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文档介绍:材料科学基础45981

固体物理、无机化学、有机化学、物理化学等学科的发展,对物质结构和物性的深入研究,推动了对材料本质的研究和了解;
同时,冶金学、 金属学、陶瓷学等对材料本身zeboom等的阐述,才将合金热力学建立起来,并将相图研究付 诸实践,其中包括了一张大体上正确的铁碳相图。1912年之后X射线晶体结构分析技术的发展又将材料结构的研究推进到原子的尺度。这样,到20世纪 20~30年代,基于物理化学的金属学作为一门学科得以建立。
材料科学导论,冯端、师昌绪、刘治国 主编,化学工业出版社,
在1925年后,微观世界的基本规律—量子力学得以确立。在原子物理学范围内取得巨大成功之后,随将它应用于分子与化学键,开创了量子化学,又将它应用于固体,开创了固体物理学。这两门新学科的建立,为理解材料的键合与物性等问题,提供了充分的科学依据。
材料科学导论,冯端、师昌绪、刘治国 主编,化学工业出版社,
1936年Mott与Jones的专著“金属与合金性质的理论”(The Theory of Properties of Metals and Alloys)问世,表明了应用量子力学对理解金属材料物性所取得的突破。
从20世纪30~50年代,作为理解金属力学性质关键的位错理论得到科学界的确认。
Cottrell的著作“理论结构金属学”(Theoretical Structural Metallurgy)于1948年问世,标志了基于当代科学成果的物理金属学或金属物理学已趋于成熟。
材料科学导论,冯端、师昌绪、刘治国 主编,化学工业出版社,
20世纪50年代电子显微镜薄膜透射技术的发展, 为金属和其他材料的研究提供了强有力的工具,也收获了丰富的科学成果。
1947年晶体管的发明,又使半导体材料的研究成为科技界注意的焦点。和实用的金属材料的复杂相对照,实用的半导体材料是非同寻常的单纯:超高纯度与超高完整性的单晶。其制备和表征都对材料研究工作者提出了强有力的挑战,也提供了前所未有的发展机遇,它使材料研究向纵深推进。
材料科学导论,冯端、师昌绪、刘治国 主编,化学工业出版社,
对金属材料行之有效的多种研究方法也成功地向陶瓷材料的领域延拓。铁氧体与铁电体等新型功能材料也丰富了陶瓷学的内涵。1960Kingery的著作“陶瓷学导论”(Introduction to Ceramics)的问世也标志了物理陶瓷学的成熟。
材料科学导论,冯端、师昌绪、刘治国 主编,化学工业出版社,
1957年,苏联人造地球卫星发射成功之后,美国政府及科技界为之震惊,并认识到先进材料对于高技术发展的重要性,于是在一些大学相继成立了十余个材料科学研究中心,从此,材料科学这一名词开始被人们广泛地引用。
20世纪60年代初,美国许多大学建立了跨学科的材料研究中心,不同类型的材料在同一实验室平行地被研究,促进了不同材料学科的相互借鉴和融汇贯通。美国高校开始出现以“材料科学与工程”系取代原先的冶金系的变更,将专业范围由金属扩大到陶瓷,然后到高分子材料。
1949年创刊的“金属物理学进展”(Progress in Metal Physics)于1961年更名为“材料科学的进展”(Progress in Materials Science),明确地指出,材料科学是在实用和理论上相当重要的领域,而金属物理学仅是其重要的组成部分,而非其全部。这是材料科学名称的首次提出。
从此以后,许多大学的冶金系纷纷更名,有代表性的是MIT的冶金系,它于1966年更名为冶金与材料科学系,到1975年再度更名为材料科学与工程系。
我国于20时间80年代初开始由热加工专业转为材料科学专业。
材料科学导论,冯端、师昌绪、刘治国 主编,化学工业出版社,
金属、半导体和陶瓷之间的共同点较多:以晶态为主,辅以非晶态的玻璃。而以高分子为主的有机材料的发展途径和研究工具和无机材料有较大差异。
天然高分子材料如棉布和丝绸沿用已久。19世纪中硫化橡胶获得广泛应用,到19世纪末,人造丝也通行起来了。
但高分子的科学研究始于20世纪。通过 H. Staudinger, R. Kuhn和P. J. Flory等化学家的努力,高分子科学也趋于成熟,可以用1953年Flory写的“聚合物化学原理” (Principles of Polymer Chemistry)一书为标志。
材料科学导论,冯端、师昌绪、刘治国 主编,化学工业出版社,
到20世纪70年代液晶物理学受到物理学界的关注,而随后液晶显示器走进了千家万户。也有不少物