材料科學類

　　材料科學是研究材料的組織結構、性質、生產流程和使用效能，以及它們之間相互關系的科學。材料科學是多學科交叉與結合的結晶，是一門與工程技術密不可分的應用科學。中國的材料科學研究水平位居世界前列，有些領域甚至居于世界領先水平。

　　材料是人類用來制造機器、構件、器件和其他產品的物質。但并不是所有物質都可稱為材料，如燃料和化工原料、工業(yè)化學品、食物和藥品等，一般都不算作材料。材料可按多種方法進行分類。按物理化學屬性分為金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料和復合材料。按用途分為電子材料、宇航材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。實際應用中又常分為結構材料和功能材料。結構材料是以力學性質為基礎，用以制造以受力為主的構件。結構材料也有物理性質或化學性質的要求，如光澤、熱導率、抗輻照能力、抗氧化、抗腐蝕能力等，根據材料用途不同，對性能的要求也不一樣。功能材料主要是利用物質的物理、化學性質或生物現象等對外界變化產生的不同反應而制成的一類材料。如半導體材料、超導材料、光電子材料、磁性材料等。

　　材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎。20世紀70年代，人們把信息、材料和能源作為社會文明的支柱。80年代，隨著高技術群的興起，又把新材料與信息技術、生物技術并列作為新技術革命的重要標志。現代社會，材料已成為國民經濟建設、國防建設和人民生活的重要組成部分。

　　人類社會的發(fā)展歷程，是以材料為主要標志的。100萬年以前，原始人以石頭作為工具，稱舊石器時代。1萬年以前，人類對石器進行加工，使之成為器皿和精致的工具，從而進入新石器時代。新石器時代后期，出現了利用粘土燒制的陶器。人類在尋找石器過程中認識了礦石，并在燒陶生產中發(fā)展了冶銅術，開創(chuàng)了冶金技術。公元前5000年，人類進入青銅器時代。公元前1200年，人類開始使用鑄鐵，從而進入了鐵器時代。隨著技術的進步，又發(fā)展了鋼的制造技術。18世紀，鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，成為產業(yè)革命的重要內容和物質基礎。19世紀中葉，現代平爐和轉爐煉鋼技術的出現，使人類真正進入了鋼鐵時代。與此同時，銅、鉛、鋅也大量得到應用，鋁、鎂、鈦等金屬相繼問世并得到應用。直到20世紀中葉，金屬材料在材料工業(yè)中一直占有主導地位。

　　20世紀中葉以后，科學技術迅猛發(fā)展，作為發(fā)明之母和產業(yè)糧食的新材料又出現了劃時代的變化。首先是人工合成高分子材料問世，并得到廣泛應用。先后出現尼龍、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等塑料，以及維尼綸、合成橡膠、新型工程塑料、高分子合金和功能高分子材料等。僅半個世紀時間，高分子材料已與有上千年歷史的金屬材料并駕齊驅，并在年產量的體積上已超過了鋼，成為國民經濟、國防尖端科學和高科技領域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的發(fā)展。陶瓷是人類最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。50年代，合成化工原料和特殊制備工藝的發(fā)展，使陶瓷材料產生了一個飛躍，出現了從傳統(tǒng)陶瓷向先進陶瓷的轉變，許多新型功能陶瓷形成了產業(yè)，滿足了電力、電子技術和航天技術的發(fā)展和需要。

　　結構材料的發(fā)展，推動了功能材料的進步。20世紀初，開始對半導體材料進行研究。50年代，制備出鍺單晶，后又制備出硅單晶和化合物半導體等，使電子技術領域由電子管發(fā)展到晶體管、集成電路、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。半導體材料的應用和發(fā)展，使人類社會進入了信息時代。

　　現代材料科學技術的發(fā)展，促進了金屬、非金屬無機材料和高分子材料之間的密切聯(lián)系，從而出現了一個新的材料領域復合材料。復合材料以一種材料為基體，另一種或幾種材料為增強體，可獲得比單一材料更優(yōu)越的性能。復合材料作為高性能的結構材料和功能材料，不僅用于航空航天領域，而且在現代民用工業(yè)、能源技術和信息技術方面不斷擴大應用。