材料科学的形成与成果转化

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1、材料科学材料科学是研究材料的组织结构、性质、生产流程和使用效能,以及它们之间相互关系的科学。材料科学是多学科交叉与结合的结晶,是一门与工程技术密不可分的应用科学。中国的材料科学研究水平位居世界前列,有些领域甚至居于世界领先水平。目录隐藏材料科学综述进展简史材料科学的形成1 材料的分类按化学状态分类1 按物理性质分类1 按状态分类1 按物理效应分类1 按用途分类1 按组成分类1 材料工程技术金属材料成形1 机械加工1 热加工1 陶瓷冶金1 粉末冶金1 薄膜生长技术1 表面处理技术:1 热处理材料科学的成果转化材料的应用研究进展趋势材料科学综述进展简史材料科学的形成1 材料的分类按化学状态分类1

2、按物理性质分类1 按状态分类1 按物理效应分类1 按用途分类1 按组成分类1 材料工程技术金属材料成形1 机械加工1 热加工1 陶瓷冶金1 粉末冶金1 薄膜生长技术1 表面处理技术:1 热处理材料科学的成果转化材料的应用研究进展趋势 编辑本段材料科学 材料 木头英文名:material science 编辑本段综述 材料科学与工程导论材料是人类用来制造机器、构件、器件和其他产品的物质。但并不是所有物质都可称为材料,如燃料和化工原料、工业化学品、食物和药品等,一般都不算作材料。材料可按多种方法进行分类。按物理化学属性分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。按用途分为电子材料、宇航

3、材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。实际应用中又常分为结构材料和功能材料。结构材料是以力学性质为基础,用以制造以受力为主的构件。结构材料也有物理性质或化学性质的要求,如光泽、热导率、抗辐照能力、抗氧化、抗腐蚀能力等,依照材料用途不同,对性能的要求也不一样。功能材料要紧是利用物质的物理、化学性质或生物现象等对外界变化产生的不同反应而制成的一类材料。如半导体材料、超导材料、光电子材料、磁性材料等。 材料是人类赖以生存和进展的物质基础。20世纪70年代,人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。80年代,随着高技术群的兴起,又把新材料与信息技术、生物技术并列作为新技术革命的重要标志。现代社会,材料

4、已成为国民经济建设、国防建设和人民生活的重要组成部分。 编辑本段进展简史人类社会的进展历程,是以材料为要紧标志的。100万年往常,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。1万年往常,人类对石器进行加工,使之成为器皿和精巧的工具,从而进入新石器时代。新石器时代后期,出现了利用粘土烧制的陶器。人类在查找石器过程中认识了矿石,并在烧陶生产中进展了冶铜术,开创了冶金技术。公元前5000年,人类进入青铜器时代。公元前1200年,人类开始使用铸铁,从而进入了铁器时代。随着技术的进步,又进展了钢的制造技术。18世纪,钢铁工业的进展,成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶,现代平炉和转炉炼钢技术的出现,使

5、人类真正进入了钢铁时代。与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。直到20世纪中叶,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。 材料科学和工程研究进展系列图书20世纪中叶以后,科学技术迅猛进展,作为发明之母和产业粮食的新材料又出现了划时代的变化。首先是人工合成高分子材料问世,并得到广泛应用。先后出现尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等塑料,以及维尼纶、合成橡胶、新型工程塑料、高分子合金和功能高分子材料等。仅半个世纪时刻,高分子材料已与有上千年历史的金属材料并驾齐驱,并在年产量的体积上已超过了钢,成为国民经济、国防尖端科学和高科技领域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的进展。

6、陶瓷是人类最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。50年代,合成化工原料和专门制备工艺的进展,使陶瓷材料产生了一个飞跃,出现了从传统陶瓷向先进陶瓷的转变,许多新型功能陶瓷形成了产业,满足了电力、电子技术和航天技术的进展和需要。 结构材料的进展,推动了功能材料的进步。20世纪初,开始对半导体材料进行研究。50年代,制备出锗单晶,后又制备出硅单晶和化合物半导体等,使电子技术领域由电子管进展到晶体管、集成电路、大规模和超大规模集成电路。半导体材料的应用和进展,使人类社会进入了信息时代。 现代材料科学技术的进展,促进了金属、非金属无机材料和高分子材料之间的紧密联系,从而出现了一个新的材料领域复合材料

7、。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。 编辑本段材料科学的形成材料是早已存在的名词,但材料科学的提出则是在20世纪60年代。1957年,苏联人造地球卫星发射成功之后,美国政府及科技界为之震惊,并认识到先进材料关于高技术进展的重要性,因此在一些大学相继成立了十余个材料科学研究中心,从此,材料科学这一名词开始被人们广泛地引用。 材料科学的形成是科学技术进展的结果。这是因为,第一,固体物理、无机化学、有机化学、物理化学等学科的进展,对物质

8、结构和物性的深入研究,推动了对材料本质的研究和了解;同时,冶金学、金属学、陶瓷学等对材料本身的研究也大大加强,从而对材料的制备、结构和性能,以及它们之间的相互关系的研究也愈来愈深入,这为材料科学的形成打下了比较坚实的基础。第二,在材料科学那个名词出现往常,金属材料、高分子材料与陶瓷材料科学都已自成体系,它们之间存在着颇多相似之处,能够相互借鉴,促进本学科的进展。如马氏体相变本来是金属学家提出来的,而且广泛地用来作为钢热处理的理论基础。但在氧化锆陶瓷材料中也发觉了马氏体相变现象,并用来作陶瓷增韧的一种有效手段。第三,各类材料的研究设备与生产手段也有专门多相似之处。尽管不同类型的材料各有专用测试设

9、备与生产装置,但更多的是相同或相近的,如显微镜、电子显微镜、表面测试及物理性能和力学性能测试设备等。在材料生产中,许多加工装置也是通用的。研究设备与生产装备的通用不但节约了资金,更重要的是相互得到启发和借鉴,加速了材料的进展。第四,科学技术的进展,要求不同类型的材料之间能相互代替,充分发挥各类材料的优越性,以达到物尽其用的目的。长期以来,金属、高分子及无机非金属材料学科相互分割,自成体系。由于互不了解,适应于使用金属材料的想不到采纳高分子材料,即使想用,又对其不太了解,不敢问津。相反,适应于用高分子材料的,也不想用金属材料或陶瓷材料。因此,科学技术进展对材料提出的新的要求,促进了材料科学的形成

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