導(dǎo)語(yǔ)：材料科學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展思索一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1關(guān)于”材料”

能源、信息和材料是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的三大支柱，而材料更是基礎(chǔ)。沒有先進(jìn)的材料就沒有先進(jìn)的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和科學(xué)技術(shù)．重大的技術(shù)革新往往起始于材料的革新。如20世紀(jì)50年代鎳基超級(jí)合金的出現(xiàn)，將材料使用溫度由原來的700℃提高到900X2從而使得超音速飛機(jī)問世。而高溫陶瓷的出現(xiàn)則促進(jìn)了表面溫度高達(dá)1000~2的航天飛機(jī)的發(fā)展。近代新技術(shù)(原子能、計(jì)算機(jī)、集成電路、航天工業(yè)等)的發(fā)展又促進(jìn)了新材料的研制。當(dāng)前可稱為精密陶瓷時(shí)代、復(fù)合材料時(shí)代、塑料時(shí)代或合成材料時(shí)代等等。材料可以從不同角度分類．根據(jù)材料的組成可分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料(聚合物)和復(fù)合材料；根據(jù)特性和用途可將它分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩大類。結(jié)構(gòu)材料主要是利用其力學(xué)性能，制造需承受一定載荷的設(shè)備、零部件、建筑結(jié)構(gòu)等。功能材料主要是利用其特殊物理性能(電學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)性能等)，用于制造各種電子器件、光敏元件、絕緣材料等。根據(jù)材料內(nèi)部原子排列情況分為晶態(tài)和非晶態(tài)材料；根據(jù)材料的熱力學(xué)狀態(tài)分為穩(wěn)態(tài)和亞穩(wěn)態(tài)材料；根據(jù)材料尺寸分為一維(纖維及晶須)、二維(薄膜)和三維(大塊)材料等。

2“材料科學(xué)”與“材料科學(xué)與工程”

材料科學(xué)(MaterialsScience)~科伴隨著生產(chǎn)力發(fā)展和科技進(jìn)步產(chǎn)生與發(fā)展。材料的各種性能是其化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)等內(nèi)部因素在一定外界條件下的行為表現(xiàn)。研究材料主要是為了更有效地使用材料，即了解影響材料性能的各種因素，從而掌握提高其性能的途徑。材料科學(xué)是闡明材料的性能和行為與其成分及內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。一般認(rèn)為，學(xué)科間的區(qū)別不是絕對(duì)的。材料科學(xué)是由多種學(xué)科分化而產(chǎn)生，而又通過集成走向成熟的。材料科學(xué)產(chǎn)生之初，有學(xué)者認(rèn)為：冶金學(xué)仍然是一門健全的學(xué)科，擁有基本理論、方法和界限，但隨著工程中日益不斷地使用聚合物、陶瓷、玻璃和復(fù)合材料，其研究拓展為材料科學(xué)(Calvert，1997)。20世紀(jì)50年代，材料科學(xué)(MaterialsScience)這一新概念，主要源于冶金學(xué)，1958至于959年間美國(guó)大學(xué)教育性質(zhì)的改變和各種新材料科學(xué)研究組織的形成，是材料科學(xué)形成的標(biāo)志。西北大學(xué)(NorthWesternUifiversity)是最早將材料科學(xué)作為系名的大學(xué)(1954年)，并為本科生的研究生開設(shè)了相關(guān)課程，出版了《材料性能原理(PrinciplesofthePropertiesofMaterials))(1954年)一書，材料科學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展出多個(gè)分支，包括固體物理、冶金學(xué)、高分子化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、礦物學(xué)、玻璃與陶瓷技術(shù)。一門學(xué)術(shù)型學(xué)科抽涉及的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于由大學(xué)里院系、學(xué)會(huì)和專業(yè)雜志所構(gòu)成的群體，它是一所“看不見的學(xué)院(hwisiblecollege)”，它們的成員共享某一特定的研究傳統(tǒng)，學(xué)者們從中學(xué)到了基本的理論框架、操作規(guī)范和技術(shù)方法。DavidTumbul(1983)~E《對(duì)“材料科學(xué)”產(chǎn)生和發(fā)展的評(píng)述》一文中，將材料科學(xué)定義為：在超分子水平上表征，認(rèn)識(shí)和控制物質(zhì)的結(jié)構(gòu)．并建立這一結(jié)構(gòu)與性能(力學(xué)、磁、電等)間的關(guān)系，即所謂的超分子科學(xué)。

MSE(MaterialsScienee&Engineering)的概念最初產(chǎn)生于20世紀(jì)50年代，到1960年已經(jīng)基本穩(wěn)固建立。在COsMT(1974)的報(bào)告中，將MSE定義為：涉及將材料成分、結(jié)構(gòu)和制備與其性能和使用建立關(guān)系所形成并應(yīng)用的知識(shí)。1957年美國(guó)政府出臺(tái)了資助l2個(gè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃，首批三個(gè)材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室分別建立在康奈爾大學(xué)、賓西法尼亞大學(xué)和西北大學(xué)。這些實(shí)驗(yàn)室1972年由國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)正式負(fù)責(zé)。此后各個(gè)大學(xué)教授的課程，也深受這些材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室所從事工作的影響。1958年，為了更好地已經(jīng)建立的新學(xué)科的特征，又在系保后面加上了。與工程，并開始了。材料科學(xué)與工程的教育，如牛津大學(xué)的材料科學(xué)系也簡(jiǎn)單地更名為“材料系(DepartmentofMaterials)”。同期還有一批大學(xué)，如德克薩斯大學(xué)的奧斯分校等沒有設(shè)立材料科學(xué)系，但已經(jīng)開始了系間合作，進(jìn)行了與材料科學(xué)相關(guān)的研究生教育，通常這種教育也不僅限于在“工程學(xué)院”之內(nèi)。雖然沒有這個(gè)系名，但老師的專業(yè)知識(shí)和研究生的研究工作集中在材料制備、固體化學(xué)、高分子工程與科學(xué)、X射線晶體學(xué)、生物材料、結(jié)構(gòu)材料、材料理論和凝聚態(tài)材料及器件等相關(guān)領(lǐng)域。1964年麻省理工學(xué)院(MIT)也將系名以為“冶金與材料科學(xué)系”，1974年正式改名為“材料科學(xué)與工程系”。20世紀(jì)60年代，材料科學(xué)被引入歐洲的大學(xué)，如北威爾士大學(xué)、蘇賽克大學(xué)和伯明翰大學(xué)。1956年，中國(guó)在西方工作過的科學(xué)工作者們制定一份科學(xué)技術(shù)規(guī)劃時(shí)，認(rèn)識(shí)當(dāng)時(shí)的中國(guó)已經(jīng)培養(yǎng)了具有金屬材料方面知識(shí)的科技人員，但對(duì)合金及其熱處理方面的科技人員數(shù)量不足，到1980年，已經(jīng)有l(wèi)7個(gè)院校的金屬物理專業(yè)改為材料科學(xué)專業(yè)。

3“材料科學(xué)”研究的實(shí)踐與方向

實(shí)踐中，企業(yè)的R&D機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始關(guān)注MSE領(lǐng)域，如貝爾實(shí)驗(yàn)室、通用電氣公司實(shí)驗(yàn)室、杜邦實(shí)驗(yàn)室等。貝爾實(shí)驗(yàn)室多學(xué)科交叉的科學(xué)家們找到了獲得金屬超導(dǎo)體的方法；杜邦實(shí)驗(yàn)室將新材料一尼龍引人了市場(chǎng)t通用電氣公司實(shí)驗(yàn)室完善了白熾燈用于韌性鉑金屬制造技術(shù)，特別是在金屬對(duì)機(jī)械處理和熱處理的反應(yīng)方面取得了成功。以Hollomon為帶頭人的多學(xué)科團(tuán)隊(duì)，取得了系列與材料相關(guān)的重大進(jìn)步。如人造金剛石、高性能熱絕緣材料、真空電路斷路器、基于輻照固體中蝕刻粒子軌跡的產(chǎn)品、聚碳酸酯塑料和用于金屬蒸氣燈的氧化鋁外膜等。科學(xué)家認(rèn)為，設(shè)備使用主要是受到材料的限制而不是設(shè)計(jì)的限制。材料科學(xué)研究的方向是充分利用和發(fā)掘現(xiàn)有材料的潛力，繼續(xù)開發(fā)新材料以及研究材料的再循環(huán)工藝。在利用現(xiàn)有材料和開發(fā)新材料方面，結(jié)構(gòu)材料和復(fù)合材料材料科學(xué)研究的主體部分。在功能材料方面需重點(diǎn)發(fā)展應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、集成電路、激光技術(shù)等方面的電子材料。