材料科学与工程学导论 (1)

1、材料科学与工程导论1绪论1.课程设置的意义和目的材料的材料的定义定义与与分类分类材料的地位和作用材料的地位和作用材料科学与工程的形成和发展材料科学与工程的形成和发展本课程设置和北工大材料科学与工程学科改革本课程设置和北工大材料科学与工程学科改革2.课程的内容和讲法2材料是人类用于制造机器、构材料是人类用于制造机器、构件和产品的件和产品的物质物质，是人类赖以，是人类赖以生存和发展的物质生存和发展的物质基础基础。3无机非金属材料金属材料高分子材料复合材料材料的分类4 材料是人类社会发展的基础和先材料是人类社会发展的基础和先导，是人类社会进步的里程碑和划导，是人类社会进步的里程碑和划时代的标志。材料

2、和能源、信息被时代的标志。材料和能源、信息被称为人类社会的称为人类社会的“三大支柱三大支柱”。5 一种重要新材料的发现和使用，一种重要新材料的发现和使用，都把人类支配自然的能力提高到一都把人类支配自然的能力提高到一 个新水平，材料科学技术的每一次个新水平，材料科学技术的每一次重大突破都会引起生产技术的重大重大突破都会引起生产技术的重大变革，甚至引起一次世界性的技术变革，甚至引起一次世界性的技术变革，从而把人类物质文明和精神变革，从而把人类物质文明和精神文明推向前进。文明推向前进。材料的地位和作用材料的地位和作用6材料科学与工程的形成与发展，反映了学科发展从细分到整合（综合）的基本规律。材料科学

3、与工程的形成和发展材料科学与工程的形成和发展7材料学科的分合图材料学科的分合图地地 质质采采 矿矿矿矿 冶冶化化 工工冶冶 金金陶陶 瓷瓷高分子高分子物物 冶冶化化 冶冶物物 冶冶力力 冶冶物物 理理社会科学社会科学 材料学材料学M MS SE E化化 学学力力 学学矿矿 187918791888188818881888193719371937193719661966198619861989198919751975材料科学与工程的形成和发展材料科学与工程的形成和发展8 美国美国 MIT 矿冶及材料系名称的演变矿冶及材料系名称的演变年年系名称系名称18651865 18791879地质与采矿工程

4、地质与采矿工程18791879 18841884采矿工程采矿工程18841884 18881888采矿工程采矿工程（地质、采矿、冶金）（地质、采矿、冶金）18881888 18901890采矿与冶金采矿与冶金18901890 19271927采矿工程与冶金采矿工程与冶金19271927 19371937采矿与冶金采矿与冶金19371937 19661966冶金冶金19661966 19751975冶金与材料科学冶金与材料科学19751975 现在现在材料科学与工程材料科学与工程材料科学与工程的形成和发展材料科学与工程的形成和发展9 美国大学有关材料专业的变化趋势美国大学有关材料专业的变化趋势系

5、名称系名称196419641970197019851985矿 物 与 采 矿矿 物 与 采 矿9 97 75 5冶金冶金313121211717材料材料111129295151其它其它181821211717合计合计696978789090材料科学与工程的形成与发展材料科学与工程的形成与发展10材材 料料 学学 科科金金属属材材料料与与热热处处理理钢钢铁铁冶冶金金有有色色金金属属冶冶金金冶冶金金物物理理化化学学金金属属压压力力加加工工无无机机非非金金属属材材料料硅硅酸酸盐盐工工程程高高分分子子材材料料与与工工程程粉粉末末冶冶金金复复合合材材料料腐腐蚀蚀与与防防护护材材料料科科学学与与工工程程复

6、复合合材材料料铸铸造造焊焊接接 材材料料学学科科二二级级学学科科分分类类表表材料科学与工程的形成和发展材料科学与工程的形成和发展11环境环境输输入入系统系统输输出出学科学科现现象象环环境境自自然然社社会会材材 料料类类型型层层次次金金 属属复复 合合陶陶 瓷瓷高高 分分 子子相相分子原子分子原子电电 子子金相组织金相组织功功能能社社会会现现象象性性能能自自然然现现象象材材料料学学宏宏观观微微观观社会科学社会科学 自然科学自然科学 社社会会需需要要成成果果反反馈馈材料和材料学材料和材料学材料科学与工程的形成和发展材料科学与工程的形成和发展12结论：结论：不同的材料二级学科曾为社会培养了大量不同的

7、材料二级学科曾为社会培养了大量的专业人才；的专业人才；已不能满足已不能满足21世纪人才培养的需求，必须世纪人才培养的需求，必须进行改革；进行改革；按照按照“四要素四要素”原则重新构建材料科学与原则重新构建材料科学与工程的工程的大材料学科大材料学科。13材料科学与工程的内涵材料科学与工程的内涵合成合成/ /制备制备效能效能结构结构/ /成分成分性质性质a理论及材料理论及材料与工艺设计与工艺设计基本性能基本性能 受环境影响受环境影响（气氛（气氛 温度温度 受力状态）受力状态）制备与制备与加工加工效能效能(使用性能使用性能)组织结构组织结构成分成分b14材料科学与工程的纵向或横向分类方法材料科学与工程的纵向或