材 料 科 学 与 工 程 前 沿
材料科学与工程前沿研究
生物材料：研究生物材料的制备、加 工和应用
绿色材料：研究绿色材料的制备、加 工和应用
复合材料：研究复合材料的制备、加工 和应用
3D打印技术：研究3D打印技术的制备、 加工和应用
材料性能测试与表征技术的创新
纳米材料性能测试：开发新型纳 米材料性能测试技术，提高测试 精度和效率
材料性能模拟：利用计算机模拟 技术，预测材料在不同环境下的 性能表现
学
材料工程：研 究材料的设计、 制造、使用和
维护的工程
材料分类：金 属材料、无机 非金属材料、 有机高分子材 料、复合材料
等
材料科学与工 程的交叉性： 涉及物理、化 学、生物、工 程等多个学科
学科特点与发展历程
学科特点：跨学科性、应用性、创新性 发展历程：从古代到现代，从传统材料到现代材料 研究领域：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等 发展趋势：绿色环保、智能化、高性能化、多功能化
生物材料的应用：生物医学、生物技术、生物能源等领域
生物材料的研究进展：新型生物材料的开发、生物材料的性能优化、 生物材料的规模化生产等
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材料制备与加工技术
增材制造技术
增材制造技术简介：一 种通过逐层叠加材料来 制造物体的技术，也称 为3D打印
增材制造技术的优点： 可以制造出传统制造 方法难以实现的复杂 形状和结构，提高生 产效率，降低成本
化学气相沉积技术：利用化学反应在材料表面形成薄膜， 实现材料的表面改性
真空镀膜技术：利用真空环境下的气体放电现象，在材料 表面形成薄膜，实现材料的表面改性
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材料性能测试与表征技术
物理性能测试技术
弯曲试验：测量材料的 弯曲强度、弹性模量等
冲击试验：测量材料的 冲击韧性、断裂韧性等
南京工业大学金属材料工程专业介绍
⾦属材料⼯程专业简介 ⼀、历史沿⾰ 南京⼯业⼤学材料科学与⼯程学院的⾦属材料⼯程专业⾃1974年开设迄今已有整整30年的办学历史。
其前⾝可追溯到1966年原南京化⼯学院成⽴的“腐蚀与防护”教研组，因“*”开始，未及招⽣。
1972年成⽴“腐蚀与防护”专业委员会，1974年与化⼯机械专业委员会合并成⽴化⼯机械系，并开始招⽣。
1980年并⼊化⼯系。
1983年以“腐蚀与防护”专业为主体与“四⼤化学”合并成⽴了南京化⼯学院应⽤化学系，并派⽣出部级“⽔质稳定研究室”（与腐蚀与防护专业⼀套⼈马两块牌⼦）。
1998年由原南京化⼯⼤学的材料系、⾼分⼦系和腐蚀与防护专业合并成⽴了材料科学与⼯程学院，专业由此更名为“⾦属材料⼯程”（专业代码080202），专业内涵以⾦属表⾯科学与⼯程为特⾊，专业建设进⼊新的发展时期。
“腐蚀与防护”专业1979年开始招收研究⽣，1981年获得⾸批硕⼠学位授予权。
2000年该专业所在的材料科学与⼯程学科获⼀级学科博⼠点授予权，2001年建⽴⼀级学科博⼠后科研流动站，2002年材料学获江苏省重点学科。
⼆、专业实⼒ 我国⾦属表⾯科学与⼯程是⼀个具有重⼤影响的专业领域。
本专业办学历史悠久，30年来培养了⼤批优秀的⾼级技术⼈才，分布于各类地区和各种⾏业，受到⽤⼈单位的⾼度评价。
他们中有的已经⾛上各级领导岗位，有的是企事业单位的学术带头⼈或技术⾻⼲。
教材建设和科研⼯作硕果累累，国内⼀直具有很⾼的知名度，江苏省⼀直占有地位。
三、师资⼒量 本专业具有⼀⽀梯队合理、年富⼒强、凝聚⼒和整体实⼒强的学术队伍，现有专职教师17⼈，其中教授2⼈，副教授4⼈。
有实践能⼒的教师⽐例为100%。
年龄结构中⽼、中、青的⽐例为1:10:6。
具有博⼠学位⼈数4⼈，具有硕⼠学位⼈数11⼈。
该专业的所有专业基础课、专业必修课、专业选修课皆为依靠⾃⼰的⼒量开设。
本专业现在的负责⼈是魏⽆际教授，丁毅副教授。
四、⼈才培养 本专业培养德、智、体、美全⾯发展，综合素质⾼，具备⾦属材料基础理论和腐蚀与防护专业知识以及相关的⼯程技术知识，具有从事⾦属材料理论和腐蚀与防护领域科学研究、技术开发、⽣产和施⼯管理、⼯程设计和经营管理等⽅⾯的⾼级⼯程技术⼈才。
材料科学与工程本科专业人才培养方案(最终)
材料科学与工程本科专业人才培养方案一、专业简介材料是现代文明的三大支柱之一，是支撑工业生产与工业技术的物质基础，新材料是高新技术产业的先导。
材料科学与工程是研究有关材料成分与结构、合成与制备、性能和使用效能及其相互关系的科学技术与生产。
本专业始于1994年，由原成都理工大学测试分析研究中心、非金属矿物原料研究所、材料科学技术研究所等合并组建，是我校较早创办的集教学、科研、分析测试三位一体的非地学类专业系之一。
现设有无机非金属材料和金属材料两个本科专业方向。
本专业是四川省省级特色本科专业，《四川省高等教育新世纪教改工程》省级材料类本科人才培养基地，材料学学科为四川省省级重点学科。
现有专职教师16人，其中教授8人（其中四川省学术和技术带头人1人，博士生导师3人），副教授4人，讲师4人，专职教师均具有硕士或博士学位。
拥有博士、硕士、学士三级学位授权点。
二、培养目标培养具备材料科学与工程领域较宽广的基础知识，受到较系统的工程技术和研究技能训练，具有较高综合素质和创新能力，能在半导体材料与元器件、建材、机械、电子信息、冶金、航空航天、交通运输、船舶、能源、环保、石油、化工、军工、矿产资源等材料科学与工程及其相关领域从事新产品、新技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的应用型高级专门人才。
三、培养规格1.热爱社会主义祖国，拥护中国共产党领导，掌握马列主义、毛泽东思想和邓小平理论的基本原理和“三个代表”重要思想；愿为社会主义现代化建设服务，有为国家富强、民族昌盛而奋斗的志向和责任感；具有敬业爱岗、求实创新、团结协作的品质；具有良好的思想品德、社会公德和职业道德。
2.本专业学生通过系统的材料科学与工程的基础知识、基本理论的学习，受到材料合成与制备、加工与改性、性能分析与检测技能的基本训练，掌握材料成分与结构、合成与制备、性能和使用效能及其相互关系的基本规律，掌握分析和解决材料科学与工程相关问题的基本技能。
2016本科专业代码
080611 030407S 国际事务 W 080612 30500 公安学类 W 30501 治安学 080613 W 080614 W
30502 侦查学
080615 30503 边防管理 W 030504 W 030505 W 030506 W 030507 W 030508 W 080616 火灾勘查 W 禁毒学 080617 W
人类学 女性学
30400 政治学类 政治学与 30401 行政学 30402 国际政治 030403* 外交学 思想政治 30404 教育 030405 W 030406 W
国际文化 电气工程 交流 080608Y 与自动化 国际政治 经济学 080609Y 信息工程 软件工程 影视艺术 技术 网络工程 信息显示 与光电技 术 集成电路 设计与集 成系统 光电信息 工程 广播电视 工程 电气信息 工程 计算机软 件 电力工程 与管理
运动康复 建筑电气 040206S 与健康 080712S 与智能化 040207S 休闲体育 080713S 景观学 职业技术 40300 教育类 080714S 风景园林 040301 W 040302 W 040303 W 040306 W 040307 W 040308 W 040311 W 040312 W 040313 W 040314 W 040315 W 040316 W 040317 W 080724 农艺教育 W 园艺教育 特用作物 教育 畜禽生产 教育 水产养殖 教育 道路桥梁 与渡河工 程
应用电子 技术教育
81002 安全工程 水质科学 与技术 灾害防治 工程
食品工艺 081003 教育 W 建筑工程 081004 教育 W
服装设计 与工艺教 环境科学 育 081005S 与工程 装潢设计 与工艺教 育 081006S 环境监察 旅游管理 雷电防护 与服务教 科学与技 育 081007S 术 食品营养 与检验教 育 烹饪与营 养教育 财务会计 教育 化工与制 81100 药类 化学工程 81101 与工艺 81102 制药工程 化工与制 药
材料科学类就业前景
材料科学类就业前景材料无处不在大千世界中的材料无所不包、无处不在。
吃、穿、住、行，每个人每天会碰到诸如金属、橡胶、磁性、光电等众多材料，小到一根针、一张纸、一个塑料袋、一件衣服，大到交通工具、医疗器械、工程建筑、信息通讯、航天航空，处处都有材料科学的身影。
材料科学与工程是一个涉及材料学、工程学和化学等方面的较宽口径专业。
该专业以材料学、化学、物理学为基础，主要研究的是材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用。
事实上，人类文明发展史，就是一部如何更好地利用材料和创造材料的历史，材料的不断创新和发展，也极大地推动了社会经济的发展。
在《普通高等学校本科专业目录》中，材料科学与工程属于工学里材料类之中的一个一级学科，下设的二级学科包括材料学、材料物理与化学、材料加工工程等几个主要的专业方向。
材料类还包含很多专业，主要有：金属材料工程、无机非金属材料工程、复合材料与工程、高分子材料与工程等。
材料科学与工程专业在大学一、二年级一般会安排基础科目的学习，如高等数学、线性代数、普通物理、计算机基础、C语言、英语等。
高年级以后会开设专业课程，如无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、材料科学与工程概论、材料物理性能、材料力学、材料工程基础、材料专业基础实验、工程材料力学性能、现代材料研究技术，等等。
(专业课程因各校侧重不同会有一定差异)回顶部据教育部公布的XX年本专科专业就业状况显示，材料科学与工程专业普通高校毕业生规模在万人-万人。
就业保持稳定，连续三年就业率区间一直处于90%-95%之间。
业内人士表示，材料科学与工程是一个基础性学科，应用广泛，在工科专业中就业率不算最高，但是还是比比较稳定的。
以北京化工大学为例，该校材料科学与工程学院XX届毕业生总就业率为100%，就业地区主要分布多在京、津、沪及各省会和沿海发达城市，就业分布最多五省市：广东、山东、上海、天津、北京。
就业方向：国有企业比例为%，三资企业为%，机关事业单位为%。
高分子材料与工程专业就业方向与就业前景
高分子材料与工程专业就业方向与就业前景高分子材料与工程专业就业方向与就业前景1高分子材料与工程专业培养具备高分子材料与工程等方面的知识，能在高分子材料的合成改性和加工成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。
高分子材料与工程专业的主要课程主要课程：有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、聚合物流变学、聚合物成型工艺、聚合物加工原理、高分子材料研究方法。
高分子材料与工程专业应届就业率指数高分子材料与工程专业毕业生中，80%的学生在毕业之前或刚刚毕业时找到工作，20%的学生在毕业1年以后实现就业。
按照10分制进行计算，该专业的应届就业率指数为8.00，与其他专业相比，应届就业率指数属于中等。
高分子材料与工程专业发展前景指数高分子材料与工程专业毕业生认为该专业发展前景很好和比较好的比例为26%，23%的毕业生认为该专业发展前景为不太好或很不好。
按照10分制进行计算，该专业的发展前景指数为5.96，与其他专业相比，发展前景指数为中等。
高分子材料与工程专业毕业1年薪酬指数高分子材料与工程专业72%的高分子材料与工程专业学生毕业1年后的薪酬在2000元以下，薪酬在3000元以上的比例为11%。
按照十分制计算，高分子材料与工程专业毕业1年后的薪酬指数为3.38，与其他专业相比，薪酬属于中等。
高分子材料与工程专业毕业2年薪酬指数高分子材料与工程专业64%的高分子材料与工程专业学生毕业2年后薪酬在2000元以下，薪酬在3000元以上的比例为19%。
按照十分制计算，高分子材料与工程专业毕业2年后的薪酬指数为3.38，与其他专业相比，薪酬属于中等。
高分子材料与工程专业毕业3年薪酬指数56%的高分子材料与工程专业学生毕业3年后的薪酬在2000元以下，薪酬在3000元以上的.比例为26%。
按照十分制计算，高分子材料与工程专业毕业3年后的薪酬指数为3.37，与其他专业相比，薪酬属于中等偏下。
材料科学与工程就业方向
材料科学与工程就业方向材料科学与工程专业的就业方向是什么?材料科学与工程(MaterialsScienceandEngineering,简称MSE)到底是什么样的一个专业?有的人说，材料哪里都不能少，所以材料是非常“吃香”的专业;也有人一直讽刺材料科学“传统”、“保守”、“低端”。
下面jy135为大家了材料科学与工程专业的就业方向，希望能为大家提供帮助!学科要求材料科学与工程是在物理和化学的交叉上形成的工科，那么我必须说的是：材料科学对于物理和化学的要求在工科里是名列前茅的(很难!)，你会学习大量的物理、化学等等基础学科的课程，相对而言电路、编程等方面的要求相比于其他工科低得很多。
比如在我校，材料科学与工程专业的同学，会被分为三个方向：材料物理、材料化学、材料工程。
其中材料物理和材料化学方向的同学大一、大二将会经常性地和物理系、化学系受到同样的物理、化学要求，会在很多课上和物理系、化学系的同学一起学习，一起竞争……而在今后的科研工作方面，材料系经常和物理系、化学系同学做同样的科研课题。
所以，如果你物理、化学都不感兴趣，而且学的都很不好的话，不是非常适合材料科学与工程这个专业。
另外，材料科学比较注重动手实验的能力(嗯，这个能力可以后天培养的);当然如果你更加擅长于理论与模拟的话，也可以发力于“计算材料学”。
另外，虽然高校材料科学与工程的研究领域一直处于前沿，并且不断出成果，这个专业始终处于不温不火的状态，它的分数往往不高(肯定不能和金融、计算机、信息科学这些比)。
但是，材料科学的杠杆少，也就是，材料科学从来不是个“赚大钱”的专业，工资也是你可以看见的“正常的水平”，但它稳，不会垮，而且永远不会过时。
就业前景材料科学与工程的主要就业前景，就我的了解来看是这样(仅考虑本专业对口就业，不考虑创业、也不考虑当公务员或者从仕)：1、做科研(主要在各大高校、研究所做博士后或研究员)：往往接触的是最为前沿的问题，因为工科类的课题都涉及到材料方面，比如我们学校的各个院系的科研都有材料学院的老师、同学参与。
材料科学与工程毕业论文题目
毕业论文(设计）题目学院学院专业学生姓名学号年级级指导教师教务处制表二〇一三年三月二十日材料科学与工程毕业论文题目本团队专业从事论文写作与论文发表服务，擅长案例分析、仿真编程、数据统计、图表绘制以及相关理论分析等.材料科学与工程毕业论文题目：牛煅烧骨bBMP骨水泥复合材料的实验研究以EDC/NHS为交联剂的丝素蛋白基大孔微载体的制备与研究灌注型生物活化骨修复节段性骨缺损的实验研究海洋工程用高级系泊链钢组织与耐蚀性性能研究钛合金-羟基磷灰石功能梯度材料的激光加工工艺研究基于疲劳累积损伤的磁记忆效应及工程应用研究顺倾层状岩石路堑边坡失稳与加固的应用研究攀钢西渣场开发利用可行性研究基因工程仿生蜘蛛丝蛋白中重复模块对成丝性质的影响复合PRP联合bBMP组织工程骨修复兔桡骨缺损的实验研究青岛小港湾住宅项目外墙保温工程风险管理高速铁路路基填料改良技术的研究组织工程角膜的体外构建及移植的实验研究PCL的降解性能及其用于组织工程支架的制备方法研究筒形建筑物爆破拆除专家系统的开发及其应用岩体非定常流变模型的有限元计算及位移反分析人脐带间充质干细胞在PHBVHHx生物材料支架上分化为肝细胞的研究裂隙岩体注浆材料研究及应用西北铅锌冶炼厂电锌加工成本分析与控制带蒂筋膜瓣包裹组织工程骨血管化的实验研究G324厦门段白加黑面层材料性能试验与方案设计研究考虑材料阻尼比不同的屋盖管桁架与下部混凝土结构抗震性能的分析基于参考应力法的蠕变断裂参量C＊估算与工程应用工程陶瓷磨削表面/亚表面损伤的模型建立和实验研究肝素化PLGA超细纤维膜及电纺血管组织工程支架研究复合土壤胶结料的性能试验、机理研究及工程应用钢管混凝土拱桥稳定性研究及工程应用优选蠕动进给超声磨削工程陶瓷参数的基础研究同种异体脱蛋白骨复合纤维蛋白胶构建骨组织工程支架的实验研究隧道结构失稳及可靠度研究3102JT型工业透平次末级叶片的失效分析八层大开间混凝土砌体结构地震响应试验研究胶原壳聚糖/胶原纳米羟基磷灰石仿生支架复合BMSCs体外构建组织工程骨软骨的前期实验研究太原地区煤矸石作为回填材料的应用研究考虑热效应的复合材料多体系统动力学聚乳酸/丝素蛋白复合组织工程支架的制备及生物学性能评价当地材料坝坝顶溢洪道泄槽底板的稳定分析复杂接头机械连接载荷分布工程化算法研究常用灌浆材料性能试验研究Simvastatin复合PLGA支架材料构建血管化人工骨常压储罐系统安全评价研究EPC模式下化工项目管道材料管理研究公路施工企业材料管理基于液态胶原的组织工程化肾脏片层体外再造的实验研究基于RGD-蛛丝蛋白复合纳米纤维构建小直径血管支架的研究基于ABAQUS的基坑支护复合材料腰梁的研究纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架材料复合大鼠成骨细胞培养的实验研究地质灾害防治新型高水固结灌浆材料研究工程建设项目物流管理问题研究散体材料桩复合地基沉降分析方法探讨。
材料科学与工程前沿
一、材料的分类：1、物理性能分类：热、光、电、磁材料2、材料按用途可分为结构材料和功能材料。
3、化学属性分类按组成物质的化学属性，习惯上将材料分为：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料(合成材料)、复合材料四大类。
金属材料分类：1 . 传统金属材料（黑色金属、有色金属）2 . 新型金属材料无机非金属材料：陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料四种新型高分子材料：1、生物高分子材料2、吸水高分子材料3、导电高分子材料4、光电导高分子材料复合材料：1纤维(或晶须)增强或补强型复合材料2第二相颗粒弥散复合材料3功能梯度复合材料其他材料：半导体材料、超导材料二、汽车轻量化过程中金属材料应用的趋势？以下发展一、有色合金增加以乘用车来说，1973年每辆车所使用的有色合金占全部用材的重量比为5.0%，1980年增至5.6%，而1997年则达到了9.6%。
有色合金在汽车上应用量的快速增长是汽车材料发展的大趋势。
1）铝合金铝的密度约为钢的1/3，是应用最广泛的轻量化材料。
以美国生产的汽车产品为例，1976年每车用铝合金仅39k g，1982年达到62kg，而1998年则达到了100kg。
2）镁合金镁的密度约为铝的2/3，在实际应用的金属中是最轻的。
镁合金的吸振能力强、切削性能好、金属模铸造性能好，很适合制造汽车零件。
3）钛合金钛的密度为4.5g/cm3,具有比强度高、高温强度高和耐腐蚀等优点。
由于钛的价格昂贵，至今只见在赛车和个别豪华车上少量应用。
二、钢铁材料的轻量化举措钢铁材料在与有色合金和高分子材料的竞争中继续发挥其价格便宜、工艺成熟的优势，通过高强度化和有效的强化措施可充分发挥其强度潜力，以致迄今为止仍然是在汽车生产上使用最多的材料。
1高强度钢板研究成果表明，车身钢板的90%使用现已大量生产的高强度钢板（包括高强度、超高强度和夹层减重钢板），可以在不增加成本的前提下实现车身降重25%（以4门轿车为参照），且静态扭转刚度提高80%，静态弯曲刚度提高52%，第一车身结构模量提高58%，满足全部碰撞法规要求。
材料科学与工程导论PPT课件
太空行走
可编辑课件PP火T 星探测
太空攻19 防
世界前沿科技领域的发展动向
航空技术发展面临历史性机遇，应用前景广阔
高超声速导弹、飞机有望在2020年左右进入实际应用 高效、环保发动机的研制倍受关注 智能结构技术开始得到应用，如智能蒙皮、变形飞机等 无人驾驶飞机称为研究热点
航空发动机 可编辑课件PPT
卫星
经济和社会发展对材料科技的重大需求
信息
基础及支柱产业的发展
机械计算机 电子计算机 晶体管计算机 当代计算机
电子管
晶体管 计算机的发展
集成电路
可编电辑课话件PP的T 演变历史
9
经济和社会发展对材料科技的重大需求
能源
基础及支柱产业的发展
铅酸电池 镍镉电池 镍氢电池
锂
电 池
锂离子电池 燃料电池 太阳能电池
可编辑课件PPT
3
经济和社会发展对材料科技的重大需求
基础及支柱产业的发展
材料 科技
重大 前沿科技的发展 需求 生活质量的提高
外 力
材料科学自身的发展
可编辑课件PPT
4
经济和社会发展对材料科技的重大需求
制备
工业原料
制备
开采
原材料
矿产
再生循环
工程材料 分类/再制造
产品设计 制造装配
废料
农业、建筑、环境
无人机20
世界前沿科技领域的发展动向
能源技术将变革未来社会的动力基础，促进人类实 现可持续发展
煤炭的高效清洁利用成为化石能源技术研发热点 核能技术酝酿新的突破 氢能技术研发和商业应用加速 新能源和可再生能源技术展现良好前景
核电站
可编辑课件PP燃T 料电池车
材料科学与工程专业本科人才培养方案论证报告
材料科学与工程专业本科人才培养方案论证报告说起材料科学与工程专业，真的是有点“高大上”又有点神秘。
想象一下，大家平时接触的那些金属、陶瓷、塑料，甚至是你手机里的屏幕、电池，还有飞机的机身，都是由“材料”构成的，都是这个专业的小伙伴们在背后默默操刀的。
材料科学可不仅仅是让你学会做实验那么简单，它关乎的是如何让生活中各种看似平常的东西变得更好、更轻、更强、更耐用，甚至能为咱们的科技进步提供“底气”。
在培养这样的人才时，咱们必须得有个系统的方案，这样才能保证每一个从材料学出来的小伙伴，既能照顾到基础，也能跟上时代的步伐。
其实这个专业的课程安排就像做菜，得先有“锅底料”。
比如说，材料的基本知识得牢牢掌握，这就像是你学做菜时，得知道怎么炒菜、切菜、掌握火候。
这一部分课程的目标就是让大家对金属、陶瓷、塑料等基础材料有个清晰的认识，学会如何从分子层面分析这些材料的特性，知道它们是如何与环境互动的。
就像做菜时你得了解哪些食材能配，哪些不能配，不能搞错啊！然后，接下来就该“开火”了，进入更深入的领域。
比如，材料力学、热学、物理学这些课程，就像是我们做菜时调味的步骤，得把各种学科的“调料”放进去，才能让这个菜真正有味道。
这些课程让大家不仅了解材料的性质，还能知道它们的性能如何在实际应用中发挥作用。
比如飞机的机身为什么能那么轻却又不容易折断，手机屏幕为什么不容易划伤，这些都要靠基础学科的支持。
可以说，这部分课程就是整个专业的“关键所在”。
到了后期，学习就更有“深度”了，像是做大菜一样，得有自己的“特色”。
这时候课程内容就会围绕如何进行材料设计和创新展开，学的东西不仅是如何“看得懂”材料，更是如何“造出”更好、更先进的材料。
比如，有没有可能造出超强的玻璃，既不碎又超薄？又或者，咱们能不能研发出既环保又高效的新能源材料？这就需要通过更多的实践课程，去不断地进行试验，去摸索，去碰撞思维。
学生们不仅要学会理论，更要动手做，去真正体会材料在生产中的各种挑战。
材料科学和工程导论(ppt 16页)
材料科学与工程的形成和发展
材料科学与工程的形成与发 展，反映了学科发展从细分 到整合（综合）的基本规律。
7
材料科学与工程的形成和发展
地质
1879
矿
1888
1888
矿冶
1937
化工
采矿
1937
冶金
1966
陶瓷
社会科学
物理 物冶
物冶
化冶
力冶
1986
材 料 学
1989
M S E
1975
高分子
化学
力学
材料学科的分合图
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材料科学与工程的形成和发展
美国 MIT 矿冶及材料系名称的演变
年
系名称
1865~1879
地质与采矿工程
1879~1884
采矿工程
1884~1888 采矿工程（地质、采矿、冶金）
1888~1890
采矿与冶金
1890~1927
采矿工程与冶金
1927~1937
采矿与冶金
1937~1966
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材料的地位和作用
材料是人类社会发展的基础和先 导，是人类社会进步的里程碑和划 时代的标志。材料和能源、信息被 称为人类社会的“三大支柱”。
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材料的地位和作用
一种重要新材料的发现和使用， 都把人类支配自然的能力提高到一 个新水平，材料科学技术的每一次 重大突破都会引起生产技术的重大 变革，甚至引起一次世界性的技术 变革，从而把人类物质文明和精神 文明推向前进。
冶金
1966~1975
冶金与材料科学
1975~现在
材料科学与工程
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材料科学与工程的形成与发展
美国大学有关材料专业的变化趋势
材料科学与工程(新能源材料)专业实验指导书
材料科学与工程（新能源材料）专业实验指导书材料科学与工程（新能源材料）教研室2014年01月目录新能源材料基础实验实验一绪论 (1)实验二水热法制备二氧化钛纳米材料 (9)实验三粉体粒度分布的测定 (11)实验四再沉淀制备有机半导体微粒 (13)实验五材料紫外可见光谱测试 (18)实验六材料红外性能测试 (22)实验七溶胶-凝胶法制备TiO2纳米薄膜材料 (27)实验八钢铁表面化学镀镍工艺实验 (30)实验九电化学方法沉积镍工艺实验 (32)实验十铝膜的热蒸发沉积 (34)实验十一磁控溅射制备氧化物薄膜 (40)实验十二线性电位扫描法测定银在KOH溶液中的电化学行为 (44)实验十三交流阻抗法测量电极过程参数 (46)新能源材料专业实验实验一敏化太阳能电池制备及性能测试 (48)实验二硅太阳电池制备及性能测试 (54)实验三锂电池电极材料的制备及性能表征 (57)实验一绪论一、实验目的1、了解实验的基本程序2、了解实验室安全知识3、掌握实验数据处理方法二、实验的基本程序1、实验预习实验前要理解实验原理、了解实验过程和步骤、主要仪器的使用方法和注意事项，写好预习报告。
预习报告要求包括完成实验报告的四个部分，包括是实验目的、实验原理、实验步骤、列出相关数据表格。
只有写好预习报告才允许进入实验室进行实验。
实验前的充分准备是做好实验的前提。
2、实验操作在了解仪器的操作原理与使用方法及注意事项的基础上，根据实验原理与要求调整仪器，进行仪器观察和测量，并将原始数据记录在预先设计的数据表上，实验后将其整理写入报告。
对异常现象要特别关注，遇到一些不能解释的现象要多加探讨。
如果操作中出现不正常现象（如烧焦味、异常声音等）要及时向指导老师报告。
操作完毕，得到指导老师对测试数据认可，并把所用的实验仪器整理好以后，方可离开实验室。
3、实验报告完成实验报告是一个实验成功的最后一步，仅有完整的测量数据不一定能顺利地得出预期的结果。
材料科学与工程的四个基本要素 教学PPT课件
显微结构
• 大部分金属和合金的力学性能受晶粒大小的影响很大， 晶粒和晶界是晶态材料显微结构特征的一部分。
• 通常，室温下，较细的晶粒具有较高的强度。材料很多 重要的性质也受到显微结构显著的影响。
• 10-8 ～10-6 m (10～1000 nm)。
材料原子间结合能与热膨胀系数之间的关系
• 材料的热膨胀系数（CTE）定义为 =(1/L)(dL/dT), 即材料在给定方向上的尺度L 随温度T 的升高而增加，其反映了材料尺寸随温度的变化。该宏观性质也与材料原 子间的键强有关。
• 材料中原子间结合能和原子间距的曲线形状反映了化学键的强度，进而反映了材料 热膨胀系数的大小。曲线越陡峭，最小值越低，其线性热膨胀系数越小。
范德华键 －分子之间的作用力
由于极化所产生的分子之间的静电作用力，较弱，作 用能在几十kJ/mol以下。
特征： 1. 由于极化，分子之间产生微量静电荷 2. 无方向性，但受分子大小的影响 3. 弱键 (是强键的1/100; <10 kcal/mol) 4. 氢键是范德华键的一种
氢键——范德华键的一种
纳米结构
• 纳米氧化铁(5～10 nm) 颗粒分散在液体中，制备铁磁流体和液态磁体， 用于扩音器的传热冷却。
• 10-9 ～ 10-7 m (1～100 nm)。
显微结构
• 大部分金属和合金的力学性能受晶粒大小的影响很大，晶粒和晶界是晶 态材料显微结构特征的一部分。
• 通常，室温下，较细的晶粒具有较高的强度。材料很多重要的性质也受 到显微结构显著的影响。
• 材料的结构决定材料的性能。 材料结构的描述：
1. 宏观组织结构: 1000,000 nm 2. 微观显微结构: 10 ～1000 nm 3. 纳米结构: 100nm 4. 键合结构: 原子/离子间的化学键 5. 原子结构: 原子的电子结构
2019年中南大学031材料科学与工程学院硕士研究生拟录取名单公示
录取专业代码及名称 录取研究生录 类方取 别向
080500
材料科学与材工料程加工工程非定向
080500
材料科学与材工料程物理与化非学定向
080500
Байду номын сангаас
材料科学与材工料程学 非定向
080500
材料科学与材工料程学 非定向
080500
材料科学与材工料程学 非定向
080500
材料科学与材工料程物理与化非学定向
材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院
2019湘潭大学材料科学与工程学院硕士研究生拟录取名单
63.86
普通招考
105309501300445
刘福家
材料科学与
工程学院
080500
材料科学与工
程
全日制
61
54
113
110
338
78.66
72.02
普通招考
105309620800450
刘时九
材料科学与
工程学院
080500
材料科学与工
程
全日制
59
52
83
78
272
77.99
63.84
普通招考
程
全日制
63
52
84
122
321
68.99
66.12
普通招考
104039080500139
刘英
材料科学与
工程学院
080500
材料科学与工
程
全日制
58
49
92
121
320
77.33
69.33
普通招考
104239375201444
周先知
材料科学与
工程学院
080500
材料科学与工
程
全日制
51
41
111
95
64
82
94
298
76.33
66.29
普通招考
102489121918718
柯圣坤
材料科学与
工程学院
080500
材料科学与工
程
全日制
63
57
87
92
299
69.66
63.74
普通招考
102809210018965
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合金元素对Nb性能的影响
合金元素 密度 高温强度 蠕变抗力 室温塑性 室温韧性 抗氧化性 Si(2.33) W(19.3) Mo(10.2) Hf(13.1) Ti(4.5) Cr(7.19) Zr(6.49) Ge(5.32) B(2.34)
C
（一）航空领域中使用的Nb-Si合金
1、 Nb5Si3 High melting point: 2520 ºC Moderate density: 6.1 g·cm-3 Toughness: KIC= 1~3 MPa·m1/2
PJhUasTe EMI and TNObSHS/UNbK5USi3Uni. In Japan)
Target Appl. TNebm5Sip3>e5r0a%ture: 1500°C KAQlloyed with <h1i0ghMPWama1/n2 d Mo
DHucitgilhitystrengthze:ro
Good strength and oxidation resistance at HT; Brittle, difficult to process
➢Cnsity, good strength at HT; Poor oxidation resistance & Difficult to process
Nb及合金的特点
2、 韧化 合金化-------Hf、Ti元素对NbSS韧化 减少Si含量-----Si减少， Nb5Si3减少，塑韧性上升 改变组织形态----Mo，W等元素倾向形成片状组 织改善NbSS和Nb5Si3形态
3、抗氧化：基体抗氧化+涂层 Cr------NbCr2有利于抗氧化 Si-------SiO2有利于抗氧化，Ti有利于抗氧化
NbSS Good ductility at RT
NbSS + Nb5Si3
Nb-Si binary diagram
Alloys with NbSS and Nb5Si3: Can be stable up to very high
temperature ( 1670ºC)
国内外研究现状
Compositions
S6tr5en0gMthPa at 15~90500°MCPa at 1400°C
for creep resistance 6.5~8 g/cm3
for oxidation resistance 6.5~7.5 g/cm3
NbSS/Nb3Si(Nb5Si3) Nb3Si(Nb5Si3)>50% 6~20MPam1/2
材料科学与工程前沿
航空航天高温结构材料
High-Temperature Structural Materials in Aerospace
北京航空航天大学 材料学院
六、Nb-Si基高温合金
Superalloy can not meet design requirements of aeroengines
--
OHxiidg. hRedsiesntasnictey:
Behaviors
Nb-Si-Mo-W-Ti (AIST in Japan)[1N] b-Si-Ti-Hf-Mo (GE)[2]
Nb-Si-Ti-Cr-Hf -B-Ge(GE)[3]
for high temperature strength
DNenbsi-t1y 8Si-15W9~1-01g0/Mcm3o-10Ti (AIST,
What materials could be qualified？
Temperature℃
1650
1450
1320℃
T/W ratio 20
1250 1050
Single-cystal superalloy DS- superalloy
T/W ratio 15
Wrought superalloy
T/W ratio 10
Nb及合金的特点
固溶强化— Mo, W, Hf, Cr, Al, Si 等能与Nb形成置 换固溶体，W、Mo最强
金属间化合物—NbSS/Nb3Al (Nb-Al二元合金)和 NbSS/Nb5Si3（Nb-Si二元合金)，
NbSS 提供韧性而Nb3Al和Nb5Si3提供高温强度 韧/脆两相结构，NbSS：Solid solution，固溶体 特殊热加工—定向凝固（DS: directional solidification），热等静压(HIP: hot isostatic pressing), 热挤出（HE: hot extrusion), 粉末冶金等
NbSS/Nb5Si3/Cr2Nb Nb5Si3>40%, Cr2Nb>25%
--
--
--
Typical alloy, 370MPa at 1200°C
--
Poor toughne~s6s5,0MduPcataitli1t5y0a0°nCd
Moixni.dcaretieopnratrees~is1t.a4×n1c0e-7 at 1400°C & 200MPa 5~1.2×10-8 at 1200°C & 140MPa
元素周期表
Nb及合金的特点
➢Nb具有良好的室温塑韧性，机械加工性和高 的熔点（2447ºC，超过Ni约1000ºC)，以及热 传导率大, 热膨胀系数小, 弹性系数大, 密度小, 到熔点都保持稳定b.c.c. ➢承温能力：1200~1700ºC. ➢可以采用多种方式强化、韧化和改善抗氧化
性: 1、强化
➢Nb/Si based intermetallics (composites)
Good formability, and Comprehensive advantage in mechanical performance at HT Poor ductility and oxidation resistance
850
Cast superalloy
650
T/W ratio 8
1940
1960 1980
2000 2020
T/W :Thrust to Weight Ratio for Aero-Engine
Potential candidates are as follows
➢Ceramics matrix composites