①培养什么人?
提起材料科学与工程这个专业,恐怕大部分人的第一反应是“一头雾水”“不知所云”。的确,与其他诸如“电子信息”“计算机”“经济管理”等一眼就可以看出“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。
说“无所不包”绝对不是夸大其词。观察一下我们生活的周围,你会发现处处都可以看到材料专业知识的影子。举个例子。你坐在家里看电视--电视机显示图像的元器件还有遥控器里的发信号装置是什么做的?是电子信息材料和光电材料。电视看腻了出门逛街要坐车,汽车是什么做的?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;车内饰是塑料和橡胶材料。逛街累了要回家做饭,买好晚饭的食材,到了超市购物要付钱,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。OK,你不用现金而选择刷卡,信用卡是什么做的?有机聚合物材料,还有磁性材料。买好东西拎着袋子回家,用的是现在大力提倡的环保可降解塑料袋--这是有机生物材料……
只是生活中一个相当相当小的方面,你看,材料无处不在。事实上,材料科学并不仅仅在这些基础的方面与我们的生活息息相关。随着时代的发展,不断提高的生活水平和日新月异的科技进步使得各方面对材料的要求达到了新的高度,这使得材料科学技术与生物技术,计算机技术和能源技术一同成为新世纪人类发展所倚重的高新科技的重中之重。生物技术方面,人造骨骼、人造器官的研究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。计算机技术方面,信息时代的“信息爆炸”要求计算机有更快的处理速度和更大的信息存储量,这些问题都可以新型的光电材料芯片和光存储材料来解决。能源方面,煤和石油存储量日渐减少,而核能的开发总会被蒙上“非和平”的阴影,这样的局面迫使人们将注意力集中在更干净、更环保的太阳能和氢能上,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。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。
OK,展望了这么多前景,相信大家对材料科学与工程这门专业的未来已建立了相当程度的信心。当然,要想真正完成依靠材料技术改变世界的壮举,需要付出相应的努力。也许你会说,我的理想不是成为科学家,我只是对这个专业比较感兴趣,想学到有用的知识。很现实的问题,提得好!那我们就来看看材料科学与工程这个专业,能让我们成为具有怎样的知识和能力的人才吧。
首先是培养目标。材料专业培养具备金属材料、高分子材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识,能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的工程技术型人才。所谓金属材料,是金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称,包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。高分子材料是以高分子化合物为基础的材料,按来源分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合分子材料,按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料。
其次是培养方案。为达到上述目的,材料科学与工程专业的学生会学习材料科学与工程的基础理论,学习与掌握材料的制备、组成、组织结构与性能之间关系的基本规律;受到金属材料、高分子材料、复合材料以及各种先进材料的制备、性能分析与检测技能的基本训练;掌握材料设计和制备工艺设计、提高材料的性能和产品的质量、开发分析与检测技能的基本训练;掌握材料设计和制备工艺设计、提高材料的性能和产品的质量、开发研究新材料和新工艺方面的基本能力。
后,当我们毕业时,按照期望我们会获得以下几方面的知识和能力:
1、金属材料、高分子材料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、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、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、本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、相关的技术经济管理知识;
6、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。
②开设哪些课程
与其他工科专业相同,材料科学与工程专业在大学一、二年级会安排基础科目的学习,如高等数学、线性代数、概率统计、大学英语、C语言、大学物理、基础物理实验等,以及社会类课程包括毛泽东思想概论、邓小平理论、政治经济学、法律基础等。此外,由于专业相关性,亦会开设机械设计基础、机械制图、电工电子学这样与材料生产设备相关的课程。
专业课程方面,在大一、大二,学生会学习专业基础平台课程,包括普通化学、物理化学、有机化学、材料导论等。看到这一连串的化学课程可能有些同学会问“我进的这到底是材料系还是化学系啊?”其实无论什么材料,影响其性能的因素无外乎其化学结构,分子也好原子也好离子也好。因此,这几门与化学相关的课程可以说是我们研究材料性能的基础,是材料学的基石。而且化学知识是我们制造合成材料的基础,将来我们搞材料方面的研发也好,生产也好,在了解其是“怎么来的”这一基础上我们才能进行进一步的工作,改性,深加工,塑形,精制,诸如此类。
升入大三后将深入学习更为专业的知识,包括材料性能学、材料力学、材料工程基础、材料现代分析与测试方法。无论将来选择材料科学与工程专业的任何一个专业方向,这几门课程都是必不可少的基础知识。材料学是一门综合性相当强的学科,即使你的主要研究或者工作方向只是某一种材料,比方说专门从事工程塑料的生产,但是其他材料的基本性质还是要知道的,因为材料的工作环境不是单一的,它很可能要与其他材料共同合作才能更好发挥功效。比如“神五”飞船的合金外壳和外面附着的吸热耐高温涂料,一个是金属,一个是有机物基非金属化合物,如何将两者牢固地结合起来这一问题就涉及到两种材料各自的结构及性质。
之后,诸位材料专业的学生面对的就是专业方向的选择。湖北汽车工业学院的材料科学与工程系下分为三个专业方向,分别是金属材料、高分子材料、材料表面防护。课程安排方式为每专业限选选修课加上跨专业任选选修课。金属主要是金属合金及其提高金属耐高温性能的材料;高分子材料包括高分子物理、高分子化学、复合材料与工程塑料方面的研究;材料表面防护主要是电化学与涂层涂装两个方面的知识。
③专业限选课有:
金属材料专业--金属材料学、材料热处理原理及工艺、金属腐蚀与防护、金相技术。
高分子材料专业--高分子物理及化学、高分子成型原理与工艺、高分子材料、塑料成型机械。
材料表面防护专业--材料表面工程与技术、涂装工艺、涂装设备、涂料及涂层性能检测。
专业任选课包括:材料热处理设备、粉末冶金材料与工艺、失效分析、有限元法及基础、计算机在材料中的应用、塑料成型工艺及模具设计、复合材料、功能高分子材料、电镀原理与工艺、涂装车间设计、纳米材料及应用、先进材料。
专业名称 | 开设学校 | 学制 | 地址 |
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材料科学与工程 | 抚顺师范高等专科学校 | 2 | -- |
材料科学与工程 | 江苏建筑职业技术学院 | 3 年 | -- |
材料科学与工程 | 山东交通学院 | -- | -- |
材料科学与工程 | 徽州师范专科学校 | 四年 | -- |
材料科学与工程(金属材料工程) | 湖北汽车工业学院 | -- | -- |
材料科学与工程(高分子材料成型) | 湖北汽车工业学院 | -- | -- |