材料科学与工程专业介绍

 

提起材料科学与工程这个专业,恐怕大部分人会一头雾水。的确,与其他诸如“金融”、“计算机”、“会计”等一眼就能看出“研究什么”的专业相比,“材料”这一概念显得相当的宽泛。可是,正是这种森罗万象无所不包的“宽泛”,使得材料科学与工程这一专业成为当今国内外各行各业发展都离不开的一门基础而重要的学科。

前景广阔,21世纪支柱产业

材料是支承工业生产与工业技术的物质基础。在现代社会的经济生活中,诸多高新技术产品都与新材料技术的发展密切相关。人类走过了“石器时代”、“铜器时代”、“铁器时代”,而半导体材料的发展把人类带入了“信息时代”。当今,材料、信息、能源被认为现代文明的三大支柱。新材料技术更成为三大高新技术之一。新材料技术已经成为一个国家工业水平与技术能力十分重要的标志。在现代经济结构中,新材料技术在国家发展中的战略意义是不容忽视的。同时,信息时代的快速发展和信息产业的巨大增长,给材料学科的发展带来了史无前例的机遇。

上天入地,无所不包

材料学不仅涉及国家重大项目建设,而且深入百姓生活.观察一下我们生活的周围,你会发现处处都可以看到材料的影子。举个例子,汽车外壳是金属材料;挡风玻璃是非金属材料,可能是有机的,也可能是无机的;车内饰是橡胶材料。又如我们生活中时时要用到的钱,纸币是有机木纤维加油机印刷油墨印制的,硬币是金属材料冲压制成的。还有,你脚上穿的鞋子鞋面可能是PU的,鞋底可能是橡胶、TPR等聚合物材料。这些是我们日常就能看到的,在高科技技术方面,材料也扮演着十分重要的角色。比如生物技术方面,人造骨骼、人造器官一直是医学研究的重点,而更轻更结实的钛合金骨骼、不会引发人体排斥的生物有机聚合材料是实现“人造身体”的关键所在。在计算机技术方面,计算机之所以能够越来越小,速度越来越快,信息储存量越来越大,这些都得益于芯片材料和存储材料的发展。而在能源方面,人们越来越重视更干净、更环保的太阳能和氢能的利用,而新型的光电转换材料和储氢材料的开发将使这些清洁能源的利用和存储成为可能。还有,水立方的表面材料为什么能有自清洁能力?杭州湾跨海大桥是如何防止海水对钢铁的腐蚀的?如何将材料处理成像荷叶一样超疏水?这些都是材料专业已经或者需要去解决的问题。可以说,在人类将来的发展中,材料科学技术会起到决定性的作用。

学科交叉, 通识教育

材料科学与工程学科有着丰富的内涵,不仅包括金属、陶瓷等传统的结构材料,而且包含了具有众多特殊性能和用途的功能材料。许多领域都与材料的制备、性质、应用等密切相关,使得材料成为机械、电子、化工、建筑、能源、生物、冶金、交通运输、信息科技等行业的基础。因此材料科学与工程属于交叉学科。它融合了物理、化学、机电、电子等多个学科领域。项目的完成过程涉及诸多细小环节,比如涉及理论计算,就需要物理学科的建模;涉及材料制备,就需要化学学科的实验研究或者制备技术;材料完成后要鉴定是否达到预期的结构和性能,就需要材料学科或者物理学科的测试技术;在制成后应用的过程中,又需要综合测试其性能。以上种种决定了学科的交叉与综合性质。

发展形势,我国现状

我国无机非金属材料是20世纪50年代末期为配合研制二弹一星创建和发展起来的,初步形成了生产、设计、科研、教育配套的新型产业。与发达国家相比,差距主要体现在几个方面:基础研究和关键技术落后;材料性能低、品种少、批量生产质量不稳定;制备技术及装备落后。

我国高分子工业起步较晚,但近年来发展很快,呈逐年上升的趋势,与世界发达国家水平相比,我国高分子材料的品种、产量、制造工艺、技术水平和人均消耗量均存在非常大的差距,研究能力比发达国家落后近10年,产业化能力比发达国家落后近20年。

经过20多年的改革开发,我国焊接领域内的外资投入和技术引进均达到了相当规模,但我们在高端技术、前沿技术领域没有任何优势,这意味着我们虽然进入了全球的产业链,但仅仅居于价值链的低端。由此可见,我国焊接行业正面临着如何“从弱到强”的发展课题。而自主创新能力的建设无疑是我们今后发展的关键。这恐怕是今后一段时期我国焊接行业“创新和学习”的主题。
   
由此可见,我国材料产业的研究力量和技术水平都还比较落后。还需要进一步的发展。

人才紧缺,供不应求

随着我国现代化建设的不断发展,材料科学与工程学科正向复合型、功能型发展,具有单一材料专业基础的人才已经不能满足社会需求,社会对材料类人才的需求已从原来需要较单一的技术人才转变为能适应不同生产力水平、不同产业部门的多层次、多规格的复合型人才,要求学生基础知识全面,具有扎实的理论和实践功底,并且能够胜任变化了的不同岗位。

材料学领域本科毕业后的去向主要包括深造和就业两个方面。所谓深造就是包括考研和出国,对于大多数喜欢材料专业的同学来说,深造是一个不错且比较必要的途径。关于就业方向,主要包括科研单位(如中国科学院材料研究所、纳米中心、有色金属研究院、航空材料研究所、航天材料及工艺研究所、玻璃钢研究总院等),公务员单位(如海关、进出口检验检疫局、质量监督局等),各类企业的研发、生产与销售部门(如联想、三星、保洁、海尔、长虹、松下等国内外企业)。

关于材料专业的就业,套用教授的话就是:有制造业的地方就有就业。所以材料专业的就业前景十分广阔。是很多学生心目中的“香饽饽”。

结语

材料科学的发展是具有前瞻性的,是走在时代的尖端,它决定了人类的生活方式,为人类的未来生活画出蓝图,使人类的生活品质不断地提升。我们有理由相信,在人类科技将会取得辉煌进步的二十一世纪,一系列高性能、有广泛用途的先进材料,必会层出不穷,渗透到我们生活中的每一个角落、每一个领域。这对于我们材料科学与工程专业的学生来说既是机遇也是挑战。作为新一代,我们从前辈那里接过接力棒,用他们已有的经验和知识,加之以我们的努力创新,我国材料领域一定会有着不可估量的前景。