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吴申庆自我介绍 材料学科科研方法研讨 材料科学与工程学院 吴申庆 2013.8 主要内容 一.材料科学与工程学科 二.材料学科科研内容 三.科研发展动向 四.研究方法和创新思维 1.什么是材料？ 2.材料是怎样分类的？ 3.什么是材料科学与工程？ 4.当代关注的新材料有哪些？ 5.材料——现代科技的支撑学科 1.材料： 所谓材料,是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于 一定用途的物质. 2.材料是怎样分类的？ 在实践中，人们按用途把材料分成结构材料和功能材料 结构材料Structural materials 主要是利用其强度、韧性、力学及热学等性质,构筑物体的结构主体。。 功能材料Functional materials 主要利用其声、光、电、磁、热等性能,制成具备某种功能的物品. 另一种分类——按化学组成，则可把材料分为: 金属材料 有机高分子材料 无机非金属材料 (复合材料) 3.什么是材料科学与工程？ 材料科学与工程（MSE）是 关于材料成分结构，工艺和其 性能与用途之间有关知识和应用 的科学。 ——美国国家科学院材料与工程调查研究委员会 更具体一点—— 材料科学是关于利用初级物质构造具有一定功能和使用价值的新物质的科学，主要内容是研究关于成分、合成加工、组织结构与材料性能四者之间的相互关系，其任务是采用最科学和最经济的方法，设计、合成、制备出具有优异使用性能的材料 . 4.当代关注的新材料有哪些？ 新型钢铁材料 新型有色金属合金材料 新型建筑材料 新型化工材料 信息材料 能源材料 生物材料 汽车材料 纳米材料与技术 超导材料与技术 稀土材料 生态环境材料 军工新材料 “新材料产业”不仅包括新材料，也包括相关产品和技术装备。 具体涵盖： 新材料本身形成的产业； 新材料技术及其装备制造业； 传统材料技术提升的产业等。 “新材料产业”主要涉及行业— (1)纺织业； (2)石油加工及炼焦业； (3)化学原料及化学制品制造业； (4)化学纤维制造业；(5)橡胶制品业； (6)塑料制品业； (7)非金属矿物制品业； (8)黑色金属冶炼及压延加工业； (9)有色金属冶炼及压延加工业 ； (10)金属制品业； (11)医用材料及医疗制品业； (12)电工器材及电子元器件制造业等。 与传统材料相比，新材料产业的特点： 技术高度密集，研究周期长 研究与开发投入高 产品的附加值高 生产与市场的国际性强，以及应用范围广 发展前景广阔 5.材料——现代科技的支撑学科 对材料的认识和利用的能力,决定着社会的形态和人类生活的质量。历史学家把材料及其器具作为划分时代的标志:如石器时代、青铜器时代、铁器时代……  当今的时代是一个由多种材料来决定和主导社会经济发展的时代 从工具,技艺到完整的科学体系 以人工合成为主要制造手段,不再是从自然界现成提取 与新兴学科的交叉渗透不断产生新概念材料 二。材料学科研究内容 围绕着材料四个要素展开：研究关于1.成分组织结构、2.合成加工、3.材料性能与4.应用四者之间的相互关系，采用最科学和最经济的方法，设计、合成、制备出具有优异使用性能的材料 . 1。材料的微观结构 微观结构 包括成分、相结构、晶粒、晶界、位错、取向、扩散、吸附、偏析等……已经成为了一个重要的学科分支 分析方法包括化学分析，表面分析、电子显微分析、能谱分析、Ｘ -射线分析…… ,都已发展成了专门的学科 着重介绍性能 2。材料的性能 材料的性能分为工艺性能和使用性能两大类。 工艺性能：是指加工制造过程中，材料在冷、热加工条件下表现出来的性能。其好坏决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同。 不同材料具有不同的工艺性能和表怔方法。 超导电效应 在低温下材料电阻突然消失的效应 金属超导材料：Ni-Zr,Ni-Ti, Nb3Al,Nb3Si, V3Si, V3Ga等，Tc最高仅23K 陶瓷超导材料：Ba-La-Cu-O,Tc达到123K 有机超导材料：正成为新的研究方向 在材料的制备，应用方面，也有丰富深入的 研究内容. 四.材料学科的科研动向 1。我国经过数十年持续不断地发展，材料科技实力显著增强，自主创新能力不断提高 中国是钢铁大国，但大而不强。中国钢 材生产依然偏重于高能耗、低附加值产品，部分高附加值钢材对外依存度很高 每年需要进口的钢材总量高达1000万吨。 2。国家高