材料科学与工程专业课程
开设哪些课程
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。
xx年热门大学,专业排行,志愿填报延伸阅读--------------
一.填志愿，学校为先还是专业为先？一本院校里有名校、一般重点大学，学校之间的层次和配置，还是有较大差异的。在一本院校中，选学校可能更重要一些。学校的品牌对学生未来就业会产生一定影响。如果你进了名校，但没能进入自己最喜爱的专业，你还可以通过辅修专业等方式，来完善学科知识结构。而且，如今大学生就业专业对口的比例越来越小了，进入一所积淀深厚、资源丰富的学校，有助于全面提升自己的素质与能力。二本院校中，大部分学校都有鲜明的单科特色。建议考生结合自己的特长、兴趣爱好，以专业为导向
来选择学校。二.如何看待专业“冷门”“热门”？专业的热门与冷门，随着经济和社会形势的变化而变化。有些专业，看起来热门，许多学校都开设，招收了许多学生，导致若干年后人才过剩。有的专业，在招生时显得冷门，但毕业生就业时因为社会需求旺盛，学生成了“抢手货”，而且个人收益也不错。家长可以帮助学生，收集多方信息，对一些行业的发展前景进行预测，带着前瞻性的眼光去填当下的高考志愿。同时，学生也要从自己的特长与兴趣出发来选择专业，有兴趣才能学得更好，日后在就业竞争中脱颖而出。高校新专业的产生有不同的“源头”。有的是在老专业基础上诞生的，专业内容变得更宽泛一些，此类新专业的分数线通常与往年差不多。有的是某一老专业与其他学科交叉而产生的，这类新专业在培养实力方面可能比老专业弱一些。有的是根据社会需求而设置的全新专业，录取分数线可能会在校内处于较低分数段。
三.高考咨询问些什么？ 4月下旬起，各高校招生咨询会此起彼伏，密度很大。为了提高现场咨询的效率，咨询前不妨做些“备课”，在相关部委的官方网站、校园网等网站上“预习”一些对外公开的基本情况。比如对高校办学条件和水平，有了比较才有认识。从高校隶属关系看，既有国家部委所属院校，也有省市所属院校。隶属不同，经费投入、招生范围等也有所不同。目前，全国30多所列入“985
工程”的高校都是出类拔萃的高校，而列入“211工程”的高校也有百余所。另外，还可查询一下高校师资水平和重点学科数据。代表师资水平的数据包括院士、大师级人物有多少；作为未来院士“预备
队”的“长江学者”有多少；博士生导师有多少等。国家重点学科是经教育部严格评审，在各个高校相同学科中排名前一、前二名的某些学科。一所高校的“重点学科”越多，其周边也必然聚集着一个较高水平的相关学科群。在正式咨询时，再问到更细的专业层面。应真正了解专业方向的内涵，包括研究些什么、学哪些课程、将来在哪些领域就业、以往就业率如何、未来社会需求怎样、招生计划多少、过去几年录取情况，以及这个专业的历史沿革、在同行中的水平、是否具有硕士点博士点以及现有哪些名师等。其中，录取分数线情况应掌握近几年的数据，参考其趋势变化。
四.xx年热门专业排名前十名：
1、电子与信息类：电子信息科学与技术、光信息科学与技术、电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程、通信工程(长沙牛耳软件教育是湖南最专业的电脑软件培训学校)。
2、外语类：外贸英语、小语种。
3、法学类：法学、社会学、治安学、侦查学。
4、机械类：机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、工业设计、过程装备与控制工程、测控技术与仪器。
5、土建类：建筑学、城市规划、土木工程、建筑环境与设备工程、给水排水工程。
6、会计类：会计学、财务管理。
7：中文类：对外汉语、新闻学、广播电视新闻学、广告学、出版学。
8、医学类：临床医学、麻醉学、医学影象学、医学检验、口腔医学、药理学、中药理论。
9、环境、心理类：环境科学、生态学、心理学、应用心理学。
10、工商管理类：工商管理、市场营销、人力资源管理、旅游管理。
好就业专业：据统计，排行前十的专业
一，同声传译
同声传译员被称为21世纪第一大紧缺人才，随着中国对外经济交流的增多和奥运会带来的会务商机的涌现，需要越来越多的同声传译员。
同声传译员的薪金不是按照年薪和月薪来算的，是按照小时和分钟来算的，现在的价码是每小时4000元到8000元，相关人士说。4年之后入驻中国和北京的外国大公司越来越多，这一行肯定吃香。
二．3G工程师
据计世资讯发布的相关研究报告称，估计国内3G人才缺口将达到50万人以上，由于目前3G人才比较少，尤其是复合型人才奇缺，预计4年之后3G工程师的基本年薪会在15万元到20万元。从目前的一些趋势来看，在无线增值服务行业里的一些精通2.5G技术的人才年薪都在10万元左右，中国已经进入3G时代了，这些人才的收入应该会更高，业内人士表明。
三．网络媒体人才
目前，类似与在新浪和搜狐的网络的月薪都在5000元左右，中等职位的收入都在8000元到10000元之间。相信4年之后整个网络媒体的广告收入越来越多的时候，从业人员会有一个更好的回报，目前，不少网络对自己所从事的行业都颇有信心。
四．物流师
物流人才的需求量为600余万人。相关统计显示，目前物流从业人员当中拥有大学学历以上的仅占21%，许多物流部门的管理人员是半路出家，很少受过专业培训。据相关人士透露，对此人才有需求的某知名企业在国内招聘的应届大学生目前的薪金是每月6000元到8000元。
五.系统集成工程师
据悉，一名刚刚毕业的学生，毫无工作经验的学生应聘系统集成工程师之后的薪金是年薪8万元，用户对系统集成服务的要求不断提高，从最初的网络建设到基于行业的应用，在到对业务的流程和资源策略的咨询服务，未来系统集成工程师应该是一路走高的职业。
六.环境工程师
相关资料显示，目前我过环保产业的从也人员仅有13万余人，其中技术人员有8万人，按国际通行的惯例计算，我国在环境工程师方面的缺口在42万人左右，据悉，随着国内房地产行业发展，国内园林设计师，景观设计师的月薪都在七八千左右。
七．精算师
我国被世界保险界认可的精算师不足10人，在当今的国内人才市场上，精算师可谓凤毛麟角，随着国际保险巨头在中国开拓市场以及国内企业的需要，精算师是几年后保险业最拿手的人才，目前在国外的平均年薪达10万美金，国内目前月薪也在1万以上。随着人们对保险认识加强，保险行业的兴起必然会需要更多的精算师。
八．中西医师，医药营销
医学院校毕业的学生有三条路可以走，一是进入医院，急救医生，产科医生，妇科医生，和理疗医师都将十分吃香，二是进入医药生成流通企业，三十继续深造，业内人士表示，这个行业的特点是越老越值钱，目前的医药行业月薪在3000到5000元。
十注册会计师
根据中国经济高速嘎子的需要，至少急需35万名注册会计师，而目前实际具备从业资格的自由8万人左右，其中被国际认可的不足15%，每年高扩毕博在内的四大注册会计师事务所都会在高校招收毕业生，专业涵盖了统计，法律，数学等，月薪都在五六千元，在加上每年的丰厚的奖金，收入会超过10万元。
第一组 材料的刚性越大，材料就越脆。F 按受力方式，材料的弹性模量分为三种类型，以下哪一种是错误的：D A. 正弹性模量（E） B. 切弹性模量（G） C. 体积弹性模量（G） D. 弯曲弹性模量（W） 滞弹性是无机固体和金属的与时间有关的弹性，它与下列哪个因素无关B A 温度； B 形状和大小； C 载荷频率 高弹性有机聚合物的弹性模量随温度的升高而A A. 上升； B. 降低； C. 不变。 金属材料的弹性模量随温度的升高而B A. 上升； B. 降低； C. 不变。 弹性模量和泊松比之间有一定的换算关系，以下换算关系中正确的是D A. K=E /[3(1+2)]； B. E=2G (1-)； C. K=E /[3(1-)]； D. E=3K (1-2)； E. E=2G (1-2)。 7.Viscoelasticity”的意义是B A 弹性；B粘弹性； C 粘性 8.均弹性摸量的表达式是A A、E=σ/ε B、G=τ/r C、K=σ。/（△V/V） 9.金属、无机非金属和高分子材料的弹性摸量一般在以下数量级范围内C GPa A.10-102、＜10，10-102 B.＜10、10-102、10-102 C.10-102、10-102、＜10 10.体心立方晶胞的金属材料比面心立方晶胞的同类金属材料具有更高的摸量。T 11.虎克弹性体的力学特点是B A、小形变、不可回复 B、小形变、可回复 C、大形变、不可回复 D、大形变、可回复 13、金属晶体、离子晶体、共价晶体等材料的变形通常表现为，高分子材料则通常表现为和。A A 普弹行、高弹性、粘弹性 B 纯弹行、高弹性、粘弹性 C 普弹行、高弹性、滞弹性 14、泊松比为拉伸应力作用下，材料横向收缩应变与纵向伸长应变的比值υ=ey/ex F 第二组 1.对各向同性材料，以下哪一种应变不属于应变的三种基本类型C A. 简单拉伸； B. 简单剪切； C. 扭转； D. 均匀压缩 2.对各向同性材料，以下哪三种应变属于应变的基本类型ABD A. 简单拉伸； B. 简单剪切； C. 弯曲； D. 均匀压缩 3.“Tension”的意义是A A 拉伸； B 剪切； C 压缩 4.“Compress”的意义是C A 拉伸；B剪切； C 压缩 5.陶瓷、多数玻璃和结晶态聚合物的应力-应变曲线一般表现为纯弹性行为T 6.Stress”and “strain”的意义分别是A A 应力和应变；B应变和应力；C应力和变形
北京工业大学 “材料科学与工程导论”——课程教学大纲 英文名称：Introduction to Materials Science and Engineering 课程编号：0000274 课程类型：学科基础必修课 学时：32 学分：2.0 适用对象：材料类本科生 先修课程：大学物理、高等数学、工程力学 使用教材及参考书： [1] 许并社，材料科学概论，北京工业大学出版社，2002 [2] 冯端、师昌绪、刘治国，材料科学导论，化学工业出版社，2002 [3] 张钧林、严彪、王德平、袁华，材料科学基础，化学工业出版社，2006 [4] 周达飞，材料概论，化学工业出版社，2001 [5] William D. Callister, David G. Rethwisch, Fundamentals of Materials Science and Engineering: An Integrated Approach, John Wiley & Sons INC, 2008 [6] 美国国家研究委员会，90年代的材料科学与材料工程，航空工业出版社，1992 [7] 李恒德、师昌绪，中国材料发展现状及迈入新世纪对策，山东科学技术出版 社，2002 一、课程性质、目的和任务 《材料科学与工程导论》是面向材料学院二年级本科生开设的专业基础必修课。其目的是使学生了解材料科学在经济社会发展中的作用以及材料科学与工程学的形成与学科发展趋势。以材料“四要素”及其相互关系为中心，使学生建立从材料设计、组织控制、制备加工到性能评价与工程应用的概念体系，在掌握材料共性规律与特点的基础上，使学生理解材料科学与工程内涵，学会分析材料问题的方法。以案例的形式，介绍典型金属及无机非金属的结构与功能材料的研究规律，强化学生对“四要素”的理解。 二、课程教学内容及要求
选择题第一组 1.材料的刚性越大，材料就越脆。（）B A. 正确； B. 错误 2.按受力方式，材料的弹性模量分为三种类型，以下哪一种是错误的：（）D A. 正弹性模量（E）； B. 切弹性模量（G）； C. 体积弹性模量（G）； D. 弯曲弹性模量（W）。 3.滞弹性是无机固体和金属的与时间有关的弹性，它与下列哪个因素无关（） B A 温度； B 形状和大小； C 载荷频率 4.高弹性有机聚合物的弹性模量随温度的升高而（）。A A. 上升； B. 降低； C. 不变。 5.金属材料的弹性模量随温度的升高而（）。B A. 上升； B. 降低； C. 不变。 6.弹性模量和泊松比ν之间有一定的换算关系，以下换算关系中正确的是（） D A. K=E /[3(1+2ν)]； B. E=2G (1-ν)； C. K=E /[3(1-ν)]； D. E=3K (1-2ν)； E. E=2G (1-2ν)。 7.“Viscoelasticity”的意义是（）B
A 弹性； B粘弹性； C 粘性 8、均弹性摸量的表达式是（）A A、E=σ/ε B、G=τ/r C、K=σ。/（△V/V） 9、金属、无机非金属和高分子材料的弹性摸量一般在以下数量级范围内（GPa）C A、10-102、＜10，10-102 B、＜10、10-102、10-102 C、10-102、10-102、＜10 10、体心立方晶胞的金属材料比面心立方晶胞的同类金属材料具有更高的摸量。 11、虎克弹性体的力学特点是（）B A、小形变、不可回复 B、小形变、可回复 C、大形变、不可回复 D、大形变、可回复 13、金属晶体、离子晶体、共价晶体等材料的变形通常表现为，高分子材料则通常表现为和。A A 普弹行、高弹性、粘弹性 B 纯弹行、高弹性、粘弹性 C 普弹行、高弹性、滞弹性 14、泊松比为拉伸应力作用下，材料横向收缩应变与纵向伸长应变的比值υ=ey/ex （）B A. 正确； B. 错误
材料科学与工程学科发展历程和趋势 摘要：本文结合国内几所高校材料学科的具体实例，综述了材料科学与工程学科的国内外发展的历史进程，讨论了材料科学与工程学科的发展趋势，同时展望了材料科学与工程学科在未来的发展前景。 关键词：材料科学与工程，发展历程，趋势 Abstract In this paper,on the basis of practice of materials science and engineering discipline in several domestic universities, the development process of materials science and engineering at home and abroad were reviewed, and the development trend of this discipline were discussed. Meanwhile, the prospect of this subject in the future were prospected. Keywords:materials science and engineering,development process,trend 1 引言 上个世纪70年代以来，人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。80年代又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。随着科学技术的高速发展，新技术、新产品及新工艺对新材料的要求越来越强烈，也促进了当代材料科学技术的飞速发展。现在，材料学科及教育的重要性已被人们认识，国内外许多工科院校及综合性大学都相继成立了材料科学与工程学院（系）。 2 材料科学与工程学科发展历程 “材料科学”这个名词在20世纪60年代由美国学者首先提出。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，并认识到先进材料对于高技术发展的重要性，于是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使用。 材料学科的发展过程遵循了现代科学发展的普遍规律，也是从细分走向综合。各门材料学科通过相互交叉、渗透、移植，由细分最终走向具有共同理论和技术基础的全材料科学[1]。20世纪40年代以前，基础科学和工程之间的联系并不十分紧密。在20世纪20年代固体物理和材料工程两学科是分离的，到40年代两学科才有交叉。从60年代初开始出现了材料科学，到了70年代，材料科学和材料工程的学科内涵大部分重叠，材料科学兼备自然科学和应用科学的属性，故“材料科学与工程”(MSE)作为一个大学科逐步为科技界和教育界所接受[2]。 2.1 国外材料科学与工程学科发展历程 美国西北大学M.E.Fine教授等人首先于20世纪60年代初提出了材料科学与 工程(MSE)这一概念。在上20世纪60年代以前，国内外高校均没有明确完整的MSE教育。此时，材料科学与技术人才的培养分属冶金、化工或机械等专业。从60年代初起，欧美等国家高校中冶金、机械或化工等与材料有关的系或相关的专业及学科开始改设“材料科学与工程系”、“材料科学系”、“材料工学系”。至80年代中后期，欧美等国大部分高校已完成此项工作。这种教育符合材料科学技术发展趋势。近年来，美国与欧洲在材料教育方面的最显著特点就是把材料科学与工程看作是一门学科。在大学不再需要专门的材料主题。这些材料不再是冶金、陶瓷或电子材料学，而统称为材料，材料教育涉及的范围包括金属、陶瓷、高分子、
2018年武汉理工大学材料科学与工程（材料工程）专业考研经验贴 一、学习规划 在我们做任何重要的事情之前，我们都需要对其有一个划。尤其是在考验阶段，一个清晰完整的规划会让我们的学习变得有条不紊。我们需要设立一个个的小目标，分阶段的完成各个部分的学习任务，这个规划不需要太过于具体。 二、学习方法 学习方法是至关重要的，它将决定你是事半功倍还是事倍功半，因为适合每个人的学习方法都有着些许的不同，有些人适合徜徉在题海当中做大量的题目；有些人更适应有老师带着。当然所有的学习方法当中都应该有勤奋、优秀的学习资源、良师益友等。 三、公共课复习 1.数学（二）：开始准备数学一定不要自己抱着一本书啃，应该结合一些考研名师的视频比如说张宇，汤家凤，李永乐等，这样学起来会轻松很多。 2.英语（二）：英语前期就是背单词，结合视频一起背，到了8月开始做真题，真题要细细品尝，慢慢琢磨。 3.政治：8月底开始准备就行。只要跟着一个有意思的喜欢讲故事的老师就行了，因为知识点就那些，变化不大。但是后面做题压题得跟着肖秀荣。 四、专业课 专业课的复习也不需要过早，7月中旬开始就可以了，武汉理工大学的专业课分为三个不同的方向1无机非金属材料，2金属材料，3高分子材料。在学习专业课的时候要在靠谱的机构那里，让老师指点哪些重点章节主要是历年真题，这里插一句，我专业的话报的新祥旭一对一，如果基础不太好的同学可以尝试报班。 我选择的方向是无机非金属材料，初试科目是材料科学与基础（武汉理工大学出版），简称材科基。 进行复习时先以每章为单位，先看下资料里的笔记，看完后可以对某一章节有一定的把握，知道哪里是自己的弱项，然后再翻看书本，在书本中找出笔记对应的内容认真阅读并理解，当
第二章 材料科学与工程的四个基本要素 MSE 四要素； – 使用性能，材料的性质，结构与成分，合成与加工 两个重要内容； – 仪器与设备，分析与建模 §2.1 性质与使用性能 1. 基础概念 2. 性质与性能的区别与关系 3. 材料的失效分析 4. 材料（产品）使用性能的设计 5. 材料性能数据库 6. 其它问题 2.1.1基础内容 材料性质： 是功能特性和效用的描述符，是材料对电.磁.光.热.机械载荷的应。 材料性质描述 ? 力学性质；强度，硬度，刚度，塑性，韧性 物理性质；电学性质，磁学性质，光学性质，热学性质 化学性质；催化性质，防化性质 结构材料性质的表征----材料力学性质 强度：材料抵抗外应力的能力。 塑性：外力作用下，材料发生不可逆的永久性变形而不破坏的能 力。 硬度：材料在表面上的小体积内抵抗变形或破裂的能力。 刚度：外应力作用下材料抵抗弹性变形能力。 疲劳强度：材料抵抗交变应力作用下断裂破坏的能力。 抗蠕变性：材料在恒定应力（或恒定载荷）作用下抵抗变形的能 力。 韧性：材料从塑性变形到断裂全过程中吸收能量的能力。 6 强度范畴 刚度范畴 塑性范畴 韧性范畴 应 力 应 变 2.1.1基础内容
7 材料的物理性质 磁学性质 光学性质 电学性质 · 导电性 · 绝缘性 · 介电性 · 抗磁性 · 顺磁性 · 铁磁性 · 光反射 · 光折射 · 光学损耗 · 光透性 热学性质 · 导热性 · 热膨胀 · 热容 · 熔化 注：上面只列出了材料的主要物理性质 2.1.1基础内容 物理性质的交互性----材料应用的关键点 现代功能材料不仅仅表现出单一的物理性质，更重要的是具备了特 殊的物理交互性。例如： 电学----机械 电致伸缩 机械----电学 压电特性 磁学----机械 磁致伸缩 电学----磁学 巨磁阻效应 电学----光学 电致发光 性能定义 在某种环境或条件作用下，为描述材料的行为或结果，按照特定的 规范所获得的表征参量。 材料力学性能 1. 强度表征： 弹性极限，屈服强度，比例极限…… 2. 塑性表征：延伸率δ，断面收缩率φ，冲杯深度 h 3. 硬度表征：布氏硬度，洛氏硬度，维氏硬度…… 4. 刚度表征：弹性模量，杨氏模量，剪切模量…… 5. 疲劳强度表征：疲劳极限，疲劳寿命…… 6. 抗蠕变性表征：蠕变极限，持久强度…… 7. 韧性表征：断裂韧性 K IC ，断裂韧性 J IC 材料物理性能 1. 电学性能表征：导电率，电阻率，介电常数…… 2. 磁学性能表征：磁导率，矫顽力，磁化率…… 3. 光学性能表征：光反射率，光折射率，光损耗率…… 4. 热学性能表征：热导率，热膨胀系数，熔点，比热…… 2.1.2性质与性能的区别与关系 性质与使用性能的区别与关系
第一章 材料与人类 1.为什么说材料的发展是人类文明的里程碑？ 材料是一切文明和科学的基础，材料无处不在，无处不有，它使人类及其赖以生存的社会、环境存在着紧密而有机的联系。纵观人类利用材料的历史，可以清楚地看到，每一种重要材料的发现和利用，都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平，给社会生产和人类生活带来巨大的变化。 2.什么是材料的单向循环？什么是材料的双向循环？两者的差别是什么？ 物质单向运动模式：“资源开采-生产加工-消费使用-废物丢弃” 双向循环模式：以仿效自然生态过程物质循环的模式，建立起废物能在不同生产过程中循环，多产品共生的工业模式，即所谓的双向循环模式（或理论意义上的闭合循环模式）。 差别：单向循环必然带来地球有限资源的紧缺和破坏，同时带来能源浪费，造成人类生存环境的污染。 无害循环：流程性材料生产中，如果一个过程的输出变为另一个过程的输入，即一个过程的废物变成另一个过程的原料，并且经过研究真正达到多种过程相互依存、相互利用的闭合的产业“网”、“链”，达到了清洁生产。 地球 原材料 工业原料 废料 产品 工程材料 资源开采 冶金等初加工 进一步加工 人类使用后失效 组合加工制造 地球 综合利用变为无害废物 综合利用变为无害废物 废料 工业用原料 原材料 产品 工程材料 经过人类处理重新利用后的无害废物
3.什么是生态环境材料？ 生态环境材料是指同时具有优良的使用性能和最佳环境协调性能的一大类材料。这类材料对资源和能源消耗少，对生态和环境污染小，再生利用率高或可降解化和可循环利用，而且要求在制造、使用、废弃直到再生利用的整个寿命周期中，都必须具有与环境的协调共存性。因此，所谓环境材料，实质是赋予传统结构材料、功能材料以特别优异的环境协调性的材料，它是材料工作者在环境意识指导下，或开发新型材料，或改进、改造传统材料，任何一种材料只要经过改造达到节约资源并与环境协调共存的要求，它就应被视为环境材料。 4.为什么说材料科学和材料工程是密不可分的系统工程？ 材料科学与工程的材料科学部分主要研究材料的结构与性能之间所存在的关系，即集中了解材料的本质，提出有关的理论和描述，说明材料结构是如何与其成分、性能以及行为相联系的。而另一方面，与此相对应，材料工程部分是在上述结构-性能关系的基础上，设计材料的组织结构并在工程上得以实施与保证，产生预定的种种性能，即涉及到对基础科学和经验知识的综合、运用，以便发展、制备、改善和使用材料，满足具体要求。两者只是侧重点不同，并没有明显的分界线，一般在使用材料科学这一术语时，通常都包含了材料工程的许多方面；而材料工程的具体问题的解决，毫无疑问，都必须以材料科学作为基础与理论依据，所以材料科学与材料工程是一个整体。 5.现代材料观的六面体是什么？怎样建立起一个完整的材料观？ 材料科学与工程研究材料组成、性能、生产流程和使用效能四个要素，构成四面体。 成分、合成与加工、结构、性能及使用效能连接在一起组成一个六面体。 6.什么是材料的使用效能？ 指材料在使用条件下的表现，如使用环境、受力状态对材料特征曲线以及寿命的影响。效能往往决定着材料能否得到发展和使用。 7.试讲一下材料设计与选用材料的基本思想与原则？ 材料设计是应用已知理论与信息，预报具有预期性能的材料，并提出其制备合成方案。材料设计可根据设计对象所涉及的空间尺度划分为显微结构层次、原子分子层次和电子层次设计，以及综合考虑各个层次的多尺度材料设计。 从工程角度，材料设计是依据产品所需材料的各项性能指标，利用各种有用信息，建立相关模型，制定具有预想的微观结构和性能的材料及材料生产工艺方法，以满足特定产品对新材料的需求。 选材原则：1）胜任某一特定功能；2）综合性能比较好；3）材料性能差异定量化；4）成本、经济与社会效益；5）与环境保护尽可能地一致，即对环境尽可能友好。 选材思想：设计-工艺-材料-用户最佳组合的结果 第二章工程材料概述 工程材料分为：金属材料、陶瓷材料、聚合物材料、复合材料以及不宜归入上述四类的“其他材料”。 1.什么是黑色金属？什么是有色金属？
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案 第二章 2-1.按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布（用方框图表示）。 2-2.的镁原子有13个中子，11.17%的镁原子有14个中子，试计算镁原子的原子量。 2-3.试计算N壳层内的最大电子数。若K、L、M、N壳层中所有能级都被电子填满时，该原子的原子序数是多少？ 2-4.计算O壳层内的最大电子数。并定出K、L、M、N、O壳层中所有能级都被电子填满时该原子的原子序数。 2-5.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类，简单说明理由。 2-6.按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式： （1）CO2的分子键合（2）甲烷CH4的分子键合 （3）乙烯C2H4的分子键合（4）水H2O的分子键合 （5）苯环的分子键合（6）羰基中C、O间的原子键合 2-7.影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些？ 2-8.试解释表2-3-1中，原子键型与物性的关系？ 2-9.0℃时，水和冰的密度分别是1.0005 g/cm3和0.95g/cm3，如何解释这一现象？ 2-10.当CN=6时，K+离子的半径为0.133nm(a)当CN=4时，半径是多少？(b)CN=8时，半径是多少？ 2-11.(a)利用附录的资料算出一个金原子的质量？(b)每mm3的金有多少个原子？(c)根据金的密度，某颗含有1021个原子的金粒，体积是多少？(d)假设金原子是球形(r Au=0.1441nm),并忽略金原子之间的空隙，则1021个原子占多少体积？(e)这些金原子体积占总体积的多少百分比？ 2-12.一个CaO的立方体晶胞含有4个Ca2+离子和4个O2-离子，每边的边长是0.478nm，则CaO的密度是多少？ 2-13.硬球模式广泛的适用于金属原子和离子，但是为何不适用于分子？ 2-14.计算（a）面心立方金属的原子致密度；（b）面心立方化合物NaCl的离子致密度（离子半径r Na+=0.097，r Cl-=0.181）；（C）由计算结果，可以引出什么结论？
同济大学材料科学与工程学院 同材[2019]8号 关于印发《同济大学材料科学与工程学院研究生优秀学 生奖学金评审办法》的通知 各单位： 《同济大学材料科学与工程学院研究生优秀学生奖学金评审办法》经二〇一九年六月二十六日材料科学与工程学院党政联席会议审议通过，现予以印发，望遵照执行。 特此通知 附：《同济大学材料科学与工程学院研究生优秀学生奖学金评审办法》 材料科学与工程学院 二〇一九年六月二十八日
同济大学材料科学与工程学院研究生优秀学生奖学金 评审办法 根据《同济大学研究生奖励管理办法》（同济学[2018]58号）和《同济大学研究生优秀学生奖学金评定细则》（同济学[2018]60号）中关于同济大学研究生优秀学生奖学金评审的若干要求和规定，结合材料科学与工程学院研究生的实际情况，现制定材料科学与工程学院研究生优秀学生奖学金评审办法。 一、奖励对象 同济大学研究生优秀学生奖学金的奖励对象是具有中华人民共和国国籍且纳入全国研究生招生计划的全日制（全脱产学习）我校在读研究生。除特别说明外，一般为以下各类研究生：非定向学术型硕士研究生，非定向专业学位硕士研究生，非定向学术型博士研究生，非定向专业学位博士研究生，以及非在职的少数民族高层次骨干人才计划研究生。 在规定学制内的研究生，因国家和单位公派出国留学或校际交流在境外学习的，仍具备研究生奖学金参评资格；由于因私出国留学、疾病、创业等未在校学习的，在此期间原则上不具备研究生奖学金参评资格。当年毕业的研究生，不再具备申请研究生奖学金资格。超出学制的研究生，除2018级之前入学的博士研究生可在原学制后适当延长一年参评外，其他超学制学生原则上不再具备研究生奖学金参评资格。 硕博连读研究生在注册为博士研究生之前，按照硕士研究生身份申请；注册为博士研究生后，按照博士研究生身份申请；直博生按照博士研究生身份参与评定；当年入学的博士研究生按照博士研究生新生身份参与评定。 二、评奖条件 1、基本条件 （1）热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的路线、方针、政策，具有良好的政治素质和品德修养，积极践行社会主义核心价值观； （2）遵守宪法和法律，遵守学校各项规章制度； （3）诚实守信，道德品质优良； （4）积极参加校内外科研和各种有益活动。
回首自己奋斗的点点岁月，感慨万千。硝烟弥漫的考研日子随着历史的车轮驶向了昨天，一切都已经过去，生活又再一次的恢复了平静。考研是一段非常磨练人的经历，经历过考研的同学们都能深有体会。为了纪念这段苦逼又幸福的日子，我决定将自己的考研经验分享给大家，些许经验希望能帮助后来的学弟学妹们更好的度过这段苦逼却让人如此怀念的日子。我是今年考上中国科学院大学材料科学与工程专业的学生，我很想把考研过程中的一些经验和感受和大家一起分享，希望能为后来的学弟学妹们提供帮助。 我在4月份买了专业课的书，正式开始看差不多是在5月份。并且在学长的强烈推荐下报了新祥旭的专业课，是专门针对中科院考研专业课的，资料很齐全很有针对性。5月份到7月份跟着老师把物理化学乙的课本看了第一遍，算是过了一遍基础内容，之后看了看发的历年真题，对考试内容大概有了个方向，觉得真题很简单很轻松。 8月份看第二遍，这一遍就要把其中的一些公式推导啊自己推一推，增加理解，课本看完这一遍就开始做课后习题，这个时候可以把真题拿出来试着做两三份练练手，估计一下自己的水平，并且确定自己复习的不足，在书上做些标记，以便下次看书的这时候着重理解。可能有些还是不太会，还好老师把整理的真题答案解析也给我了，嘿嘿，看答案的过程很有启发。 9月份看第三遍，这时就要把第二遍遗留的一些问题自己找个小笔记本记录下来，便于以后一个个来解决；其次就是再认真做一遍真题，这一遍找一个像样的本子或者学校发的信纸，把每年的真题按照考研的标准把过程完整的写下来，这个步骤很重要，尤其对于考研英语，控制做题时间这个训练一定要做。很多人平时做英语不按照一套题一套题来做，明明是三个小时他却做了半天，但是你要知道我们考试只有三个小时，而且当时的考试气氛环境加上自己紧张，我们的做题速度恐怕只会比平时的时间要长，所以这一点要引起考研英语的重视。不过还好专业课相对简单很多，但我要强调的是解题规范！为什么有些人答案也是对的但是分数却比别人差一大截？我想这些不需要我再解释了。 中科院自己编了一本内部练习册《物理化学乙考研复习精编》，很多同学还不知道吧。幸运的是暑假时新祥旭的老师就发给我了，这样我的复习进度就比别人快了很多。要知道其实考研要准备很多知识复习时间其实是很紧张压力很大的。书一发下来我就抛开了其他三门公共课的所有复习工作，花了几天时间专攻这本物理化学乙的资料。我将教材又搬出来，认认真真的看了一遍，同时结合这本《复习精编》的章节重难点解析、考题考点解析开始做笔记，不会的就问老师。这一轮下来我发现原来遗留下来的一些小问题都基本得到解决，并且整个专业课复习思路非常的顺畅，复习效率也高了起来。由此可见，有一本好的参考书会让我们的复习事半功倍是真的啊！言归正传，10月份我主攻完物理化学乙后，然后11月份我又看了一遍真题及答案，最后认真做了一遍教材的课后习题并且将答案整理在了纸上，并且把常考公式也一并整理了方便下一阶段的记忆。 最后讲讲作息问题吧。依我来看，每个人都有自己的学习兴奋点，没有必要模仿他人的作息时间。有的同学爱面子总喜欢来的最早来，走的最晚以显示自己学习多认真，我认为完全没有这个必要。我喜欢高效率的学习，暑假有一个星期我干掉了永乐复习全书，每道题都没有放过，又花了一个星期做了第二遍。你们不要学我，我那是因为我大三没好好看书，被逼的。就我个人而言，早晨是我一天精神最好也是思路最清醒的时间段，而且如果我早晨起得早一般这一天的时间我心情都会很舒畅，因此我大四后来每天都起很早，但是我这个人不适合熬夜，一般晚上学到10点左右就滚蛋了。偶尔当天任务规定的紧可能会学到12点。另外现在正在准备考研的大三学弟学妹们也不要过于紧张，这学期还是以学习专业课为主，考研为辅，保证每天看考研四个小时就足够了。我去年这个时候还在整天玩呢，完全没有考研的感觉，经常早上睡到9点多。不过后来暑假上专业课时我开始意识到这个问题，就慢慢调整作息了。每一段时间提前半个小时，到大四开学我早上基本6点就醒了，这个作息时间可以培养。我听说居然有个学姐每天学到一两点早上五点多起床，那个我做不到，会死人的。如果现在就太拼命了，一来忽略了重要的专业课，二来可能下学期没有后劲儿了，所以大家自己权衡一下吧！ 另外考研过程中还要注意一个心态的问题。很多同学经常反映自己的苦恼就是，越接近考研日期，心里就越没底气，总觉得还有很多知识没有复习好；有的同学甚至在复习的过程中烦躁不已，烦恼说为什么书看了一遍又一遍还是没有什么结果，该记忆的也没记住，不该记的也还是没记，脑袋到最后就成为一团浆糊。其实，我自己在复习的后期也出现过这些状况，觉得时间太少，还要复习的内容还很多；有些复习中遇到的问题也一直没有得到解决，所以心里就越发的烦躁。说到这里我想大家都应该有些明白了，出现心绪不宁，心情烦躁很大一部分原因是因为复习的不顺利。复习的不顺利体现在很多方面，如各科的进度、深度以及广度等方面。既然知道导致自己心情不好的原因了，接下去就是要找到解决方法啦。
《材料科学与工程》期末复习题 一、填空题（每空 1 分，共 24 分） 1.根据材料的化学组成，材料可以分为金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料。 2.生态环境材料的三要素为先进性、环境协调性、舒适性。 3.生态环境材料可分为原料无害化材料、绿色环境过程材料、可循环利用材料、高资源生产率材料。 4.按照断口颜色分，铸铁可以分为灰铸铁、白口铸铁和马口铸铁。 5.按照化学类型，贮氢合金可以分为AB5型、AB2型、AB型、A2B型。 6.减震合金的分类：孪晶型、铁磁性型、位错型、复相型、复合型。 7.常用的硬度测试方法：布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法、显微维氏硬度、肖氏硬度 法。 8.按研究的尺度，材料的结构可以分为四个层次：宏观组织结构、显微组织结构、原子(分子)排列结构和原子中的电子结构。 9.塑性变形方式：位错运动、孪晶、蠕变、粘滞性流动。 10.选矿的主要方法有：手工选矿法、重力选矿法、磁选法、浮选法、联合选矿法。 11.从工艺角度看，冶炼可以分为火法冶炼、湿法冶炼、电冶炼。 二、判断题：（所给的是正确表述）（每题1 分，共6 分） 1.用洛氏硬度的三种表示方法 HRC、HRB、HRA 表示出来的硬度无法比较。 2.σmax/гmax 越大，脆性越大。 3.刃型位错的位错线与滑移方向垂直，螺旋位错的位错线与滑移方向平行。 4.位错属于线缺陷。 5.防锈铝合金，不可以采用热处理强化，而是采用冷加工变形硬化。 6.冷变形温度比淬火温度高。 7.工业高纯铝，数字越大,纯度越高。 8.固溶体的晶质类型跟溶剂保持一致。 三、简答题：（每题4 分，共16 分，8 选4） 1.什么是生命周期评价方法？ 答：是用数学物理方法结合实验分析对某一过程、产品或事件的资料、能源消耗、废物排放、环境吸收和消耗能力等环境负担性进行评价、定量该过程、产品或事件的环境合理性及环境负荷量的大小。 2.传统陶瓷与现代陶瓷的区别？ 答：
“材料科学与工程基础”第二章习题 1. 铁的单位晶胞为立方体，晶格常数a=0.287nm ，请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子数。 ρ铁＝7.8g/cm31mol 铁＝6.022×1023个=55.85g 所以，7.8g/1(cm)3=(55.85/6.022×1023)X/(0.287×10-7)3cm3 X ＝1.99≈2（个） 2.在立方晶系单胞中，请画出： （a ）[100]方向和[211]方向，并求出他们的交角； （b ）（011）晶面和（111）晶面，并求出他们得夹角。 （c ）一平面与晶体两轴的截距a=0.5,b=0.75,并且与z 轴平行,求此晶面的密勒指数。 （a ）[211]和[100]之夹角θ＝arctg 2=35.26。 或 cos θ==35.26θ=o （b ） cos θ==35.26θ=o （c ）a=0.5b=0.75z=∞ 倒数24/30取互质整数（320） 3、请算出能进入fcc 银的填隙位置而不拥挤的最大原子半径。 室温下的原子半径R ＝1.444A 。（见教材177页） 点阵常数a=4.086A 最大间隙半径R’=（a-2R ）/2=0.598A 4、碳在r-Fe （fcc ）中的最大固溶度为2.11﹪(重量百分数),已知碳占据r-Fe 中的八面体间隙,试计算出八面体间隙被C 原子占据的百分数。 在fcc 晶格的铁中，铁原子和八面体间隙比为1：1，铁的原子量为55.85，碳的原子量为12.01 所以（2.11×12.01）/(97.89×55.85)＝0.1002 即碳占据八面体的10％。
5、由纤维和树脂组成的纤维增强复合材料，设纤维直径的尺寸是相同的。请由计算最密堆棒的堆垛因子来确定能放入复合材料的纤维的最大体积分数。 见下图，纤维的最密堆积的圆棒，取一最小的单元，得，单元内包含一个圆（纤维）的面积。 2 0.9064==。 即纤维的最大体积分数为90.64％。 6、假设你发现一种材料，它们密排面以ABAC 重复堆垛。这种发现有意义吗？你能否计算这种新材料的原子堆垛因子? fcc 和hcp 密排面的堆积顺序分别是ABCABC……和ABAB…,如果发现存在ABACABAC……堆积的晶体，那应该是一种新的结构，而堆积因子和fcc 和hcp 一样，为0.74。 7.在FCC 、HCP 和BCC 中最高密度面是哪些面？在这些面上哪些方向是最高密度方向？ 密排面密排方向 FCC{111)}<110> HCP(0001)(1120) BCC{110)}<111> 8.在铁中加入碳形成钢。BCC 结构的铁称铁素体，在912℃以下是稳定的，在这温度以上变成FCC 结构，称之为奥氏体。你预期哪一种结构能溶解更多碳?对你的答案作出解释。 奥氏体比铁素体的溶碳量更大，原因是1、奥氏体为FCC 结构，碳处于八面体间隙中，间隙尺寸大（0.414R ）。而铁素体为BCC 结构，间隙尺寸小，四面体间隙0.291R ，八面体间隙0.225R ；2、FCC 的间隙是对称的，BCC 的间隙是非对称的，非对称的2
四川大学材料科学与工程学院简介 一、学院概览 四川大学材料科学与工程学院于2001年7月，由原材料科学系、金属材料系和无机材料系等三个实体系组建而成，主要从事材料科学与工程、生物医学工程及相关领域的人才培养、科学研究和技术开发的学院。新的材料科学与工程学院既保持了我校材料科学与工程学科的传统优势，同时又突出了理、工、医结合及新兴交叉学科的特色，在材料科学与工程、生物医学工程等领域取得了显著的成绩。 目前学院下设4个教学系（即材料科学系、金属材料系、无机材料系及生物医学工程系）和1个中心实验室。学院拥有1个省级重点实验室、4个省级工程研究中心及7个校级研究所（中心），已形成了5个主要的研究方向——稀土及纳米复合材料技术、新型能源材料与技术、化合物半导体晶体材料与制备技术、特种介电功能材料与制备技术、人体硬组织修复材料及人工器官相关材料与技术。 四川大学材料科学与工程学院师资队伍职称及学历结构 四川大学材料科学与工程学院教师学术职务及学术兼职
“十五”期间，学院先后承担国家“863”计划、“973”计划、国家攻关计划、国家自然科学基金及民口配套等二十余项国家级科研项目，其中1项为经费逾千万元的特大型研究项目；另外还承担了近100项省部级科研项目，总计经费达8388.5余万元。有关科研成果先后获得了国家发明二等奖、四川省科技进步一、二等奖、国家教委科技进步三等奖等多项国家级、部省级奖励。发表论文828篇，其中被SCI或EI检索330多篇，省部级以上奖励9项，专利近20项，各项指标位居学校前列。 在2001年全国重点学科评审中，学院的材料学学科和生物医学工程学科双双被评为全国重点学科。在2002年和2003年分别组织生物医学工程学科和材料学学科参加了全国学科评估，生物医学工程学科的评估结果为全国第六；材料学学科的评估工作评估结果为全国第十八名。 学院现有在校博士生70名，硕士生199名，工程硕士近20名，本科生1003名，成教自考学生100余名。学院高度重视创新人才的培养，积极与国内外大学、研究院所密切配合，全方位积极培养适应国际化教育要求的高素质创新性人才。先后与美国的University of Washington，University of Maryland，University of California at LosAngles，英国的Queen Marry，University of London（QMUL），University of Loughborough，以及我国的清华大学、北京大学、中国科学院北京物理研究所、中国科学院沈阳金属研究所、中国科学院上海硅酸盐研究所等建立了合作培养关系。学院优秀学生可以有机会到国内外著名大学、研究所进行高水平创新人才联合培养。学院已与美国华盛顿大学联合进行了五届共22名中国学生和三届共六名美国学生“环境材料与制备技术”专业方向的创新班学生的培养，效果良好。 二、研究所与研究中心 四川大学材料科学与工程学院科学研究机构
北京工业大学材料考研经验帖 一、简介： 材料学院考研由材料科学与工程（学硕）和材料工程（专硕）两个部分组成，两部分都由1、生态环境材料与资源循环技术，2、稀土、难熔金属等功能材料，3、先进材料加工技术，4高性能结构材料技术，5、光电信息和高效能源材料五个研究方向。学校在学硕和专硕上的培养方法方式是完全一致的，两部分的公共课（除英语外，学硕英语一，专硕英语二）、专业课考试内容等都是一样的。其差别在于专硕录取门槛稍微低一点，学硕有硕博连读的优势，当然，专硕也是有这样的机会，只是专硕的话需要加一次答辩，如果有继续深造攻读博士学位意愿的同学建议选择学硕。至于研究方向上的选择，学校的材料专业是双一流学科，研究的都是前沿科技，先进材料加工技术比较火爆，竞争当然也就大，同学可以根据自己的实力评估以及自己比较熟悉或感兴趣的方向选择。 二、参考书目： 1. 《材料科学基础》，徐恒钧主编，刘国勋主审，北京工业大学出版社，2002 年出版。 2. 《材料科学与工程基础》，郭福等译，化学工业出版社，2016 年出版，（译自于，Fundamentals of Materials Science and Engineering, 4th Edition, William D. Callister Jr., John Wiley & Sons Inc., 2013）。 3. 《金属学与热处理》，崔忠圻主编，机械工业出版社，1989 年出版（第二版为2011 年出版）。 4. 《陶瓷导论》，清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室译，高等教育出版社，2016 年出版，（译自于，Introduction to Ceramics, 2nd Edition, Kingery, W. D, John Wiley & Sons Inc., 1976）。 5、同学自己的专业书课本(听过课的书知识点比较容易吸收，所以只要相关的都可以拿来辅助学习。) 三、复习计划和准备经验： 3.1初试篇 时间安排： 本人是从2017年2月下旬开学后开始着手准备的，计划是6月份之前主攻英语和数学，7、8、9月份主攻专业课利用暑假时间跟学长在新祥旭机构集中上课，专业课讲的比较好的10月份主攻政治，11月份开始直到考前每天所有学科安排复习。每天6点半左右起床，晚上10点多图书馆关门回宿舍，该上课的时间上课，其余基本都是泡图书馆。
材料科学与工程导论 1 本课程的基本概念: 材料科学虽然是一门基础科学, 可是它涉及到诸如本课程的基本概念: 表面物理学、表面化学、金属学、陶瓷学、高分子学、传热学、传质学等多个学科的理论; 同时也与信息科学、生命科学、深海和深空科学等现代科学技术紧密相连。 1.1材料与人类文明一、材料与人类文明发展( 历史贡献) --石器时代、铜器时代、铁器时代、钢铁时代、合成材料时代、复合材料时代…… 陶器( china) 1.陶器出現是人类跨入新石器时代的重要标志之一, 2.据当前已知的考古资料, 中国的陶器制作至少已80 以上的历史。 青铜: 第一种合金 1.青铜, 古称金或吉金, 是红铜与其它化学元素( 锡、镍、铅、磷等) 的合金。 2.史学上所称的”青铜时代”是指大量使用青铜工具及青铜礼器的时期。 3.到春秋战国時期, 齐国工匠总结科技经验写成的《考工记》一书中, 提出了「金有六齐」, 这是世界科技史上最早的冶铜经验总结。 二、材料与人类现代文明 －－材料是发展高科技的先导和基石 ( 一) 支撑人类现代文明大厦的四大支柱技术 1.材料科学与技术 2.生物科学与技术 3.能源科学与技术 4.信息科学与技术 * 其中材料是基础! 材料的应用: 计算机与材料; 飞机和材料;复合科学材料能源。 ( 二) 新能源材料则是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料。 1.主要包括储氢电极合金材料为代表的镍氢电池材料;
2.嵌锂碳负极和LiCoO2正极为代表的锂离子电池材料、燃料电池材料; 3.Si 半导体材料为代表的太阳能电池材料; 4.铀、氘、氚为代表的反应堆核能材料等。 1.2 材料科学概论 化学成分不同的材料其性能也不相同。但对于同一成分的材料, 经过不同的加工工艺也能够使其性能发生极大的变化。*可见, 除化学成分外, 材料内部的结构和组织状态也是决定材料性能的重要因素。 *材料科学与工程( MSE ) 四要素:材料的合成与制备;成分与组织结构;材料特性;服役行为与使用寿命。 * 性能: 工程材料的性能主要是指材料的使用性能和工艺性能。 一使用性能: 材料的使用性能是指在服役条件下, 能保证安全可靠工作所必备的性能, 其中包括材料的力学性能、物理性能和化学性能。 ①力学性能:主要包括工程材料的强度、硬度、塑性、韧性、蠕变和疲劳性能。 ②物理性能:主要包括工程材料的熔点、密度以及电、磁、光和热性能。 ③化学性能:是指工程材料在环境作用下的耐腐蚀和抗老化性能。 ( 一) 、力学性能——材料在外加载荷( 外力或能量) 作用下或载荷环境因素( 温度、介质和加载速率) 联合作用下表现出来的行为。 －主要是指材料在力的作用下抵抗变形和开裂的性能。 机械设计中应首先考虑材料的力学性能。通俗地讲力学性能决定了在多大和怎样形式的载荷条件下而不致于改变零件几何形状和尺寸的能力。 指标:弹性、塑性、韧性、强度、硬度和疲劳强度等。1、材料的强度(strength)—材料所能承受的极限应力。 物理意义:材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。 抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、抗扭强度等。公式: σ=P/F o 单 位: 单位: MPa(MN/mm 2 ) ( 1) 屈服强度σs( yield strength) 和条件屈服强度σ0.02
材料科学与工程基础”考试试题–英文原版教材班 （注：第1、2、3题为必做题；第4、5、6、7题为选择题，必须二选一。共100分） 1. Glossary (2 points for each) 1) crystal structure: The arrangement of the atoms in a material into a repeatable lattice. 2) basis (or motif): A group of atoms associated with a lattice. 3) packing fractor: The fraction of space in a unit cell occupied by atoms. 4) slip system: The combination of the slip plane and the slip direction. 5) critical size: The minimum size that must be formed by atoms clustering together in the liquid before the solid particle is stable and begins to grow. 6) homogeneous nucleation: Formation of a critically sized solid from the liquid by the clustering together of a large number of atoms at a high undercooling (without an external interface). 7) coherent precipitate:A precipitate whose crystal structure and atomic arrangement have a continuous relationship with matrix from which precipitate is formed. 8) precipitation hardening: A strengthening mechanism that relies on a sequence of solid state phase transformations in a dispersion of ultrafine precipitates of a 2nd phase. This is same as age hardening. It is a form of dispersion strengthening. 9) diffusion coefficient: A temperature-dependent coefficient related to the rate at which atom, ion, or other species diffusion. The DC depends on temperature, the composition and microstructure of the host material and also concentration of the diffusion species. 10) uphill diffusion: A diffusion process in which species move from regions of lower concentration to that of higher concentration. 2. Determine the indices for the planes in the cubic unit cell shown in Figure 1. (5 points)