材料科学与工程专业介绍说明课件

,Click to edit Master title style,#,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,一、专业的演变与发展,二、专业培养的目标和要求,三、专业教学计划,四、专业学习与选课,五、学生成长的建议与要求,提 纲,一、专业的演变与发展提 纲,1,一、材料专业的演变与发展,一、材料专业的演变与发展,2,工业的迅猛发展要求与之相适应的科学技术与专门人才：十七世纪中叶英国成立了皇家学会，之后又在大学设立工程学科，大大促进了科技人才的培养和发展。在冶金,/,材料领域：,Reaumur(1722)Hill(1748),在放大镜下观察出晶粒。,Sorbit,发现并描述了细珠光体。,Young(1807),提出材料弹性模量概念。,Barlow(1826),关于材料强度的测定。,Tehernoff(1861),发表了钢临界点的实验报告。,Wshery(1860-1870),关于拉伸、扭转、变曲应力的工作及得,出的第一条,S,-,N,曲线，开辟了材料、组织与性能间关系的,科学研究。,一、材料学科的演变与发展欧美国家,工业的迅猛发展要求与之相适应的科学技术与专门人,3,大学中最早设立冶金系,美国,(1865),年建立第一批矿冶系,Michigan technological Univ.(,后归,Michigan,大学,),Columbia,大学,Carnigie-Mellon,大学,英国（,1865-1870,）大学开始设立矿冶系,Sheffield,大学 侧重炼钢,Birmingham,大学 侧重铸铁,Emperical mining college,学院 侧重冶炼工艺,一、材料学科的演变与发展欧美国家,大学中最早设立冶金系一、材料学科的演变与发展欧美国家,4,20,世纪,40,年代后非金属材料有了新的发展,，,1945,年晶体管的出现，,半导体材料异军突起,。,为适应新材料发展需要，,1955-1956，Birmingham,大学教授,Raynor,把该校原来的,理论冶金系,（物理冶金）与,工业冶金系,（化学冶金及冶金加工）合并，组建并更名为,冶金与材料系,，同时，,Cambridge,大学教授,Cottrell,把该校冶金系改名材料与冶金系。,欧洲大学首次明确设置材料系与相应的教学计划。,一、材料学科的演变与发展欧美国家,20世纪40年代后非金属材料有了新的发展，194,5,20,世纪前半叶，美国材料学科教育也主要在冶金系，以金属材料为主，二战后，在教学计划中加入了,“,广泛材料,”,基础理论及非金属材料课程。,60,至,70,年代，原设置冶金系的大学逐步将系名更改为材料系或冶金与材料系。,80,年代美国大学相应系多以材料科学与工程命名,(MSE),。,历史上看，材料系多由冶金系演进而来。,60,年代之后随着非金属材料发展化学化工系也部分转向材料。,统计：,英国著名大学牛津、剑桥、伯明翰大学均以冶金材料系命名。,1985,年统计,美国,90,所设材料教学计划的系中有,36,所为冶金系,或材料冶金系，有,6,所为化工与材料系。,目前美国有,104,所大学设有从事材料学科的系，其中,95,个归属,材料,/,冶金类，,9,个归属非金属的材料系。,一、材料学科的演变与发展欧美国家,20世纪前半叶，美国材料学科教育也主要在冶金系，,6,一、材料学科的演变与发展中国,中国的材料科学与工程教育起源于部分高校的采矿系、矿冶系，可以分为五个历史阶段：,1949,年以前：,北洋西学学堂的矿冶学科（,1895,年创建），国立唐山工学院,(1905),、东北大学,(1912),、武汉大学,(1913),、国立贵州大学,(1941),。,1946,年，国立清华大学从西南联合大学回北京复校后，在工学院中又增设了化学工程系，把材料学科教育扩宽到非金属领域。,材料教育主要是培养矿冶人才，突出特点是不划分专业，教学内容包括采矿、选矿、冶金、材料等内容，是一种宽领域培养模式，许多材料界前辈专家就是在这种宽口径学科背景下培养出来的。,一、材料学科的演变与发展中国 中国的材料科学,7,一、材料学科的演变与发展中国,1949,1966,年 苏联模式,1951,年将大连大学,(,现大连理工大学,),的冶金系调到东北工学院,(,现东北大学,),，以加强其金属材料学的教学规模。,1952,年,4,月，以北洋大学,(,现天津大学,),、唐山铁道学院,(,北方交通大学分部,),、北京工业学院、国立西北工学院,(,现西北工业大学,),、山西大学等五所院校的矿冶和材料系为基础创建了北京钢铁学院,(,现北京科技大学,),，,同年，将武汉大学、湖南大学、广西大学的矿冶工程系，中山大学地质 系以及 南昌大学的 采矿科 调整出来在长沙成立了中南矿冶学院,(,现中南工业大学,),，,新成立的北京航空航天学院,(,现北京航空航天大学,),增设了高分子材料,(,含复合材料,),等专业。,我国的材料科学技术人才被分割在十几个专业内培养，分属于冶金、机械、化工等系,一、材料学科的演变与发展中国19491966年,8,一、材料学科的演变与发展中国,1978,1990,初 向欧美学习,浙江大学率先设立材料科学与工程系；此后，北京科技大学、复旦大学、清华大学等重点院校相继设立材料科学与工程,(,或相近名称,),系。,改革的主要内容：在原设置专业基础上扩充内容，试办新专业，总体上体现了逐步打破原专业设置界限、加强专业间的渗透与联系的改革趋势,20,世纪,90,年代后期,1997,年至,1999,年，专业进行了第四次大规模修订由行业划分专业向以学科划分专业过渡。厚基础、宽专业、高素质、强能力，以适应市场需要。新的专业目录由,504,个减少到,232,个。,一、材料学科的演变与发展中国19781990初,9,本科新旧专业对照,0713,材料科学类,(,注,:,可授理学或工学学士学位,),071301,材料物理,071302,材料化学,0802,材料类,080201,冶金工程,080202,金属材料工程,080204,高分子材料与工程,071301,材料物理,071302,材料化学,071303W,矿物岩石材料,080201,钢铁冶金,080202,有色金属冶金,080203,冶金物理化学,080213W,冶金,080205,金属压力加工,080209,粉末冶金,080210,复合材料,(,部分,),080211,腐蚀与防护,080303,铸造,(,部分,),080304,塑性成形工艺及设备,(,部分,),080305,焊接工艺及设备,(,部分,),080206,无机非金属材料,080207,硅酸盐工程,080208,高分子材料与工程,081215W,高分子材料及化工,(,部分,),080202,无机非金属材料,工程,一、材料学科的演变与发展中国,本科新旧专业对照0713 材料科学类(注:可授理学或工学,10,本科引导性专业目录,080205Y,材料科学与工程,080201,冶金工程,080202,金属材料工程,080203,无机非金属材料工程,080203,高分子材料与工程,一、材料学科的演变与发展中国,本科引导性专业目录080205Y材料科学与工程080201,11,1994,年在原采矿系开始筹建材料学科，并将采矿系更名为“资源与材料工程系”，,1995,年招收“无机非金属材料”和“硅酸盐工程”专科生，,1996,年招收“无机非金属材料”本科生，,1998,年设立“材料科学与工程”本科专业，并招生。,2005,年开始，材料科学与工程专业开设了无机非金属和高分子两个专业方向，并且从第四学年开始两个方向单独开课。,目前在校本科生,600,多名，,一、材料学科的演变与发展河南理工大学,1994年在原采矿系开始筹建材料学科，并将采矿系更名为“资源,12,专业特色,先进建筑材料,：,研究水泥基材料、玻璃、陶瓷、耐火材料等材料的组成结构性能关系，研究固体废弃物在建筑材料中循环利用的材料科学理论及技术，研究建筑材料的环境服役行为与机理，为先进建筑材料的设计、制备提供科学根据；并为新型建筑材料的开发奠定理论依据。,超硬材料：,研究方向是在高温高压等极端条件下合成常态无法合成或难以合成的超硬材料、超硬复合材料和其他新型功能材料；,纳米材料与器件：,研究纳米粉体的制备、胶体颗粒的自组装、纳米材料的应用以及新型光电元器件的研究和开发。,专业特色,13,师资力量,职称和学历结构：,教师,34,人，其中教授,7,人，副教授,16,人，高级职称教师占,67.6%,，讲师,11,人，占,32.3%,，具有博士学位教学科研人员,20,人，占,58.8%;,年龄结构：,35,岁以下,20,人，,36-45,岁,12,人，,46-55,岁,1,人，,56-60,岁,1,人,;,学缘结构,：美国、英国、日本，清华；武汉理工大学、华东理工大学、南京工业大学等,师资力量,14,-4-1,先进建筑材料,管学茂,1965.09,博士（后）,教授,/,博导,张义顺,1951.05,本科,教授,/,博导,张战营,1958.08,博士,教授,/,博导,戴亚辉,1962.03,博士,教授,马小娥,1966.04,硕士,副教授,杨 雷,1978.09,博士,副教授,王雨利,1976.07,博士,副教授,姚 嵘,1966.03,博士,副教授,朱建平,1979.9,博士,副教授,人员总数小计,教授,副教授,4,5,研究方向一 先进建筑材料方向骨干教师,-4-1管学茂1965.09博士（后）教授/博导张义顺19,15,-4-2,超硬材料,贾晓鹏,1962.12,博士,教授,/,博导,杨海滨,1957.07,博士,教授,/,博导,李小雷,1969.10,博士,副教授,藏传义,1974.05,博士,副教授,胡前库,1978.09,博士,副教授,孙 广,1977.03,博士,副教授,邢学玲,1978.09,博士,副教授,吴庆华,1978.09,博士,副教授,人员总数小计,教授,副教授,2,6,研究方向二 超硬材料方向骨干教师,-4-2贾晓鹏1962.12博士教授/博导杨海滨1957.,16,-4-3,纳米材料及器件,关荣峰,1963.10,博士,教授,孟哈日巴拉,1968.10,博士,教授,王晓冬,1972.01,博士,副教授,张玉德,1976.07,博士,副教授,王李波,1979.04,博士,副教授,人员总数小计,教授,副教授,1,3,研究方向三 纳米材料及器件方向骨干教师,-4-3关荣峰1963.10博士教授孟哈日巴拉1968.1,17,材料科学与工程“四要素”,1,、,“,四要素,”,与结构,三要素 四要素,等边四面体结构,使用,行为,合成,与加工,二、专业培养的目标及要求,材料科学与工程“四要素”1、“四要素”与结构三要素,18,材料科学与工程的定义（国际公认）是：研究有关材料成份,/,结构、制备,/,合成、性能,/,组织和使用效能及其关系的科学技术与生产。对材料四要素的认识和理解，要有动态的观念，材料科学与工程四个基本要素的说明和控制应放在更高、更深的层次，即分子、原子尺度来阐释和控制。,材料的结构与成分应更着重于包括分子、原子的类型及所观察尺度范围（纳 米、介观、微 观、宏观）内分子、原子的排列组合。,使原子（原子团），分子可得到特定排列组合的合成与加工；,由不同原子（原子团）、分子及其排列组合所得到的使材料具有值得研究和使用的性能；,考虑经济和社会效益的材料使用服役实际条件及其有效性的度量。,四要素是一个整体，内部有机联系是其核心与活力所在。,材料科学与工程的定义（国际公认）是：研究有关材料成份,19,（,1,）成分、组成与结构,从电子、原子尺度到宏观尺度 成分与分布,结构无限变化导演材料复杂性能,成分与结构表征,分析与建模技术,四要素,”,基本内涵,（1）成分、组成与结构四要素”基本内涵,20,（,2,）合成与加工