材料科学与工程概述
材料科学与工程开设课程

材料科学与工程开设课程
摘要:
1.材料科学与工程的概述
2.材料科学与工程的专业课程设置
3.材料科学与工程的实践性课程设置
4.材料科学与工程的选修课程设置
5.材料科学与工程课程的重要性
正文:
一、材料科学与工程的概述
材料科学与工程是一门研究材料结构、性能、制备和应用的学科,它涵盖了金属、陶瓷、聚合物和复合材料等各种材料。
材料科学与工程专业旨在培养具备创新能力、实践能力和广泛应用知识的高素质人才。
二、材料科学与工程的专业课程设置
材料科学与工程专业的课程主要包括基础课程和专业课程。
基础课程旨在为学生提供扎实的理论基础,包括高等数学、线性代数、大学物理、化学、力学等。
专业课程则涵盖了材料科学的基础理论、材料物理、材料化学、材料力学、材料工程基础等。
三、材料科学与工程的实践性课程设置
材料科学与工程的实践性课程主要包括实验课和实习。
实验课旨在让学生通过实验了解和掌握材料科学的基本实验技术和方法,包括材料制备、材料性能测试、材料结构分析等。
实习则让学生在实际的工作环境中应用所学的知识和技能,提高学生的实践能力和就业竞争力。
四、材料科学与工程的选修课程设置
材料科学与工程的选修课程主要包括材料科学研究方法、材料工程设计、材料科学与工程前沿、材料科学与工程伦理等。
这些课程旨在拓宽学生的知识面,提高学生的研究能力和综合素质。
五、材料科学与工程课程的重要性
材料科学与工程课程的重要性不言而喻。
它是我国战略性新兴产业的重要组成部分,对我国的经济发展、国防建设和民生改善都有着重要的影响。
材料科学与工程本科专业
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材料科学与工程本科专业摘要:一、材料科学与工程的简介1.材料科学与工程的定义2.材料科学与工程的学科背景和发展历程二、材料科学与工程专业概述1.专业方向及特点2.主要课程设置三、材料科学与工程的实际应用1.材料在高新技术领域中的应用2.材料在国民经济中的重要地位四、材料科学与工程的就业前景1.毕业生主要就业方向2.行业发展和人才需求趋势五、材料科学与工程的挑战与机遇1.当前面临的挑战2.未来发展的机遇正文:材料科学与工程专业是一门研究材料的设计、制备、性能及其应用的学科。
材料科学与工程专业在我国有着悠久的历史,随着科技的进步和社会的发展,这一专业在研究和应用领域取得了举世瞩目的成果。
材料科学与工程专业主要包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料等方向。
这些方向分别研究不同类型的材料,具有各自的特点和应用领域。
材料科学与工程专业的学生需要学习材料科学基础、材料工程原理、材料制备与加工技术等核心课程,以及一定数量的选修课程。
材料科学与工程专业具有很强的实际应用价值。
在高新技术领域,如航空航天、信息技术、生物技术等方面,材料科学与工程的成果为我国的科技发展提供了重要支撑。
此外,材料科学与工程专业在国民经济中的地位日益显著,涉及建筑、交通、能源、环保等诸多领域。
材料科学与工程专业毕业生的就业前景十分广阔。
他们可以在科研机构、高等院校、企事业单位等从事材料研究、设计、开发、生产、管理等方面的工作。
随着我国经济的持续发展和材料科学研究的不断深入,材料科学与工程专业人才的需求呈现出持续增长的趋势。
当然,材料科学与工程专业也面临着一些挑战,如新型材料的研发和应用、资源与环境问题等。
然而,这些挑战同时也为材料科学与工程专业带来了巨大的发展机遇。
材料科学与工程的理解
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材料科学与工程的理解
材料科学与工程是一门研究材料的性质、结构、制备和应用的学科。
它涉及从原子、分子水平到宏观尺度的各种材料,包括金属、陶瓷、高分子材料和复合材料等。
材料科学与工程的研究内容主要包括材料的组成、结构和性能之间的关系,以及如何通过改变材料的组成和结构来实现特定的性能要求。
这门学科的目标是开发新型材料,改善现有材料的性能,并将它们应用于各个领域,如航空航天、汽车、电子、能源和医疗等。
在材料科学与工程中,研究人员利用各种实验、模拟和理论方法来探索材料的性质和行为。
他们研究材料的微观结构,包括晶体结构、缺陷和界面等,并研究材料的宏观性质,如力学性能、导电性、热性能和光学性能等。
此外,材料科学与工程还关注材料的加工和制备技术,以及材料在实际应用中的表现和寿命等问题。
材料科学与工程在推动科技进步和社会发展方面起着重要作用。
通过开发新型材料,可以改善产品的性能、延长使用寿命,并满足不同领域对材料的特定需求。
此外,材料科学与工程还涉及环境保护和可持续发展方面的研究,例如研究可再生材料和节能材料等。
总而言之,材料科学与工程是一门综合性的学科,涵盖了从基础研究到应用开发的各个方面。
它对于推动技术创新和社会进步具有重要意义。
1。
材料科学与工程专业意义
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材料科学与工程专业意义摘要:一、材料科学与工程专业概述二、材料科学与工程专业的研究领域1.材料制备与加工2.材料结构与性能3.材料分析与测试4.材料应用与工程三、材料科学与工程专业的发展前景四、材料科学与工程专业人才的职业规划五、我国在材料科学与工程专业的发展成就正文:一、材料科学与工程专业概述材料科学与工程专业是一门研究材料及其制备、结构、性能、加工、分析与测试等方面的学科。
它涵盖了从原材料的开发、加工、生产到材料制品的全过程,旨在解决材料的设计、制备、改性、评价和应用等问题。
材料科学与工程专业在我国的高等院校和科研机构中具有重要地位,为国家经济建设、科技进步和社会发展中关键材料的研究与开发提供了有力支持。
二、材料科学与工程专业的研究领域1.材料制备与加工:研究材料的制备方法、加工工艺及其对材料性能的影响,包括粉体制备、熔融制备、化学气相沉积、物理气相沉积等。
2.材料结构与性能:研究材料的晶格结构、组织结构、相界结构等对材料性能的影响,涉及金属材料、陶瓷材料、聚合物材料等多种类型材料。
3.材料分析与测试:运用各种现代分析测试手段,如电子显微镜、X射线衍射、红外光谱等,揭示材料的微观结构和性能关系。
4.材料应用与工程:研究材料在不同领域的应用,如航空航天、能源、环保、电子、汽车等,注重材料与工程技术的结合。
三、材料科学与工程专业的发展前景随着科技的飞速发展,新材料的研究与开发在国民经济的各个领域中具有重要战略地位。
材料科学与工程专业的发展前景十分广阔,未来将围绕新材料、新技术、绿色环保等方面展开深入研究,为我国科技创新和产业升级提供有力支持。
四、材料科学与工程专业人才的职业规划材料科学与工程专业毕业生可在科研院所、企事业单位、高等院校等从事材料研究、开发、生产、管理等方面的工作。
为适应职业发展需求,学生应具备扎实的专业基础、实践能力、创新意识和团队协作精神,不断提升自身综合素质。
五、我国在材料科学与工程专业的发展成就近年来,我国在材料科学与工程专业取得了举世瞩目的成就,如高温超导材料、纳米材料、稀土材料、复合材料等领域的研究成果居世界领先水平。
材料科学与工程开设课程
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材料科学与工程开设课程【原创实用版】目录1.材料科学与工程专业简介2.材料科学与工程专业主要开设课程3.实践环节与毕业要求4.就业前景与方向正文一、材料科学与工程专业简介材料科学与工程是一门研究材料结构、性能、制备和应用的学科,它涉及到金属、陶瓷、聚合物等多种材料类型。
材料科学与工程专业旨在培养具备材料科学与工程方面的扎实理论基础、宽广专业知识和良好科学素养的高级工程技术人才。
二、材料科学与工程专业主要开设课程1.基础课程:高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、物理化学、无机化学、有机化学、普通力学、材料力学、电子技术、计算机基础等。
2.专业核心课程:材料科学基础、材料工程基础、材料性能、材料制备、材料分析与测试、新型材料研究、材料腐蚀与防护等。
3.专业选修课程:材料力学性能、材料物理性能、金属材料学、陶瓷材料学、聚合物材料学、复合材料学、功能材料、纳米材料与技术、新能源材料与器件等。
三、实践环节与毕业要求1.实验课程:与理论课程相配合的实验课程,以培养学生的动手能力和实验技能。
2.课程设计:针对专业核心课程和选修课程,安排课程设计环节,使学生能够运用所学知识解决实际问题。
3.实习实践:安排学生在企业、科研院所等相关单位进行实习,以提高学生的实际工作能力。
4.毕业论文:学生需完成一篇与材料科学与工程相关的毕业论文,以培养学生的独立研究能力。
四、就业前景与方向1.传统制造业:从事金属、陶瓷、聚合物等材料的生产、研发和管理工作。
2.新材料产业:从事新型材料、纳米材料、功能材料、复合材料、新能源材料等的研发、生产和管理工作。
3.科研院所:从事材料科学与工程相关的研究工作。
4.教育机构:担任材料科学与工程相关专业的教学和科研工作。
材料科学与工程
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材料科学与工程材料科学与工程是研究材料性能、结构和制备工艺的学科,涉及到材料的选择、设计和应用。
本文将从材料科学与工程的概念、研究内容、应用领域以及未来发展等方面进行探讨。
概念介绍材料科学与工程是一门跨学科的学科,涵盖了物理学、化学、工程学等多个学科的知识。
它研究的对象是材料的性能、结构和制备工艺。
通过对材料的研究,可以改善材料性能,提高产品的质量和性能。
研究内容材料科学与工程的研究内容包括:1. 材料的物理性能研究:研究材料的力学性能、电学性能、热学性能等。
2. 材料的化学性能研究:研究材料的腐蚀性能、耐热性能、抗氧化性能等。
3. 材料的结构研究:研究材料的晶体结构、微观结构和宏观结构。
4. 材料的制备工艺研究:研究制备材料的方法和工艺。
应用领域材料科学与工程在很多领域都有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:1. 电子领域:材料科学与工程在半导体器件、集成电路、电子显示等领域发挥着重要作用。
2. 能源领域:材料科学与工程在新能源开发、能源存储和转换等方面具有重要意义。
3. 医疗领域:材料科学与工程在医疗器械、生物医学材料等方面有广泛应用。
4. 航空航天领域:材料科学与工程对于航空航天器材料的研究和开发至关重要。
未来发展随着科学技术的不断进步和社会的不断发展,材料科学与工程在未来的发展中将会有更广阔的前景。
1. 新材料的研究与开发:随着科技的不断进步,新型材料的研究和开发成为材料科学与工程的一个重要方向。
2. 环保材料的研究与应用:面对全球环境问题,绿色环保材料的研究和应用将成为材料科学与工程的重要发展方向。
3. 材料的智能化与功能化:随着人工智能和物联网技术的发展,材料的智能化与功能化将成为未来材料科学与工程的发展趋势。
总结材料科学与工程是一门跨学科的学科,它研究材料的性能、结构和制备工艺。
在电子、能源、医疗、航空航天等领域都有广泛的应用。
未来,材料科学与工程将继续发展并面临新的挑战和机遇,为各个领域的科学技术进步和社会发展做出贡献。
材料科学与工程专业介绍
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材料科学与工程专业介绍引言材料科学与工程是一门研究材料结构、性能和应用的学科。
随着科技的开展和工业化的进程,材料科学与工程在现代社会中发挥着重要作用。
本文将介绍材料科学与工程专业的根本知识、专业方向和就业前景,以帮助读者更好地了解这个专业。
专业概述材料科学与工程专业是一门涉及自然科学和工程学的交叉学科,目的是培养学生掌握材料结构、性能和应用方面的根本理论和实践技能。
在专业学习过程中,学生将学习材料科学的根本原理、材料的制备和加工技术、材料性能测试与评价等知识。
材料科学与工程专业可以分为以下几个方向:金属材料金属材料是材料科学与工程中的一个重要分支,它涵盖了金属的结构、性能、加工和应用方面的知识。
在金属材料方向的学习中,学生将学习金属材料的晶体结构和成分分析方法、金属材料的力学性能和热处理技术等知识。
无机非金属材料无机非金属材料包括陶瓷材料和复合材料等,它们具有特殊的物理、化学和力学性能。
在无机非金属材料方向的学习中,学生将学习无机非金属材料的组成与结构、制备与改性技术、性能测试与应用等知识。
高分子材料是一种与生活密切相关的材料,包括塑料、橡胶、纤维等。
在高分子材料方向的学习中,学生将学习高分子材料的合成与改性、物性测试与表征、加工与应用等知识。
材料物理与化学材料物理与化学是材料科学与工程的根底学科,它涉及材料的结构、物性和化学反响等方面的知识。
在材料物理与化学方向的学习中,学生将学习材料的电、磁、光、声等物理性质,以及材料的化学反响和外表性质等知识。
就业前景材料科学与工程专业的毕业生有着广阔的就业前景。
他们可以在各个领域中从事材料研究、材料制备和加工、材料性能测试和评价等工作。
以下是几个常见的就业领域:1.材料工程师:材料工程师负责材料的选择、制备、加工和性能评价等工作,在各个工程领域中都有广泛的应用。
2.材料研发科学家:材料研发科学家负责开发新型材料,并改良现有材料的性能,以满足不同领域的需求。
什么是材料科学与工程
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什么是材料科学与工程
材料科学与工程是一门研究材料的结构、性能、制备、加工和应用的学科。
材
料是构成一切物质的基础,包括金属、陶瓷、高分子材料、半导体材料等。
材料科学与工程的研究对象是各种材料的结构、性能和制备加工技术,旨在开发新材料、改进现有材料的性能,以满足人类对材料的需求。
材料科学与工程的研究内容非常广泛,涉及材料的物理、化学、力学、工程学
等多个学科领域。
它的研究内容包括材料的基本性质、结构与性能的关系、材料的制备加工技术、材料的表面改性和功能化等方面。
在材料科学与工程领域,研究人员通过对材料的微观结构和宏观性能进行研究,以期望能够开发出更加优异的新材料,同时改进现有材料的性能,以满足不同领域的需求。
材料科学与工程的研究领域包括金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料、半导体材料等。
在这些领域中,研究人员致力于研究材料的结构特性、性能表征、制备加工技术等方面的问题。
通过对材料的研究,人们可以更好地理解材料的性能特点,从而为材料的应用提供更为可靠的依据。
材料科学与工程在现代工业生产和科技发展中起着至关重要的作用。
材料是现
代工业生产的基础,几乎所有的产品都离不开材料。
因此,研究和开发新型材料、改进现有材料的性能对于提高产品质量、推动科技进步、促进经济发展具有重要意义。
总的来说,材料科学与工程是一门关乎材料的结构、性能、制备、加工和应用
的综合学科。
通过对材料的研究,可以不断开发新材料、改进现有材料的性能,以满足人类对材料的不断增长的需求。
材料科学与工程在现代工业生产和科技发展中具有重要作用,对于推动科技进步、促进经济发展具有不可替代的作用。
材料科学与工程的一级学科
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材料科学与工程的一级学科摘要:一、材料科学与工程概述二、材料科学与工程的学科分支三、材料科学与工程的的应用领域四、我国材料科学与工程的发展现状与展望正文:一、材料科学与工程概述材料科学与工程是一门研究材料的设计、制备、结构、性能、加工、应用等方面的综合性学科。
它涵盖了材料的化学、物理、生物学、力学、电子学等多个学科领域,是一门跨学科、多领域、高度综合的学科。
二、材料科学与工程的学科分支材料科学与工程专业主要包括以下几个学科分支:1.材料物理与化学:研究材料的物理、化学性质及其应用。
2.材料力学与工程:研究材料在各种载荷下的力学性能及其应用。
3.材料加工工程:研究材料的制备、加工工艺及其优化。
4.材料学:研究材料的组成、结构、性能及其相互关系。
5.纳米材料与技术:研究纳米材料的制备、性能及其应用。
6.生物材料:研究生物相容性材料及其在生物医学、生物工程等领域的应用。
三、材料科学与工程的的应用领域材料科学与工程专业具有广泛的应用领域,如电子信息、航空航天、汽车制造、生物医药、能源环保等。
以下列举几个典型的应用领域:1.电子信息:集成电路、光电子器件、显示器件等。
2.航空航天:飞行器结构材料、发动机材料、涂层与防护材料等。
3.汽车制造:汽车车身材料、零部件材料、摩擦材料等。
4.生物医药:生物医用材料、药物载体材料、组织工程材料等。
5.能源环保:太阳能电池、燃料电池、核能材料、环境监测材料等。
四、我国材料科学与工程的发展现状与展望近年来,我国材料科学与工程取得了举世瞩目的成果。
在纳米材料、生物材料、高性能结构材料等领域具有国际领先水平。
然而,在材料制备、加工、应用等方面仍存在一定差距。
未来,我国材料科学与工程将继续加大研发力度,提高自主创新能力,努力实现从材料大国向材料强国的跨越。
总之,材料科学与工程是一门具有重要理论和实践价值的学科。
材料科学与工程技术
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汇报人:XX 20XX-01-30
目录
• 材料科学与工程概述 • 材料性能与表征方法 • 材料制备与加工技术 • 材料表面改性与涂层技术 • 材料腐蚀与防护策略 • 材料科学与工程发展趋势展望
01
材料科学与工程概述
材料科学与工程定义
材料科学与工程是研究材料的制备或加工工艺、材料结构与材料性能三者之间的 相互关系的科学。
由多种材料组成的涂层,结合 了多种材料的优点,具有更广
泛的应用前景。
表面改性与涂层关系探讨
表面改性是涂层技术的基础
通过对材料表面的改性处理,可以改善其润湿性、粘附性等性质,为后续的涂层工艺提供 更好的条件。
涂层技术是表面改性的重要手段
涂层不仅可以保护材料表面免受环境侵蚀,还可以赋予材料新的功能和特性。
冶金技术
包括火法冶金、湿法冶金、电化学冶金等,用于从矿石中提取和 纯化金属。
铸造技术
将熔融金属浇入铸型,凝固后获得一定形状和性能的铸件。
塑性加工技术
通过轧制、挤压、拉拔等工艺,使金属在塑性状态下变形,以获 得所需形状和性能的金属制品。
非金属材料制备技术
陶瓷制备技术
包括原料处理、成型、烧结等工艺,用于制备各种陶瓷制 品。
涂层技术种类及应用领域
金属涂层
包括电镀、化学镀、热浸镀等 ,广泛应用于防腐、装饰、导
电、耐磨等领域。
有机涂层
如涂料、油漆等,具有保护、 装饰、绝缘、防水等功能,广 泛应用于建筑、交通、家电等 领域。
无机涂层
如陶瓷涂层、玻璃涂层等,具 有高温稳定性、耐腐蚀性等特 点,应用于航空航天、化工等 领域。
复合涂层
材料性质
考虑材料的化学性质、物理性质和机械性质,选择适合的 防腐方法。例如,对于活泼金属,可以采用电化学保护法 ;对于惰性金属,可以采用涂层保护法。
材料科学与工程
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材料科学与工程材料科学与工程是一门研究材料的性质、结构和性能以及与之相关的工程应用的学科。
随着科技的不断发展,材料科学与工程在各个领域都起着重要的作用。
本文将就材料科学与工程的基本概念、研究方法和应用领域进行探讨。
一、材料科学与工程的基本概念材料科学与工程是一门跨学科的学科,涉及物理学、化学、力学等多个学科的知识。
它的研究对象是各种用于制造产品和构造的材料,包括金属、陶瓷、塑料、复合材料等。
材料科学与工程的目标是通过对材料的研究,改进和设计材料的性能,以满足工程和产品的要求。
二、材料科学与工程的研究方法1. 实验方法:材料科学与工程的研究通常需要进行一系列实验,以获取材料的性质和行为数据。
实验方法可以通过测试材料的物理、化学和力学性质来研究材料的结构和性能,如拉伸试验、化学分析等。
2. 理论方法:理论方法是材料科学与工程研究中的重要手段之一。
通过建立和应用各种理论模型和计算方法,研究人员可以预测材料的性能、模拟材料的行为等。
理论方法包括分子动力学模拟、有限元分析等。
3. 表征方法:材料表征是研究材料性质和结构的关键环节。
通过使用各种表征技术,如电子显微镜、X射线衍射等,人们可以观察和分析材料的微观结构,并获得关于材料的重要信息。
三、材料科学与工程的应用领域1. 金属材料:金属材料广泛应用于制造业,如汽车、航空器、建筑等。
材料科学与工程的研究改进了金属材料的强度、耐腐蚀性等性能,提高了金属材料的使用寿命。
2. 陶瓷材料:陶瓷材料具有高温稳定性和良好的绝缘性能,被广泛应用于航空航天、电子器件等领域。
材料科学与工程的研究提升了陶瓷材料的性能和可靠性。
3. 高分子材料:高分子材料是一类重要的材料,如塑料、橡胶等。
材料科学与工程的研究改善了高分子材料的力学性能和耐温性能,推动了塑料工业的发展。
4. 复合材料:复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的材料,具有高强度、高刚度和低密度的特点。
材料科学与工程的研究加强了对复合材料的设计和制备,扩大了复合材料在航空、航天等领域的应用。
材料科学与工程专业
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材料科学与工程专业材料科学与工程专业是一门研究材料的结构、性能、制备和应用的学科,是工程学的一支重要学科,也是现代技术和工业发展的基础。
本文将介绍材料科学与工程专业的相关知识和学科发展前景。
一、专业概述材料科学与工程专业主要涉及金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料等各类材料的性能研究、制备技术和应用开发。
它涵盖了材料学、物理学、化学、力学、生物学、电子学等多个学科的基础知识,为学生提供了丰富的知识和技能。
二、学科发展历程材料科学与工程作为一门独立的学科,在20世纪50年代开始建立并取得了长足的发展。
随着现代科技和工业的飞速发展,对材料性能和应用需求的不断增长,材料科学与工程逐渐成为了一门重要的学科。
在过去几十年的发展中,材料科学与工程专业在材料性能研究、制备技术和应用开发等方面取得了许多令人瞩目的成就。
三、专业课程设置材料科学与工程专业的课程设置主要包括材料学基础、材料物理、材料化学、材料力学、材料表面与界面等方面的课程。
此外,还会有工程材料、材料制备技术、材料测试与表征等实践性较强的课程。
这些专业课程的学习将为学生培养材料科学研究、工程技术开发以及材料行业管理等方面的能力。
四、就业前景材料科学与工程专业的毕业生就业前景广阔。
他们可以在各个行业中从事材料的研究、开发与应用工作,包括航空航天、能源、电子、汽车、制药等领域。
随着新材料技术的不断发展和应用,对材料科学与工程专业人才的需求也将越来越大。
可以预见的是,材料科学与工程专业的毕业生将前景光明。
五、国内外学科研究进展在国内外学术界,材料科学与工程专业的研究一直是热门领域之一。
在国际上,材料学会、材料研究所以及各大学的相关研究团队都为材料科学与工程的发展做出了重要的贡献。
在国内,各大高校的科研实力也在不断提升,取得了一系列重要的研究成果。
六、研究方向材料科学与工程专业的研究方向涵盖了很多领域,包括但不限于:新材料研究与开发、材料性能优化与改进、材料制备技术与工艺、材料性能测试与表征、材料应用与工程设计等。
材料科学与工程概论
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材料科学与工程概论
材料科学与工程的研究对象包括各种自然材料(如金属、陶瓷、塑料、橡胶等)以及人工材料(如纤维、复合材料、半导体材料等)。
通过对材
料的研究和改良,可以提高材料的性能和使用寿命,开发出更具创新性和
经济性的材料。
材料科学与工程的发展史可以追溯到人类最早开始使用工具和制造器
物的时代。
随着科学技术的发展和工业革命的到来,材料科学与工程得到
了极大的推动和发展。
各个国家也纷纷成立材料研究机构和相关学科专业,培养了大批杰出的材料科学家和工程师。
在现代科学中,材料科学与工程的研究成果涵盖了多个领域。
例如,
在能源领域,材料工程师研究和开发新型材料,以提高能源的转换效率和
储存能力。
在生物医学领域,材料科学家研究和设计具有特殊功能的材料,如生物材料和药物传递系统,用于医学诊断和治疗。
在环境保护领域,材
料科学与工程可以帮助解决废物处理、水资源管理等问题。
由于材料的种类繁多,材料科学与工程也包含了多个学科和专业领域。
例如,金属材料科学和工程、聚合物科学和工程、电子材料科学和工程等等。
每个领域都涉及到不同的材料、结构和性质研究。
通过这些研究,可
以为不同领域的应用提供支持和解决方案。
总之,材料科学与工程是一个重要的学科领域。
通过对材料的研究和
开发,可以推动科技的发展和社会的进步。
在未来,材料科学与工程将进
一步拓展应用领域,并为人类社会的可持续发展做出重要贡献。
材料科学与工程
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材料科学与工程材料科学与工程是一门研究和应用材料的学术领域,旨在开发新材料、改进现有材料的性能,并利用这些材料来解决各种实际问题。
它涵盖了从材料设计和合成到材料制备、性能表征以及材料应用的全过程。
一、材料设计与合成材料设计与合成是材料科学与工程的起点,它关注的是如何选择和设计出具有特定性能和功能的材料。
通过材料的物理、化学性质以及它们与外部环境的相互作用来实现这一目标。
在过去的几十年里,材料科学家们通过不断地研究和发展,取得了许多令人瞩目的成果。
二、材料制备材料制备是将设计好的材料转化为实际可用的材料的过程。
它涉及到不同的制备方法,包括传统的熔融法、溶液法以及近年来兴起的纳米材料制备技术等。
制备过程中的参数控制和工艺优化对最终的材料性能至关重要。
例如,在制备金属合金时,不同的混合比例和加工条件会对合金的机械性能和耐腐蚀性产生巨大影响。
三、材料性能表征材料性能表征是对材料的各种性能进行测量和评估的过程。
这包括材料的力学性能、热学性能、电学性能、光学性能等等。
通过深入了解材料的性能特征,科学家们可以更好地理解材料的本质,并为材料的应用提供更多的依据。
四、材料应用材料应用是材料科学与工程的最终目的。
无论是材料在航空航天领域的应用,还是在能源和环境领域的应用,都要求材料具备特定的性能和功能。
例如,在新能源领域,研发高效的电池材料可以推动可再生能源的发展;而在环境保护领域,开发具有高效吸附能力的材料可以用于污染物的去除和水的净化。
结语材料科学与工程为当今社会的发展做出了巨大贡献。
它为我们提供了各种各样的材料,使我们能够创造更加美好的未来。
随着科技的不断进步和社会的发展,我们相信,材料科学与工程将继续取得更多的突破和进展。
我们期待着未来,期待着更多先进材料的应用,为人类的生活带来更多的便利和舒适。
材料科学与工程专业综合概述
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培养要求
掌握材料科学与工程的基本理论和实践技能
具备较强的创新意识和实践能力
熟悉材料科学与工程的发展趋势和应用前景
具备良好的沟通和团队协作能力
具备较强的分析和解决问题的能力
具备良好的职业道德和职业素养
培养方式
01
理论与实践相结合:注重理论知识的学习和实践能力的培养
02
工艺工程师:负责材料的加工工艺设计和优化
03
质量工程师:负责材料的质量控制和检测
04
销售工程师:负责材料的市场推广和销售
05
技术支持工程师:负责材料的技术支持和售后服务
06
研发工程师:负责新材料的研发和创新
职业发展
材料工程师:从事材料研发、生产、检测等工作
01
工艺工程师:负责材料加工工艺的设计和优化
01
材料加工领域包括:金属材料加工、非金属材料加工、复合材料加工等。
02
材料研发领域包括:新材料研发、材料性能优化、材料结构设计等。
03
材料检测领域包括:材料性能检测、材料质量检测、材料失效分析等。
04
材料管理领域包括:材料采购、材料库存管理、材料成本控制等。
05
岗位需求
01
材料工程师:负责材料的研发、生产和测试
谢谢
研究热点:材料科学与工程专业目前研究的热点包括新材料的制备、性能优化、应用开发等。
发展趋势
01
材料科学不断创新,推动工程领域的发展
03
绿色环保材料的研发和应用,成为未来发展趋势
02
交叉学科的融合,促进材料科学与工程专业的发展
04
智能化、数字化技术的应用,提高材料科学与工程专业的效率和精度
材料科学与工程专业概述
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材料科学与工程基础论文一、材料与科学工程概述和体会材料科学与工程专业的主要研究方向:先进材料与工艺的设计与优化;新型金属结构和功能材料的基础研究;先进粉末冶金材料与技术;材料腐蚀、磨蚀与防护;先进高性能金属与非金属功能材料;先进复合材料;纳米材料与技术;功能薄膜材料;生物医用材等。
材料物理专业方向研究解决材料中的物理问题。
研究领域包括材料的物理性能,材料的微观结构与相变,材料的失效,材料的表面与界面等,所研究的材料涉及新一代结构材料、信息存贮材料、纳米材料、薄膜材料、能源材料、光电材料等。
材料化学专业涉及各种新材料的化学制备、材料在服役环境下的化学失效与控制、材料再生与综合利用等内容。
材料化学是近年来发展势头强劲的纳米材料、电子信息材料以及生物医用材料的重要学科基础。
目前主要研究方向有:功能高分子材料化学、功能无机材料化学、材料表面化学与表面技术、材料电化学与技术等。
无机非金属材料是三大类别的材料之一,其主要研究方向有:新能源材料方向,特种陶瓷粉末冶金方向,无机非金属结构材料方向,功能陶瓷与器件方向等。
功能高分子材料是高分子材料科学与工程研究高分子物理化学、聚合物反应工程及聚合物加工的新兴前沿学科之一,涉及光电功能高分子材料、高分子复合材料、纳米高分子材料、生物医学高分子材料的制备等。
其主要研究方向有:有机高分子光屏蔽材料、手性有机高分子材料,液晶高分子材料、大面积液晶显示材料,液晶信息储存与显示材料、导电高分子材料、高分子防腐涂料薄膜、生物医用高分子材料、纳米聚合物、新型金属-高分子复合催化材料等。
我始终认为材料科学是一个领域很广的学科,大到航天航空,小到生活琐碎。
最开始我认为材料是组成我们生活中各种物品的一个源头,没有它的话其他的东西都无法组成。
但是当我选修了这门专选课后,开始接触材料时,我发现,它不仅是一个领域很广的专业,并且是一个很深奥的专业,多学科交叉的专业。
材料学科顾名思义是研究材料组成、结构、工艺、性能与使用效能之间相互关系的学科,为材料设计、制造、工艺优化和合理使用提供科学依据。
什么是材料科学与工程
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什么是材料科学与工程材料科学与工程是一门研究材料的结构、性能、制备和应用的学科,它涉及到各种不同类型的材料,包括金属、陶瓷、塑料、复合材料等。
材料科学与工程的研究内容非常广泛,涵盖了从原子、分子水平到宏观材料性能和应用的方方面面。
首先,材料科学与工程关注材料的结构与性能。
材料的结构决定了其性能,而材料的性能又会反过来影响其结构。
因此,研究材料的结构与性能之间的关系是材料科学与工程的重要内容之一。
通过对材料结构的研究,可以了解材料的原子、分子排列方式,从而预测材料的性能。
而通过对材料性能的研究,则可以帮助人们更好地设计和选择材料,以满足不同的工程需求。
其次,材料科学与工程关注材料的制备与加工。
材料的制备和加工技术对材料的性能和应用起着至关重要的作用。
不同的制备和加工工艺会对材料的微观结构和性能产生不同的影响。
因此,研究材料的制备和加工技术,旨在探索如何通过合适的工艺手段来调控材料的结构和性能,以满足特定的工程需求。
再者,材料科学与工程关注材料的应用与性能优化。
材料的应用是材料科学与工程的最终目的所在。
通过对不同材料在不同环境下的性能表现进行研究和评价,可以帮助人们更好地选择和设计材料,以满足特定工程应用的需求。
同时,对材料性能的优化研究也是材料科学与工程的重要内容之一,通过改进材料的结构和性能,可以使材料在特定工程应用中发挥更好的作用。
总的来说,材料科学与工程是一门综合性的学科,它涉及到材料的结构、性能、制备和应用等方方面面。
通过对材料的研究,可以帮助人们更好地理解材料的本质,从而为工程应用提供更好的材料选择和设计方案。
材料科学与工程的发展也将为人类社会的可持续发展和科技进步提供重要支撑。
材料科学与工程专业介绍
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材料科学与工程专业介绍
材料科学与工程是一门涉及材料的结构、性能、加工和应用的综合学科。
它是
一门基础学科,也是一门应用学科,它的发展与现代工业和科技的发展密切相关。
材料科学与工程专业的学生将学习材料的基本性质、制备方法、性能测试以及材料在工程中的应用等知识,是一门具有广泛应用前景的专业。
首先,材料科学与工程专业涉及的知识面非常广泛。
学生将学习金属材料、无
机非金属材料、高分子材料、复合材料等多种材料的基本性质和特点,以及它们的制备方法和加工工艺。
在学习过程中,学生还将接触到材料的性能测试方法,了解不同材料的力学性能、热学性能、电学性能等,为今后的工程实践打下坚实的基础。
其次,材料科学与工程专业是一个与工程实践密切相关的专业。
材料是现代工
程技术的基础,各种工程材料的研发和应用对于工程技术的发展至关重要。
学习材料科学与工程的学生将在课程中学习到不同材料在工程中的应用,了解不同材料的优缺点,为今后的工程设计和材料选择提供理论支持。
另外,材料科学与工程专业也是一个具有广阔发展前景的专业。
随着现代工业
技术的不断发展,对新型材料的需求也在不断增加。
例如,新能源材料、高性能结构材料、生物材料等都是当前研究的热点领域,而这些领域都需要材料科学与工程专业的专业人才来进行研究和开发。
总的来说,材料科学与工程专业是一门具有广泛应用前景的专业,学生在学习
过程中将接触到丰富的材料知识和工程实践,为今后的工作和研究打下坚实的基础。
希望学生们能够在学习过程中努力钻研,掌握扎实的专业知识,为将来的发展打下坚实的基础。
材料科学与工程的认识
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材料科学与工程是一门涉及材料合成与加工、成分、结构、性能和应用的学科,它融合了材料学、工程学、化学和物理学等多个学科领域。
该学科在人类文明、社会进步、科学技术的发展中扮演着重要的角色,是推动材料科学和技术发展的重要基石。
材料科学与工程主要研究材料的组成与结构、合成与加工、性质与性能以及它们之间的相互关系。
该学科需要掌握材料的基本理论和实践知识,包括材料的合成、加工、结构和性能等方面的知识。
此外,还需要具备分析和解决材料相关问题的能力,以及实验技能和计算机辅助设计能力等。
材料科学与工程专业的毕业生需要具备坚实的自然科学基础、材料科学与工程专业基础和人文社会科学基础,同时应具有较强的工程意识、工程素质和实践能力,能够解决复杂的工程问题。
此外,他们还应具有自我获取知识能力、沟通和组织管理能力,并应具有社会责任感、创新意识和创业精神。
材料科学与工程专业的课程设置包括理论教学和实践教学两部分。
理论教学主要包括通识教育课程、学科教育课程和专业教育课程,而实践教学则包括通识实践、学科实践、专业实践、创新实践以及理论教学体系中的实践。
通过这些课程的学习,学生可以掌握材料科学的基本理论和实践技能,为未来的职业发展奠定坚实的基础。
在未来的职业发展方面,材料科学与工程专业的毕业生可以在材料、化工、能源以及环保等相关领域工作。
他们可以从事高分子材料、纳米材料、新能源材料、半导体材料和高性能复合材料等方向的基础理论研究,新材料、新工艺和新技术的研发与应用,生产技术的开发和过程控制等工作。
此外,他们还可以承担相关专业领域的教学、科技管理和经营工作。
总之,材料科学与工程是一门重要的学科,它的发展对于推动科学技术进步和人类文明发展具有重要意义。
该学科需要学生具备坚实的理论基础和实践技能,同时需要具备创新意识和创业精神。
未来,材料科学与工程专业的毕业生将在各个领域发挥重要作用,为社会的进步和发展做出贡献。
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第1节材料科学与工程概述1.1.1材料科学的内涵材料科学就是从事对材料本质的发现、分析认识、设计及控制等方面研究的一门科学。
其目的在于揭示材料的行为,给予材料结构的统一描绘或建立模型,以及解释结构与性能之间的内在关系。
材料科学的内涵可以认为是由五大要素组成,他们之间的关联可以用一个多面体来描述(图1-1)。
其中使用效能是材料性能在工作状态(受力、气氛、温度)下的表现,材料性能可以视为材料的固有性能,而使用效能则随工作环境不同而异,但它与材料的固有性能密切相关。
理论及材料与工艺设计位于多面体的中心,它直接和其它5个要素相连,表明它在材料科学中的特殊地位。
材料科学的核心内容是结构与性能。
为了深入理解和有效控制性能和结构,人们常常需要了解各种过程的现象,如屈服过程、断裂过程、导电过程、磁化过程、相变过程等。
材料中各种结构的形成都涉及能量的变化,因此外界条件的改变也将会引起结构的改变,从而导致性能的改变。
因此可以说,过程是理解性能和结构的重要环节,结构是深入理解性能的核心,外界条件控制着结构的形成和过程的进行。
材料的性能是由材料的内部结构决定的,材料的结构反映了材料的组成基元及其排列和运动的方式。
材料的组成基元一般为原子、离子和分子等,材料的排列方式在很大程度上受组元间结合类型的影响,如金属键、离子键、共价键、分子键等。
组元在结构中不是静止不动的,是在不断的运动中,如电子的运动、原子的热运动等。
描述材料的结构可以有不同层次,包括原子结构、原子的排列、相结构、显微结构、结构缺陷等,每个层次的结构特征都以不同的方式决定着材料的性能。
物质结构是理解和控制性能的中心环节。
组成材料的原子结构,电子围绕着原子核的运动情况对材料的物理性能有重要影响,尤其是电子结构会影响原子的键合,使材料表现出金属、无机非金属或高分子的固有属性。
金属、无机非金属和某些高分子材料在空间均具有规则的原子排列,或者说具有晶体的格子构造。
晶体结构会影响到材料的诸多物理性能,如强度、塑性、韧性等。
石墨和金刚石都是由碳原子组成,但二者原子排列方式不同,导致强度、硬度及其它物理性能差别明显。
当材料处于非晶态时,与晶体材料相比,性能差别也很大,如玻璃态的聚乙烯是透明的,而晶态的聚乙烯是半透明的。
又如某些非晶态金属比晶态金属具有更高的强度和耐蚀性能。
此外,在晶体材料中存在的某些排列的不完整性,即存在结构缺陷,也对材料性能产生重要影响。
我们在研究晶体结构与性能的关系时,除考虑其内部原子排列的规则性,还需要考虑其尺寸的效应。
从聚集的角度看,三维方向尺寸都很大的材料称为块体材料,在一维、二维或三维方向上尺寸变小的材料叫做低维材料。
低维材料可能具有块体材料所不具备的性质,如零维的纳米粒子(尺寸小于100nm)具有很强的表面效应、尺寸效应和量子效应等,使其具有独特的物理、化学性能。
纳米金属颗粒是电的绝缘体和吸光的黑体。
以纳米微粒组成的陶瓷具有很高的韧性和超塑性。
纳米金属铝的硬度为普通铝的8倍。
具有高强度特征的一维材料的有机纤维、光导纤维,作为二维材料的金刚石薄膜、超导薄膜等都具有特殊的物理性能。
1.1.2 材料科学的确立与作用(1)材料科学的提出“材料科学”的明确提出要追朔到20世纪50年代末。
1957年10月4日前苏联发射了第一颗人造卫星,重80千克,11月3日发射了第二颗人造卫星,重500千克。
美国于1958年1月31日发射的“探测者1号”人造卫星仅8千克,重量比前苏联的卫星轻得多。
对此美国有关部门联合向总统提出报告,认为在科技竞争中美国之所以落后于苏联,关键在先进材料的研究方面。
1958年3月18日总统通过科学顾问委员会发布“全国材料规划”,决定12所大学成立材料研究实验室,随后又扩大到17所。
从那时起出现了包括多领域的综合性学科--“材料科学与工程学科”。
(2)材料科学的形成材料科学的形成主要归功于如下五个方面的基础发展:各类材料大规模的应用发展是材料科学形成的重要基础之一。
18世纪蒸汽机的发明和19世纪电动机的发明,使材料在新品种开发和规模生产等方面发生了飞跃,如1856年和1864年先后发明了转炉和平炉炼钢,大大促进了机械制造、铁路交通的发展。
随之不同类型的特殊钢种也相继出现,如1887年高锰钢、1903年硅钢及1910年镍铬不锈钢等,与此同时,铜、铅、锌也得到大量应用,随后铝、镁、钛和稀有金属相继问世。
20世纪初,人工合成高分子材料问世,如1909年的酚醛树脂(胶木),1925年的聚苯乙烯,1931年的聚氯乙烯以及1941年的尼龙等,发展十分迅速,如今世界年产量在1亿吨以上,论体积产量已超过了钢。
无机非金属材料门类较多,一直占有特殊的地位,其中一些传统材料资源丰富,性能价格比在所有材料中最有竞争能力。
20世纪中后期,通过合成原料和特殊制备方法,制造出一系列具有不可替代作用的功能材料和先进结构材料。
如电子陶瓷、铁氧体、光学玻璃、透明陶瓷、敏感及光电功能薄膜材料等。
先进结构陶瓷由于高硬度、耐高温、耐腐蚀、耐磨损及质轻等特点,在能源、信息等领域具有广泛的应用,成为近三四十年来研究工作的热点,且用途还在不断扩大。
其次,基础学科发展为材料科学理论体系的形成打下了坚实的基础。
量子力学、固体物理、断裂力学、无机化学、有机化学、物理化学等学科的发展,以及现代分析测试技术和设备的更新,使人类对物质结构和物理化学性质有了更深层次的理解。
同时,冶金学、金属学、陶瓷学、高分子科学等的发展也使对材料本身的研究大大加强和系统化,从而对材料的组成、制备、结构与性能,以及它们之间的相互关系的研究也越来越深入系统。
再次,学科理论的交叉融合日益突出。
在材料科学学科确立以前,金属材料、无机非金属材料与高分子材料等都已自成体系。
但人们在长期研究中发现,它们在制备和使用过程中许多概念、现象和变化都存在着颇多相似之处。
例如相变理论中,马氏体相变最初是金属学家所建立,广泛用来作为钢的热处理理论。
后来氧化锆增韧陶瓷中也发现了马氏体相变现象,并作为陶瓷增韧的一种有效方法。
又如缺陷理论、平衡热力学、扩散、塑性变形和断裂机理、表面与界面、晶态和非晶态结构、电子的迁移与束缚、原子聚集体的统计力学等的概念,常常可以用来解释不同类型材料的行为。
再有,各类材料的研究设备与生产手段颇具共同之处。
虽然不同类型的材料各有其专用设备与生产装置,但许多方面仍然是相同或相近的,如显微镜、电子显微镜、表面测试、物理化学及物理性能测试仪器等。
在材料生产中,许多加工装置也有通用之处,如挤压机对金属材料可以用来进行成型或冷加工硬化;而某些高分子材料,在采用挤压成丝工艺以后,可使有机纤维的比强度和比刚度大幅度提高;随着粉末成型技术和热致密化技术的发展,粉末冶金和现代陶瓷制造已经很难找出明显的区别。
最后,以应用为目的的材料设计打破了不同材料间的界限。
在长期的研究中人们发现,使得不同类型的材料可以相互代替和补充,更能充分发挥各种材料的优越性,达到物尽其用的目的。
复合材料在多数情况下是不同类型材料的组合,特别是出现超混杂复合材料以来更为如此。
如果对不同类型材料没有一个较全面的认识,对复合材料的设计及性质的理解必然受到影响。
(3)材料科学的作用从历史回顾的角度,我们可以用具体的几个例子来反映材料科学在科技进步中的作用。
图1-2和图1-3分别示出了材料比强度和刀具材料加工速度两个方面随年代不同的变化,其直接的显著作用之一是改进了飞机的设计,使交通工具节能。
而切削速度增长了100倍已导致了高效加工和制造工艺变成为低成本。
图1-4说明了集成电路自1958年问世以来的发展趋势,可以看出,到90年代中期,器件缩小了100万倍,单价下降了100万倍,这主要是由于单晶硅片直径增加、线宽变小、合格率提高的直接结果,由此导致了微电子技术、计算机技术、通信技术等发生了质的飞跃,进而引起了经济、社会的巨大变化。
同时,科技进步又促进了材料科学的自身发展。
首先是应用需求的牵引作用,这是材料科学发展的最重要的推动力,例如信息技术的发展,从电子信息处理,发展到光电子信息处理,以至于光子信息处理,需要一系列材料作基础,这包括光电子材料,非线性光学材料,光波导纤维、薄膜与器件等。
又如能源工程技术的发展,要求材料能耐受更高温度、具有更高可靠性以及寿命可预测的性质,以提高效率,改善环境,同时也要求更好的耐磨损、耐腐蚀性等,这些都为材料科学提出了大量的研究问题。
其次是对多学科交叉的推动作用,材料科学本身就具有多学科交叉渗透的特征,包含着丰富的内涵,例如材料的组分设计与合成,涉及到许多化学学科的分支,包括高温过程的热力学,动力学以至在温和条件下的仿生合成等。
当研究材料的微观结构与性能的关系时,要涉及到物理学,特别是凝聚态物理,同时也涉及到非连续介质微观力学等诸学科。
现代科学技术的发展具有学科间相互渗透、综合交叉的特点,科学和经济之间的相互作用,正推动着当前最活跃的信息科学、生命科学和材料科学的发展,也导致了一系列高新技术和高性能材料的诞生。
如信息功能材料是当代能源技术、信息技术、激光技术、计算机技术、空间技术、海洋工程技术、生物工程技术的物质基础,是新技术革命的先导。
高温结构材料是人类遨游太空的材料基础。
毫米时代人类发明了拖拉机,微米时代人类发明了计算机,以纳米材料为标志的纳米时代,人类将会创造出更大的辉煌。
21世纪的人类科学技术,将以先进材料技术、先进能源技术、信息技术和生物技术等四大学科为中心,通过其相互交叉和相互影响,为人类创造出完全不同的物质环境。
未来的材料,将是与生物和自然具有很好的适应性、相容性和环境友好的材料。
因此,性能不断提高、来源越来越广泛、能满足人类生活和社会日益增长需要的新材料,将会以更快的速度、更高的质量获得发展。
1.1.3 材料科学与材料工程的关系材料科学的核心问题是结构与性能的关系。
一般地说,科学是属于研究“为什么”的范畴。
材料科学的基础理论体系,能为材料工程提供必要的设计依据,为更好地选择材料、使用材料、发挥材料的潜力、发展新材料等提供理论基础。
并可以节省时间、提高可靠性、提高质量、降低成本和能耗、减少对环境的污染等。
材料工程是属于工程性质的领域,而工程是属于解决“怎样做”的问题。
其目的在于经济地而又能为社会所接受地控制材料的结构、性能和形状。
材料工程的研究需要对材料进行5个判据的考虑,即经济判据、质量判据、资源判据、环保判据、能源判据。
材料科学和材料工程是紧密联系、互相促进的。
材料工程为材料科学提出了丰富的研究课题,材料工程技术也为材料科学的发展提供了客观物质基础。
材料科学和材料工程间的不同主要在于各自强调的核心问题不同,它们之间并没有一条明显的分界线,在解决实际问题时,很难将科学因素和工程因素独立出来考虑。