石油天然气工业的发展与先进石油

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1、石油天然气工业的发展与先进石油天然气用钢西南石油大学材料科学与工程学院博士生课程讲座2李春福前言材料（material）：是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质的统称。材料是人类赖以生存和发展的物质基础。20世纪70年代人复合材料钢筋们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。80年代以高技术群为代表的新技术革命，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。这主要是因为材料与国民经济建设、国防建设和人民生活密切相关。材料除了具有重要性和普遍性以外，还具有多样性。由于多种多样，分类方法也就没有一个统一标准。前言材料可按多种方法进行分类。按

2、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，根据材料用途不同，对性能的要求也不一样。功能材料主要是利用物质的物理、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。前言材料科学（materialscience）：材料科学是上世纪60年代以后提出上世

3、纪末的到国际公认的概念。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。前言科学的定义：对一定条件下物质本质变化规律的研究和总结。科学是运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系，是社会意识形态之一。科学是人类智慧结晶的分门别类的学问。科学就是讲求证据，逻辑严密的人类认知。换言之科学应该是可以完全采用数学进行描述的学问。前言材料科学的形成是科学技术发展的结果。这是因为：第一，固体物理、无机化学、有机化学、物理化学等学科的发展，对物质结构和物性的

4、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。前言第二，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象，并用来作陶瓷增韧的一种有效手段。前言第三，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

5、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。前言第四，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、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

6、技术发展对材料提出的新的要求，促进了材料科学的形成。前言第五，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。但是这些理由对于材料自身的不同学科融合，并不能从根本上解决问题。这中间存在着太多的难以融合的故事。前言众所周之，材料科学与工程是研究材料的成分、组织结构与性能及其制备方法之间的关系的一门学科。材料科学是建立在材料的物理结构和材料的化学热力学以及材料的性能学（包括结构材料的材料力学性能和功能材料的材料物理性能、化学性能）的基础之上。传统

7、的材料科学是一门以实验室研究为主的实验学科。前言1998年我国根据国内外高等教育的现状，对本科专业设置进行了调整，随着现代物理、化学以及科学技术的发展，高等教育中的材料类专业经过大幅度合并整合，形成了金属材料，无机非金属材料，高分子材料和复合材料四大类材料专业，并设置了泛含所有材料的宽口径的引导性大材料专业---材料科学与工程（80205Y）。与此同时，在学科建设中将分属于不同的一级学科的形形色色的材料类近三十个二级学科，整合形成材料科学与工程一级学科，以及相应的材料物理与化学，材料学和材料加工工程三个二级学科。以培养适应新世纪需求的材料类专业人才。