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考研专业解析:材料科学与工程专业学科概况及内涵

2019-05-31 15:08    中国研究生招生信息网

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  材料科学与工程专业学科概况及内涵

  一、学科概况

  材料科学与工程学科是研究各类材料的组成及结构,制备合成及加工,物理及化学特性,使役性能及安全,环境影响及保护,再制造特性及方法等要素及其相互关系和制约规律,并研究材料与构件的生产过程及其技术,制成具有一定使用性能和经济价值的材料及构件的学科。

  当前,材料已与信息、能源并列为国民经济的三大支柱。材料是社会进步的物质基础和先导,是冶金、机械、化工、建筑、信息、能源和航天航空等工业的支撑。材料作为社会生产生必要的组成部分,早已作为一个统一的范畴进入政治家和产业界的视野,独立的材料科学与工程学科也应运而生。

  随着社会和科技进步,应用上既要求性能更为优异的各类高强、高韧、耐热、耐磨及耐腐蚀等新型结构材料,也需要各种具有力、光、电、磁、声及热等特殊性能及其耦合效应的新型功能材料,同时对材料与环境的协调性等方面的要求也日益提高。生物材料、信息材料、能源  材料、纳米材料、智能材料、极端环境材料及生态环境材料等已逐渐成为材料研究的重要领域。同时,计算机在材料科学中的应用,为深入了解材料成分、制备工艺、组织结构性能的关系提供了可能,也为材料制备过程组织演变模拟提供了强有力的工具,计算材料和虚拟工程逐步发展成材料科学与工程的一个重要分支。展望未来,材料科学与工程学科的发展方向主要包括如下几个方面:实现微结构不同层次上的材料设计以及在此基础上的新材料开发:材料的复合化、低维化、智能化和结构功能一体化设计与制备技术研发;材料加工过程的智能化、自动化、集成化、超精密化技术的开发等。另外,一方面要注重研究和解决有关材料的质量和工程问题,不断挖掘传统材料的潜力;另一方面,也要特别注重研究和解决与能源、信息相关的新兴材料,支撑社会可持续发展。

  二、学科内涵

  材料科学与工程学科属于工学门类的一级学科,它主要研究材料的组成结构、合成加工、基本性质及使役性能等要素和它们之间相互关系的规律,并研究材料的生产过程及其技术。根据材料的组成形式,可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料;根据材料的性能特征,又可分为以力学性能为应用基础的结构材料和以物理及化学性能为应用基础的功能材料。

  材料科学与工程学科以数学、力学、物理学、化学和生物学等基础科学为基础,以加工制造等工程学科为服务和支撑对象,是一个理工结合、多学科交叉的新兴学科,其研究领域涉及自然科学、应用科学以及工程学。材料科学与其他工程学科的结合发展和相互丰富,充实了人们对自然科学的认识,推动和促进了科学技术的发展和进步。

  材料科学与工程一级学科设有材料物理与化学、材料学、材料加工工程、高分子材料与工程和资源循环科学与工程5个学科方向。

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