材料科学与工程专业介绍
篇一：材料科学与工程专业介绍
材料科学与工程专业
材料科学与工程即材料科学与工程专业。
材料科学与工程（英文名：materials science and engineering，缩写mse）。在国务院学位委员会学科评议组制定和颁布的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》中，材料科学与工程属于工学学科门类之中的其中一个一级学科，下设3个二级学科，分别是：材料物理与化学、材料学、材料加工工程。材料科学与工程专业是研究材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用的学科。在现代科学技术中，材料科学是国民经济发展的三大支柱之一。主要专业方向有金属材料、无机非金属材料、耐磨材料、表面强化、材料加工等。
1专业特色
材料科学与工程专业以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面研究的学科。
2培养目标
材料科学与工程专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备、技术改造及经营管理等方面工作，适应社会主义市场经济发展的高层次、
材料科学研究者
高素质全面发展的科学研究与工程技术人才。培养要求
材料科学与工程专业学生主要学习材料科学与工程的基础理论，学习与掌握材料的制备、组成、组织结构与性能之间关系的基本规律。受到金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料以及各种先进材料的制备、性能分析与检测技能的基本训练。掌握材料设计和制备工艺设计、提高材料的性能和产品的质量、开发分析与检测技能的基本训练。掌握材
料设计和制备工艺设计、提高材料的性能和产品的质量、开发研究新材料和新工艺方面的基本能力。[2]
3知识领域
1.掌握金属材料、无机非金属材料、高分子材料、防腐专业以及其它高新技术材料科学的基础理论和材料合成与制备、材料复合、材料设计等专业基础知识；
2.掌握材料性能检测和产品质量控制的基本知识，具有研究和开发新材料、新工艺的初步能力；
3.掌握材料加工的基本知识，具有正确选择设备进行材料研究、材料设计、材料研制的初步能力；
4.具有本专业必需的机械设计、电工与电子技术、计算机应用的基本知识和技能；
5.熟悉技术经济管理知识；
6.掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有初步的科学研究和实际工作能力。
7.熟练掌握材料测试的仪器使用。
4主干学科
材料科学与工程、化学、物理学
主要课程
物理化学、材料物理化学、量子与统计力学、固体物理、材料学导论、材料科学基础、材料物理、材料化学、材料力学、现代材料测试方法、材料工艺与设备、计算机在材料科学中的应用等。
实践环节
包括专业实验、金工实习、电工电子实习、认识实习、生产实习、课程设计、毕业设计(论文)。
专业实验
材料结构显微分析、近代仪器分析方法、材料的物理性能与力学性能测试、材料制备与成型加工工艺实验等
修业年限
四年
授予学位
工学学士
专业代码
材料科学与工程专业代码080205
5相近专业
材料化学冶金工程金属材料工程无机非金属材料工程高分子材料与工程复合材料与工程焊接技术与工程宝石及材料工艺学粉体工程再生资源科学与技术稀土工程非织造材料与工程
6发展前景
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。进入21世纪，以纳米材料、超导材料、光电子材料、生物医用材料及新能源材料等为代表的新材料技术创新显得更为异常活跃，新材料诸多领域正面临着一系列新的技术突破和重大的产业发展机遇。相应的，材料科学与工程专业也蓬勃发展起来。大多数工科和综合院校均开设了材料科学与工程专业。
7从业领域
本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。
由于材料科学与工程专业的特殊性，读研的比例相当高。而上述企事业单位提供的研发、技术职位也大多需要硕士及以上学历。[3]
8国家重点学科名单
9学科排名
教育部学位中心2012年全国学科排名于2013年1月29日公布。本一级学科中，全国具有“博士一级”授权的高校共77所，本次有61所参评；还有部分具有“博士二级”授权和硕士授权的高校参加了评估；参评高校共计98所。注：以下相同得分按代码顺序排列
篇二：材料科学与工程专业介绍
《材料科学与工程分析研究报告》
材料科学与工程（materials science & engineering）是研究材料制备、结构、性能、加工的学科，材料学是一个交叉学科。美国材料科学与工程专业涉及物理、化学、生物等，它以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面研究的学科。
美国材料科学与工程专业与电子工程结合，则衍生出电子材料，与机械结合则衍生出结构材料，与生物学结合则衍生出生物材料等等。
随着近年来媒体将注意力大量集中在纳米科学和纳米技术上，材料科学在许多大学被推到了最前沿。它也是工程鉴定和破坏分析中的一个重要组成部分。
材料科学与工程专业算是近年来比较热门的理工科专业，紧随电气工程、计算机科学、机械工程三大热门专业，在每年申请者的比例中也牢牢占据着一席重要之地。这也许是因为美国材料科学与工程专业的交叉性，使得几乎所有的行业都需要材料背景的人才，例如汽车、航天、电子、机械、医药、日化等行业。美国材料科学与工程专业的毕业生可以到材料生产企业、材料应用企业、高校、科研单位、事业单位、咨询服务公司等。材料科学与工程专业一般分为以下几个方向：高分子、光电磁材料、金属、纳米材料、生物材料、无机非金属、能源材料等，而随着科技的不断发展，材料的发展由传统金属、非金属的研究，逐渐深入纳米、复合及新能源材料的使用，朝着更轻、更耐用和具有更多用途的方向发展。而其中高分子作为一个应用领域广泛的分支，占据着常申分支总数的45%，而传统的金属和无机非金属方向虽然也占据着一定的比例，但是已经比往年有所下降，其他的交叉方向则开始慢慢的增多。当然，具体申请的方向，除了要根据自己所学课程之外，还要针对自己的科研或实习经历来确定，相信随着科技的发展，纳米、生物材料、能源材料等方向的申请人数也会逐渐增多。
1、美国加利福尼亚州专排前五十材料科学与工程的院校：（综排+专排） 5-5-斯坦福大学
20-6-加州大学伯克利分校
10-6-加州理工学院
23-22-加州大学洛杉矶分校
23-39-南加州大学
39-35-加州大学圣迭亚哥分校
41-2-加州大学圣塔芭芭拉分校
39-22-加州大学戴维斯分校
49-39-加州大学欧文分校
院校简介：
斯坦福大学：二十一斯坦福世纪科技精神的象征。
加州大学伯克利分校：美国公立大学排名第一，世界最顶尖的公立院校之一！加州理工学院：世界顶尖的理工学府，曾被us.news排在全美大学第一！加州大学洛杉矶分校：加州体系中第二所大学，与伯克利齐名！
南加州大学：位于洛杉矶市中心，科研与教学水平世界一流！
加州大学圣迭亚哥分校：这是一所以加州理工为楷模，以理工科闻名的公立大学，同为“公立常春藤”之一！
加州大学圣塔芭芭拉分校：优美的校园环境，傲人的学术成果，让这所学校成为同伯克利等学校一样的世界顶尖学府！
加州大学戴维斯分校：以农学闻名，加州体系中唯一开设农学院的分校！
加州大学欧文分校：加州体系中第二年轻的学校，众多高新企业环绕校园，为电子等专业的学生提供了良好的实习就业机会！
2.美国亚利桑那州专排前五十材料科学与工程的院校：
142-39-亚利桑那州立大学
119-45-亚利桑那大学
院校简介：
亚利桑那州立大学：坐落在高新科技园，为学校的电子和计算机等专业的就业和实习提供了保证！
亚利桑那大学：被誉为“公立常青藤”大学之一，同时也是美国大学协会(aau)成员！
3.美国德克萨斯州专排前五十材料科学与工程的院校：
18-29-莱斯大学
52-22-德州大学奥斯汀分校
院校简介：
莱斯大学：莱斯大学曾与其它两所，北卡罗来纳州的杜克大学、田纳西州的范德堡大学齐名，号称为南方哈佛the harvard of the south。
德州大学奥斯汀分校：坐落在美丽的得克萨斯州首府奥斯汀市，是一所世界著名大学。在美国有着“公立常春藤”的美誉
4.美国弗科罗拉多州专排前五十材料科学与工程的院校：
86-29-科罗拉多大学波尔多分校
院校简介：
科罗拉多大学波尔多分校：久负盛名的“美国大学协会”的34 所公立大学之一，是一所具有卓越学术和尖端科研的美国顶级高校！
5.美国明尼苏达州专排前五十材料科学与工程的院校：
69-22-明尼苏大学双城分校
院校简介：
明尼苏达大学双城分校：位于美国明尼苏达州明尼阿波利斯市与圣保罗市的国家级顶尖公立研究型大学，被誉为最安全的大学之一！
6.美国爱荷华州专排前五十材料科学与工程的院校：
101-29-爱荷华州立大学
院校简介：
爱荷华州立大学：该校所在城市拥有该州最良好的治安，其中以农业、工程等闻名！
7.美国威斯康辛州专排前五十材料科学与工程的院校（综排-专排-学校名）：41-16-威斯康辛大学麦迪逊分校
院校简介：
威斯康辛大学麦迪逊分校：著名的综合性大学，在五大湖区，与安娜堡一起和东北部的哈佛、耶鲁等名校相抗衡！
8.美国伊利诺伊州专排前五十材料科学与工程的院校：
41-2-伊利诺伊大学厄本那香槟分校
12-2-西北大学
院校简介：
伊利诺伊大学厄本那香槟分校：uiuc是美国"十大联盟（big ten）"之一，被
誉为“公立常春藤”，全美最优秀的工科院校之一！
西北大学：坐落于美国芝加哥卫星城埃文斯顿，众多学霸们汇集的地方！
9.美国密歇根州专排前五十材料科学与工程的院校（综排-专排-学校名）：
28-10-密歇根大学安娜堡分校
院校简介：
密歇根大学安娜堡分校：密歇根州最知名的公立学府，电气工程专业排名稳居前十！
10.美国印第安纳州专排前五十材料科学与工程的院校（综排-专排-学校名）：68-17-普渡大学西拉法叶分校
院校简介：
普渡大学西拉法叶分校：美国航空航天的摇篮，工学院常年位居全美前十！
11.美国俄亥俄州专排前五十材料科学与工程的院校（综排-专排-学校名）：37-29-凯斯西储大学
52-18-俄亥俄州立大学哥伦布分校
院校简介：
凯斯西储大学：凯斯西储大学还是北美大学联盟（the association of american universities，简称aau）的成员学校，在北美洲享有极高的声誉！
俄亥俄州立大学哥伦布：全美面积，规模最大的学校，拥有在校注册学生超过5万，同为“公立常春藤”之一！
12.美国弗吉尼亚州专排前五十材料科学与工程的院校：
69-22-弗吉尼亚理工大学
23-29-弗吉尼亚大学
院校简介：
弗吉尼亚理工大学：以工农闻名的学校，相比同州的弗吉尼亚大学，该校以培养理工领域的人才为主！
弗吉尼亚大学：以培养各行业领导人为宗旨，被称为该州的“高富帅”大学！
13.美国北卡罗来纳州专排前五十材料科学与工程的院校：
101-21-北卡罗来纳州立大学
院校简介：
北卡罗来纳州立大学：坐落在全美著名的研究三角园，该校在工科和教育有良好的基础！
14.美国佐治亚州专排前五十材料科学与工程的院校：
36-9-佐治亚理工学院
院校简介：
佐治亚理工学院：美国三大理工院校之一，和麻省理工、加州理工齐名！
15.美国佛罗里达州专排前五十材料科学与工程的院校：
49-15-佛罗里达大学
院校简介：
佛罗里达大学：坐落在美丽的佛罗里达州，为该州最知名的学府，为该州的农业、工程等提供了强大的支持！
16.美国宾夕法尼亚州专排前五十材料科学与工程的院校：
篇三：材料科学与工程专业主干课程简介
材料科学与工程专业主干课程简介
一、材料科学与工程专业学什么
培养什么人
提起材料科学与工程这个专业，恐怕大部分人的第一反应是“一头雾水”“不知所云”。可是，正是这种森罗万象无所不包的“宽泛”使得材料科学与工程这一专业成为当今国内外各行各业发展都离不开的一门基础而重要的学科。说“无所不包”绝对不是夸大其词。观察一下我们生活的周围，你会发现处处都可以看到材料专业知识的影子。举个例子。你坐在家里看电视——电视机显示图像的元器件还有遥控器里的发信号装置是什么做的？是电子信息材料和光电材料。电视看腻了出门逛街要坐车，汽车是什么做的？车外壳是金属材料；挡风玻璃是非金属材料，可能是有机的，也可能是无机的；车内饰是橡胶材料。逛街累了要回家做饭，买好晚饭的食材，到了超市购物要付钱，纸币是有机木纤维加油机印刷油墨印制的，硬币是金属材料冲压制成的。ok，你不用现金而选择刷卡，信用卡是什么做的？有机聚合物材料，还有磁性材料。买好东西拎着袋子回家，用的是现在大力提倡的环保可降解塑料袋——这是有机生物材料……
这只是生活中一个相当相当小的方面，你看，材料无处不在。事实上，材料科
学并不仅仅在这些基础的方面与我们的生活息息相关。随着时代的发展，不断提高的生活水平和日新月异的科技进步使得各方面对材料的要求达到了新的高度，这使得材料科学技术与生物技术，计算机技术和能源技术一同成为新世纪人类发展所倚重的高新科技的重中之重。生物技术方面，人造骨骼、人造器官的研究一直是医学研究的重点，而更轻更结实的钛合金骨骼、不会引发人体排斥的生物有机聚合材料是实现“人造身体”的关键所在。计算机技术方面，信息时代的“信息爆炸”要求计算机有更快的处理速度和更大的信息存储量，这些问题都可以新型的光电材料芯片和光存储材料来解决。能源方面，煤和石油存储量日渐减少，而核能的开发总会被蒙上“非和平”的阴影，这样的局面迫使人们将注意力集中在更干净、更环保的太阳能和氢能上，而新型的光电转换材料和储氢材料的开发将使这些清洁能源的利用和存储成为可能。可以说，在人类将来的发展中，材料科学技术会起到决定性的作用。
ok，展望了这么多前景，相信大家对材料科学与工程这门个专业的未来已建立了相当程度的信心。当然，要想真正完成依靠材料技术改变世界的壮举，需要付出相应的努力。也许你会说，我的理想不是成为科学家，我只是对这个专业比较感兴趣，想学到有用的知识。很现实的问题，提得好！那我们就来看看材料科学与工程这个专业，能让我们成为具有怎样的知识和能力的人才吧。
首先是培养目标。材料专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的工程技术型人才。所谓金属材料，是金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称，包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料，是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。高分子材料则是以高分子化合物为基础的材料，按来源分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料，按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料。
其次是培养方案。为达到上述目的，材料科学与工程专业的学生会学习材料科
学与工程的基础理论，学习与掌握材料的制备、组成、组织结构与性能之间关系的基本规律；受到金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料以及各种先进材料的制备、性能分析与检测技能的基本训练；掌握材料设计和制备工艺设计、提高材料的性能和产品的质量、开发分析与检测技能的基本训练；掌握材料设计和制备工艺设计、提高材料的性能和产品的质量、开发研究新材料和新工艺方面的基本能力。
最后，当我们毕业时，按照期望我们会获得以下几方面的知识和能力：
1。金属材料、无机非金属材料、高分子材料以及其它高新技术材料科学的基础理论和材料合成与制备、材料复合、材料设计等专业基础知识；
2。材料性能检测和产品质量控制的基本知识，具有研究和开发新材料、新工艺的初步能力；
3。材料加工的基本知识，具有正确选择设备进行材料研究、材料设计、材料研制的初步能力；
4。本专业必需的机械设计、电工与电子技术、计算机应用的基本知识和技能 5。相关的技术经济管理知识；
6。文献检索、资料查询的基本方法，具有初步的科学研究和实际工作能力。主干课程选介
无机化学
学习内容：无机化学是一门内容丰富，涉及的化合物繁多，及与理论化学、材料、生命科学交叉较多的学科。这门课程让同学们能以元素周期表为主线，掌握主要元素和基本化合物的性质和规律等。主要内容有酸碱化学、配位化学、金属有机化学、原子簇化学、多重键化学、无机固体化学等，其中以配位化学作主线。这门课程与无机化学实验结合，进一步加深对无机化合物的合成、表征和分析的能力，培养无机化学兴趣。
有机化学
学习内容：本课程为有机化学的基础课程。教学以有机物的基本结构研究方法开头，以官能团为主线，按照由脂肪族到芳香混合体系的顺序讲解，系统介绍基本类型有机化合物的结构、合成、反应及其有关机理，介绍已广泛用于鉴定有机化合物结构的红外光谱、核磁共振等现代物理方法。在糖、蛋白质、杂环化合物、
萜类和甾体等章节中亦会引入与有机化学关系密切的生物化学内容。
物理化学
学习内容：物理化学以物理原理和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为，发现并建立化学体系中的特殊规律。其研究内容大致可以概括为三个方面：化学体系的宏观平衡性质——以热力学的三个基本定律为理论基础，研究宏观化学体系在气态、液态、固态、溶解态以及高分散状态的平衡物理化学性质及其规律性，分支学科有化学热力学；溶液、胶体和表面化学；化学体系的微观结构和性质——以量子理论为理论基础，研究原子和分子的结构，物体的体相中原子和分子的空间结构、表面相的结构，以及结构与物性的规律性，分支学科有结构化学和量子化学；化学体系的动态性质——研究由于化学或物理因素的扰动而引起体系中发生的化学变化过程的速率和变化机理，分支学科有化学动力学、催化、光化学和电化学。
材料物理性能
学习内容：本课程以简单的固体物理知识为基础。课程的开始会简明论述固体中的电子能量结构和状态，为没有学过固体物理的学生提供一些基础知识。然后分别介绍材料的电、介电、光、热、磁、弹性和内耗(阻尼)性能及其发展；阐述各种性能的重要物理及微观机制、各种材料成分、组织结构与性能关系及主要制约规律；介绍
表征物理性能主要参量的重要测试方法及其在材料科学与工程中的应用；列举与各种物理性能相关的重要功能材料。该课程把金属材料、陶瓷材料与高聚物材料的物理性能做了扼要的对比，便于学生掌握材料物理性能的一般规律和特殊性。对核技术中的材料原子环境的三种研究方法亦进行简单而必要的介绍。
材料工程基础
学习内容：本课程研究材料科学与工程的基础理论及其在材料加工工程中的应用，主要介绍材料的成分、加工工艺、组织结构和性能之间的关系。教学内容包括原子结构与原子间结合键、晶体结构、固体中的扩散、材料的固化、相图、固态相变、金属学基础知识和热处理基本知识、常用金属、非金属和复合材料及金属材料状态图、金属热处理、金属的力学性能及其他性能、高分子材料的结构与性能、陶瓷的结构与性能、材料性能的测试方法和指标表示；除此理论知识外，
还将从实际生产角度介绍工具和模具材料，较系统地介绍铸、锻、焊的实质、特点、工艺过程和合理地进行结构设计的工艺原则。同时还将简单介绍机械零件和工具、模具失效的形式和原因、提高各种模具寿命的措施和材料的选择方法。工程材料力学性能
学习内容：该课程主要介绍工程材料在各种载荷作用及服役条件下的力学性能。其中以金属材料力学性能的内容为主；聚合物材料力学性能、陶瓷材料力学性能、复合材料力学性能所占比例略少。阐述工程材料在静载荷、冲击载荷和交变载荷及兼有环境介质作用下的力学性能，以及抗断裂、耐磨损等性能。
电化学
学习内容：本课程是电化学、腐蚀与防护、电镀、电解、化学电源和电分析化学等学科领域的基础知识。课程主要介绍水溶液电化学的基本原理，包括电化学热力学、电极与溶液界面的结构和性质、电极过程动力学等三大部分内容，重点叙述较成熟的基本理论。亦涉及到金属的阳极过程、金属的电沉积过程和化学电源等以实际研究为目的的内容。
物理冶金原理
学习内容：本课程主要讨论金属材料科学与工程的基础知识和基础理论，概括地叙述合金的成份、结构及性能之间的变化规律，比较系统地介绍金属与合金的晶体结构、纯金属的结晶、二元合金相图、三元合金相图、铁碳相图、固态金属中的扩散、凝固、位错、晶态固体的表面和界面、金属的塑性变形、回复与再结晶及固态金属中的相变等。
现代材料研究方法
学习内容：以现代材料分析测试技术为主要内容，重点阐述了各种实验方法的基本原理及材料学科领域的应用。共分三大章，重点介绍了材料电子衍射、材料表面分析和材料热分析技术的原理及实验技术在材料分析中的应用。课程结构简明扼要，各种方法均有较多的应用实例，学生在选择实验方法时能够有的放矢，进而能够举一反三融会贯通。为了便于读者自学，书后的附录内容比较全面，并且都是取自最新的分析和测试数据。高分子物理
学习内容：本课程系统介绍高分子物理的基本理论，即高聚物的结构、分子运动与性能和行为之间的关系，突出高聚物区别于金属、陶瓷和其他低分子物质的
特点。内容涉及高分子链的结构、聚合物的凝聚态结构、高分子溶液、聚合物的分子量和分子量分布、聚合物的转变与松弛、橡胶弹性、聚合物的屈服和断裂、聚合物的流变
性、聚合物的电学性能、热性能、光性能以及表面与界面性能；但从航空航天材料科学与工程的需要出发，以力学性能为主，兼顾其他性能。
高分子化学
学习内容：本课程系统讲述从小分子单体合成高分子化合物的重要聚合反应及其机理、动力学、热力学、聚合反应的实施方法、单体结构和反应条件对聚合反应及其产物性能的影响，以及高分子的化学转变原理和重要功能高分子的合成方法。教学内容包括高分子基本概念和高分子科学发展简史、各种官能团、其相关性质及涉及到的各种典型反应、逐步聚合反应、自由基聚合反应、离子聚合、链式共聚合、配位聚合、活性聚合、开环聚合、高分子化学反应、功能高分子等。开设哪些课程
与其他工科专业相同，材料科学与工程专业在大学一、会安排基础科目的学习，如高等数学、线性代数、概率统计与随机过程、大学英语、c语言、大学物理、基础物理实验等，以及社会类课程包括毛泽东思想概论、邓小平理论、政治经济学、法律基础等。此外，由于专业相关性，亦会开设机械设计基础、机械制图、电工学这样与材料生产设备相关的课程。
专业课程方面，在大一、大二学生会学习专业基础平台课程，包括无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、材料科学与工程概论等。看到这一连串的化学课程可能有些同学会问“我进的这到底是材料系还是化学系啊？”其实无论什
么材料，影响其性能的因素无外乎其化学结构，分子也好原子也好离子也好。因此，这几门与化学相关的课程可以说是我们研究材料性能的基础，是材料学的基石。而且化学知识是我们制造合成材料的基础，将来我们搞材料方面的研发也好，生产也好，在了解其是“怎么来的”这一基础上我们才能进行进一步的工作，改性，深加工，塑形，精制，诸如此类。
升入大三后将深入学习更为专业的知识，包括材料物理性能、材料力学、材料工程基础、电化学、工程材料力学性能、物理冶金原理、现代材料研究技术。无论将来选择材料五大专业方向的任何一个，这几门课程都是必不可少的基础知识。
材料学是一门综合性相当强的学科，即使你的主要研究或者工作方向只是某一种材料，比方说专门研究陶瓷，或者专门从事工程塑料的生产，但是其他材料的基本性质还是要知道的，因为材料的工作环境不是单一的，它很可能要与其他材料共同合作才能更好发挥功效。比如“神五”飞船的合金外壳和外面附着的吸热耐高温涂料，一个是金属，一个是有机物基非金属化合物，如何将两者牢固地结合起来这一问题就涉及到两种材料各自的结构及性质。
之后，诸位材料专业的学生面对的就是专业方向的选择。北航的材料系下分为五个专业方向，分别是金属与陶瓷材料、电子信息材料与材料设计、材料加工工程与自动化、材料腐蚀与防护、高分子及复合材料。课程安排方式为每专业限选选修课加上跨专业任选选修课。金属与陶瓷材料主要是高温合金及其提高金属耐高温性能的陶瓷涂层材料；电子信息材料与设计主要内容是信息存储材料及其相关的计算模拟方法，主要研究材料的电磁性能；材料加工与自动化主要是材料加工的新工艺，目前有可加工高性能航空材料的激光熔覆技术等；腐蚀与防护包括电化学与涂层两个方面的知识；高分子及复合材料包括高分子物理、高分子化学、复合材料与工程塑料方面的研究。
专业限选课有：
金属与陶瓷材料专业——金属功能材料、高性能金属结构材料、无机非金属材料物理化学、特种陶瓷材料；
电子信息材料与材料设计专业——计算材料学(信息功能陶瓷材料)、半导体材料及器件、量子力学(固体物理概论)；
材料加工工程与自动化专业——材料加工计算机测控、先进材料加工工程、材料加工设备及自动化；材料腐蚀与防护专业——材料腐蚀科学与技术、材料表面工程与技术、涂料与涂装工程；
高分子及复合材料专业——聚合物基复合材料及其成型工艺、高分子材料、高分子材料成型工艺、有机化学b-2。
专业任选课包括：金属快速凝固技术、薄膜技术基础、激光材料加工、金属热处理、高分子膜材料、结构化学b、分析化学b、材料防腐蚀设计与表面工程、电化学测试技术、腐蚀科学与防护技术、先进电池材料、材料模拟实验技术、电沉积功能薄膜材料技术、清洁生产工艺导论、高分子与复合材料模具(cad)、复
合材料应用技术、化工基础、功能高分子材料、胶粘剂、仪器分析基础、无损检测、失效分析、金属成型理论、界面化学、轻质合金理论基础及应用。
二、读读学长的经验
作为一名工科学生，本科期间建立的基本知识体系相当重要，尤其是将来确定从事本专业的同学，这个知识体系将决定我们在材料学领域能做多远。下面介绍的几门课是材料学的核心课程，其中工科高等数学是深入学习所有课程的基本工具，一定要掌握好；而无机化学、有机化学、物理化学、材料物理性能、材料力学性能，是专业基础课程，这是材料专业的理论基础，是学习专业方向课的基础；而电化学、高分子物理、高分子化学、物理冶金原理等课程是专业课，分别引导大家进入材料学不同分支的学习，是将来选择研究生方向的基础。可见我们所学的课程是构成我们知识体系的基石，是环环紧扣、层层深入的，那么如何才能学好这些课程呢？下面我逐个介绍一下。
无机化学的研究范围广，涉及许多领域。但作为化学专业的基础课程，无机化学首先是对基础的化学原理进行比较系统的学习，使同学们掌握有关化学方面的基本概念、定律和理论；然后对各种元素及其化合物的组成、结构、性质及其应用等知识进行研究，使学生对自然界的物质从本质上有一个清晰的认识；最后对无机化学的学科前沿和发展趋势进行一个简介，使我们对该学科的最新发展有一个初步了解，激发求知欲。
无机化学的实验性强，也有自身的理论。无机化学设有理论课和实验课，它们是一个整体，是互相补充和完善的，学习中不能偏废。辩证的来说，实验可以加深感性认识，而理论可以加深对感性认识的理解。
元素和化合物的性质是无机化学的重要组成部分，要把每种化合物的性质和结构的关系联系起来，并从理论上加以理解是困难的，有的目前也是不可能的。如h2o2具有热不稳定性、氧化还原性和催化分解等性质，这些性质从h2o2的结构是可以解释的，而i2与na2s2o3反应为什么生成na2s4o6，虽然老师告诉我们这个从理论上其实难以说明……但该反应极为重要，应加以记忆。
无机化学体现了一点论和多种处理方法的关系。所谓一点论是指物质的客观属性，但客观属性可以用不同的观点解释，或不同的方法加以处理，如同学们很快会接触到的近代共价键理论就有价键理论和分子轨道理论，而这两种理论中又有
多种处理方法，如价键理论中的杂化轨道、共振等。总之，无机化学是化学专业重要的基础课，具有承前启后的作用，大家如果要学习材料专业就一定要先学好它！
有机化学这门课，说好学也好学，说难也挺难。说它好学，是因为这门课从某种程度来说，是高中化学的延伸，对于高中化学基础好的同学来说，接受比较快，上手也比较容易。与高中时的学习相比，我们在这门课上学
《》
红头文件的标准格式及范本 格式： 一、眉首：（文头，红色反线以上部分） 印制份数序号、密级和保密期限、紧急程度、发文机关标识、发文字号、签发人 1.公文份数顺序号7位数（版心左上角顶格第1行，机密、绝密件才标注） 2.密级和保密期限（秘密、机密、绝密*30年） 秘密件指内容涉及国家一般秘密，一旦泄露会使国家的安全和利益遭受一定损害的公 文。 机密件指内容涉及国家重要秘密，一旦泄露会使国家的安全和利益遭受严重损害的公 文。 绝密件指内容涉及国家核心秘密，一旦泄露会使国家的安全和利益遭受重大损害的公 文。 3.紧急程度 急件、特急；电报：特提、特急、加急、平急 （3号黑体字，顶格标识在版心右上角第1行，两字间空1字；如同时标识密级和紧急程度，密级在第1行，紧急程序在第2行） 4.发文机关标识（小标宋体字，红色） 《XXX人民政府文件》一一主要用于向上级机关报告工作，颁布行政规章，发布政府 的决定或通知、印发重要会议纪要和政府领导讲话，转发上级或批转下级重要文件等《XXX人民政府》一一主要用于印发函件及处理一般事项的通知、批复等下行文。 联合行文（党、政、军、群） 5.发文字号（发文机关标识下空2行，用3号仿宋体字，居中排布。联合行文只标主办机关的发文字号）
发文机关代字（渝府发）一一年份〔2005〕一一序号 6.签发人 只有上行文才标注。平行排列于发文字号右侧。发文字号居左空1字，签发人姓名居右空1字。“签发人”用3号仿宋字，后用3号楷体字标识签发人姓名。 二、主体（红色反线下方，主题词上方） 标题、主送机关、正文、附件、发文机关、成文时间、印章、附注 1?标题（位于红色反线空两行之下，2号小标宋体字，居中） 三要素：发文机关——事由（关于？的）——文种 要求：切题、简明、醒目得体 2?主送机关（左侧顶格用3号仿宋体字标识） 全称或规范化简称、统称 注：公告、通告等属周知性的公文，没有主送单位。 3.公文正文：首页必须显示正文 4?附件（正文下空1行左空2字，用3号仿宋体标识） 附件是正文内容的组成部分，与公文正文一样具有同等效力。 5.成文日期（行政机关公文用汉字，党委系统用阿拉伯数码标识；法规性公文的成文时 间一般在标题下方正中，并加一圆括号） 成文日期确定的原则： （1 ）会议通过的决定、决议等以会议通过日期为准； （2）领导签发的，以签发日期为准； （3 ）联合行文，以最后签发机关的领导签发日期为准；
第一组 材料的刚性越大，材料就越脆。F 按受力方式，材料的弹性模量分为三种类型，以下哪一种是错误的：D A. 正弹性模量（E） B. 切弹性模量（G） C. 体积弹性模量（G） D. 弯曲弹性模量（W） 滞弹性是无机固体和金属的与时间有关的弹性，它与下列哪个因素无关B A 温度； B 形状和大小； C 载荷频率 高弹性有机聚合物的弹性模量随温度的升高而A A. 上升； B. 降低； C. 不变。 金属材料的弹性模量随温度的升高而B A. 上升； B. 降低； C. 不变。 弹性模量和泊松比之间有一定的换算关系，以下换算关系中正确的是D A. K=E /[3(1+2)]； B. E=2G (1-)； C. K=E /[3(1-)]； D. E=3K (1-2)； E. E=2G (1-2)。 7.Viscoelasticity”的意义是B A 弹性；B粘弹性； C 粘性 8.均弹性摸量的表达式是A A、E=σ/ε B、G=τ/r C、K=σ。/（△V/V） 9.金属、无机非金属和高分子材料的弹性摸量一般在以下数量级范围内C GPa A.10-102、＜10，10-102 B.＜10、10-102、10-102 C.10-102、10-102、＜10 10.体心立方晶胞的金属材料比面心立方晶胞的同类金属材料具有更高的摸量。T 11.虎克弹性体的力学特点是B A、小形变、不可回复 B、小形变、可回复 C、大形变、不可回复 D、大形变、可回复 13、金属晶体、离子晶体、共价晶体等材料的变形通常表现为，高分子材料则通常表现为和。A A 普弹行、高弹性、粘弹性 B 纯弹行、高弹性、粘弹性 C 普弹行、高弹性、滞弹性 14、泊松比为拉伸应力作用下，材料横向收缩应变与纵向伸长应变的比值υ=ey/ex F 第二组 1.对各向同性材料，以下哪一种应变不属于应变的三种基本类型C A. 简单拉伸； B. 简单剪切； C. 扭转； D. 均匀压缩 2.对各向同性材料，以下哪三种应变属于应变的基本类型ABD A. 简单拉伸； B. 简单剪切； C. 弯曲； D. 均匀压缩 3.“Tension”的意义是A A 拉伸； B 剪切； C 压缩 4.“Compress”的意义是C A 拉伸；B剪切； C 压缩 5.陶瓷、多数玻璃和结晶态聚合物的应力-应变曲线一般表现为纯弹性行为T 6.Stress”and “strain”的意义分别是A A 应力和应变；B应变和应力；C应力和变形
标准公文(红头文件)格式 标准公文(红头文件)格式 公文标准格式 局面布局：A4（210×297）纸，页边距上下37mm，左右26mm。 公文如无特殊要求，公文各要素一律采用三号仿宋体。 公文标准格式包含版头、版体、版记三个部分。 一、版头： （一）份号：如需标注份号，用6位阿拉伯数字表示，左上第一行。 （二）密级和保密期限：如需标注，则用3号黑体左上第二行。 （三）紧急程度：如需标注，3号黑体。（如果（一）、（二）未标注，则为第一行，如果（一、二）同时标注，则第三行....）（四）发文机关标志：红色小标宋体字，字号原则上以三号。如果联合发文，则“文件”二字居右侧且居中。联合机关自上而下排列，分散对齐。 （五）发文字号：位于发文机关标志下空两行，居中排布，使用〔〕，发文字号“不加第”，“不虚编（1号不编为01号）”。上行文中的发文字号，居左空一格，与最后一个签发人姓名同一行。 （六）签发人：“签发人：”字样，用3号仿宋体，姓名用3号楷体。多个签发人，自上而下，每行两个姓名。 （七）分割线：位于字号下4mm处居中与版心等宽的红色分割线。
二、版体： （一）标题：2号小标宋体字，位于分割线下空两行，分一行或多好居中排布，回行时注意此意完整性，长短适意，间距恰当，排列用梯形或菱形。 （二）主送机关：标题下空一行居左顶格，回行时依然顶格，最后一个机关用全角冒号。 （三）正文：公文首页必须显示正文，3号仿宋体，正文结构次序采用一、（一）、1、（1）标注，第一级黑体，第二级楷体，第三、四级仿宋体。 （四）附件说明：正文下空两行左空两字注明“附件：”，：为全角。多个附件用阿拉伯数字标记，1.xxxx，附件名后面不带任何标点符号。 （五）发文机关署名、成文日期、印章：详细见GB/T 9704-20XX。 （六）成文日期中的数字，不得使用虚数。 （七）特殊情况说明： （八）附注：如有附注，居左空两字用（）编排在成文日期的下一行。 （九）附件：附件应当另面编排，3号黑体字，顶格编在版心左上行 三、版记： （一）分割线： （二）抄送机关：4号仿宋体，“抄送：xxx”。如需将主送机关
北京工业大学 “材料科学与工程导论”——课程教学大纲 英文名称：Introduction to Materials Science and Engineering 课程编号：0000274 课程类型：学科基础必修课 学时：32 学分：2.0 适用对象：材料类本科生 先修课程：大学物理、高等数学、工程力学 使用教材及参考书： [1] 许并社，材料科学概论，北京工业大学出版社，2002 [2] 冯端、师昌绪、刘治国，材料科学导论，化学工业出版社，2002 [3] 张钧林、严彪、王德平、袁华，材料科学基础，化学工业出版社，2006 [4] 周达飞，材料概论，化学工业出版社，2001 [5] William D. Callister, David G. Rethwisch, Fundamentals of Materials Science and Engineering: An Integrated Approach, John Wiley & Sons INC, 2008 [6] 美国国家研究委员会，90年代的材料科学与材料工程，航空工业出版社，1992 [7] 李恒德、师昌绪，中国材料发展现状及迈入新世纪对策，山东科学技术出版 社，2002 一、课程性质、目的和任务 《材料科学与工程导论》是面向材料学院二年级本科生开设的专业基础必修课。其目的是使学生了解材料科学在经济社会发展中的作用以及材料科学与工程学的形成与学科发展趋势。以材料“四要素”及其相互关系为中心，使学生建立从材料设计、组织控制、制备加工到性能评价与工程应用的概念体系，在掌握材料共性规律与特点的基础上，使学生理解材料科学与工程内涵，学会分析材料问题的方法。以案例的形式，介绍典型金属及无机非金属的结构与功能材料的研究规律，强化学生对“四要素”的理解。 二、课程教学内容及要求
选择题第一组 1.材料的刚性越大，材料就越脆。（）B A. 正确； B. 错误 2.按受力方式，材料的弹性模量分为三种类型，以下哪一种是错误的：（）D A. 正弹性模量（E）； B. 切弹性模量（G）； C. 体积弹性模量（G）； D. 弯曲弹性模量（W）。 3.滞弹性是无机固体和金属的与时间有关的弹性，它与下列哪个因素无关（） B A 温度； B 形状和大小； C 载荷频率 4.高弹性有机聚合物的弹性模量随温度的升高而（）。A A. 上升； B. 降低； C. 不变。 5.金属材料的弹性模量随温度的升高而（）。B A. 上升； B. 降低； C. 不变。 6.弹性模量和泊松比ν之间有一定的换算关系，以下换算关系中正确的是（） D A. K=E /[3(1+2ν)]； B. E=2G (1-ν)； C. K=E /[3(1-ν)]； D. E=3K (1-2ν)； E. E=2G (1-2ν)。 7.“Viscoelasticity”的意义是（）B
A 弹性； B粘弹性； C 粘性 8、均弹性摸量的表达式是（）A A、E=σ/ε B、G=τ/r C、K=σ。/（△V/V） 9、金属、无机非金属和高分子材料的弹性摸量一般在以下数量级范围内（GPa）C A、10-102、＜10，10-102 B、＜10、10-102、10-102 C、10-102、10-102、＜10 10、体心立方晶胞的金属材料比面心立方晶胞的同类金属材料具有更高的摸量。 11、虎克弹性体的力学特点是（）B A、小形变、不可回复 B、小形变、可回复 C、大形变、不可回复 D、大形变、可回复 13、金属晶体、离子晶体、共价晶体等材料的变形通常表现为，高分子材料则通常表现为和。A A 普弹行、高弹性、粘弹性 B 纯弹行、高弹性、粘弹性 C 普弹行、高弹性、滞弹性 14、泊松比为拉伸应力作用下，材料横向收缩应变与纵向伸长应变的比值υ=ey/ex （）B A. 正确； B. 错误
第一章 材料与人类 1.为什么说材料的发展是人类文明的里程碑？ 材料是一切文明和科学的基础，材料无处不在，无处不有，它使人类及其赖以生存的社会、环境存在着紧密而有机的联系。纵观人类利用材料的历史，可以清楚地看到，每一种重要材料的发现和利用，都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平，给社会生产和人类生活带来巨大的变化。 2.什么是材料的单向循环？什么是材料的双向循环？两者的差别是什么？ 物质单向运动模式：“资源开采-生产加工-消费使用-废物丢弃” 双向循环模式：以仿效自然生态过程物质循环的模式，建立起废物能在不同生产过程中循环，多产品共生的工业模式，即所谓的双向循环模式（或理论意义上的闭合循环模式）。 差别：单向循环必然带来地球有限资源的紧缺和破坏，同时带来能源浪费，造成人类生存环境的污染。 无害循环：流程性材料生产中，如果一个过程的输出变为另一个过程的输入，即一个过程的废物变成另一个过程的原料，并且经过研究真正达到多种过程相互依存、相互利用的闭合的产业“网”、“链”，达到了清洁生产。 地球 原材料 工业原料 废料 产品 工程材料 资源开采 冶金等初加工 进一步加工 人类使用后失效 组合加工制造 地球 综合利用变为无害废物 综合利用变为无害废物 废料 工业用原料 原材料 产品 工程材料 经过人类处理重新利用后的无害废物
3.什么是生态环境材料？ 生态环境材料是指同时具有优良的使用性能和最佳环境协调性能的一大类材料。这类材料对资源和能源消耗少，对生态和环境污染小，再生利用率高或可降解化和可循环利用，而且要求在制造、使用、废弃直到再生利用的整个寿命周期中，都必须具有与环境的协调共存性。因此，所谓环境材料，实质是赋予传统结构材料、功能材料以特别优异的环境协调性的材料，它是材料工作者在环境意识指导下，或开发新型材料，或改进、改造传统材料，任何一种材料只要经过改造达到节约资源并与环境协调共存的要求，它就应被视为环境材料。 4.为什么说材料科学和材料工程是密不可分的系统工程？ 材料科学与工程的材料科学部分主要研究材料的结构与性能之间所存在的关系，即集中了解材料的本质，提出有关的理论和描述，说明材料结构是如何与其成分、性能以及行为相联系的。而另一方面，与此相对应，材料工程部分是在上述结构-性能关系的基础上，设计材料的组织结构并在工程上得以实施与保证，产生预定的种种性能，即涉及到对基础科学和经验知识的综合、运用，以便发展、制备、改善和使用材料，满足具体要求。两者只是侧重点不同，并没有明显的分界线，一般在使用材料科学这一术语时，通常都包含了材料工程的许多方面；而材料工程的具体问题的解决，毫无疑问，都必须以材料科学作为基础与理论依据，所以材料科学与材料工程是一个整体。 5.现代材料观的六面体是什么？怎样建立起一个完整的材料观？ 材料科学与工程研究材料组成、性能、生产流程和使用效能四个要素，构成四面体。 成分、合成与加工、结构、性能及使用效能连接在一起组成一个六面体。 6.什么是材料的使用效能？ 指材料在使用条件下的表现，如使用环境、受力状态对材料特征曲线以及寿命的影响。效能往往决定着材料能否得到发展和使用。 7.试讲一下材料设计与选用材料的基本思想与原则？ 材料设计是应用已知理论与信息，预报具有预期性能的材料，并提出其制备合成方案。材料设计可根据设计对象所涉及的空间尺度划分为显微结构层次、原子分子层次和电子层次设计，以及综合考虑各个层次的多尺度材料设计。 从工程角度，材料设计是依据产品所需材料的各项性能指标，利用各种有用信息，建立相关模型，制定具有预想的微观结构和性能的材料及材料生产工艺方法，以满足特定产品对新材料的需求。 选材原则：1）胜任某一特定功能；2）综合性能比较好；3）材料性能差异定量化；4）成本、经济与社会效益；5）与环境保护尽可能地一致，即对环境尽可能友好。 选材思想：设计-工艺-材料-用户最佳组合的结果 第二章工程材料概述 工程材料分为：金属材料、陶瓷材料、聚合物材料、复合材料以及不宜归入上述四类的“其他材料”。 1.什么是黑色金属？什么是有色金属？
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案 第二章 2-1.按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布（用方框图表示）。 2-2.的镁原子有13个中子，11.17%的镁原子有14个中子，试计算镁原子的原子量。 2-3.试计算N壳层内的最大电子数。若K、L、M、N壳层中所有能级都被电子填满时，该原子的原子序数是多少？ 2-4.计算O壳层内的最大电子数。并定出K、L、M、N、O壳层中所有能级都被电子填满时该原子的原子序数。 2-5.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类，简单说明理由。 2-6.按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式： （1）CO2的分子键合（2）甲烷CH4的分子键合 （3）乙烯C2H4的分子键合（4）水H2O的分子键合 （5）苯环的分子键合（6）羰基中C、O间的原子键合 2-7.影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些？ 2-8.试解释表2-3-1中，原子键型与物性的关系？ 2-9.0℃时，水和冰的密度分别是1.0005 g/cm3和0.95g/cm3，如何解释这一现象？ 2-10.当CN=6时，K+离子的半径为0.133nm(a)当CN=4时，半径是多少？(b)CN=8时，半径是多少？ 2-11.(a)利用附录的资料算出一个金原子的质量？(b)每mm3的金有多少个原子？(c)根据金的密度，某颗含有1021个原子的金粒，体积是多少？(d)假设金原子是球形(r Au=0.1441nm),并忽略金原子之间的空隙，则1021个原子占多少体积？(e)这些金原子体积占总体积的多少百分比？ 2-12.一个CaO的立方体晶胞含有4个Ca2+离子和4个O2-离子，每边的边长是0.478nm，则CaO的密度是多少？ 2-13.硬球模式广泛的适用于金属原子和离子，但是为何不适用于分子？ 2-14.计算（a）面心立方金属的原子致密度；（b）面心立方化合物NaCl的离子致密度（离子半径r Na+=0.097，r Cl-=0.181）；（C）由计算结果，可以引出什么结论？
局面布局：A4（210×297）纸，页边距上下37mm，左右26mm。 公文如无特殊要求，公文各要素一律采用三号仿宋体。 公文标准格式包含版头、版体、版记三个部分。 一、版头： （一）份号：如需标注份号，用6位阿拉伯数字表示，左上第一行。 （二）密级和保密期限：如需标注，则用3号黑体左上第二行。 （三）紧急程度：如需标注，3号黑体。（如果（一）、（二）未标注，则为第一行，如果（一、二）同时标注，则第三行....） （四）发文机关标志：红色小标宋体字，字号原则上以三号。如果联合发文，则“文件”二字居右侧且居中。联合机关自上而下排列，分散对齐。 （五）发文字号：位于发文机关标志下空两行，居中排布，使用〔〕，发文字号“不加第”，“不虚编（1号不编为01号）”。上行文中的发文字号，居左空一格，与最后一个签发人姓名同一行。 （六）签发人：“签发人：”字样，用3号仿宋体，姓名用3号楷体。多个签发人，自上而下，每行两个姓名。 （七）分割线：位于字号下4mm处居中与版心等宽的红色分割线。 二、版体： （一）标题：2号小标宋体字，位于分割线下空两行，分一行或多好居中排布，回行时注意此意完整性，长短适意，间距恰当，排列用梯形或菱形。 （二）主送机关：标题下空一行居左顶格，回行时依然顶格，最后一个机关用全角冒号。 （三）正文：公文首页必须显示正文，3号仿宋体，正文结构次序采用一、（一）、1、（1）标注，第一级黑体，第二级楷体，第三、四级仿宋体。 （四）附件说明：正文下空两行左空两字注明“附件：”，：为全角。多个附件用阿拉伯数字标记，，附件名后面不带任何标点符号。 （五）发文机关署名、成文日期、印章：详细见GB/T 9704-2012。 （六）成文日期中的数字，不得使用虚数。 （七）特殊情况说明： （八）附注：如有附注，居左空两字用（）编排在成文日期的下一行。 （九）附件：附件应当另面编排，3号黑体字，顶格编在版心左上行 三、版记： （一）分割线： （二）抄送机关：4号仿宋体，“抄送：xxx”。如需将主送机关移至版记，则记作“主送：xxx” （三）印发机关和引发日期：印发日期右空一字，日期后加印发二字。 （四）页码：4号半角阿拉伯数字，公文版心下边缘之下，单页码居右空一字，双页码居左空一字。空白页、版记不编页码。
《材料科学与工程》期末复习题 一、填空题（每空 1 分，共 24 分） 1.根据材料的化学组成，材料可以分为金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料。 2.生态环境材料的三要素为先进性、环境协调性、舒适性。 3.生态环境材料可分为原料无害化材料、绿色环境过程材料、可循环利用材料、高资源生产率材料。 4.按照断口颜色分，铸铁可以分为灰铸铁、白口铸铁和马口铸铁。 5.按照化学类型，贮氢合金可以分为AB5型、AB2型、AB型、A2B型。 6.减震合金的分类：孪晶型、铁磁性型、位错型、复相型、复合型。 7.常用的硬度测试方法：布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法、显微维氏硬度、肖氏硬度 法。 8.按研究的尺度，材料的结构可以分为四个层次：宏观组织结构、显微组织结构、原子(分子)排列结构和原子中的电子结构。 9.塑性变形方式：位错运动、孪晶、蠕变、粘滞性流动。 10.选矿的主要方法有：手工选矿法、重力选矿法、磁选法、浮选法、联合选矿法。 11.从工艺角度看，冶炼可以分为火法冶炼、湿法冶炼、电冶炼。 二、判断题：（所给的是正确表述）（每题1 分，共6 分） 1.用洛氏硬度的三种表示方法 HRC、HRB、HRA 表示出来的硬度无法比较。 2.σmax/гmax 越大，脆性越大。 3.刃型位错的位错线与滑移方向垂直，螺旋位错的位错线与滑移方向平行。 4.位错属于线缺陷。 5.防锈铝合金，不可以采用热处理强化，而是采用冷加工变形硬化。 6.冷变形温度比淬火温度高。 7.工业高纯铝，数字越大,纯度越高。 8.固溶体的晶质类型跟溶剂保持一致。 三、简答题：（每题4 分，共16 分，8 选4） 1.什么是生命周期评价方法？ 答：是用数学物理方法结合实验分析对某一过程、产品或事件的资料、能源消耗、废物排放、环境吸收和消耗能力等环境负担性进行评价、定量该过程、产品或事件的环境合理性及环境负荷量的大小。 2.传统陶瓷与现代陶瓷的区别？ 答：
“材料科学与工程基础”第二章习题 1. 铁的单位晶胞为立方体，晶格常数a=0.287nm ，请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子数。 ρ铁＝7.8g/cm31mol 铁＝6.022×1023个=55.85g 所以，7.8g/1(cm)3=(55.85/6.022×1023)X/(0.287×10-7)3cm3 X ＝1.99≈2（个） 2.在立方晶系单胞中，请画出： （a ）[100]方向和[211]方向，并求出他们的交角； （b ）（011）晶面和（111）晶面，并求出他们得夹角。 （c ）一平面与晶体两轴的截距a=0.5,b=0.75,并且与z 轴平行,求此晶面的密勒指数。 （a ）[211]和[100]之夹角θ＝arctg 2=35.26。 或 cos θ==35.26θ=o （b ） cos θ==35.26θ=o （c ）a=0.5b=0.75z=∞ 倒数24/30取互质整数（320） 3、请算出能进入fcc 银的填隙位置而不拥挤的最大原子半径。 室温下的原子半径R ＝1.444A 。（见教材177页） 点阵常数a=4.086A 最大间隙半径R’=（a-2R ）/2=0.598A 4、碳在r-Fe （fcc ）中的最大固溶度为2.11﹪(重量百分数),已知碳占据r-Fe 中的八面体间隙,试计算出八面体间隙被C 原子占据的百分数。 在fcc 晶格的铁中，铁原子和八面体间隙比为1：1，铁的原子量为55.85，碳的原子量为12.01 所以（2.11×12.01）/(97.89×55.85)＝0.1002 即碳占据八面体的10％。
5、由纤维和树脂组成的纤维增强复合材料，设纤维直径的尺寸是相同的。请由计算最密堆棒的堆垛因子来确定能放入复合材料的纤维的最大体积分数。 见下图，纤维的最密堆积的圆棒，取一最小的单元，得，单元内包含一个圆（纤维）的面积。 2 0.9064==。 即纤维的最大体积分数为90.64％。 6、假设你发现一种材料，它们密排面以ABAC 重复堆垛。这种发现有意义吗？你能否计算这种新材料的原子堆垛因子? fcc 和hcp 密排面的堆积顺序分别是ABCABC……和ABAB…,如果发现存在ABACABAC……堆积的晶体，那应该是一种新的结构，而堆积因子和fcc 和hcp 一样，为0.74。 7.在FCC 、HCP 和BCC 中最高密度面是哪些面？在这些面上哪些方向是最高密度方向？ 密排面密排方向 FCC{111)}<110> HCP(0001)(1120) BCC{110)}<111> 8.在铁中加入碳形成钢。BCC 结构的铁称铁素体，在912℃以下是稳定的，在这温度以上变成FCC 结构，称之为奥氏体。你预期哪一种结构能溶解更多碳?对你的答案作出解释。 奥氏体比铁素体的溶碳量更大，原因是1、奥氏体为FCC 结构，碳处于八面体间隙中，间隙尺寸大（0.414R ）。而铁素体为BCC 结构，间隙尺寸小，四面体间隙0.291R ，八面体间隙0.225R ；2、FCC 的间隙是对称的，BCC 的间隙是非对称的，非对称的2
材料科学与工程导论 1 本课程的基本概念: 材料科学虽然是一门基础科学, 可是它涉及到诸如本课程的基本概念: 表面物理学、表面化学、金属学、陶瓷学、高分子学、传热学、传质学等多个学科的理论; 同时也与信息科学、生命科学、深海和深空科学等现代科学技术紧密相连。 1.1材料与人类文明一、材料与人类文明发展( 历史贡献) --石器时代、铜器时代、铁器时代、钢铁时代、合成材料时代、复合材料时代…… 陶器( china) 1.陶器出現是人类跨入新石器时代的重要标志之一, 2.据当前已知的考古资料, 中国的陶器制作至少已80 以上的历史。 青铜: 第一种合金 1.青铜, 古称金或吉金, 是红铜与其它化学元素( 锡、镍、铅、磷等) 的合金。 2.史学上所称的”青铜时代”是指大量使用青铜工具及青铜礼器的时期。 3.到春秋战国時期, 齐国工匠总结科技经验写成的《考工记》一书中, 提出了「金有六齐」, 这是世界科技史上最早的冶铜经验总结。 二、材料与人类现代文明 －－材料是发展高科技的先导和基石 ( 一) 支撑人类现代文明大厦的四大支柱技术 1.材料科学与技术 2.生物科学与技术 3.能源科学与技术 4.信息科学与技术 * 其中材料是基础! 材料的应用: 计算机与材料; 飞机和材料;复合科学材料能源。 ( 二) 新能源材料则是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料。 1.主要包括储氢电极合金材料为代表的镍氢电池材料;
2.嵌锂碳负极和LiCoO2正极为代表的锂离子电池材料、燃料电池材料; 3.Si 半导体材料为代表的太阳能电池材料; 4.铀、氘、氚为代表的反应堆核能材料等。 1.2 材料科学概论 化学成分不同的材料其性能也不相同。但对于同一成分的材料, 经过不同的加工工艺也能够使其性能发生极大的变化。*可见, 除化学成分外, 材料内部的结构和组织状态也是决定材料性能的重要因素。 *材料科学与工程( MSE ) 四要素:材料的合成与制备;成分与组织结构;材料特性;服役行为与使用寿命。 * 性能: 工程材料的性能主要是指材料的使用性能和工艺性能。 一使用性能: 材料的使用性能是指在服役条件下, 能保证安全可靠工作所必备的性能, 其中包括材料的力学性能、物理性能和化学性能。 ①力学性能:主要包括工程材料的强度、硬度、塑性、韧性、蠕变和疲劳性能。 ②物理性能:主要包括工程材料的熔点、密度以及电、磁、光和热性能。 ③化学性能:是指工程材料在环境作用下的耐腐蚀和抗老化性能。 ( 一) 、力学性能——材料在外加载荷( 外力或能量) 作用下或载荷环境因素( 温度、介质和加载速率) 联合作用下表现出来的行为。 －主要是指材料在力的作用下抵抗变形和开裂的性能。 机械设计中应首先考虑材料的力学性能。通俗地讲力学性能决定了在多大和怎样形式的载荷条件下而不致于改变零件几何形状和尺寸的能力。 指标:弹性、塑性、韧性、强度、硬度和疲劳强度等。1、材料的强度(strength)—材料所能承受的极限应力。 物理意义:材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。 抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、抗扭强度等。公式: σ=P/F o 单 位: 单位: MPa(MN/mm 2 ) ( 1) 屈服强度σs( yield strength) 和条件屈服强度σ0.02
材料科学与工程基础”考试试题–英文原版教材班 （注：第1、2、3题为必做题；第4、5、6、7题为选择题，必须二选一。共100分） 1. Glossary (2 points for each) 1) crystal structure: The arrangement of the atoms in a material into a repeatable lattice. 2) basis (or motif): A group of atoms associated with a lattice. 3) packing fractor: The fraction of space in a unit cell occupied by atoms. 4) slip system: The combination of the slip plane and the slip direction. 5) critical size: The minimum size that must be formed by atoms clustering together in the liquid before the solid particle is stable and begins to grow. 6) homogeneous nucleation: Formation of a critically sized solid from the liquid by the clustering together of a large number of atoms at a high undercooling (without an external interface). 7) coherent precipitate:A precipitate whose crystal structure and atomic arrangement have a continuous relationship with matrix from which precipitate is formed. 8) precipitation hardening: A strengthening mechanism that relies on a sequence of solid state phase transformations in a dispersion of ultrafine precipitates of a 2nd phase. This is same as age hardening. It is a form of dispersion strengthening. 9) diffusion coefficient: A temperature-dependent coefficient related to the rate at which atom, ion, or other species diffusion. The DC depends on temperature, the composition and microstructure of the host material and also concentration of the diffusion species. 10) uphill diffusion: A diffusion process in which species move from regions of lower concentration to that of higher concentration. 2. Determine the indices for the planes in the cubic unit cell shown in Figure 1. (5 points)
《材料科学与工程基础》 课程讲授要点 3-5 复合材料组成与结构（45分钟，1学时） 3-5-1 复合材料的定义及分类 定义：组成、结构、制备、性能四方面特征 分类：重点介绍现代复合材料体系 3-5-2 复合材料的组成及特性 组成：基体、增强体（或功能体）、界面相 PMC、MMC、CMC、C/C及无机胶凝复合材料的基本组成 特性：一般特性和性能特点 3-5-3 复合材料的结构 常见结构、典型结构、“连通性”概念 3-5-4 复合材料的界面 界面的形成过程：三个阶段、界面的相互置换 界面结构及性能特点：相当体积分数的界面相、“梯度”性能、界面缺陷、残余应力界面相的功用：力的传递、力的分配、破坏过程中应力的再分配组合力学性能和复合 效应产生的根源所在。 界面破坏机制：5种基本破坏形式、组合破坏机制 界面理论：5种基本界面理论、界面设计与控制的概念 界面处理：玻纤、碳纤、有机纤维的一般表面处理方法、偶联剂处理的作用机理 4-1 复合材料的性能（90分钟、2学时） 4-7-1 复合材料性质的复合效应 1. 复合材料各组元（相）不同功用：基体、增强体、功能体、界面相 2. 复合效应 混合效应（组分效应）：适合于材料固有性质，对材料界面、缺陷、结构局部挠动 等不敏感，表现为各种形式的混合律。 混合律公式：材料性能取决于材料组成（体积分数或重量 分数） 协同效应：包括界面效应、尺寸效应、量子尺寸效应、乘积效应、系统效应、混杂效应、诱导效应等。适合于材料的传递性质（力、声、光、电、磁）不 仅取决于材料的组成，更取决于材料的结构、界面性质、缺陷局部挠动、 工艺因素等，复合材料的本质特征
中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述（中英文）： 《材料科学与工程基础》是材料类专业学生的一门主干课程，也是高分子专业的学科基础课。通过讲课、课堂讨论和课外实践等各个教学环节，将金属学、陶瓷学和高分子化学的基础理论融合为一体，以研究材料共性规律，即研究材料的成分、组织结构、制备工艺和性能之间的相互关系，指导材料的设计和应用，并为学习后继专业课程、从事材料科学研究和工程技术工作打下坚实的理论基础。同时，讲授过程中通过穿插课程思政内容，培养学生的家国情怀和务实的科研精神。 《Fundamentals of materials science and Engineering》is a main course for students majoring in materials and a basic course for polymer specialty. Through lectures, classroom discussions and extracurricular practice, the basic theories of metallurogy, ceramics and polymer chemistry are integrated into one to study the common laws of materials, that is, to study the relationship between the composition, structure, preparation process and properties of materials, guide the design and application of materials, and engage in material science Research for learning subsequent professional courses and engineering technology work to - 1 -
材料科学与工程专业导论课认识和感受 作为一名材料科学与工程专业的本科生，专业导论课是学习本专业的最先接触的一门专业知识课程。材料科学与工程专业导论课由几位杰出的本领域的老师讲授，在此过程中，我们对本专业有了整体而细致地了解，而且还能在一定程度上激发我们对本专业的学习兴趣，它的关键在于课业比较系统的了解材料科学领域的研究方向和研究内容，同时，这门课还有着培养学生学习材料科学相关知识的兴趣的作用。 进入材料科学与工程专业导论的学习已经有一段时间了，经历这个阶段，有了对这个专业知之甚少到现在有所了解的转变。通过王金玉等老师专业导论课对于本专业细致讲解，让我们颇为真实地感受了材料的魅力，引起我们的广泛兴趣。老师们从材料和人类与社会各个方面的联系作为出发点，深切地指出材料在人类生活，社会发展，科技进步以及文化等各个方面的重要意义和作用。 材料科学与工程专业是研究材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用的学科。在现代科学技术中，材料科学是国民经济发展的三大支柱之一。主要专业方向有金属材料、无机非金属材料、高分子材料，材料加工等。过去，现在和将来，材料在整个人类发展过程始终扮演着十分重要的作用。材料是人类文明的物质基础和先导，是人类认识自然和改造自然的工具，是直接推动社会发展的动力。材料的发展及其应用是人类社会文明和进步的重要里程碑。没有材料科学的发展，就不会有人类社会的进步和经济的繁荣。人类社会的发展历程，是以材料为主要标志的。某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革，“新材料”的发现和使用伴随着人类的文明进程。比如中国古代，人们往往把人类历史分为石器、青铜器和铁器时代。陶瓷材料的发明和应用，创造了新石器时代的仰韶文化，后来在制陶技术的基础上又发明了瓷器。这是陶瓷材料发展的一次飞跃，瓷器的出现已成为中华民族文化的象征之一，对世界文化产生过深远的影响。再如，人们在大量地烧制陶瓷的实践中，熟练地掌握了高温加工技术，利用这种技术来烧炼矿石，逐渐冶炼出铜及其合金青铜。可以说这是人类社会最早出现的金属材料，它使人类社会从新石器时代转入到青铜器时代。中国商代的司母戊大方鼎和四羊方尊都是古代青铜材料制品的代表。 在近代社会，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。进入21世纪，以纳米材料、超导材料、光电子材料、生物医用材料及新能源材料等为代表的新材料技术。 创新显得更为异常活跃，新材料诸多领域正面临着一系列新的技术突破和重大的产业发展机遇。材料科学与工程学导论着眼于材料科学的基本问题、共性问题，将金属材料、无机非金属材料、高分子材料紧密结合在一起，使学生在初步把握材料共性的同时了解材料的个性。现代材料科学技术的发展，促进了金属、非金属无机材料和高分子材料之间的密切联系，从而出现了一个新的材料领域——复合材料。复合材料以一种材料为基体，另一种或几种材料为增强体，可获得比单一材料更优越的性能。复合材料作为高性能的结构材料和功能材料，不仅用于航空航天领域，而且在现代民用工业、能源技术和信息技术方面不断扩大应用。材料是人类进化最重要的动力，任何工程技术都离不开材料的设计和制造工艺，一种新材料的出现，必将支持和促进当时世界文明的发展和技术的进步。从人类的出现到二十一世纪的今天，人类的文明程度不断提高，材料及材料科学也在不
专业导论课程学生学习感悟 --2011级材料科学与工程全体学生对于一名材料科学与工程专业的本科生来说，材料科学导论是学习材料专业的学生最先接触的一门专业知识课。材料科学与工程导论不仅可以整体的向我们概述本专业所要学习的内容，而且还能在一定程度上激发我们对本专业的学习兴趣，它的关键在于课业比较系统的了解材料科学领域的研究方向和研究内容，同时，这门课还有着培养学生学习材料科学相关知识的兴趣的作用。很显然，此门课的重要性不言而喻。 进入材料科学与工程专业导论的学习已经有一段时间了，经历这个阶段，有了对这个专业知之甚少到现在有所了解的转变。通过杨文斌教授第一节专业导论课对于本专业的引入，更结合材料在于美国苹果公司手机上的运用，让我们颇为真实地感受了材料的魅力，引起我们的广泛兴趣。 最初，对于材料的学习、将来的就业方向等等问题，我很是疑惑。杨教授就国内外材料领域发展的新动向切入主题，带领我们见识了当下国内外社会、经济发展为材料科学的发展所创造的机遇，这让我对于本专业的前景信心满满。杨教授再对材料科学与工程“四要素”进行深入浅出的讲解，激发了我们学习的好奇心，对于本专业的课程学习也有了一定理解。杨教授还带着我们观看了本学院在材料研究方面的一些科研成果，我们看得不亦乐
乎。紧接着，观看了在将来学习中要用的一些机器，再加之杨教授的讲解，对于这个专业有了更进一步的认识。 在听了邱仁辉副院长对材料科学与工程简介的解说之后，我更了解了材料在于生活中的广泛利用，对材料所起的作用想要更加深入的学习。他所安排的课程学习让我们更加全面地认识了材料这个专业，并且就我们这个专业在国际领域的发展进行讲解，融入邱副院长自己所研究的科研内容，这都令我们耳目一新。在谈到材料的研究应用时，邱副院长很是高兴，因为本专业开办以来我们学院取得了10多项国家科研基金，在科学研究方面也是硕果累累。听完这些介绍，我们对于专业教学师资的阵容强大感到高兴，更加促进我们的认识。 专业导论课还邀请一些在公司打拼出成绩的前辈来给我们作讲座，让我们的学习和现实的运用相结合，收获颇多。在讲座中，陈厂长把我们的专业和他的工厂的生产进行讲解，表明我们这个专业在工厂实践中的一些运用。他还结合自身的经历，提出了当下公司对于大学生的一些要求，我们也了解到这样的一种现状。通过这些专业导论课的学习，真正意义上了解了材料科学与工程，也认识了我们学院的风采，为以后的学习奠定一定的基础。 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。进入21世纪，以纳米材料、超导材料、光电子材料、生物医用材料及新能源材料等为代表的新材料技术
川大学教案【理、工科】
掌握疲劳 强度的概 念 4.1.8.3疲劳极限和疲劳强度
图 4-49 难点 了解并理 解疲劳断 裂机理 高分了材料宏观疲劳断裂过程:
2()
DTA ——差热分析 Fig 17.2 图 4-51 难点 （2）与温度T 相关 T —Tg Cp 发生突变 DSC ——示差扫描量热仪 测 试原 理示意图。 比热容与温度 比热容与相变 一级相变，二级相变 3. 比热容（C P ）或Cv 定义：IKg 质量的固体（或液体）升高（或降低）PC 时，所增加 （或减 少）的（振动能量）热量。固体多用Cp 。单位： J - mol'1 - K 」。 Cp 〉 Cv 。 比热=热容/原子量,单位J ?Kg-I ?K 1 比热容的大小：主要取决于化学结构 等容热容 内能对温度的曲线上的斜率等压热容：嬉对温度的曲线 上的斜率 同体热容理论 经典理论 量了理论 原子的振动---晶格的振动 谐振了 随机振动 德拜模型 金属C P <1, 容易加热、容易冷却。单原子 晶体24.9；银24.3；铝 25.1。 银 C P =0.25 Fe C P =0.50 热容小，很快冷 要点 区分：热 容和比热 Fig 17.1 高分子 C P 1.0?2.0 例 / HDPE LDPE PS 天然橡胶 PVC 环氧树脂 热容大 2.31 1.90 1.20 1.92 1.05 1.05 影响高分了比热容Cp 的因素 （1）分了链柔顺性 温度的升高是由于分子过 其间内摩擦引起的，柔性 链，运动单元小内摩擦小, 反上升慢，热高量大，热 能动能 难点:理解 热容的宏 观效应，及 影响因素