材料科学与工程学
材料科学与工程开设课程
材料科学与工程开设课程
摘要：
1.材料科学与工程的概述
2.材料科学与工程的专业课程设置
3.材料科学与工程的实践性课程设置
4.材料科学与工程的选修课程设置
5.材料科学与工程课程的重要性
正文：
一、材料科学与工程的概述
材料科学与工程是一门研究材料结构、性能、制备和应用的学科，它涵盖了金属、陶瓷、聚合物和复合材料等各种材料。
材料科学与工程专业旨在培养具备创新能力、实践能力和广泛应用知识的高素质人才。
二、材料科学与工程的专业课程设置
材料科学与工程专业的课程主要包括基础课程和专业课程。
基础课程旨在为学生提供扎实的理论基础，包括高等数学、线性代数、大学物理、化学、力学等。
专业课程则涵盖了材料科学的基础理论、材料物理、材料化学、材料力学、材料工程基础等。
三、材料科学与工程的实践性课程设置
材料科学与工程的实践性课程主要包括实验课和实习。
实验课旨在让学生通过实验了解和掌握材料科学的基本实验技术和方法，包括材料制备、材料性能测试、材料结构分析等。
实习则让学生在实际的工作环境中应用所学的知识和技能，提高学生的实践能力和就业竞争力。
四、材料科学与工程的选修课程设置
材料科学与工程的选修课程主要包括材料科学研究方法、材料工程设计、材料科学与工程前沿、材料科学与工程伦理等。
这些课程旨在拓宽学生的知识面，提高学生的研究能力和综合素质。
五、材料科学与工程课程的重要性
材料科学与工程课程的重要性不言而喻。
它是我国战略性新兴产业的重要组成部分，对我国的经济发展、国防建设和民生改善都有着重要的影响。
材料科学与工程学ppt课件
• 铸铁 — 球墨铸铁
•
蠕墨铸铁
•
特殊性能铸铁
•
.
(2) 有色金属
五大类
• 轻金属 （<4.5g/cm2）铝、镁、纳、钙
• 重金属 (>4.58/cm2) 铜、镍、铅、锌
• 贵金属
金、银、铂、铑
• 类金属（半）
硅、硒、绅、硼
• 稀有金属
钛、锂、钨、钼、镭
常用的稀有金属材料有：Al、Cu NhomakorabeaZn、 Sn、 Pb、 Mg、 Ni……
化学变化。 • 材料的特点往往是为获得产品，一般从材料到产品的
转变过程不发生化学变化。
• 3. 材料与物质(Materials and Matter) • 材料可由一种或多种物质组成。 • 同一物质由于制备方法或加工方法不同可以得到用途
各异、类型不同的材料。
.
• 1-1-2类别 classfication
a. 结构材料:如机床,建筑机械设备、工程交通工具； b. 导体材料，电线芯（铜） c. 工具
.
2 无机非金属材料 Inorganic nonmetals
(1) 分类（按成分，化学结构和用途分四大类）
• 混凝土（水泥）
• 玻璃
Glass
• 硅及耐火材料 Silane
• 陶瓷（器） Ceramics
• 材料可以根据化学组成、状态、作用和使用领域分类。
• • 化学组成分类
• components
金属材料 无机非金属材料
有机高分子材料
• • 状态分类
• state
•
•
•
作用分类
• function
气态 液态
单晶
固态 功能
材料科学与工程专业知识
材料科学与工程专业知识
材料科学与工程专业知识涵盖了多个领域，主要包括：
1. 材料科学基础理论：这是材料科学与工程的核心，包括材料的结构、性质、相变和缺陷等。
2. 材料制备与加工技术：这涉及到材料的合成、加工和成型等工艺技术，是实现材料科学与工程应用的重要环节。
3. 材料性能测试与表征：这涉及到对材料的各种性能进行测试、分析和表征的方法和技术，是评估材料科学与工程产品质量的重要手段。
4. 材料应用：这涉及到材料在不同领域的应用，如航空航天、汽车、能源、电子、生物医学等。
5. 环境友好材料：这涉及到材料的可持续发展和环保，包括绿色材料、可降解材料等。
6. 新材料技术：这涉及到新型材料的研发和应用，如纳米材料、超导材料、智能材料等。
7. 计算材料学：这涉及到利用计算机模拟和计算的方法来研究材料的性质和应用。
8. 材料科学与工程的交叉学科：这涉及到材料科学与工程与其他学科的交叉，如物理学、化学、生物学等。
总之，材料科学与工程专业知识涉及的领域非常广泛，是一个综合性和应用性都非常强的学科。
材料科学与工程主要研究对象和内容
材料科学与工程主要研究对象和内容1.材料结构与性能研究：研究不同材料的晶体结构、原子排列、晶体缺陷等结构特征，并与其性能进行关联分析。
通过相关的实验和理论研究，揭示了材料结构与性能之间的内在关系，如晶体缺陷与机械性能、结晶行为与导电性能等。
这一方面的研究为材料设计、改性和应用提供了理论基础。
2.材料制备与加工研究：研究不同材料的制备方法以及加工过程对材料性能的影响。
材料的制备包括化学合成、物理沉积、机械合金化、溶胶凝胶等各种方法。
而材料的加工则包括压制、烧结、热处理、表面改性等工艺。
通过对制备和加工过程中的微观结构和宏观性能的研究，改进材料的工艺流程，提高材料的性能和制备效率，实现材料的可控制备和定向制备。
3.材料性能测试和表征研究：对材料的各种性能进行测试和表征，如力学性能（强度、硬度、韧性等）、光学性能、电磁性能、热性能、化学稳定性等。
通过实验和理论分析手段，研究材料性能的变化规律、材料性能与结构之间的关系，并为理论模型的建立和材料设计提供依据。
4.材料应用研究：将研究成果应用于实际工程问题中，开发新的材料、材料加工技术以及新型材料的应用领域。
比如研发高性能工程材料、新型能源材料、仿生材料、纳米材料等。
材料科学与工程的应用研究将科学与工程技术相结合，推动新材料的设计、合成和应用，促进技术进步和产业发展。
总的来说，材料科学与工程主要研究材料的结构、性能、制备和应用等方面的问题。
这些研究不仅局限于传统的金属、陶瓷和聚合物等材料，还涉及新型功能材料、复合材料、纳米材料等领域。
材料科学与工程的发展对促进经济技术的进步和社会发展起到了重要的作用。
材料科学与工程专业学习计划
材料科学与工程专业学习计划材料科学与工程专业是探索材料性能与结构之间关系的学科，涉及材料的合成、加工、表征与性能等方面。
作为一名材料科学与工程专业的学生，我将制定一份全面而具体的学习计划，以激发自己的学习兴趣，提高学术水平，并为未来的研究和职业发展打下坚实基础。
一、学术课程安排1. 基础课程：- 材料科学导论：深入了解材料科学与工程的基本概念、发展历程和应用领域，建立对学科的整体把握。
- 材料物理与化学：学习材料的基本物理与化学性质，掌握材料结构、合成和稳定性的基本原理。
2. 核心课程：- 材料结构表征与分析：学习各种材料的结构表征方法，如X射线衍射、电子显微镜等，为后续实验研究打下基础。
- 材料加工原理与技术：了解材料的加工过程和技术，掌握塑性变形、脱模、烧结等常用加工方法。
3. 专业选修课程：- 先进材料：研究新型材料的合成、性能以及在新能源、环境保护等领域的应用。
- 材料模拟与计算：学习利用计算机模拟材料的结构与性能，提高对材料行为和特性的预测能力。
二、实践与实验安排1. 实验课程：- 材料实验室基础：掌握通用实验室操作技能，包括仪器使用、实验设计和数据处理等。
- 材料性能测试：学习常用的材料性能测试方法，如拉伸实验、硬度测试等，培养实验技能。
2. 科研实践：- 参与科研项目：积极参与导师或其他研究项目，提升科研能力和解决实际问题的能力。
- 学术研讨会：参加相关学术会议，了解最新研究进展，并展示自己的研究成果。
三、学习资源与支持1. 图书馆资源：- 阅读经典教材和学术期刊，了解材料科学与工程的前沿研究和发展趋势。
- 借助图书馆的电子资源，拓宽学术知识面。
2. 学术导师：- 积极与导师交流，寻求学术指导和个人发展建议。
- 参与导师的研究课题，深入了解学科并提升科研能力。
3. 学习小组：- 与同学组建学习小组，相互讨论学习内容和难点，提供帮助和反馈。
四、职业发展规划1. 实习经历：- 积极申请材料相关企业的实习机会，亲身体验材料工程的实践操作，提升就业竞争力。
材料科学与工程就业方向与前景
材料科学与工程就业方向与前景材料科学与工程是一门研究材料的结构、性质、制备、加工、应用及性能评价的学科，它与工程、化学、物理、生物等学科都有密切的关联。
在当今快速发展的科技领域，材料科学与工程的就业方向与前景非常广阔。
首先，材料科学与工程专业毕业生可以选择加入各种工程技术领域，比如电子、通信、能源等。
他们可以参与新材料的研发与应用，提高产品的性能和技术含量。
新型材料在电子行业、航空航天、新能源、生物医学等领域的应用需求巨大，因此相关行业对材料科学与工程专业人才的需求也非常旺盛。
其次，材料科学与工程专业毕业生也可以从事科研工作，加入大学、科研机构或企业的研发部门，从事基础研究和技术创新。
材料科学与工程是一门探索材料世界中奥秘的学科，材料的发现和研究对科学技术的进步起着重要的推动作用。
许多领域的科学研究都离不开材料科学与工程的支持，毕业生可以参与国家重大科研项目，从事前沿科研工作。
此外，随着社会对环境保护和可持续发展的关注日益加深，材料科学与工程专业的毕业生可以在环保领域找到就业机会。
他们可以从事环保材料的研发和应用，例如生态建筑材料、可降解塑料等，为社会和环境可持续发展做贡献。
另外，材料科学与工程专业毕业生还可以选择进入制造业，参与产品生产和质量控制。
制造业是国民经济的重要组成部分，材料科学与工程专业的毕业生可以通过了解材料的性能和加工工艺，为企业提供技术支持和解决方案，提高产品质量和竞争力。
综上所述，材料科学与工程专业的就业方向与前景非常广阔。
无论是从事新材料研发、科研工作、环保领域还是制造业，都能找到自己的发展方向。
随着对新材料和高性能材料的需求不断增长，这个领域的就业机会也会更加丰富。
因此，选择材料科学与工程专业是一个具有良好就业前景和发展空间的选择。
2023年材料科学与工程专业就业方向有哪些
2023年材料科学与工程专业就业方向有哪些材料科学与工程专业就业方向有哪些1材料科学与工程专业的介绍：材料科学与工程是一个涉及材料学、工程学和化学等方面较宽口径的专业。
该专业以材料学、化学、物理学为基础，主要研究的是材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用的'学科。
事实上，人类文明发展史，就是一部如何更好地利用材料和创造材料的历史，材料的不断创新和发展，也极大地推动了社会经济的发展。
材料科学与工程专业就业前景：材料科学与工程是一个基础性学科，应用广泛，在工科专业中就业率不算最高，但是还是比非常稳定的。
很多日用化工类企业、机械加工类企业、石油化工、钢铁制造类企业，都需要材料及相关工程方面的人才。
北京航空航天大学材料科学与工程专业毕业生就业率可以达100%。
上海交通大学近年来，该专业在传统学科中脱颖而出，本科生就业率一直处于99％左右。
材料科学与工程专业就业方向：学生毕业后可以到材料及高分子复合材料成型加工、高分子合成、化学纤维、新型建筑装饰材料、现代喷涂与包装材料、陶瓷、水泥、家用电器、电子电气、汽车厂、钢铁企业、石油化工、制造企业、航天航空等企业从事设计、新产品开发、生产管理、市场经营及贸易部门工作，也可以到高等学校、科研单位从事科学研究与教学工作，还可以到政府部门从事行政管理、质量监督等工作。
另一个主要去向就是读研或深造。
可以说读研率高是材料类专业的一大特点。
材料科学与工程专业就业方向有哪些2材料科学与工程专业的毕业生多进入各钢企、制造企业、汽车厂，以及陶瓷、水泥、家电等企业。
就业范围广泛。
一般的，材料科学与工程专业金属方向多进入钢企和相关研究院，高分子及非金属方向多进入陶瓷、玻璃、涂料、家电等行业，多属大型国企、军工、民企和科研院校。
而材料科学与工程专业中，偏应用的材料加工和其他一些研究方向，相对找工作容易一些。
一下给大家介绍一下材料科学与工程研究方向：金属材料专业的就业方向，大多数人会选择继续深入研究。
什么是材料科学与工程
什么是材料科学与工程
材料科学与工程是一门研究材料的结构、性能、制备、加工和应用的学科。
材
料是构成一切物质的基础，包括金属、陶瓷、高分子材料、半导体材料等。
材料科学与工程的研究对象是各种材料的结构、性能和制备加工技术，旨在开发新材料、改进现有材料的性能，以满足人类对材料的需求。
材料科学与工程的研究内容非常广泛，涉及材料的物理、化学、力学、工程学
等多个学科领域。
它的研究内容包括材料的基本性质、结构与性能的关系、材料的制备加工技术、材料的表面改性和功能化等方面。
在材料科学与工程领域，研究人员通过对材料的微观结构和宏观性能进行研究，以期望能够开发出更加优异的新材料，同时改进现有材料的性能，以满足不同领域的需求。
材料科学与工程的研究领域包括金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料、半导体材料等。
在这些领域中，研究人员致力于研究材料的结构特性、性能表征、制备加工技术等方面的问题。
通过对材料的研究，人们可以更好地理解材料的性能特点，从而为材料的应用提供更为可靠的依据。
材料科学与工程在现代工业生产和科技发展中起着至关重要的作用。
材料是现
代工业生产的基础，几乎所有的产品都离不开材料。
因此，研究和开发新型材料、改进现有材料的性能对于提高产品质量、推动科技进步、促进经济发展具有重要意义。
总的来说，材料科学与工程是一门关乎材料的结构、性能、制备、加工和应用
的综合学科。
通过对材料的研究，可以不断开发新材料、改进现有材料的性能，以满足人类对材料的不断增长的需求。
材料科学与工程在现代工业生产和科技发展中具有重要作用，对于推动科技进步、促进经济发展具有不可替代的作用。
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结构材料：电视机壳体、冰箱壳体、轴 承、机械零件
绝缘材料：漆包线、电缆、绝缘版、电 器零件
4. 复合材料 定义：由两种以上组分组成，并且具有与其组 成不同的新的性能的材料 (1) 分类
• 化学组成分类
无机非金属材料
•
有机高分子材料
•
气态
• 状态分类
液态
单晶
•
固态
多晶
•
非晶
•
复晶
• 作用分类
功能
•
结构（工程）
•
应用领域分类
建筑、仪表、电子、
1. 金属材料
(1) 黑色金属材料 化学成分——碳素钢、合金钢 品质——普通、优质、高级优质钢
钢 金相组织或组织结构——珠光体、贝氏体、马氏体和奥 氏体 用途——建筑工程、结构、工具、特殊性能、专业用钢 冶炼方法——平炉、转炉、电炉、沸腾炉钢
纳米材料
举例： (1) 1764年工业革命，第一部机器（手摇）
1769年 水力纺纱机 1782年 蒸汽机为动力的纺纱机，
纺织业 （动力）
• 瓦特发动机、传动机、工作机——机器系列 机器制造
•
•
铁 —— 冶炼业
•
• 木炭——大量砍伐；水土流失—— 煤
采矿业
•
•
搅炼法（鼓风）
•
•
炼钢 交通运输业
举例： (2) 计算机 电子管（1945年，几间大
绝缘瓷瓶。
功能陶瓷：磁性、导电。
3. 高分子材料 , (1) 分类 碳链 –C–C–C 按主链结构 杂链 –C–N– –C–O–C– 元素 、P、B
性 按使用性质
塑料 通用塑料、工程塑料； 热塑性、热固
橡胶 天然、合成
纤维
人造、合成
粘合剂
涂料
(2) 基本性质 a. 共价键，部分范氏键 b. 分子量大，无明显容点，有玻璃化转变温 度和粘流温度；
•
半导体——集成电路——小型芯片、液晶、分子
器
•
件、计算机（）
(2) 目前 材料品种几十万种（手册中） 科学技术发展的三大支柱：
80年代 能源、材料、信息 90年代 信息技术、新材料、生物技 术
高速民航客机使用的复合材料，高比强、代替金 属、重量轻
耐摩擦、热氧稳定、力学性能 生物降解材料（环境保护） 计算机、液晶显示屏（低电压） 信息社会要术各种各样光、电、磁、声材料 (3) 各种材料相互替换、复合、共性、特性
(2) 基本特性，以陶瓷为例，其它有较大差别 a. 离子键、共价键及其混合键； b. 硬而脆； c. 熔点高、耐高温抗氧化 d. 导热、导电性差； e. 耐化学腐蚀性性好； f. 耐磨； g. 成型方式为粉末制坏、烧制成型
(3) 用途 建筑卫生陶瓷：瓷砖、浴缸。
工程陶瓷 工程结构陶瓷：反应釜（耐酸、耐腐 蚀）
织物等的整体或部分）的基本物质（如金属、木料、 塑料、纤维等）
• 迈尔《新百科全书》中材料的含义：材料是从原材料 中取得的，为生产半成品、工件、部件和成品的初始
物料，如金属、石块、木料、皮革、塑料、纸、天然 纤维和化学纤维等等。
• 材料是指具有满足指定工作条件下使用要求的形态和 物理性状的物质。
• 2. 原料与材料 • 原料（ ） • 由原料到材料。 • 原料一般不是为获得产品，而是生产材料，往往伴随
灰铸铁 可锻铸铁
铸铁 — 球墨铸铁 蠕墨铸铁 特殊性能铸铁
(2) 有色金属
五大类
轻金属 （<4.52）铝、镁、纳、钙
重金属 (>4.582) 铜、镍、铅、锌
贵金属
金、银、铂、铑
类金属（半）
硅、硒、绅、硼
稀有金属
钛、锂、钨、钼、镭
常用的稀有金属材料 有：、 、、 、 、 、 ……
(3) 基本特性 a. 金属键，常规法生产的为晶体结构； b. 常温下固体熔点较高； c. 金属光泽； d. 纯金属范性大、展性、延性大； e. 强度较高； f. 导热、导电性好； g. 空气中移氧化，如钢、铁等生成氧化膜，合金 可改性
化学变化。 • 材料的特点往往是为获得产品，一般从材料到产品的
转变过程不发生化学变化。
• 3. 材料与物质( ) • 材料可由一种或多种物质组成。 • 同一物质由于制备方法或加工方法不同可以得到用途
各异、类型不同的材料。
• 1-1-2类别
• 材料可以根据化学组成、状态、作用和使用领 域分类。
•
金属材料
无机高分子 玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)——汽车,游 艇，
尔夫
碳纤维增强塑料——飞机机翼、高
球棍、 撑杆
跳杆
金属—陶瓷 飞机螺旋桨叶 综合金属韧性，陶瓷
1-2 材料科学与工程概述 1-2-1材料的重要作用
材料是人类社会发展的巨大推动力，生产工 具制造的物质基础是材料。
石器时代——陶器时代—— 青铜时代 —— 铁期时代——复合材料
材料的使用和发展，与生产力和科学技术的 水平密切相关
举例： (1) 1764年工业革命，第一部机器（手摇）
• 瓦特发动机、传动机、工作机——机器系列 机器制造•Βιβλιοθήκη • 业铁 —— 冶炼
•
• 木炭——大量砍伐；水土流失—— 煤 采矿业
•
•
搅炼法（鼓风）
•
• 业
炼钢 交通运输
• 1945年 电子管计算机
几间大屋
屋） 半导体(晶体管） 集成电路（芯片） 液晶显示器、分子器件、
计算机（） 手提电脑，掌上电脑
抗氧化性。
(4) 用途 a. 结构材料:如机床,建筑机械设备、工程交通工 具；
2 无机非金属材料
(1) 分类（按成分，化学结构和用途分四大类） 混凝土（水泥） 玻璃 硅及耐火材料 陶瓷（器） 传统陶瓷（天然硅酸盐矿）：各中粘土烧 制而成。( ) 特种陶瓷（人工化合物：氧化物、氮化物、 硼化物、碳化物）。
按性能： 结构复合材料 功能复合材料
按增强剂形状及增强机理： 粒子增强 纤维增强
基体
属、无机非金
金属
按复合方式 无机非金属
增强体 金
金属、无
(2) 基本性质
a. 抗疲劳性能良好；
b. 结构件减震性好；
c. 比强度和比量高；
d. 耐烧能性和耐高温性能好
e. 具有良好的减摩、耐摩和耐润滑性能
(3) 用途
材料科学与工程基础
第一章
绪论
1
1
材料
•
材料科学与工程
•
金属材料
无机非金属材料
•
高分子材料
•
复合材料
•
•
• 1-1 材料的定义和分类( )
• 1-1-1定义
• 1. 材料
• ：材料科学 （工科）
•
物质科学 （理科）
• 编者“ （1971年）”中关于材料（）的定义为：材料是 指用来制造某些有形物体（如：机械、工具、建材、