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材料类----高楼万丈靠基石 【认识专业家族】 材料科学类专业主要包括冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、复合材料与工程、再生资源科学与技未、稀土工程等,学习和研究方面既包括传统材料的改性和利用,也涉及电子信息材料、生物材料、智能材料、纳米材料、能p材料及多项复合材料的研制和开发等,是工业生产的条件和基础。 在20世纪90年代后,新型材料的不断研制成功,让材料学科重新审视专业结构,按照材料制备方法,分为材料物理、材料化学两个专业。它们分别偏向于用物理或化学方法研究材料的合成、结构与性质以及材料结构与性质之间的关系,还研究材料的改性和成型加工。毕业后可从事材料的选用、制备与加工,新材料的研究与开发,材料性能测试等。不过,很多院校仍然按材料性质命名,分为“金属材料工程”、“无机非金属材料工程”“高分子材料与工程”等专业。为便于考生和家长认识并了解这些专业,现一并分述如下; 材料物理是材料科学的重要基础。材料的复合化、功能化和精细化是材料发展的主要方向,要实现对电子信息材料、生物材料、智能材料、纳米材料、能源材料等材料的可设计性,材料物理必须从理论上阐释不同结构、组成与性能之阐的关系,探求新的性质和潜在的应用领域,提供按指定性能设计材料的方法。材料物理以功能材料、复合材料、超细颗粒和纳米材料、宝玉石优化及材料改性为研宽对象,利用近代测试和分析方法,研究材料的组成、结构、制备工艺及其性能之间的关系,通过多学科交叉与渗透,将理论设计与工艺技术相结合,进行材料设计和性能预测。 材料化学是研究材料制备及使用过程中所涉及的化学理论和技术问题,揭示材料的化学成分、组织结构与性能之间的关系的专业,是林料科学与化学结合而形成的新兴的交叉专业,新祐料的研究'开发离不开材料化学的研究和发展。材料化学主要是通过化学手段制备新型材料或特种材料。材料物理和材料化学均为理科专业,侧重研究材料科学的基本理论和技术. 冶金工程是一门研究从矿石提取钢铁或有色金属材料并进行加工的应用性学科。曾经有种很费张的说法“整个人类文明的发展史就是一部波澜壮阔的冶金史如果熟悉马克思哲学厲理有关“生产力决定生产关系”的论述,这样的说法不无道理。从哲器时代到随后的青铜器时代,再到近代:钢铁冶炼的大规模发展,人类发晨的历史就融合了冶傘的发展。錬着物理、化学在冶金中的成功应用,冶金从工艺走向科学,于是有了大学里的冶金工程专业。该专业主要有三大研究方向:冶金物理化学方向、冶金工程方向和能源与环境工程方向。 无机非金属材料工程是材料科学中重要的分支学科。'随着现代科学技术的迅猛发展,无机非金属材料的组成、工艺和用途不再局限于传统硅酸盐材料的范围。漸型的高温V高强度、高硬度的结构材料,各种功能材料如敏感材料、记忆材料、特殊传输材料等新材料正急需开发、研究并推向工业化,材料的应用领域从过去的轻工、建材、冶金、化工:电子,扩展到国防军工、航天航空、信息通讯、生物工程、电子能等高技末领域,是现代工业、农业、国防、科技的重要组成部分。 材料科学与工程是理土科结合型的工科专业,由传统的冶金学同陶瓷工程学、凝聚态物理孛、化学奪学科汇集_。这个专:业只有20年左右的历史,曾用名有“冶金”“金属工艺”“金属材料”“无机非金属材料”等。计耸机的半导体材斜、信息高速公路的光导纤维、髙楼大厦的土方木石、火箭导弹的耐高温材料、金属与非金癘材料、纳米材料、核材料"•…都是材料学的学科范围。 高分子材料与工程培养真备高分于材料与工程等方面的知识,能在高分子材料的合成改性和加工成迤等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设.备设计、生产及营管理等方面工作的髙级工程技呆人才。本专业含高分子材料、高分宇化工和复合材料3个专业方向。高分子材料方向以聚合物为原料,进行配方设计,成型加工和改性,实现制备具有实用性能的高分子材料制品;髙分子化工是发展高分子材料的基础,以髙分子化合物的合成工艺与工程为主体,以聚合物的开发与改性、聚合物生产及优化与控制、聚合反应器及相关设备的放大设计、操作控制为方向;复合材料是由两种以上不同性质的原材料组合而成的材料,它具有单一材料难以达到的特殊性能,是材料科学中发展起来的具有重要实用价值的新材料,成为国内外材料研究的高新技术领域。 复合材料与工程培养能够掌握新型复合材料生产原理和生产工艺,能胜任无机材料、高分子材料、新型复合材料等生产企业的基层番理工作和实:际岗位操作的人才。毕业生须掌握复合材料的组成、结构、性能、加工和应用之间的关系,掌握复合材料成型加工技术和原理,并具备对复合材料进行结构设计、材料设计、工艺设计、性能测试以及开发新型复合材料的能力。与高分子材料与工程相比,本专业更倾向于应用,被称为基层“特工”的锻造基地。专业课程主要有电工与电子技术基础、机械零件及原理、物理化学、有机化学、高分子化学及物理、材料研究与测试方法、工程力学、材料复合原理、复合材料学、复合材料工艺与设备、材料化工基础、复合材料聚合物基体、复合材料结构设计等。 再生资源科学与技术培养能够在再生资源领域从事生产和管理的高级技术工程人才,从事固体废弃物资源化开发研究和设计的高层次人才。也就是说,此专业培养的人才既可以是生产一线的“蓝领”,也可以是做研究和设计的‘"白领”。学习本专业必须掌握钢铁材科、有色金属材料、有机高分子材料、无机非金属材料四大类材料的基础理论和基本知识,以及在此基础上发展起来的复合材料的基本理论和基本知识。毕业生应具有鉴别、回收、处理、初加工、深加工四类传统材料再生资源的工艺设计和设备选型能力,组织生产和控制廣量的管理能力,并初步具备综合利用四大再生资源,开发研堯新型固体废弃物复合材料及其制品的能力。主要课程包括岩体力学、工程力学、采矿学、矿井通风与安全、电工与电子技术、采矿机械、矿山企业管理与技术经济分析等。 稀土工程则是一个稀有专业,只在极少数院校开设。所谓稀土,就是化学元素周期表中镧系的15个元素以及与之密切相关的两个元素——钪和紀共17种元素组成的稀土元素,简称稀土。本专业将学习稀土材料、冶金、矿物加工等的基础理论、生产工艺和设备、实验研究与设计方法、环境保护、稀^分析等知识,成为能在稀土材料开发与应用、稀土冶金与分析、稀土采矿及矿物加工等领域从事科学研究、技术开发、管理与经营、工程设计、生产的高级专门人才。主要课程开设稀土材料与应用、稀土元素化学、稀土分离科学与工程、冶金化工设备、金属学、计算机基础以及计算机在稀土工程中的应用等。 【行业背景分析】 材料科学是21世纪的支柱科学之一,它是各类工程技术项目的基础,材料性能的提高对很多项目的技术进步和工艺改进具有重要的作用。比如近年来,材料物理领域内所取得的研究成果有力推动了我国电子、通信、计算机、医疗、军工等相关领域的科技发展与进步。材料物理的基础研究成果促成了一大批高新技术材料的研究与开发,如纳米材料、能源材料(比如太阳能电池)、光学材料、磁性材料等电子材料以及先进陶瓷材料等,对国民经济的发展和社会的进步起到了重大的推动作用。同时,很多新兴产业与学科的发展均对材料科学的研发提出了更髙的要求,对于材料科学的专门人才的需求量日益提高。例如: 冶金工程是一个比较容易让人误解的专业。一提到它,人们往往会将它和那些数不清的烟囱高炉,扫不尽的漫天尘土,看不完的冰冷的钢板铁材等联系在一起。因此,很多考生在面临专业选择时,往往视其为畏途,鲜有将它作为首选志愿专业的。实质上,冶金技术在我国有着悠久的历史,夏朝的青铜器皿,商代的司母戊大方鼎,汉代的勾戟兵器……都令我们对祖先的聪明才智惊叹不已。历史延续到今天,冶金工程早已不是简单的“炉火熊熊”了,它已经发展成一个与材料、化工交叉的边缘专业。除了研究如何从矿物原材料中分离提取、提纯、综合回收金属之外,重心早已转移到对无机化工材料的加工和对电子材料的制备等新方向的研究。更有魅力的是,近年来从这个专业里还衍生出了冶金工艺学,新的纳米材料—和微粉制备的原理及技术,也将成为冶金工程的一个分支。同时,随着现代科技的迅猛发展,该专业对从业人员的综合素质也提出了较高的要求,如计算机技术在冶金工程领域的广泛应用,也就使得学生在大学里就要逐步接触并掌握到丰富而实用的计算机知识;另外,该领域在国内的发展与国外先进技术的交流也日益频繁,对学生外语的使用也提出了相当高的要求。 由于冶金工程专业培养的学生基础宽厚、理论扎实、技能全面,同时,又具备冶金和金属材料加工等方面的知识和技能,加之冶金行业属于国民经济的基础和支柱产业之一,因而,毕业生择业面宽,适应能力强。毕业生可以到冶金、化工、材料、环境保护及其相关行业的生产、科研和管理部门从事生产技术管理、工程设计、技术开发、新型结构材料和功能材料的研制和开发等工作,也可以到高等院校和高等职业学校从事专业教学工作。目前,全国仅有20多所高校开设此专业,每年培养的专业人才非常有限,而市场需求量又别大。有关统计数据显示,市场对冶金工程专业人才的需求是实际该专业毕业生人数的10倍。如此大的市场需求也为该专业的学子提供T广阔的就业前景。“感觉现在钢铁、冶金类专业的大学生太吃香了。”在东北大学2008举办的一次毕业生双选会上,一位钢铁冶金类专业毕业生述说了该专业毕业生的就业好机遇。 “十五”计划开始以来,国家产业政策导向明显向以新材料产业为代表的高新技术产业倾斜。同时,国内支柱产业及高技术产业发展对新材料的需求不断扩大,电子信息材料以每年20%至30%的速度增长,生物医用材料以约20%的速度递增。材料是现代文明的三大支柱之一,新材料被视为新技术革命的基础和先导。机械制造业、电子信息制造业、汽车工业、建筑业等支柱产业,新型能源、生态环境、航空航天等高新技术产业都对新材料有着大量的要求和需求。适应经济发展的这种客观需要,近年来材料类专业趋向于高级材料、复合材料和可再生材料发展,一方面经济和技术的发展对材料性能的要求在逐步提高,另一方面,可持续发展要求对资源的浪费减少到最低程度。尤其是节能与环保已成为当今材料和能源发展的两大主题,高性能复合材料在新材料方面的作用已越来越引起人们的关注。把现有的高分子材料、无机非金属材料和金属材料通过复合工艺组成复合材料,则可以利用它们所特有的复合效应使之产生原组成材料不具备的性能,而且还可以通过材料的设计以达到预期的性能指标,并起到节约材料的作用,可以广泛应用宁国防、航空、汽车制造等方面,已成为传统单一材料不可替代的关键技术材料。例如,目前全国各地就兴起了一批以复合材料为主要原材料的汽车零部件生产基地,仅在山东地区就有青岛、德州等几个聚集带。世界上各先进国家都将复合材料列为国家发展的关键技术,我国“863计划”、国防科技发展战略及国家建枒2010年发展规划,都把复合材料列为重中之重。我国复合材料工业产量从上世纪80年代初至今已翻了5.5番,平均年增长率为28%,近几年发展速度更快。复合材料工业的迅速舉展,迫切需要大批既有材料科学知识、又能掌握材料成型设备设计和制造技术的高级科技人才。而且毕业生主要到国防、航天航空、汽车、化工、能源等相关领域从事相关工作。 因此,新材料毕业生就业呈现出“花开墙内墙外一样红”的景象。直接就业的同学占到了其中的大多数,出国也比较容易,考取研究生的比例也是非常高的,每年大概有近1/3的学生考取研究生。新材料类的几个专业之所以“新”,不只是“材料”的修饰词,“新”还代表着新的专业、新的前景!比如高分子材料与工程专业,学有所成之后,航夭、化工、建材行业系统的技术开发部门都将是同学们的用武之地;当然还可以到科研单位从事高分子材料合成和成型、复合材料制品、高分子材料及化工的开发、设计及应用研究等工作。如果你对新材料类专业感兴趣的话,何不选择这一类专业,许自己一个新的愿望,创造一个新的未来呢! 在选择新材料类专业时,考生一定要以兴趣为先,还要有吃耐劳的精神,这样才能在以后的科研或者工作中取得大的成就。其次,较强的动手能力也是十分必要的。在目前的研发人员中,相对而言,埋头做研究的人员并不少,少的是那些能够开发出产生实际效益产品的人才。因此,学习本专业的同学还要有良好的市场意识,要看得到产品的潜在应用前景。 【特色院校综述】 国内设置材料类专业的高校甚多,开设院校已由10年前的140多所发展到现在的200多所。实力比较强的大都是工科类院校,综合类比较少,各个院校在专业的侧重点和人才培养目标上有较大的差异。就综合实力而言,清华大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、西安交通大学、中国科技大学、华中科技大学、和中南大学的专业水平相对靠前。从材料分类而言,金属材料以哈尔滨工业大学、上海交通大学、北京科技大学实方较强;而无机非金属材料则以清华大学、同济大学实力较强;高分子材料则以_川大学、华东理工大学、华南理工大学卖力较强;粉末冶金材料则以中南大学力量最强;东华大学的纤维#料>山东大学的晶体材料也颇肴待色;而材料加工专业则以哈尔滨工业大学、上海交通大学、西北工业大学实力较强;再生资源科学与技术则以昆_理工大学、西南石油大学力量最竭;稀土工程专业则以江西理工大学、西南石油大学为代表。 分专业来讲,在众多开设冶金工程专业的院校中,论资格,排在队首的当属东北大学。该校的冶金工程专业最早可追溯SU1923年东北大学成立之初,如今已发展成材料与冶金学院,是国家重点建设学科,设有乳钢技米与连轧自动化国家重点实验室、材料电磁过程研究教育部重点实验室、国家环境保护生态工业重点实验室、材料先进制备技术教育部工程中心。特别是2004年10月经教育部批准,又建成了“现代冶金与材料过程工程科技创新平台”(国家一类平台),承担了多项国家重点攻关课题。若论最“牛气”的学校,那就非北京科技大学莫属了!其前名名叫“北京钢铁学院”,1952年由北洋大学、唐山交通大学、西北工学院等五所高校的矿冶系组建而成,所以冶金工程历来是它的优势特色学科,其下所设的冶金物理化学和钢铁冶金两个二级学科都是国家重点学科,在国内外享有很高的声誉。 在材料科学与工程专业方面,上海交通大学现有中科院院士2名,中国工程院院士2名,“长江学者奖励计划”特聘教授3名,国家杰出青年基金获得者2名,博士生导师55名。设有金属复合材料国家重点实验室,模具CAD国家工程中心,轻合金国家工程中心,高温材料和高温测试国家教育部重点实验室等,教学科研力量颇强。东北大学的材料科学与工程专业侧重于金属材料,是我国最早的金属材料学科之一,属国家级重点学科。华南理工大学拥有材料科学与工程专业一级学科博士学位授权点和博士后流动站,材料学专业和材料加工工程专业为国家重点学科。天津大学的材料科学与工程学院是我国材料领域学科门类最齐全的学院之一。在复合材料与工程方面,华东理工大学是全国最早创办此专业的高校之一,哈尔滨工业大学本专 业的毕业生大部分都考取或保送了研究生,武汉理工大学的此专业被列为“211工程”中的童点建设学科。高分子材料与工程专业则以北京化工大学、四川大学、东华大学、南京理工大学、沈阳化工学院、南京工业尤学、青岛科技大学、郑州工业大学、武汉化工学院等院校的实力较强。
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