提起材料科学与工程这个专业，恐怕大部分人的第一反应是“一头雾水”“不知所云”。的确，与其他诸如“电子信息”“计算机”“经济管理”等一眼就可以看出“研究什么”的专业相比，“材料”这一概念显得相当的宽泛。可是，正是这种森罗万象无所不包的“宽泛”使得材料科学与工程这一专业成为当今国内外各行各业发展都离不开的一门基础而重要的学科。
说“无所不包”绝对不是夸大其词。观察一下我们生活的周围，你会发现处处都可以看到材料专业知识的影子。举个例子。你坐在家里看电视——电视机显示图像的元器件还有遥控器里的发信号装置是什么做的？是电子信息材料和光电材料。电视看腻了出门逛街要坐车，汽车是什么做的？车外壳是金属材料；挡风玻璃是非金属材料，可能是有机的，也可能是无机的；车内饰是橡胶材料。逛街累了要回家做饭，买好晚饭的食材，到了超市购物要付钱，纸币是有机木纤维加油机印刷油墨印制的，硬币是金属材料冲压制成的。OK，你不用现金而选择刷卡，信用卡是什么做的？有机聚合物材料，还有磁性材料。买好东西拎着袋子回家，用的是现在大力提倡的环保可降解塑料袋——这是有机生物材料……
这只是生活中一个相当相当小的方面，你看，材料无处不在。事实上，材料科学并不仅仅在这些基础的方面与我们的生活息息相关。随着时代的发展，不断提高的生活水平和日新月异的科技进步使得各方面对材料的要求达到了新的高度，这使得材料科学技术与生物技术，计算机技术和能源技术一同成为新世纪人类发展所倚重的高新科技的重中之重。生物技术方面，人造骨骼、人造器官的研究一直是医学研究的重点，而更轻更结实的钛合金骨骼、不会引发人体排斥的生物有机聚合材料是实现“人造身体”的关键所在。计算机技术方面，信息时代的“信息爆炸”要求计算机有更快的处理速度和更大的信息存储量，这些问题都可以新型的光电材料芯片和光存储材料来解决。能源方面，煤和石油存储量日渐减少，而核能的开发总会被蒙上“非和平”的阴影，这样的局面迫使人们将注意力集中在更干净、更环保的太阳能和氢能上，而新型的光电转换材料和储氢材料的开发将使这些清洁能源的利用和存储成为可能。可以说，在人类将来的发展中，材料科学技术会起到决定性的作用。
OK，展望了这么多前景，相信大家对材料科学与工程这门个专业的未来已建立了相当程度的信心。当然，要想真正完成依靠材料技术改变世界的壮举，需要付出相应的努力。也许你会说，我的理想不是成为科学家，我只是对这个专业比较感兴趣，想学到有用的知识。很现实的问题，提得好！那我们就来看看材料科学与工程这个专业，能让我们成为具有怎样的知识和能力的人才吧。
首先是培养目标。材料专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的工程技术型人才。所谓金属材料，是金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称，包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料，是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。高分子材料则是以高分子化合物为基础的材料，按来源分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料，按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料。
其次是培养方案。为达到上述目的，材料科学与工程专业的学生会学习材料科学与工程的基础理论，学习与掌握材料的制备、组成、组织结构与性能之间关系的基本规律；受到金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料以及各种先进材料的制备、性能分析与检测技能的基本训练；掌握材料设计和制备工艺设计、提高材料的性能和产品的质量、开发分
析与检测技能的基本训练；掌握材料设计和制备工艺设计、提高材料的性能和产品的质量、开发研究新材料和新工艺方面的基本能力。
最后，当我们毕业时，按照期望我们会获得以下几方面的知识和能力：
1。金属材料、无机非金属材料、高分子材料以及其它高新技术材料科学的基础理论和材料合成与制备、材料复合、材料设计等专业基础知识；
2。材料性能检测和产品质量控制的基本知识，具有研究和开发新材料、新工艺的初步能力；
3。材料加工的基本知识，具有正确选择设备进行材料研究、材料设计、材料研制的初步能力；
4。本专业必需的机械设计、电工与电子技术、计算机应用的基本知识和技能
5。相关的技术经济管理知识；
6。文献检索、资料查询的基本方法，具有初步的科学研究和实际工作能力
与其他工科专业相同，材料科学与工程专业在大学一、二年级会安排基础科目的学习，如高等数学、线性代数、概率统计与随机过程、大学英语、C语言、大学物理、基础物理实验等，以及社会类课程包括毛泽东思想概论、邓小平理论、政治经济学、法律基础等。此外，由于专业相关性，亦会开设机械设计基础、机械制图、电工学这样与材料生产设备相关的课程。
专业课程方面，在大一、大二学生会学习专业基础平台课程，包括无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、材料科学与工程概论等。看到这一连串的化学课程可能有些同学会问“我进的这到底是材料系还是化学系啊？”其实无论什么材料，影响其性能的因素无外乎其化学结构，分子也好原子也好离子也好。因此，这几门与化学相关的课程可以说是我们研究材料性能的基础，是材料学的基石。而且化学知识是我们制造合成材料的基础，将来我们搞材料方面的研发也好，生产也好，在了解其是“怎么来的”这一基础上我们才能进行进一步的工作，改性，深加工，塑形，精制，诸如此类。
升入大三后将深入学习更为专业的知识，包括材料物理性能、材料力学、材料工程基础、电化学、工程材料力学性能、物理冶金原理、现代材料研究技术。无论将来选择材料五大专业方向的任何一个，这几门课程都是必不可少的基础知识。材料学是一门综合性相当强的学科，即使你的主要研究或者工作方向只是某一种材料，比方说专门研究陶瓷，或者专门从事工程塑料的生产，但是其他材料的基本性质还是要知道的，因为材料的工作环境不是单一的，它很可能要与其他材料共同合作才能更好发挥功效。比如“神五”飞船的合金外壳和外面附着的吸热耐高温涂料，一个是金属，一个是有机物基非金属化合物，如何将两者牢固地结合起来这一问题就涉及到两种材料各自的结构及性质。
之后，诸位材料专业的学生面对的就是专业方向的选择。北航的材料系下分为五个专业方向，分别是金属与陶瓷材料、电子信息材料与材料设计、材料加工工程与自动化、材料腐蚀与防护、高分子及复合材料。课程安排方式为每专业限选选修课加上跨专业任选选修课。金属与陶瓷材料主要是高温合金及其提高金属耐高温性能的陶瓷涂层材料；电子信息材料与设计主要内容是信息存储材料及其相关的计算模拟方法，主要研究材料的电磁性能；材料加工与自动化主要是材料加工的新工艺，目前有可加工高性能航空材料的激光熔覆技术等；腐蚀与防护包括电化学与涂层两个方面的知识；高分子及复合材料包括高分子物理、高分子化学、复合材料与工程塑料方面的研究。
专业限选课有：
金属与陶瓷材料专业——金属功能材料、高性能金属结构材料、无机非金属材料物理化学、特种陶瓷材料；
电子信息材料与材料设计专业——计算材料学(信息功能陶瓷材料)、半导体材料及器件、量子力学(固体物理概论)；
材料加工工程与自动化专业——材料加工计算机测控、先进材料加工工程、材料加工设备及自动化；
材料腐蚀与防护专业——材料腐蚀科学与技术、材料表面工程与技术、涂料与涂装工程；
高分子及复合材料专业——聚合物基复合材料及其成型工艺、高分子材料、高分子材料成型工艺、有机化学B-2。
专业任选课包括：金属快速凝固技术、薄膜技术基础、激光材料加工、金属热处理、高分子膜材料、结构化学B、分析化学B、材料防腐蚀设计与表面工程、电化学测试技术、腐蚀科学与防护技术、先进电池材料、材料模拟实验技术、电沉积功能薄膜材料技术、清洁生产工艺导论、高分子与复合材料模具(CAD)、复合材料应用技术、化工基础、功能高分子材料、胶粘剂、仪器分析基础、无损检测、失效分析、金属成型理论、界面化学、轻质合金理论基础及应用。
学习内容：无机化学是一门内容丰富，涉及的化合物繁多，及与理论化学、材料、生命科学交叉较多的学科。这门课程让同学们能以元素周期表为主线，掌握主要元素和基本化合物的性质和规律等。主要内容有酸碱化学、配位化学、金属有机化学、原子簇化学、多重键化学、无机固体化学等，其中以配位化学作主线。这门课程与无机化学实验结合，进一步加深对无机化合物的合成、表征和分析的能力，培养无机化学兴趣。
有机化学
学习内容：本课程为有机化学的基础课程。教学以有机物的基本结构研究方法开头，以官能团为主线，按照由脂肪族到芳香混合体系的顺序讲解，系统介绍基本类型有机化合物的结构、合成、反应及其有关机理，介绍已广泛用于鉴定有机化合物结构的红外光谱、核磁共振等现代物理方法。在糖、蛋白质、杂环化合物、萜类和甾体等章节中亦会引入与有机化学关系密切的生物化学内容。
物理化学
学习内容：物理化学以物理原理和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为，发现并建立化学体系中的特殊规律。其研究内容大致可以概括为三个方面：化学体系的宏观平衡性质——以热力学的三个基本定律为理论基础，研究宏观化学体系在气态、液态、固态、溶解态以及高分散状态的平衡物理化学性质及其规律性，分支学科有化学热力学；溶液、胶体和表面化学；化学体系的微观结构和性质——以量子理论为理论基础，研究原子和分子的结构，物体的体相中原子和分子的空间结构、表面相的结构，以及结构与物性的规律性，分支学科有结构化学和量子化学；化学体系的动态性质——研究由于化学或物理因素的扰动而引起体系中发生的化学变化过程的速率和变化机理，分支学科有化学动力学、催化、光化学和电化学。
材料物理性能
学习内容：本课程以简单的固体物理知识为基础。课程的开始会简明论述固体中的电子能量结构和状态，为没有学过固体物理的学生提供一些基础知识。然后分别介绍材料的电、介电、光、热、磁、弹性和内耗(阻尼)性能及其发展；阐述各种性能的重要物理及微观机制、各种材料成分、组织结构与性能关系及主要制约规律；介绍表征物理性能主要参量的重要测试方法及其在材料科学与工程中的应用；列举与各种物理性能相关的重要功能材料。该课程把金属材料、陶瓷材料与高聚物材料的物理性能做了扼要的对比，便于学生掌握材料物理性能的一般规律和特殊性。对核技术中的材料原子环境的三种研究方法亦进行简单而必要的介绍。
材料工程基础
学习内容：本课程研究材料科学与工程的基础理论及其在材料加工工程中的应用，主要介绍材料的成分、加工工艺、组织结构和性能之间的关系。教学内容包括原子结构与原子间
结合键、晶体结构、固体中的扩散、材料的固化、相图、固态相变、金属学基础知识和热处理基本知识、常用金属、非金属和复合材料及金属材料状态图、金属热处理、金属的力学性能及其他性能、高分子材料的结构与性能、陶瓷的结构与性能、材料性能的测试方法和指标表示；除此理论知识外，还将从实际生产角度介绍工具和模具材料，较系统地介绍铸、锻、焊的实质、特点、工艺过程和合理地进行结构设计的工艺原则。同时还将简单介绍机械零件和工具、模具失效的形式和原因、提高各种模具寿命的措施和材料的选择方法。
工程材料力学性能
学习内容：该课程主要介绍工程材料在各种载荷作用及服役条件下的力学性能。其中以金属材料力学性能的内容为主；聚合物材料力学性能、陶瓷材料力学性能、复合材料力学性能所占比例略少。阐述工程材料在静载荷、冲击载荷和交变载荷及兼有环境介质作用下的力学性能，以及抗断裂、耐磨损等性能。
电化学
学习内容：本课程是电化学、腐蚀与防护、电镀、电解、化学电源和电分析化学等学科领域的基础知识。课程主要介绍水溶液电化学的基本原理，包括电化学热力学、电极与溶液界面的结构和性质、电极过程动力学等三大部分内容，重点叙述较成熟的基本理论。亦涉及到金属的阳极过程、金属的电沉积过程和化学电源等以实际研究为目的的内容。
物理冶金原理
学习内容：本课程主要讨论金属材料科学与工程的基础知识和基础理论，概括地叙述合金的成份、结构及性能之间的变化规律，比较系统地介绍金属与合金的晶体结构、纯金属的结晶、二元合金相图、三元合金相图、铁碳相图、固态金属中的扩散、凝固、位错、晶态固体的表面和界面、金属的塑性变形、回复与再结晶及固态金属中的相变等。
现代材料研究方法
学习内容：以现代材料分析测试技术为主要内容，重点阐述了各种实验方法的基本原理及材料学科领域的应用。共分三大章，重点介绍了材料电子衍射、材料表面分析和材料热分析技术的原理及实验技术在材料分析中的应用。课程结构简明扼要，各种方法均有较多的应用实例，学生在选择实验方法时能够有的放矢，进而能够举一反三融会贯通。为了便于读者自学，书后的附录内容比较全面，并且都是取自最新的分析和测试数据。
高分子物理
学习内容：本课程系统介绍高分子物理的基本理论，即高聚物的结构、分子运动与性能和行为之间的关系，突出高聚物区别于金属、陶瓷和其他低分子物质的特点。内容涉及高分子链的结构、聚合物的凝聚态结构、高分子溶液、聚合物的分子量和分子量分布、聚合物的转变与松弛、橡胶弹性、聚合物的屈服和断裂、聚合物的流变性、聚合物的电学性能、热性能、光性能以及表面与界面性能；但从航空航天材料科学与工程的需要出发，以力学性能为主，兼顾其他性能。
高分子化学
学习内容：本课程系统讲述从小分子单体合成高分子化合物的重要聚合反应及其机理、动力学、热力学、聚合反应的实施方法、单体结构和反应条件对聚合反应及其产物性能的影响，以及高分子的化学转变原理和重要功能高分子的合成方法。教学内容包括高分子基本概念和高分子科学发展简史、各种官能团、其相关性质及涉及到的各种典型反应、逐步聚合反应、自由基聚合反应、离子聚合、链式共聚合、配位聚合、活性聚合、开环聚合、高分子化学反应、功能高分子等。