材料科学与工程研究的内容是什么
研究的是材料学、材料物理与化学、材料加工工程,材料类包括金属材料工程、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(专业课程因各校侧重不同会有一定差异)。
扩展资料
结构材料的发展,推动了功能材料的进步。20世纪初,开始对半导体材料进行研究。50年代,制备出锗单晶,后又制备出硅单晶和化合物半导体等,使电子技术领域由电子管发展到晶体管、集成电路、大规模和超大规模集成电路。半导体材料的应用和发展,使人类社会进入了信息时代。
研究目标:
1、掌握金属材料、无机非金属材料、高分子材料、防腐专业以及其它高新技术材料科学的基础理论和材料合成与制备、材料复合、材料设计等专业基础知识;
2、掌握材料性能检测和产品质量控制的基本知识,具有研究和开发新材料、新工艺的初步能力;
3、掌握材料加工的基本知识,具有正确选择设备进行材料研究、材料设计、材料研制的初步能力;
4、具有该专业必需的机械设计、电工与电子技术、计算机应用的基本知识和技能;
5、熟悉技术经济管理知识;
6、掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有初步的科学研究和实际工作能力;
7、熟练掌握材料测试的仪器使用。
参考资料来源:百度百科-材料科学与工程
参考资料来源:百度百科-材料科学
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。