材料科学基础说课 - 精品课程

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1、材料科学基础说课曾荣昌教授材料及材料科学的发展史《材料科学基础》课程简介《材料科学基础》教材和参考书《材料科学基础》内容和重点《材料科学基础》学习方法什么是材料科学（materialsscience）？材料科学是研究材料的成分、组织结构、制备工艺与材料性质和使用效能，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。材料科学对生产、使用和发展新材料具有指导意义。材料及材料科学的发展史《材料科学导论-融贯的论述》，冯端、师昌绪、刘治国，化学工业出版社，20021.材料是人类赖以生存和发展的物质基础材料是人类用来制造机器、构件、器件和其他产品的物质。

2、材料广泛地应用于机械、交通运输、建筑、能源等各行各业等。材料按化学状态分为：金属材料、陶瓷材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料。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。2.人类的文明史就是材料的发展史材料是人类进化的里程碑，人类经历了：石器时代青铜器时代（公元前5000年）铁器时代（公元前1200年）19世纪中叶，钢铁时代20世纪中叶，高分子材料电子材料时代（20世纪初）3.材料科学的形成是科学技术发展的结果固体

3、物理、无机化学、有机化学、物理化学等学科的发展，对物质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。http://baike.baidu.com/view/22775.htm在材料科学这个名词出现以前，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，可以相互借鉴，促进本学科的发展。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现了马氏体相变现

4、象，并用来作陶瓷增韧的一种有效手段。http://baike.baidu.com/view/22775.htm各类材料的研究设备与生产手段也有很多相似之处。虽然不同类型的材料各有专用测试设备与生产装置，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，加速了材料的发展。http://baike.baidu.com/view/22775.htm科学技术的发展，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

5、、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，习惯于使用金属材料的想不到采用高分子材料，即使想用，又对其不太了解，不敢问津。相反，习惯于用高分子材料的，也不想用金属材料或陶瓷材料。因此，科学技术发展对材料提出的新的要求，促进了材料科学的形成。http://baike.baidu.com/view/22775.htm复合材料的发展，将各种材料有机地联成了一体。复合材料在多数情况下是不同类型材料的组合，通过材料科学的研究，可以对各种类型材料有一个更深入的了解，为复合材料的发展提供必要的基础。http://baike.baidu.com/view/22775.htm材料科学是现代科学

6、技术发展的基础、工业生产的支柱在近代科学技术的推动下，材料品种日益增多，不同效能的新材料不断涌现，原有材料的性能也更为改善与提高。硅半导体材料的工业化生产，使计算机技术进入了超大规模集成电路时代；高温高强度材料的出现，促进了宇航工业的发展；隐形材料的研制成功，使现代战争扑朔迷离。材料科学的作用研发新材料，需要材料科学理论指导；发展材料科学理论，必须融合其他学科，如物理、化学、力学、生物医学、工程学的理论，进行交叉与渗透。如：材料与物理—材料物理材料与化学－材料化学材料与力学－材料力学材料与生物医学－生物材料材料与工程学－材料工程图3材料四要素（英国科学家）材料要素Synthesis/Compo

7、sition成分/结构合成/加工表征性能效能材料科学与工程所探讨的是材料的制备、结构、性能与功效之间的相互关系。图4材料要素（中国）材料科学的形成历史与人类使用材料的漫长历史相比，科学家研究材料科学的历史比较短暂。由于实用的金属与陶瓷材料多半是多组元的复相物质，使得习惯于研究简单物质的科学家望之而却步。因而长期以来，材料的发展依靠匠师们穷年累月里汇聚起来的手艺、诀窍和经验。到19世纪中叶以后，转炉