概述,材料科學(xué)與工程

1、材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)緒 論 材料的定義材料的定義 材料的性能材料的性能 材料的分類材料的分類 材料科學(xué)與工程概述材料科學(xué)與工程概述 課程的內(nèi)容及學(xué)習(xí)方法課程的內(nèi)容及學(xué)習(xí)方法一、材料的定義一、材料的定義 材料材料是能為人類是能為人類經(jīng)濟(jì)地經(jīng)濟(jì)地、用于制造、用于制造有用物有用物品品的物質(zhì)。的物質(zhì)。 材料是具有一定性能，可以用來制材料是具有一定性能，可以用來制作器件、構(gòu)件、工具、裝置等物品的物質(zhì)。作器件、構(gòu)件、工具、裝置等物品的物質(zhì)。 材料存在于我們的周圍，與我們的生活息材料存在于我們的周圍，與我們的生活息息相關(guān)。材料是人類文明、社會進(jìn)步、科技發(fā)息相關(guān)。材料是人類文明、社會進(jìn)步、科技發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。展

2、的物質(zhì)基礎(chǔ)。什么是材料？什么是材料？材料無處不在材料無處不在材料是人類社會進(jìn)步的里程碑材料是人類社會進(jìn)步的里程碑 人類利用材料的歷史，人類利用材料的歷史，就是一部人類進(jìn)化和進(jìn)步就是一部人類進(jìn)化和進(jìn)步的歷史的歷史。 現(xiàn)代社會 三三大大支支柱柱能源、信息和能源、信息和材料材料（19981998）生物工程、信息技術(shù)和生物工程、信息技術(shù)和新材料新材料材料是經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的基礎(chǔ)和先導(dǎo)材料是經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的基礎(chǔ)和先導(dǎo)材料定義：材料定義： 在機(jī)器、結(jié)構(gòu)件、器件和產(chǎn)品中因其性能在機(jī)器、結(jié)構(gòu)件、器件和產(chǎn)品中因其性能而成為有用的物質(zhì)而成為有用的物質(zhì) 必需保證使用的基本性能（力學(xué)、物理），必需保證使用的基本性能（力

3、學(xué)、物理），具有一定的壽命（疲勞、磨損、腐蝕）；具有一定的壽命（疲勞、磨損、腐蝕）；便于制造，即可以生產(chǎn)出來；便于制造，即可以生產(chǎn)出來；可接受的成本?？山邮艿某杀?。評價(jià)一個(gè)設(shè)備、部件、零件的優(yōu)劣或質(zhì)量：評價(jià)一個(gè)設(shè)備、部件、零件的優(yōu)劣或質(zhì)量：二、材料的性能二、材料的性能 材料的性能材料的性能是指材料的性質(zhì)和功能。是指材料的性質(zhì)和功能。性性質(zhì)質(zhì)是本身所具有的特質(zhì)或本性；是本身所具有的特質(zhì)或本性；功能功能是人們是人們對材料的某種期待與要求種可以承擔(dān)功效，對材料的某種期待與要求種可以承擔(dān)功效，以及承擔(dān)該功效下的表現(xiàn)或能力。以及承擔(dān)該功效下的表現(xiàn)或能力。1.1.力學(xué)性能力學(xué)性能 2.2.物理性能物理性能

4、3. 化學(xué)性能化學(xué)性能 4. 工藝性能工藝性能 材料的材料的力學(xué)性能力學(xué)性能是指材料處于特定環(huán)境因是指材料處于特定環(huán)境因素素(溫度、介質(zhì)等溫度、介質(zhì)等)時(shí)，在外力或能量以及作用時(shí)，在外力或能量以及作用下表現(xiàn)出來的變形和破壞的特征。下表現(xiàn)出來的變形和破壞的特征。 通常把作用在材料上的外力或能量稱為載通常把作用在材料上的外力或能量稱為載荷或負(fù)荷。材料的荷或負(fù)荷。材料的主要力學(xué)性能主要力學(xué)性能有有： 彈性彈性 強(qiáng)度強(qiáng)度 塑性塑性 硬度硬度 沖擊韌性沖擊韌性 疲勞特性疲勞特性 耐磨性耐磨性力學(xué)性能力學(xué)性能拉伸試驗(yàn)拉伸試驗(yàn)過程：過程：力學(xué)性能力學(xué)性能外力增加，試樣伸長。得到外力增加，試樣伸長。得到P P

5、 L L曲線，換算曲線，換算為為 曲線。材料表現(xiàn)為彈性變形、均勻塑性曲線。材料表現(xiàn)為彈性變形、均勻塑性變形、頸縮、斷裂。變形、頸縮、斷裂。彈性與剛度彈性與剛度彈性變形：彈性變形：彈性模量與剛度：彈性模量與剛度： 在在OAOA段為直線，即應(yīng)力段為直線，即應(yīng)力與應(yīng)變成正比，變化規(guī)律服與應(yīng)變成正比，變化規(guī)律服從虎克定律。并且在外力卸從虎克定律。并且在外力卸載后試樣恢復(fù)到原始長度。載后試樣恢復(fù)到原始長度?？梢赃_(dá)到的最大應(yīng)力成為彈可以達(dá)到的最大應(yīng)力成為彈性極限性極限( (比例極限比例極限) )。力學(xué)性能力學(xué)性能強(qiáng)度與塑性強(qiáng)度與塑性屈服強(qiáng)度：屈服強(qiáng)度：s s 0.20.2 塑性：塑性：斷裂前可發(fā)生永久斷裂

6、前可發(fā)生永久變形的能力。變形的能力?？估瓘?qiáng)度：抗拉強(qiáng)度：b b 材料材料開始發(fā)生塑性變開始發(fā)生塑性變形的最小應(yīng)力。形的最小應(yīng)力。 材料材料發(fā)生斷裂前能承發(fā)生斷裂前能承受的最大應(yīng)力。受的最大應(yīng)力。力學(xué)性能力學(xué)性能硬度硬度硬度硬度是衡量材料軟硬程度的指標(biāo)，反映材料抵抗局部是衡量材料軟硬程度的指標(biāo)，反映材料抵抗局部塑性變形的能力。塑性變形的能力。莫氏硬度：莫氏硬度：材料名稱材料名稱 硬度級別硬度級別滑石滑石1石膏石膏2螢石螢石4鈉長石鈉長石6黃玉黃玉8剛玉剛玉9金剛石金剛石10布氏硬度：布氏硬度： 用直徑用直徑D D鋼球在鋼球在力力P P的作用下壓在試的作用下壓在試樣上一定時(shí)間樣上一定時(shí)間, ,壓痕

7、壓痕直徑為直徑為d d。實(shí)用于較。實(shí)用于較軟的塑性材料。軟的塑性材料。力學(xué)性能力學(xué)性能硬度硬度洛氏強(qiáng)度：洛氏強(qiáng)度： 用用120120度圓錐金剛石壓頭，度圓錐金剛石壓頭，1470N 1470N (150kgf)(150kgf)力壓入材料，以壓入材料表面力壓入材料，以壓入材料表面的深度來度量材料的硬度。用于硬度較的深度來度量材料的硬度。用于硬度較高的淬火鋼件。高的淬火鋼件。 用對面夾角用對面夾角136136度四棱錐金剛石壓頭，度四棱錐金剛石壓頭，在力在力P P作用下壓入材料，用壓痕單位面積作用下壓入材料，用壓痕單位面積上承受的力作為材料硬度的度量。力的大上承受的力作為材料硬度的度量。力的大小從小從

8、980N980N、490N490N、297N297N到到0.192N0.192N不等。不等。壓痕小用顯微鏡來觀察，用于測量表層或壓痕小用顯微鏡來觀察，用于測量表層或微區(qū)。微區(qū)。維氏強(qiáng)度：維氏強(qiáng)度：力學(xué)性能力學(xué)性能沖擊韌性沖擊韌性沖擊韌性沖擊韌性是材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的是材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力。常用能力。常用一次彎曲沖擊韌性一次彎曲沖擊韌性試驗(yàn)試驗(yàn)a ak k值來表示。以值來表示。以帶缺口標(biāo)準(zhǔn)試樣快速沖斷時(shí)，單位橫截面積吸收的帶缺口標(biāo)準(zhǔn)試樣快速沖斷時(shí)，單位橫截面積吸收的功。沖擊韌性是材料強(qiáng)度和塑性綜合作用的結(jié)果。功。沖擊韌性是材料強(qiáng)度和塑性綜合作用的結(jié)果。試樣尺寸

9、試樣尺寸試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法力學(xué)性能力學(xué)性能斷裂韌性斷裂韌性斷裂韌性斷裂韌性是材料中存在缺陷時(shí)，材料抵抗脆性斷裂的是材料中存在缺陷時(shí)，材料抵抗脆性斷裂的能力。能力。 斷裂韌性指標(biāo)為斷裂韌性指標(biāo)為K KICIC，有專門的測定方法。工程應(yīng)用，有專門的測定方法。工程應(yīng)用要求：要求： 大型構(gòu)件不可避免存在各種缺陷，在缺陷前端大型構(gòu)件不可避免存在各種缺陷，在缺陷前端有不同的應(yīng)力作用，都存在應(yīng)力集中，其中裂紋受有不同的應(yīng)力作用，都存在應(yīng)力集中，其中裂紋受張開應(yīng)力作用為最危險(xiǎn)。張開應(yīng)力作用為最危險(xiǎn)。Y裂紋形狀系數(shù)，裂紋形狀系數(shù)，a裂紋長度的一半。裂紋長度的一半。力學(xué)性能力學(xué)性能疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度 零件在低于屈服應(yīng)

10、力的交變應(yīng)力的反復(fù)作用下，零件在低于屈服應(yīng)力的交變應(yīng)力的反復(fù)作用下，而發(fā)生的斷裂現(xiàn)象稱為而發(fā)生的斷裂現(xiàn)象稱為疲勞斷裂疲勞斷裂。疲勞斷裂是損傷的。疲勞斷裂是損傷的積累過程，包括疲勞裂紋的產(chǎn)生、擴(kuò)展、瞬間斷裂三積累過程，包括疲勞裂紋的產(chǎn)生、擴(kuò)展、瞬間斷裂三各階段。應(yīng)力大小和循環(huán)次數(shù)有關(guān)。各階段。應(yīng)力大小和循環(huán)次數(shù)有關(guān)。低周疲勞低周疲勞又稱條件疲勞極限，又稱條件疲勞極限，參照零件工作周期可能作用參照零件工作周期可能作用的次數(shù)下能承受的應(yīng)力極限的次數(shù)下能承受的應(yīng)力極限值。值。（可以有效發(fā)揮材料的作用）高周疲勞高周疲勞對稱應(yīng)力作用趨于水對稱應(yīng)力作用趨于水平線的最大應(yīng)力為平線的最大應(yīng)力為-1-1 , ,作

11、作為永久可用的疲勞強(qiáng)度極限。為永久可用的疲勞強(qiáng)度極限。實(shí)際大多以實(shí)際大多以10107 7次未斷裂的應(yīng)次未斷裂的應(yīng)力來測定。力來測定。力學(xué)性能力學(xué)性能耐磨性耐磨性 一個(gè)零件相對另一零件有摩擦運(yùn)動而造成接觸面一個(gè)零件相對另一零件有摩擦運(yùn)動而造成接觸面的尺寸變化、質(zhì)量損失現(xiàn)象成為磨損。的尺寸變化、質(zhì)量損失現(xiàn)象成為磨損。 磨損的后果可能因零件尺寸變化，輕則降低傳動質(zhì)量，磨損的后果可能因零件尺寸變化，輕則降低傳動質(zhì)量，影響部件的使用性能；重則因尺寸變小造成零件斷裂。影響部件的使用性能；重則因尺寸變小造成零件斷裂。 磨損主要有磨粒磨損磨損主要有磨粒磨損( (切削切削) )、粘著磨損、粘著磨損( (分子作用

12、力分子作用力) )；此外接觸疲勞有人作為磨損，也有人算另一類損傷形式。此外接觸疲勞有人作為磨損，也有人算另一類損傷形式。 測定方法讓兩試樣組成摩擦付，在設(shè)定條件測定方法讓兩試樣組成摩擦付，在設(shè)定條件( (力、力、潤滑劑潤滑劑) )進(jìn)行一定時(shí)間的摩擦運(yùn)動后，測定試樣的尺進(jìn)行一定時(shí)間的摩擦運(yùn)動后，測定試樣的尺寸減小值寸減小值/ /質(zhì)量的損失值質(zhì)量的損失值/ /摩擦表明外觀形貌來比較摩擦表明外觀形貌來比較不同材料的耐磨性。不同材料的耐磨性。力學(xué)性能力學(xué)性能 材料的材料的物理性能物理性能是指材料本身的具有各種是指材料本身的具有各種物理量物理量(熱、電、光、磁等熱、電、光、磁等)以及環(huán)境變化時(shí)他以及環(huán)境

13、變化時(shí)他們的變化程度。們的變化程度。密度與比容密度與比容導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性 熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù)單位體積物質(zhì)的質(zhì)量單位體積物質(zhì)的質(zhì)量 Kg/M3單位質(zhì)量的物質(zhì)所占的體積單位質(zhì)量的物質(zhì)所占的體積 M3/Kg物體內(nèi)溫度梯度為物體內(nèi)溫度梯度為1/M1/M時(shí)，在單位時(shí)間、單位時(shí)，在單位時(shí)間、單位面積內(nèi)傳遞的熱量面積內(nèi)傳遞的熱量 W/(M.K) 溫度上升溫度上升11時(shí)，單位長度的伸長量時(shí)，單位長度的伸長量 mm/(.mm)或或-1 物理性能物理性能電阻與電導(dǎo)電阻與電導(dǎo)電阻溫度系數(shù)電阻溫度系數(shù)熔點(diǎn)熔點(diǎn) 導(dǎo)磁率導(dǎo)磁率物質(zhì)由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的溫度，反映固態(tài)下原子間結(jié)物質(zhì)由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的溫度，反映固態(tài)下原子間結(jié)合力。

14、合力。電阻率電阻率 為單位長度和單位截面積導(dǎo)體的電阻。為單位長度和單位截面積導(dǎo)體的電阻。單位是單位是M，其倒數(shù)稱為電導(dǎo)率，其倒數(shù)稱為電導(dǎo)率 S/M溫度上升溫度上升11時(shí)，時(shí)，電阻率電阻率 的變化系數(shù)，的變化系數(shù)，單位單位-1 電子導(dǎo)電的特點(diǎn)是溫度升高，電阻率上升；離子導(dǎo)電是熱激活過程，溫度升高，電阻率下降。 超導(dǎo)現(xiàn)象是材料在很低溫度下，電阻突然從某個(gè)值降為零的特征。每種材料有自己的轉(zhuǎn)變溫度，某些化合物的轉(zhuǎn)變溫度達(dá)到100K以上。從鐵合金、化合物從鐵合金、化合物(鐵氧體鐵氧體)特有性能。特有性能。物理性能物理性能 反映材料與各種化學(xué)試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的反映材料與各種化學(xué)試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的可能性和反

15、應(yīng)速度大小的相關(guān)參數(shù)?？赡苄院头磻?yīng)速度大小的相關(guān)參數(shù)。 工程材料工程材料主要考慮其耐腐蝕性，電化學(xué)材料有的考察電極電位、儲能密度等。 材料由于周圍環(huán)境介質(zhì)侵蝕而造成的損傷和破壞材料由于周圍環(huán)境介質(zhì)侵蝕而造成的損傷和破壞均稱為腐蝕。均稱為腐蝕。 發(fā)生腐蝕的化學(xué)過程有化學(xué)腐蝕發(fā)生腐蝕的化學(xué)過程有化學(xué)腐蝕( (氧化氧化) )、電化學(xué)、電化學(xué)腐蝕和應(yīng)力腐蝕等不同形式。腐蝕速度與材料、介質(zhì)、腐蝕和應(yīng)力腐蝕等不同形式。腐蝕速度與材料、介質(zhì)、溫度、應(yīng)力、輻照溫度、應(yīng)力、輻照因素有關(guān)。腐蝕不僅影響零件因素有關(guān)。腐蝕不僅影響零件表明質(zhì)量，并且可以造成零件早期損壞，防腐設(shè)計(jì)應(yīng)表明質(zhì)量，并且可以造成零件早期損壞，防

16、腐設(shè)計(jì)應(yīng)考慮材料的選擇和防腐措施相結(jié)合?？紤]材料的選擇和防腐措施相結(jié)合?；瘜W(xué)性能化學(xué)性能 材料的材料的工藝性能工藝性能是材料力學(xué)、物理、化是材料力學(xué)、物理、化學(xué)性能的綜合表現(xiàn)。主要反映材料生產(chǎn)或零學(xué)性能的綜合表現(xiàn)。主要反映材料生產(chǎn)或零部件加工過程的可能性或難易程度。部件加工過程的可能性或難易程度。1. 材料可生產(chǎn)性材料可生產(chǎn)性：得到材料可能性和制備方法。：得到材料可能性和制備方法。2. 鑄造性鑄造性：將材料加熱得到熔體，注入較復(fù)雜的型腔后：將材料加熱得到熔體，注入較復(fù)雜的型腔后冷卻凝固，獲得零件的方法。冷卻凝固，獲得零件的方法。流動性流動性：充滿型腔能力：充滿型腔能力收縮率收縮率：縮孔數(shù)量的多

17、少和分布特征：縮孔數(shù)量的多少和分布特征偏析傾向偏析傾向：材料成分的均勻性：材料成分的均勻性工藝性能工藝性能3. 鍛造性鍛造性：材料進(jìn)行壓力加工：材料進(jìn)行壓力加工(鍛造、壓延、軋制、拉鍛造、壓延、軋制、拉拔、擠壓等拔、擠壓等)的可能性或難易程度的度量。的可能性或難易程度的度量。4. 焊接性焊接性：利用部分熔體，將兩塊材料連接在一起。：利用部分熔體，將兩塊材料連接在一起。塑性變形能力：塑性變形能力：材料不破壞的前提下的最大變形量。材料不破壞的前提下的最大變形量。塑性變形抗力：塑性變形抗力：發(fā)生塑性變形所需要的最小外力。發(fā)生塑性變形所需要的最小外力。連接能力連接能力：焊接頭部位強(qiáng)度與母材的差別程度。

18、焊接頭部位強(qiáng)度與母材的差別程度。焊接缺陷焊接缺陷：焊接處出現(xiàn)氣孔、裂紋可能性的大小或母材焊接處出現(xiàn)氣孔、裂紋可能性的大小或母材變形程度。變形程度。工藝性能工藝性能5. 切削加工性切削加工性：材料進(jìn)行切削加工的難易程度。它與：材料進(jìn)行切削加工的難易程度。它與材料的種類、成分、硬度、韌性、導(dǎo)熱性等有關(guān)。材料的種類、成分、硬度、韌性、導(dǎo)熱性等有關(guān)。6. 熱處理性能熱處理性能：可以實(shí)施的熱處理方法和材料在熱處理：可以實(shí)施的熱處理方法和材料在熱處理時(shí)性能改變的程度。時(shí)性能改變的程度。切削抗力切削抗力加工表面質(zhì)量加工表面質(zhì)量排屑難易程度排屑難易程度切削刀具的使用壽命切削刀具的使用壽命 隨著科技進(jìn)步的發(fā)展，

19、對材料工藝性能的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也在隨著科技進(jìn)步的發(fā)展，對材料工藝性能的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷發(fā)展和變化。不斷發(fā)展和變化。工藝性能工藝性能決定材料性能實(shí)質(zhì)：決定材料性能實(shí)質(zhì)：構(gòu)成材料構(gòu)成材料原子的類型原子的類型：材料的成分描述了組成材料的元材料的成分描述了組成材料的元素種類以及各自占有的比例。素種類以及各自占有的比例。材料中材料中原子的排列方式原子的排列方式：原子的排列方式除了和元素原子的排列方式除了和元素自身的性質(zhì)有關(guān)以外，還和材料經(jīng)歷的生產(chǎn)加工過程有自身的性質(zhì)有關(guān)以外，還和材料經(jīng)歷的生產(chǎn)加工過程有密切的關(guān)系。密切的關(guān)系。研究的意義：研究的意義：性能決定了材料的用途。性能決定了材料的用途。性能決定了材料和

20、零部件生產(chǎn)方法。性能決定了材料和零部件生產(chǎn)方法。性能的變化規(guī)律為改變材料性能達(dá)到人們需求提供途徑。性能的變化規(guī)律為改變材料性能達(dá)到人們需求提供途徑?？偪?結(jié)結(jié)三、材料的分類三、材料的分類用途：結(jié)構(gòu)材料用途：結(jié)構(gòu)材料（受力，承載）功能材料功能材料（半導(dǎo)體，超導(dǎo)體，以及光、電、聲、磁、應(yīng)力轉(zhuǎn)換，等）物理形態(tài)：晶體材料和非晶態(tài)材料物理形態(tài)：晶體材料和非晶態(tài)材料屬性：金屬材料、無機(jī)非金屬材料和有機(jī)高分子材料屬性：金屬材料、無機(jī)非金屬材料和有機(jī)高分子材料 幾何形態(tài)：三維材料、二維材料、一維材料和零維材料幾何形態(tài)：三維材料、二維材料、一維材料和零維材料 發(fā)展：傳統(tǒng)材料發(fā)展：傳統(tǒng)材料（鋼鐵，銅，鋁，水泥，塑

21、料，陶瓷，. ）新材料新材料（金屬間化合物，高溫超導(dǎo)材料，非晶態(tài)合金，納米材料, .）使用：建筑材料、電子材料、醫(yī)用材料和能源材料使用：建筑材料、電子材料、醫(yī)用材料和能源材料 工程材料：工程材料：各種在工程上使用的材料各種在工程上使用的材料 金屬材料：金屬材料： 黑色金屬（鋼鐵）黑色金屬（鋼鐵） 有色金屬（非鐵金屬及其合金）有色金屬（非鐵金屬及其合金） 非金屬材料：非金屬材料： 無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料 有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料復(fù)合材料復(fù)合材料四、材料科學(xué)與工程概述四、材料科學(xué)與工程概述 材料科學(xué)與工程：材料科學(xué)與工程：關(guān)于將材料的成分、加工關(guān)于將材料的成分、加工工藝與其性能和用途聯(lián)系

22、起來的知識的開發(fā)與工藝與其性能和用途聯(lián)系起來的知識的開發(fā)與應(yīng)用。應(yīng)用。材料科學(xué)材料科學(xué)材料工程材料工程為什么？為什么？怎么做？怎么做？材料科學(xué)與工程的性質(zhì)材料科學(xué)與工程的性質(zhì)材料科學(xué)的由來材料科學(xué)的由來材料科學(xué)與工程的范圍材料科學(xué)與工程的范圍材料科學(xué)在工程中的作用材料科學(xué)在工程中的作用材料科學(xué)與工程的形成和發(fā)展材料科學(xué)與工程的形成和發(fā)展u 各種材料的制造和應(yīng)用發(fā)展到一個(gè)嶄新的階段；各種材料的制造和應(yīng)用發(fā)展到一個(gè)嶄新的階段；u固體物理、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、現(xiàn)代分析固體物理、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、現(xiàn)代分析測試技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展，以及冶金學(xué)、金屬學(xué)、陶瓷學(xué)、測試技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展，以及

23、冶金學(xué)、金屬學(xué)、陶瓷學(xué)、高分子科學(xué)的發(fā)展，為材料科學(xué)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基高分子科學(xué)的發(fā)展，為材料科學(xué)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。礎(chǔ)。u 在材料科學(xué)出現(xiàn)之前，金屬材料、高分子材料與陶瓷材在材料科學(xué)出現(xiàn)之前，金屬材料、高分子材料與陶瓷材料都已自成體系，目前復(fù)合材料也在形成學(xué)科體系。料都已自成體系，目前復(fù)合材料也在形成學(xué)科體系。u各類材料的研究設(shè)備與生產(chǎn)手段頗多相似之處。各類材料的研究設(shè)備與生產(chǎn)手段頗多相似之處。u 許多不同類型的材料可以相互替代和補(bǔ)充，能更充分發(fā)許多不同類型的材料可以相互替代和補(bǔ)充，能更充分發(fā)揮各種材料的優(yōu)越性，達(dá)到物盡其用的目的。揮各種材料的優(yōu)越性，達(dá)到物盡其用的目的。u復(fù)合材料在多

24、數(shù)情況下是不同類型材料的組合。復(fù)合材料在多數(shù)情況下是不同類型材料的組合。材料科學(xué)與工程的形成與發(fā)展：材料科學(xué)與工程的形成與發(fā)展： 材料科學(xué)與工程的形成與發(fā)展，反映了學(xué)科發(fā)展從細(xì)分到整合（綜合）的基本規(guī)律。材料學(xué)科的分合圖材料學(xué)科的分合圖地地 質(zhì)質(zhì)采采 礦礦礦礦 冶冶化化 工工冶冶 金金陶陶 瓷瓷高分子高分子物物 冶冶化化 冶冶物物 冶冶力力 冶冶物物 理理社會科學(xué)社會科學(xué) 材料學(xué)材料學(xué)M MS SE E化化 學(xué)學(xué)力力 學(xué)學(xué)礦礦 187918791888188818881888193719371937193719661966198619861989198919751975 美國美國 MIT 礦冶

25、及材料系名稱的演變礦冶及材料系名稱的演變年年系名稱系名稱18651865 18791879地質(zhì)與采礦工程地質(zhì)與采礦工程18791879 18841884采礦工程采礦工程18841884 18881888采礦工程采礦工程（地質(zhì)、采礦、冶金）（地質(zhì)、采礦、冶金）18881888 18901890采礦與冶金采礦與冶金18901890 19271927采礦工程與冶金采礦工程與冶金19271927 19371937采礦與冶金采礦與冶金19371937 19661966冶金冶金19661966 19751975冶金與材料科學(xué)冶金與材料科學(xué)19751975 現(xiàn)在現(xiàn)在材料科學(xué)與工程材料科學(xué)與工程材材 料料 學(xué)學(xué) 科科金金屬屬材材料料與與熱熱處處理理鋼鋼鐵鐵冶冶金金有有色色金金屬屬冶冶金