材料简论.docx

材料导论论文材料是指对人类有用的物质，主要用于构成人类工具的原料。纵观历史，材料的发展体现了人类科技的发展，通过材料的发展也可以将人类历史分为原始阶段、石器新石器阶段、青铜阶段、铁器阶段，一直到最近的金属铝以及现在的各种材料很明显的是，材料不仅仅体现了科技的发展，它与人类的科技息息相关：过时的材料制约着科技的发展，先进的材料则会为科技发展提供助力；科技的进步会推动材料的发展，同样，科技的落后也会限制材料的发展。由此可见，材料对我们至关重要。那么，现在对于材料学的定义是什么呢？百度百科是这么说的：材料学是指研究材料组成、结构、工艺、性质和使用性能之间相互关系的学科，为材料设计、制造、工艺优化和合理使用提供科学依据。现代材料学科更注重研究各类材料及它们之间相互渗透的交叉性和综合性。材料学的中心是：材料的制备和加工、材料的结构、材料的性能。材料学会涉及到的理论包括固体物理学、材料化学，再与电子工程结合可生成电子材料；与机械结合能衍生出结构材料；与生物学结合能衍生出生物材料等等材料物理专业较系统培养学生的基本理论水平和技术，要求我们具备材料物理相关的基本知识和基本技能，能在材料科学与工程及与其相关的领域从事学习，研究和教学，以及相应的科技开发与管理工作。对于现阶段的我们来说，应当学好物理与数学基础知识，尤其是固体物理这门课，以为材料打下扎实的基础。材料物理专业提供物理学、材料科学、材料化学和材料物理的基本理论、基本知识和基本技能的系统学习，材料探索、制备与合成的思维与技能等方面的基本训练，以及材料加工、材料结构与性能测定及材料应用等方面的专业训练。旨在帮助学生掌握材料物理及其相关的基础知识、基本原理和实验技能，具备运用物理学和材料物理的基础理论、基本知识和实验技能进行材料探索和技术开发的基本能力，能发展成为在材料科学与工程及其材料学是指研究材料组成、结构、工艺、性质和使用性能之间相互关系的学科，为材料设计、制造、工艺优化和合理使用提供科学依据。当初我报考物理系的想法就是想在大学四年打下扎实的基础，那么大学毕业之后不管想向那一个方向发展，都可以游刃有余。上过材料导论和微电子导论后，我找到了一个未来的发展方向，那就是研究材料。材料物理是从物理学原理出发提供材料结构、特性与性能的一门新兴交叉学科，主要面向新能源与新信息等新功能材料探索（材料、信息、能源并称为推动全球科技发展的三大基柱，将材料的发展方向定在能源与信息上也是物尽其用）。由于当今以服务于高科技，现代工业和国防为主的现代材料或新材料的需求量越来越大，新材料的研制与开发速度也越来越快，因而涌出的新概念、新理论、新技术、新方法、新工艺、新产品和新问题越来越需要材料学家和物理学家等共同努力来归纳、整理、总结及创新。由此产生的材料物理专业无疑是多学科知识交叉、渗透的结果。它给现代材料的研究、开发和应用以及相关科学的发展带来了新的空间。为新材料的可持续发展提供完善而系统的理论指导和技术保障。因此，材料物理专业的就业前景十分广阔。并且，根据调查显示：在一次统计注射制品失败的原因调查中，数据表明有至少23%是选择材料上的错误，换句话说，现在的材料已逐渐成为制约科技发展的因素了。我猜想，此时应当有一次材料领域上的跨时代突破出来，否则，人类科技进步的速度很可能会下降。所以，我们身为材料的研究人员，做的是人类从古至今始终至关重要的工作，理当担此大任，认真学习，储备知识，以便以后能真正在材料这片领域内发展。（以上资料来自百度百科与普通化学）附件一：材料的分类附件二：部分材料种类的简介附件一：材料的分类：一、按来源分，可以分为高分子材料（Polymer Material）、无机非金属（inorganic nonmetallic materials）（包括陶瓷材料，半导体材料等）、金属材料（metal），一般分为铁基金属（黑色金属），非铁基金属（有色金属）、复合材料 （Composite materials），由两种或者更多种材料以恰当的组合方式构成。一般会以一种材料做基体，另一种材料做为增强体。目前比较受到关注的纳米材料一般属于无机非金属行列，但是也会同高分子材料、金属材料、复合材料等出现交叉。二、按性能分，可以分为：阻燃材料（阻止燃烧的材料，可用于航天器，建筑的防火等方面） 、含能材料（蕴含能量的材料，如火药等，一般用于航天器燃料，军工等方面）、建筑材料（用于建筑方向的材料，包括室内装修，房屋建筑等）、服装材料（服装用的材料）国家材料科学的发展历史：在不同的历史时期学科方向始终处于研究前沿，为促进中国科技和国防的发展，作出一定的贡献。八十年代我们发展了耐高温金属材料(包括随后的金属间化合物)为开发航空、航天工业材料起了作用；九十年代前后我们在国内较早地发展了金属基复合材料，为国防工业解决了不少问题；九十年代在国内又率先将计算机模拟技术引入到热处理方面枣智能化热处理，对中国热处理行业升级改造起了很大作用；在相变理论及应用领域长期以来已形成在国际上有较大影响的学术特色，从研究金属相变发展到研究陶瓷相变，处于国际上研究的前沿。材料二：一些材料的资料搜集：建筑材料生活中无处不在的影子：建筑材料可分为结构材料、装饰材料和某些专用材料。结构材料包括 木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金属、砖瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材料等；装饰材料包括各种涂料、油漆、镀层、贴面、各色瓷砖、具有特殊效果的玻璃等；专用材料指用于防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔热、保温、密封等1、木材：除直接使用原木外，木材都加工成板方材或其他制品使用。为减小木材使用中发生变形和开裂，通常板方材须经自然干燥或人工干燥。自然干燥是将木材堆垛进行气干。人工干燥主要用干燥窑法，亦可用简易的烘、烤方法。干燥窑是一种装有循环空气设备的干燥室，能调节和控制空气的温度和湿度。经干燥窑干燥的木材质量好，含水率可达10%以下。使用中易于腐朽的木材应事先进行防腐处理。用胶合的方法能将板材胶合成为大构件，用于木结构、木桩等。木材还可加工成胶合板、碎木板、纤维板等。 在古建筑中木材广泛应用于寺庙、宫殿、寺塔以及民房建筑中。中国现存的古建筑中，最著名的有山西五台山佛光寺东大殿，建于公元857年；山西应县木塔，建于公元1056年，高达67.31米。在现代土木建筑中，木材主要用于建筑木结构、木桥、模板、电杆、枕木、门窗、家具、建筑装修等。2、竹材：竹材的利用有原竹利用和加工利用两类。原竹利用是把大竹用作建筑材料，运输竹筏，输液管道；中、小竹材制作文具、乐器、农具、竹编等。加工利用有多种用途，如竹材层压板可制造机械耐磨零件等；竹木复合板曾制成第一架竹材单翼高级教练机；竹材人造板可作工程材料。此外竹黄还可制成多种工艺美术品。竹材也是造纸、制纤维板和醋酸纤维、硝化纤维的重要原料。竹炭表面硬度高于木炭，可用于冶炼工业和制取活性炭。3、石材：石材（Stone）作为一种高档建筑装饰材料广泛应用于室内外装饰设计、幕墙装饰和公共设施建设。目前市场上常见的石材主要分为天然石和人造石、大理石。天然石材按物理化学特性品质又分为板岩和花岗岩两种。人造石按工序分为水磨石和合成石。水磨石是以水泥、混凝土等原料锻压而成；合成石是以天然石的碎石为原料，加上粘合剂等经加压、抛光而成。后两者为人工制成，所以强度没有天然石材价值高。石材是建筑装饰材料的高档产品，天然石材大体分为花岗岩、板岩、砂岩、石灰岩、火山岩等，随着科技的不断发展和进步，人造石的产品也不断日新月异，质量和美观已经不逊色天然石材。随着建筑设计的发展，石材早已经成为建筑、装饰、道路、桥梁建设的重要原料之一。4、水泥：粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。cement一词由拉丁文caementum发展而来，是碎石及片石的意思。早期石灰与火山灰的混合物与现代的石灰火山灰水泥1 很相似，用它胶结碎石制成的混凝土，硬化后不但强度较高，而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。长期以来，它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。5、混凝土，简称为“砼（tng）”：是指由胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作骨料；与水（可含外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。工程塑料新型合成材料的精英：工程塑料可作工程材料和代替金属制造机器零部件等的塑料。1 工程塑料具有优良的综合性能，刚性大，蠕变小，机械强度高，耐热性好，电绝缘性好，可在较苛刻的化学、物理环境中长期使用，可替代金属作为工程结构材料使用，但价格较贵，产量较小纳米材料现代材料的新宠：纳米材料是指由尺寸小于100nm（0.1-100nm）的超细颗粒构成的具有小尺寸效应的零维、一维、二维、三维材料的总称。纳米材料的概念形成于80年代中期，由于纳米材料会表现出特异的光、电、磁、热、力学、机械等性能，纳米技术迅速渗透到材料的各个领域，成为当前世界科学研究的热点。按物理形态分，纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体和纳米相分离液体等五类。尽管目前实现工业化生产的纳米料主要是碳酸钙、白炭黑、氧化锌等纳米粉体材料，其它基本上还处于实验室的初级研究阶段，大规模应用预计要到5-10年以后，但毫无疑问，以纳米材料为代表的纳米科技必将对二十一世纪的经济和社会发展产生深刻的影响。当前的研究热点和技术前沿包括：以碳纳米管为代表的纳米组装材料；纳米陶瓷和纳米复合材料等高性能纳米结构材料；纳米涂层材料的设计与合成；单电子晶体管、纳米激光器和纳米开关等纳米电子器件的研制、C60超高密度信息存贮材料等。电子材料我们目前的主要研究方向：电子材料是指在电子技术和微电子技术中使用的材料，包括、单晶硅为代表的半导体材料、激光晶体为代表的光电子材料、介电材料、压电与铁电材料、介质陶瓷、热敏陶瓷为代表的电子陶瓷材料、导电金属及其合金材料、钕铁硼（NdFeB）永磁材料为代表的磁性材料、光纤通信材料；磁存储和光盘存储为主的数据存储材料、电磁波屏蔽材料以及其他相关材料。电子材料是现代电子工业和科学技术发展的物质基础，同时又是科技领域中技术密集型学科。它涉及到电子技术、物理化学、固体物理学和工艺基础等多学科知识。电子信息材料的总体发展趋势是向着大尺寸、高均匀性、高完整性、以及薄膜化、多功能化和集成化方向发展。当前的研究热点和技术前沿包括柔性晶体管、光子晶体、SiC、GaN、ZnSe等宽禁带半导体材料为代表的第三代半导体材料、有机显示材料以及各种纳米电子材料等。生态环境材料绿色与未来：生态环境材料是在人类认识到生态环境保护的重要战略意义和世界各国纷纷走可持续发展道路的背景下提出来的，是国内外材料科学与工程研究发展的必然趋势。一般认为生态环境材料是具有满意的使用性能同时又被赋予优异的环境协调性的材料。这类材料的特点是消耗的资源和能源少，对生态和环境污染小，再生利用率高，而且从材料制造、使