈子你就废了，自己的人生都不认真面对的话，那谁要认真对待你。
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20、没有收拾残局的能力，就别放纵善变的情绪。
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15、如果没有人为你遮风挡雨，那就学会自己披荆斩棘，面对一切，用倔强的骄傲，活出无人能及的精彩。
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16、成功的秘诀在于永不改变既定的目标。若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。幸福不会遗漏任何人，迟早有一天它会找到你。
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17、一个人只要强烈地坚持不懈地追求，他就能达到目的。你在希望中享受到的乐趣，比将来实际享受的乐趣要大得多。
材料科学与工程学科的发展历程和趋势
材料科学与工程学科的发展历程和趋势本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March材料科学与工程学科发展历程和趋势摘要：本文结合国内几所高校材料学科的具体实例，综述了材料科学与工程学科的国内外发展的历史进程，讨论了材料科学与工程学科的发展趋势，同时展望了材料科学与工程学科在未来的发展前景。
关键词：材料科学与工程，发展历程，趋势AbstractIn this paper,on the basis of practice of materials science and engineering discipline in several domestic universities, the development process of materials science and engineering at home and abroad were reviewed, and the development trend of this discipline were discussed. Meanwhile, the prospect of this subject in the future were prospected.Keywords:materials science and engineering,development process,trend1 引言上个世纪70年代以来，人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。
80年代又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。
随着科学技术的高速发展，新技术、新产品及新工艺对新材料的要求越来越强烈，也促进了当代材料科学技术的飞速发展。
现在，材料学科及教育的重要性已被人们认识，国内外许多工科院校及综合性大学都相继成立了材料科学与工程学院（系）。
2 材料科学与工程学科发展历程“材料科学”这个名词在20世纪60年代由美国学者首先提出。
材料科学与工程专业介绍ppt【精品-ppt】(共48张PPT)
0713 材料科学类
(注:可授理学或工学学士学位)
071301 材料物理
071302 材料化学
0802 材料类
教授 1
博士
教授
博士
教授
博士
副教授
博士
副教授
博士
副材料科学与工程对社会发展的影响
1、“四要素”与结构 071302 材料化学
军事、体育类课程（教育部要求——健康保障）
（2） 电子衍射分析 ；
充分利用课堂时间
社出会的对 第材一料条科S-学N曲与线工，程开人辟才了的材要料求、组织与性成能分间（关系组的成）
新结构转化为材料与结构的演化过程
1.主要基础、公共课程设置
2.1、“材料科学基础”课程简介
2.2、材料工艺学
该课程目前是材料科学以及其它材料学 相关专业的专业基础课程，其教学内容包括 ：工艺技术、基础原理和环境保护三部分， 涉及传统材料和新型材料。有大量的实验内 容。是各种专业课的基础课程。
080201 冶金工程
080202 金属材料工程
080202 无机非金属材料 工程
080204 高分子材料与工程
本科新旧专业对照
071301 材料物理
071303W 矿物岩石材料
071302 材料化学
080201 钢铁冶金 080202 有色金属冶金
080203 冶金物理化学 080213W 冶金
提纲
工业的迅猛发展要求与之相适应的科学技术与专门人才：十七 世纪中叶英国成立了皇家学会，之后又在大学设立工程学科，大大 促进了科技人才的培养和发展。在冶金/材料领域：
材料科学与工程学科的发展历程和趋势
材料科学与工程学科的发展历程和趋势材料科学与工程学科是一门研究材料的结构、性能、制备与应用的学科，它在现代工业、技术和经济中具有重要作用。
在过去的几十年里，材料科学与工程学科经历了快速发展，取得了许多重要的成果。
本文将介绍材料科学与工程学科的发展历程和当前的趋势。
在材料科学与工程学科的早期发展阶段，主要关注材料的基本特性和性能。
材料科学家们研究不同材料的化学成分和晶体结构，理解它们与其他物质的相互作用和反应机制。
研究人员利用实验和计算方法来研究材料的性能，包括力学性能、电学性能、热学性能等。
这种材料基础研究的发展为后续的应用研究奠定了基础。
随着科学技术的发展，材料科学与工程学科逐渐从基础研究转向应用研究。
材料科学家们开始开发新的材料，以满足不同领域的需求。
例如，在航空航天领域，需要耐高温、高强度和轻质的材料；而在能源领域，需要高效率、环保的材料；在生物医学领域，需要生物相容性的材料等。
为了满足这些需求，研究人员发展了许多新的制备方法和加工工艺，例如熔融法、溶液法和固相反应法等。
材料科学与工程学科逐渐从单一材料研究向多功能材料研究转变。
近年来，材料科学与工程学科的发展进入了一个全新的阶段，主要集中在新型材料的研究和应用。
新型材料包括纳米材料、生物材料、高分子材料等。
纳米材料具有特殊的物理和化学性质，广泛应用于电子、光电子、信息存储和传感等领域。
生物材料被广泛应用于医疗健康领域，如人工器官、组织工程和药物输送系统。
高分子材料有很强的可塑性和导电性，被广泛应用于塑料、橡胶和纤维等领域。
此外，材料科学与工程学科还开始关注可再生材料、智能材料和环境友好材料等方向的研究。
随着科技的进步，材料科学与工程学科还面临许多挑战。
首先是确保材料的可持续发展。
由于人口增长和资源短缺等问题，材料科学家们需要寻找可替代的材料，以减少资源的消耗和环境的污染。
其次，材料科学与工程学科需要与其他学科进行跨学科合作，以实现更快速、高效的材料研发与创新。
材料科学与工程ppt课件
整理ppt
6
Mechanical property of materials
Stress and strain Elastic deformation Modulus Viscoelasticity Permanent deformation Strength Fracture
true stress and strain should be computed from actual load, cross-sectional area,
and gauge len整gt理hpmpt easurements.
25Βιβλιοθήκη 同一拉伸实验中，工程应力（或名义 应力）与真实应力比较哪个数值大？
Compression stress-stain tests may be conducted when in-service forces are of this type. A com-pression test is conducted in a manner similar to the tension test, except that the force is compressive and the specimen contrasts along the direction of the stress.
整理ppt
7
第四章 内容
4-1 固体材料的机械性能
4-2 材料的热性能
4-3 材料的电学性能 4-4 材料的磁学性能 4-5 材料的光学性能
4-6 材料的耐腐蚀性
4-7 复合材料的性能
4-8 纳米材料整理及ppt效应
材料科学与工程的内涵及发展历程
因此材料科学与工程是密不可分的两个学科， 是一个整体。偏重于基础理论方面的就称为材料 科学、偏重于工艺方面的的就称为材料工艺（铸、 锻、焊、热处理）。
世界上第一部《材料科学与工程百科全书》 是在1986年由英国Pergamon出版社陆续出版，该 书对材料科学与工程下的定义是：
研究有关材料组织、结构、制备工艺流程与 材料性能和用途关系的生产及其应用。
材料科学的四要素与四面体
材料科学是科学技术中的重要学科，是一门影 响国民经济全局的综合科学技术，主要研究各种材 料结构与性能之间的关系，即集中了解材料的本质、 提出相关的理论和描述，说明材料结构是如何与其 成分、性能以及行为相联系的。
近年来，国内外材料界把材料的组成与结构、 合成与生产过程、性质（或性能）以及使用性能称 为材料科学的四个基本要素，把它们连接在一起， 便形成一个四面体。
材料科学这一名词出现之前，金属材料、陶 瓷材料高分子材料包括后来出现的复合材料的发 展是分别进行的，彼此之间互不相关，自成体系。 但到了20世纪60～70年代，为满足科学研究和生 产对高性能材料的需要，人们发现如果在把眼光 只局限在“小材料”的区域内，思路难以开阔。 不同类型材料，无论是理论基础、研究方法还是 生产手段，都存在一些相似之处，它们可以互相 借鉴、互相补充，取长补短，从而促使“小材料” 领域的发展，于是到了20 世纪80 年代诞生了材料 科学与工程学科。
Materials Tetrahedron
Properties
Performance
Composition/ Microstructure
Synthesis/ Processing
1 Composition/Microstructure
从不同层次（尺度）上对材料的成分、结构进 行深入了解，这是材料科学的基础部分。
材料科学与工程的四个基本要素 教学PPT课件
显微结构
• 大部分金属和合金的力学性能受晶粒大小的影响很大， 晶粒和晶界是晶态材料显微结构特征的一部分。
• 通常，室温下，较细的晶粒具有较高的强度。材料很多 重要的性质也受到显微结构显著的影响。
• 10-8 ～10-6 m (10～1000 nm)。
材料原子间结合能与热膨胀系数之间的关系
• 材料的热膨胀系数（CTE）定义为 =(1/L)(dL/dT), 即材料在给定方向上的尺度L 随温度T 的升高而增加，其反映了材料尺寸随温度的变化。该宏观性质也与材料原 子间的键强有关。
• 材料中原子间结合能和原子间距的曲线形状反映了化学键的强度，进而反映了材料 热膨胀系数的大小。曲线越陡峭，最小值越低，其线性热膨胀系数越小。
范德华键 －分子之间的作用力
由于极化所产生的分子之间的静电作用力，较弱，作 用能在几十kJ/mol以下。
特征： 1. 由于极化，分子之间产生微量静电荷 2. 无方向性，但受分子大小的影响 3. 弱键 (是强键的1/100; <10 kcal/mol) 4. 氢键是范德华键的一种
氢键——范德华键的一种
纳米结构
• 纳米氧化铁(5～10 nm) 颗粒分散在液体中，制备铁磁流体和液态磁体， 用于扩音器的传热冷却。
• 10-9 ～ 10-7 m (1～100 nm)。
显微结构
• 大部分金属和合金的力学性能受晶粒大小的影响很大，晶粒和晶界是晶 态材料显微结构特征的一部分。
• 通常，室温下，较细的晶粒具有较高的强度。材料很多重要的性质也受 到显微结构显著的影响。
• 材料的结构决定材料的性能。 材料结构的描述：
1. 宏观组织结构: 1000,000 nm 2. 微观显微结构: 10 ～1000 nm 3. 纳米结构: 100nm 4. 键合结构: 原子/离子间的化学键 5. 原子结构: 原子的电子结构
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例1 马氏体相变最先是金属学家提出的，是钢热 处理的理论基础。后来在氧化锆陶瓷中也发现了 这一现象，现已被成功的用于陶瓷增韧。
例2 溶胶－凝胶法，最早是一种玻璃制备工艺， 现已成为一种制备纳米陶瓷粉的主要工艺。
例3 挤压机，开始主要是用来对金属进行冷挤压 加工以强化金属，后来把该设备用来挤压某些高分 子材料，制成纤维材料，同样使强度得到大幅度的 提高。陶瓷材料的成型也可使用挤压的方法。研究 生产设备的通用性不但可节约资金，更重要的是能 得到相互启发和借鉴，加快新材料的研制步伐。
Materials Tetrahedron
Properties
Performance
Composition/ Microstructure
Synthesis/ Processing
1 Composition/Microstructure
从不同层次（尺度）上对材料的成分、结构进 行深入了解，这是材料科学的基础部分。
材料科学基础结束语
大连交通大连材料科学与工程学院
1 材料科学与工程的兴起和发展历程 2 材料科学与工程的内涵与特点 3 新世纪材料科学工作者面临的任务和挑战
1 材料科学与工程的兴起和发展历程
一、材料学科的发展
从历史上看，材料学科的金学→材料科学或材 料科学与工程（MSE）
因此材料科学与工程是密不可分的两个学科， 是一个整体。偏重于基础理论方面的就称为材料 科学、偏重于工艺方面的的就称为材料工艺（铸、 锻、焊、热处理）。
世界上第一部《材料科学与工程百科全书》 是在1986年由英国Pergamon出版社陆续出版，该 书对材料科学与工程下的定义是：
研究有关材料组织、结构、制备工艺流程与 材料性能和用途关系的生产及其应用。
2 材料科学与工程的内涵与特点
材料科学－－研究材料的组成、结构和性能之间 的关系。
材料工程－－研究材料在制备、处理加工过程中 的工艺和各种工程问题（包括加工设备）。
材料科学是一门面向生产实际、为经济建设 服务的应用科学，在掌握了材料组成、结构对性 能的影响规律的基础上，必需通过合理的工艺流 程，以最低的成本大批量的生产出质量稳定有实 用价值的材料来，这就是材料科学与工程的内涵。
4 Performance
使用性能又称服役性能，是指材料制成零件 或产品后在使用过程中所表现出的行为，通常以 有效寿命、安全可靠程度、成本、加工费用来衡 量。使用性能和材料的性能既紧密联系又相互区 别，材料的性能是使用性能的基础，材料的性能 是在实验室中按人为规定的条件测试出来的，和 零件的使用条件不一样，服役条件的改变会影响 到材料的性能。
这四个要素密切相关，对它们的研究特别是研
究它们之间的相互关系，就构成了材料科学与工程 的核心。材料科学工作者的任务就是研究这四个要 素以及它们之间的相互关系，在此基础上进一步改 善现有材料的性能，提高质量，挖掘它们的潜力， 并根据生产实际的需要研制新材料。
3 新世纪材料科学工作者面临的任务和挑战
材料科学的四要素与四面体
材料科学是科学技术中的重要学科，是一门影 响国民经济全局的综合科学技术，主要研究各种材 料结构与性能之间的关系，即集中了解材料的本质、 提出相关的理论和描述，说明材料结构是如何与其 成分、性能以及行为相联系的。
近年来，国内外材料界把材料的组成与结构、 合成与生产过程、性质（或性能）以及使用性能称 为材料科学的四个基本要素，把它们连接在一起， 便形成一个四面体。
2 Synthesis/Processing
制备从本质上讲，是用一定的手段将材料中的 原子、分子按照要求重新进行排列、组合，以达到 实际所需要的性能。加工则是指将原料变成所需要 的形状，即成型。不同的制备和加工工艺会改变材 料的性能。
3 Properties
性质也称为材料的固有性能，它赋予材料的 价值和可应用性，包括材料本身具有的力学性能、 物理性能和化学性能。
冶炼
工业原料
进一步加工
工程材料
制造加工
产品
使用失效
废料
这种模式对资源和环境造成了极大的破坏和 浪费，因为材料的生产和加工既是资源消耗大户， 又是能源消耗大户，同时也是环境污染的主要来 源。1994年以来，我国工业固体废弃物年排放量 达6.17亿吨，并以年8％的速率增长，2000年，已 达10亿吨。其中主要有冶炼渣、矿渣、废钢铁、 废有色金属、废玻璃、废旧建筑材料、废塑料、 废汽车等，化学燃料燃烧过程中排放的SO2、NO 和CO2分别达到2000余万、1000余万和20余亿吨。
材料生产使用的这种单向循环模式必然造成 资源紧缺→能源浪费→环境污染的严重后果，是 一种恶性循环。
材料消费使用的双向循环模式。
资源开采
冶炼
地球
原材料
工业原料
进一步加工
无害化处理或综合利用
工程材料
产品
废料
制造加工
使用失效
长期以来，材料科学与工程界是以追求最大
限度发挥材料的性能和功能为目标，一切研究和 工艺都是围绕如何提高材料的性能而展开的，对 于资源、环境问题考虑很少或是根本没有考虑， 更不用说考虑材料的环境协调性问题了。在面临 全球经济必须可持续发展的今天，这一传统观念 必须彻底改变。
二、材料科学与工程的兴起是历史的必然
材料科学这一名词出现之前，金属材料、陶 瓷材料高分子材料包括后来出现的复合材料的发 展是分别进行的，彼此之间互不相关，自成体系。 但到了20世纪60～70年代，为满足科学研究和生 产对高性能材料的需要，人们发现如果在把眼光 只局限在“小材料”的区域内，思路难以开阔。 不同类型材料，无论是理论基础、研究方法还是 生产手段，都存在一些相似之处，它们可以互相 借鉴、互相补充，取长补短，从而促使“小材料” 领域的发展，于是到了20 世纪80 年代诞生了材料 科学与工程学科。
一、 改进制备工艺，提高现有材料的质量（超级 钢）。
二、研制新材料。新材料技术已被世界各发达国 家列为三大高新技术之一，争相投入巨资研究。
三、材料的生产、使用与可持续发展。
长期以来，人们形成了传统的材料生产使 用的固定模式，即资源开采→生产加工→消费 使用→报废丢弃的单向循环模式。
地球
资源开采
原材料