材料科学与工程专业介绍

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或材料冶金系,有6所为化工与材料系。
目前美国有104所大学设有从事材料学科的系,其中95个归属 材料/冶金类,9个归属非金属的材料系。
材料科学与工程专业介绍
一、材料学科的演变与发展-中国
中国的材料科学与工程教育起源于部分高校的采矿系、矿 冶系,可以分为五个历史阶段:
1949年以前:
北洋西学学堂的矿冶学科( 1895 年创建 ),国立唐山工学 院 (1905) 、东北大学 (1912) 、武汉大学 (1913) 、国立贵州大 学 (1941) 。
1995年招收“无机非金属材料”和“硅酸盐工程”专 科生,
1996年招收“无机非金属材料”本科生,
1998年设立“材料科学与工程”本科专业,并招生。
2005年开始,材料科学与工程专业开设了无机非金属 和高分子两个专业方向,并且从第四学年开始两个 方向单独开课。
目前在校本科生600多名,
材料科学与工程专业介绍
人员总数 小计
教授 1
博士
教授
博士
教授
博士
副教授
博士
副教授
博士
副教授
副教授
3
材料科学与工程专业介绍
二、专业培养的目标及要求
材料科学与工程“四要素”
1、“四要素”与结构
合成 与加工
三要素 四要素
等边四面体结构
使用 行为
材料科学与工程专业介绍
材料科学与工程的定义(国际公认)是:研究有关材料成份/结构、制备/合成、 性能/组织和使用效能及其关系的科学技术与生产。对材料四要素的认识和理解,要 有动态的观念,材料科学与工程四个基本要素的说明和控制应放在更高、更深的层 次,即分子、原子尺度来阐释和控制。 材料的结构与成分应更着重于包括分子、原子的类型及所观察尺度范围(纳 米、 介观、微 观、宏观)内分子、原子的排列组合。 使原子(原子团),分子可得到特定排列组合的合成与加工; 由不同原子(原子团)、分子及其排列组合所得到的使材料具有值得研究和使用 的性能; 考虑经济和社会效益的材料使用服役实际条件及其有效性的度量。 四要素是一个整体,内部有机联系是其核心与活力所在。
使用/效能
材 料
合成/加工


组织/性能

成分/结构
工 程
陶瓷 电子材料 金属 高分子材料
材料科学与工程专业介绍
培养目标
本专业主要培养德、智、体全面发展,具备 材料科学与工程领域较宽的基础知识,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、新材料的技术开发、 工厂的技术改造、生产及经营管理等方面工作, 有较强的动手能力,适应社会主义市场经济发 展的高层次、高素质全面发展的科学研究与工 程技术人才。
工艺性能
变形性能:成形 铸造性能:流动 热处理性能:可硬 切削性能
材料科学与工程专业介绍
➢ 四要素”基本内涵
(4)使用行为 ● 材料固有性质与构件功能、能力相结合 ● 使用中材料固有性质变化、预测与改善 ● 环境中固有性能变化与预测
材料科学与工程专业介绍
材料科学与工程的纵向或横向分类方法
材料科学与工程
教授 2
博士 教授/博导
博士 教授/博导
博士
副教授
博士
副教授
博士
副教授
博士
副教授
博士
副教授
博士
副教授
副教授 6
材料科学与工程专业介绍
研究方向三 纳米材料及器件方向骨干教师
关荣峰 1963.10
Ⅱ-4-3 纳米材料 及器件
孟哈日巴拉 王晓冬 张玉德
1968.10 1972.01 1976.07
王李波 1979.04
专业特色
先进建筑材料:
研究水泥基材料、玻璃、陶瓷、耐火材料等材料的组成-结构-性能
关系,研究固体废弃物在建筑材料中循环利用的材料科学理论及技术,研
究建筑材料的环境服役行为与机理,为先进建筑材料的设计、制备提供科
学根据;并为新型建筑材料的开发奠定理论依据。
超硬材料:
研究方向是在高温高压等极端条件下合成常态无法合成或难以合成的超
材料科学与工程专业介 绍
2020/11/18
材料科学与工程专业介绍
提纲
一、专业的演变与发展 二、专业培养的目标和要求 三、专业教学计划 四、专业学习与选课 五、学生成长的建议与要求
材料科学与工程专业介绍
一、材料专业的演变与发展
材料科学与工程专业介绍
一、材料学科的演变与发展-欧美国家
工业的迅猛发展要求与之相适应的科学技术与专门人才:十七 世纪中叶英国成立了皇家学会,之后又在大学设立工程学科,大大 促进了科技人才的培养和发展。在冶金/材料领域:
1946 年,国立清华大学从西南联合大学回北京复校后,在 工学院中又增设了化学工程系,把材料学科教育扩宽到非金属领 域。
材料教育主要是培养矿冶人才,突出特点是不划分专业,教 学内容包括采矿、选矿、冶金、材料等内容,是一种宽领域培养 模式,许多材料界前辈专家就是在这种宽口径学科背景下培养出 来的。
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教授 4
博士(后) 教授/博导
本科 教授/博导
博士 教授/博导
博士
教授
硕士
副教授
博士
副教授
博士
副教授
博士
副教授
博士
副教授
副教授
5
材料科学与工程专业介绍
研究方向二 超硬材料方向骨干教师
Ⅱ-4-2 超硬材料
人员总数 小计
贾晓鹏 1962.12 杨海滨 1957.07 李小雷 1969.10 藏传义 1974.05 胡前库 1978.09 孙 广 1977.03 邢学玲 1978.09 吴庆华 1978.09
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➢ 四要素”基本内涵
(1)成分、组成与结构 ● 从电子、原子尺度到宏观尺度 成分与分布 ● 结构无限变化导演材料复杂性能 ● 成分与结构表征 ● 分析与建模技术
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➢ 四要素”基本内涵
(2)合成与加工 所有尺度上原子、分子及分子团对结构的控制 新结构转化为材料与结构的演化过程 宏观操作引发的微观结构变化与“意外”现象
080205 金属压力加工 080206 无机非金属材料 080207 硅酸盐工程 080208 高分子材料与工程 080209 粉末冶金 080210 复合材料(部分) 080211 腐蚀与防护 080303 铸造(部分) 080304 塑性成形工艺及设备(部分) 080305 焊接工艺及设备(部分) 081215W 高分子材料及化工(部分)
年龄结构:35岁以下20人,36-45岁12人,46-55岁1 人,56-60岁1人;
学缘结构:美国、英国、日本,清华;武汉理工大 学、华东理工大学、南京工业大学等
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研究方向一 先进建筑材料方向骨干教师
Ⅱ-4-1 先进建筑材

人员总数小 计
管学茂 1965.09 张义顺 1951.05 张战营 1958.08 戴亚辉 1962.03 马小娥 1966.04 杨 雷 1978.09 王雨利 1976.07 姚 嵘 1966.03 朱建平 1979.9
硬材料、超硬复合材料和其他新型功能材料;
纳米材料与器件:
研究纳米粉体的制备、胶体颗粒的自组装、纳米材料的应用以及新型
光电元器件的研究和开发。
材料科学与工程专业介绍
师资力量
职称和学历结构:教师 34 人,其中教授7人,副教 授16人,高级职称教师占 67.6 %,讲师 11 人,占 32.3 %,具有博士学位教学科研人员 20 人,占 58.8%;
英国(1865-1870)大学开始设立矿冶系 Sheffield 大学 侧重炼钢 Birmingham 大学 侧重铸铁 Emperical mining college 学院 侧重冶炼工艺
材料科学与工程专业介绍
一、材料学科的演变与发展-欧美国家
20世纪40年代后非金属材料有了新的发展,1945年晶 体管的出现,半导体材料异军突起。
20 世纪 90 年代后期
1997 年至 1999 年,专业进行了第四次大规模修订由行业划分专 业向以学科划分专业过渡。厚基础、宽专业、高素质、强能力,以适应 市场需要。新的专业目录由 504 个减少到 232 个。
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一、材料学科的演变与发展-中国
0713 材料科学类
(注:可授理学或工学学士学位)
Reaumur (1722) Hill (1748) 在放大镜下观察出晶粒。 Sorbit 发现并描述了细珠光体。 Young(1807)提出材料弹性模量概念。 Barlow(1826)关于材料强度的测定。 Tehernoff(1861)发表了钢临界点的实验报告。 Wshery(1860-1870)关于拉伸、扭转、变曲应力的工作及得
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一、材料学科的演变与发展-欧Fra Baidu bibliotek国家
20世纪前半叶,美国材料学科教育也主要在冶金系,以金属材料为主, 二战后,在教学计划中加入了“广泛材料”基础理论及非金属材料课程。
60至70年代,原设置冶金系的大学逐步将系名更改为材料系或冶金与 材料系。
80年代美国大学相应系多以材料科学与工程命名(MSE)。 历史上看,材料系多由冶金系演进而来。60年代之后随着非金属材料 发展化学化工系也部分转向材料。 统计: 英国著名大学牛津、剑桥、伯明翰大学均以冶金材料系命名。 1985年统计美国90所设材料教学计划的系中有36所为冶金系
决定工业生产效率与竞争力
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➢ 四要素”基本内涵
(3)性质 ● 材料对外界刺激的整体响应 ● 各种尺度上的性能测试与分析 ● 导向所需综合性能的设计
材料科学与工程专业介绍
➢ “四要素”基本内涵
基本性能
力学性能:强度、塑性 物理性能:模量、磁性 化学性能:腐蚀、氧化
全面性能
高低温性能:蠕变、脆化 动态性能:疲劳、断裂
出的第一条S-N曲线,开辟了材料、组织与性能间关系的 科学研究。
材料科学与工程专业介绍
一、材料学科的演变与发展-欧美国家
大学中最早设立冶金系
美国(1865)年建立第一批矿冶系 Michigan technological Univ. (后归Michigan大学) Columbia 大学 Carnigie-Mellon 大学
为适应新材料发展需要,1955-1956,Birmingham大 学教授 Raynor 把该校原来的理论冶金系(物理冶金)与工 业冶金系(化学冶金及冶金加工)合并,组建并更名为冶金 与材料系,同时,Cambridge大学教授Cottrell 把该校冶金 系改名材料与冶金系。
欧洲大学首次明确设置材料系与相应的教学计划。
071301 材料物理 071302 材料化学
0802 材料类
080201 冶金工程
080202 金属材料工程
080202 无机非金属材料 工程
080204 高分子材料与工程
本科新旧专业对照
071301 材料物理 071303W 矿物岩石材料
071302 材料化学
080201 钢铁冶金 080202 有色金属冶金 080203 冶金物理化学 080213W 冶金
同年,将武汉大学、湖南大学、广西大学的矿冶工程系, 中山大学地质 系以及 南昌大学的 采矿科 调整出来在长沙成立 了中南矿冶学院 ( 现中南工业大学 ) ,
新成立的北京航空航天学院 ( 现北京航空航天大学 ) 增设了 高分子材料 ( 含复合材料 ) 等专业。
我国的材料科学技术人才被分割在十几个专业内培养,分属 于冶金、机械、化工等系
材料科学与工程专业介绍
一、材料学科的演变与发展-中国
本科引导性专业目录
080201 冶金工程
080205Y材料科学与工程
080202 金属材料工程 080203 无机非金属材料工程
080203 高分子材料与工程
材料科学与工程专业介绍
一、材料学科的演变与发展-河南理工大学
1994年在原采矿系开始筹建材料学科,并将采矿系更 名为“资源与材料工程系”,
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一、材料学科的演变与发展-中国
1978-1990初 向欧美学习
浙江大学率先设立材料科学与工程系;此后,北京科技大学、复旦 大学、清华大学等重点院校相继设立材料科学与工程 ( 或相近名称 ) 系。
改革的主要内容:在原设置专业基础上扩充内容,试办新专业,总 体上体现了逐步打破原专业设置界限、加强专业间的渗透与联系的改革 趋势
一、材料学科的演变与发展-中国
1949-1966年 苏联模式
1951 年将大连大学 ( 现大连理工大学 ) 的冶金系调到东北 工学院 ( 现东北大学 ) ,以加强其金属材料学的教学规模。
1952 年 4 月,以北洋大学 ( 现天津大学 ) 、唐山铁道学院 ( 北方交通大学分部 ) 、北京工业学院、国立西北工学院 ( 现西 北工业大学 ) 、山西大学等五所院校的矿冶和材料系为基础创建 了北京钢铁学院 ( 现北京科技大学 ) ,
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