材料科學(xué)與工程的內(nèi)涵及發(fā)展歷程-文庫吧
2024-12-29 05:25 本頁面
【正文】 料科學(xué)是科學(xué)技術(shù)中的重要學(xué)科，是一門影響國民經(jīng)濟(jì)全局的綜合科學(xué)技術(shù)，主要研究各種材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，即集中了解材料的本質(zhì)、提出相關(guān)的理論和描述，說明材料結(jié)構(gòu)是如何與其成分、性能以及行為相聯(lián)系的。 近年來，國內(nèi)外材料界把材料的組成與結(jié)構(gòu)、合成與生產(chǎn)過程、性質(zhì)（或性能）以及使用性能稱為材料科學(xué)的四個(gè)基本要素，把它們連接在一起，便形成一個(gè)四面體。材料科學(xué)的四要素與四面體Materials TetrahedronComposition/MicrostructurePropertiesSynthesis/ProcessingPerformance1 Composition/Microstructure 從不同層次（尺度）上對材料的成分、結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入了解，這是材料科學(xué)的基礎(chǔ)部分。2 Synthesis/Processing 制備從本質(zhì)上講，是用一定的手段將材料中的原子、分子按照要求重新進(jìn)行排列、組合，以達(dá)到實(shí)際所需要的性能。加工則是指將原料變成所需要的形狀，即成型。不同的制備和加工工藝會改變材料的性能。3 Properties 性質(zhì)也稱為材料的固有性能，它賦予材料的價(jià)值和可應(yīng)用性，包括材料本身具有的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。4 Performance 使用性能又稱服役性能，是指材料制成零件或產(chǎn)品后在使用過程中所表現(xiàn)出的行為，通常以有效壽命、安全可靠程度、成本、加工費(fèi)用來衡量。使用性能和材料的性能既緊密聯(lián)系又相互區(qū)別，材料的性能是使用性能的基礎(chǔ)，材料的性能是在實(shí)驗(yàn)室中按人為規(guī)定的條件測試出來的，和零件的使用條件不一樣，服役條件的改變會影響到材料的性能。 這四個(gè)要素密切相關(guān)，對它們的研究特別是研究它們之間的相互關(guān)系，就構(gòu)成了材料科學(xué)與工程的核心。材料科學(xué)工作者的任務(wù)就是研究這四個(gè)要素以及它們之間的相互關(guān)系，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步改善現(xiàn)有材料的性能，提高質(zhì)量，挖掘它們的潛力，并根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際的需要研制新材料。3 新世紀(jì)材料科學(xué)工作者面臨的任務(wù)和挑戰(zhàn)一、 改進(jìn)制備工藝，提高現(xiàn)有材料的質(zhì)量（超級鋼）。二、研制新材料。新材料技術(shù)已被世界各發(fā)達(dá)國家列為三大高新技術(shù)之一，爭相投入巨資研究。三、材料的生產(chǎn)、使用與可持續(xù)發(fā)展。 長期以來，人們形成了傳統(tǒng)的材料生產(chǎn)使用的固定模式，即資源開采 → 生產(chǎn)加工 → 消費(fèi)使用 → 報(bào)廢丟棄的單向循環(huán)模式。地球 原材料 工業(yè)原料工程材料 產(chǎn)品 廢料資源開采 冶煉制造加工 使用失效進(jìn)一步加
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