材料科学与工程的新时代研究

材料科学与工程的新时代研究

余文杰

420702198508156918

摘要：经过数百年的发展，中国已经成为一个在各个方面都处于领先地位的大国。当然，随着中国在材料领域的不断发展，材料领域的应用也会越来越广泛，而材料领域的应用也会越来越广泛，这对于我国未来的发展具有举足轻重的意义。它是材料科学与工程领域中最尖端的产品，其发展水平，不但体现着一个国家对材料科学的认知和实践，还可以指导材料的创新和应用，在本质上，它为材料科学与工程注入了新的内涵，推动了材料科学的发展。本文探讨了它的内涵，分析了它的发展特点，为中国“材料大国”的建设提供了新的理论依据。希望本文对我国材料工程的发展有一定的积极意义。

关键词：材料科学；材料；发展特点

引言

在几千年的历史长河中，材料伴随着人类的进步，伴随着石头、木材、金属和复合材料的发明，人类从地球走向了无边无际的宇宙。目前，材料技术已从体验式技术转向科学研究，实验和理论水平均达到较高水平，并呈现出“极限”特征，代表着一项技术的发展方向；材料科学是一门极富生机的科学，它极大地推动了现代科学技术的发展。中国经历了60余年的进步，特别是五十多年前的改革开放，已经成为材料大国，许多领域处于世界领先地位。目前，中国“大国”的进程正从“大国”向“强国”迈进，“强国”之路正在举国上下的各个领域展开。从中国国情出发，按照科学规律，对好的材料进行学习和使用，无疑是最根本的方法。航天材料是国际上最尖端的材料，也是衡量一国材料层次的标志。接下来本文将会介绍我国的材料科学与工程新时代的研究。

一、材料工程的基础理论

是20世纪中期在美国兴起的一门新学科，并迅速发展成为“材料史”，在“材料史”上打破了杂乱无章的局面，弥补了“工业断节”的缺憾，成为材料发展史上的一件大事。八十年代对材料科学来说，是一个崭新的时代。对材料的研究，主要涉及到材料的合成、结构、加工、应用等方面。在这其中，成分的组成与结构可以归纳为：从电子、原子到宏观层次与材料的关联，其结构变化和组分特征会呈现出多样化。

成分是指一种金属，由于不同的成分，不同的材料，所以成分也各不相同。所谓“结构”，就是针对材料的显微组织，按其性质而定，如：低强度钢以珠光体为主，高强度钢以贝氏体为辅，高强度钢以马氏体为辅。要想再进一步，就需要将其坚韧与坚韧相结合。

原料的配制与加工是一种原料的制备，而对金属原料的熔炼与其它原料的熔炼是一样的。不同的金属，可以通过不同的方法来锻造，但是，唯一能够让它们发生变化的，就只有熔炼。众所周知，一块好的钢材，都是经过控轧而成，而在受热的时候，又要经过一次结晶，这样的话，钢材的韧性就会得到极大的提升。

在绩效要求方面，基本内涵是：外界刺激不仅对工艺过程产生影响，而且还对制备模式产生重要影响，而不同制备模式下的材料特性也有很大差别。能把材料的标准做到最好，也是一条更高技术水平的新路。同时，这种材料还能与外界产生相互作用，增强自身的可塑性。材料四要素不仅构成了材料的互补形式，而且对材料的发展起着重要的作用。因此，要保证“材料四大要素”的长期发展，就需要加强对“材料四大要素”的研究。

二、材料工程的渗入工艺

在这一理论中，人们对于客观世界的认识，总是在反复的过程中才能得到真实。材料科学与工程是一个客观认识的过程，需要从技术出发，结合理论，一次又一次的认知，它是一种理论和技术相结合的统一性，材料科学的发展要和工程的发展结合起来，经过实践的检验，才能实现对材料的全面渗透。材料科学与工程是一个综合性的过程，在研究中主要围绕着四个要素，不同的材料有着不同的应用依据，例如在具体的应用中，应该以基本的强化机制为基础，进行材料的复合工程，并应该利用“超高强度理论”来分析各种应用机制，从而在形成的过程中，达到所需要的强韧性。由于材料科技与工程密切相关，许多高校都设立了专门的材料科技中心，开展材料科技的相关研究。

工程化的生产时间太长，也是一种材料发展到高层次的一个过程，从材料的基础研究理论中获取相关的内容，这个过程还需要反复地进行，直到相关的研究人员可以达到更高层次，这个过程会持续很长一段时间，但是最终的测试结果可以提升到更高层次。

三、新时期“两个全过程”的材料科学与工程

当前，材料学科正处在一个由“乱”到“新”的新阶段。同时，科学与工程的完美融合为我们提供了更为可靠的数据来源。材料与工程相结合，为其开发与应用开辟了一条新路。在超高强度的应用中，更突出了材料的集中性和敏感度，从而将传统的材料浓缩到了一个新的层次，并实现了材料与工程学的完美结合，从而将材料学和工程学这两门学科带到了一个新的高度。本项目的顺利实施，将为该新型材料的实用化奠定坚实的理论与技术基础，对国家经济社会的可持续发展有着十分重要的意义。

四、推进我国成为材料强国的战略

为了促进我国材料工业的快速发展，使一个国家从根本上成为一个“材料强国”，应注重材料资源的开发利用。中国是材料大国，很多材料处于国际领先地位，要维持这种优势，就要加强实用型与应用型材料的研发，加强关键要素的应用，注重品牌化，注重多种材料产品的创新与研发，注重不同材料产品的尺度控制，围绕技术传导，不断完善技术传导机制，给材料企业带来更大的发展机会。优化材料发展机制，将技术发展形式与材料体系相结合，帮助材料工程企业，建立新的材料组织，改进材料的组成和结构，使材料的性能达到新的水平。将提纯材料的形式应用到能量核心中，提纯材料中的杂质减少，以增加其可塑性。中国铸造业发展过程中，由于铸造业历史悠久，与世界先进水平差距较大，因此，要使铸造业达到一个较高的水平，就必须注重材料的精炼。中国产业的自主创新，要注重发展具有自身特色的产业，注重对产业进行技术转化，使产业向更高层次迈进。

中国的新能源发展，无论从国民经济的发展水平，还是从国家的战略高度，都与世界先进水平相去甚远，与“强国”这一战略目标更是相去甚远。要实现从落后到强国的转变，关键不是要靠模仿，而是要靠中国自己的材料产业和发展模式的创新。由科研单位向企业转化，即由基本理论向技术创新转化。

结语

中国材料科学与工程已步入新的发展时期，相关研究人员应从根本上关注材料科学的发展，关注每一时期的材料科学与工程的最佳选择，利用“材料科学与工程”四个因素，采取“原料精炼”的方法，保证中国材料科学与工程的全面发展。

参考文献

[1]贾延琳,崔素萍,席晓丽等.工程教育认证背景下材料科学与工程专业教学改革与实践[J].高教学刊,2023,9(21):128-131.

[2]廖成竹,章剑波,李慧丽等.材料科学与工程基础实验课程思政教学的实践与探索[J].化工管理,2023(20):22-25.

[3]萧磊.安徽大学材料科学与工程学院教授詹孝文从熔融盐走向全固态钠金属电池新时代[J].中国高新科技,2023(06):5-6.

[4]张浩力,秦勇.交叉融合推动材料科学与工程研究创新[J].科学通报,2020,64(35):3647-3648.