一、材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)科概況

　　材料科學(xué)與工程學(xué)科是研究各類(lèi)材料的組成及結構，制備合成及加工，物理及化學(xué)特性，使役性能及安全，環(huán)境影響及保護，再制造特性及方法等要素及其相互關(guān)系和制約規律，并研究材料與構件的生產(chǎn)過(guò)程及其技術(shù)，制成具有一定使用性能和經(jīng)濟價(jià)值的材料及構件的學(xué)科。

　　當前，材料已與信息、能源并列為國民經(jīng)濟的三大支柱。材料是社會(huì )進(jìn)步的物質(zhì)基礎和先導，是冶金、機械、化工、建筑、信息、能源和航天航空等工業(yè)的支撐。材料作為社會(huì )生產(chǎn)生必要的組成部分，早已作為一個(gè)統一的范疇進(jìn)入政治家和產(chǎn)業(yè)界的視野，獨立的材料科學(xué)與工程學(xué)科也應運而生。

　　隨著(zhù)社會(huì )和科技進(jìn)步，應用上既要求性能更為優(yōu)異的各類(lèi)高強、高韌、耐熱、耐磨及耐腐蝕等新型結構材料，也需要各種具有力、光、電、磁、聲及熱等特殊性能及其耦合效應的新型功能材料，同時(shí)對材料與環(huán)境的協(xié)調性等方面的要求也日益提高。生物材料、信息材料、能源　　材料、納米材料、智能材料、極端環(huán)境材料及生態(tài)環(huán)境材料等已逐漸成為材料研究的重要領(lǐng)域。同時(shí)，計算機在材料科學(xué)中的應用，為深入了解材料成分、制備工藝、組織結構性能的關(guān)系提供了可能，也為材料制備過(guò)程組織演變模擬提供了強有力的工具，計算材料和虛擬工程逐步發(fā)展成材料科學(xué)與工程的一個(gè)重要分支。展望未來(lái)，材料科學(xué)與工程學(xué)科的發(fā)展方向主要包括如下幾個(gè)方面：實(shí)現微結構不同層次上的材料設計以及在此基礎上的新材料開(kāi)發(fā)：材料的復合化、低維化、智能化和結構功能一體化設計與制備技術(shù)研發(fā);材料加工過(guò)程的智能化、自動(dòng)化、集成化、超精密化技術(shù)的開(kāi)發(fā)等。另外，一方面要注重研究和解決有關(guān)材料的質(zhì)量和工程問(wèn)題，不斷挖掘傳統材料的潛力;另一方面，也要特別注重研究和解決與能源、信息相關(guān)的新興材料，支撐社會(huì )可持續發(fā)展。

　　二、材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)科內涵

　　材料科學(xué)與工程學(xué)科屬于工學(xué)門(mén)類(lèi)的一級學(xué)科，它主要研究材料的組成結構、合成加工、基本性質(zhì)及使役性能等要素和它們之間相互關(guān)系的規律，并研究材料的生產(chǎn)過(guò)程及其技術(shù)。根據材料的組成形式，可分為金屬材料、無(wú)機非金屬材料、有機高分子材料和復合材料;根據材料的性能特征，又可分為以力學(xué)性能為應用基礎的結構材料和以物理及化學(xué)性能為應用基礎的功能材料。

　　材料科學(xué)與工程學(xué)科以數學(xué)、力學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等基礎科學(xué)為基礎，以加工制造等工程學(xué)科為服務(wù)和支撐對象，是一個(gè)理工結合、多學(xué)科交叉的新興學(xué)科，其研究領(lǐng)域涉及自然科學(xué)、應用科學(xué)以及工程學(xué)。材料科學(xué)與其他工程學(xué)科的結合發(fā)展和相互豐富，充實(shí)了人們對自然科學(xué)的認識，推動(dòng)和促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。

　　材料科學(xué)與工程一級學(xué)科設有材料物理與化學(xué)、材料學(xué)、材料加工工程、高分子材料與工程和資源循環(huán)科學(xué)與工程5個(gè)學(xué)科方向。

　　三、材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)科范圍及培養目標

　　材料科學(xué)與工程一級學(xué)科設有材料物理與化學(xué)、材料學(xué)、材料加工工程、高分子材料與工程和資源循環(huán)科學(xué)與工程5個(gè)學(xué)科方向。

　　1.材料物理與化學(xué)

　　是一門(mén)以物理學(xué)、化學(xué)等自然科學(xué)為基礎，從電子、原子、分子等多層次上研究材料的結構及其與物理、化學(xué)性能之間的關(guān)系的學(xué)科。材料物理與化學(xué)方向重點(diǎn)基于物理、化學(xué)的基本原理，結合材料科學(xué)的前沿研究與發(fā)展動(dòng)態(tài)，利用先進(jìn)的理論研究、分析與設計方法和技術(shù)，以及高水平的實(shí)驗平臺、裝備和工藝，致力于探索新材料中組成、尺度、結構、性能之間的本構關(guān)系及其內在的熱力學(xué)演變規律，探索符合新能源、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造產(chǎn)業(yè)、新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)等發(fā)展需求的新材料、新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品及其工程化應用的有效途徑。

　　2.材料學(xué)

　　是研究材料的成分、組織及結構、合成制備及加工工藝與性能及使役特性之間關(guān)系的學(xué)科，為材料設計、制備、工藝優(yōu)化和合理使用提供科學(xué)依據。材料學(xué)及其發(fā)展不僅與揭示材料本質(zhì)和演化規律的材料物理與化學(xué)學(xué)科相關(guān)，而且和提供材料工程技術(shù)的材料加工工程學(xué)科有密切關(guān)系。材料學(xué)是探討材料普遍規律、支撐材料加工技術(shù)的一門(mén)應用基礎學(xué)科。

　　3.材料加工工程

　　是研究控制外部形狀和內部組織結構將材料加工成能夠滿(mǎn)足使用功能和服役壽命預期要求的各種零部件及成品的應用技術(shù)的學(xué)科�，F代材料加工工程學(xué)科的內涵已超越傳統冷、熱加工的范疇，與材料學(xué)、材料物理與化學(xué)、機電、自動(dòng)控制等學(xué)科，以及新型高性能材料的研發(fā)有著(zhù)相互依存和彼此促進(jìn)的密切聯(lián)系，彰顯其多學(xué)科交叉的特征，并成為再制造工程的關(guān)鍵技術(shù)支撐之一。材料加工工程的研究范圍包括金屬材料、無(wú)機非金屬材料、高分子材料和復合材料等，主要研究材料的外部形狀和內部組織與結構形成規律和控制技術(shù)。當代材料加工技術(shù)和相關(guān)工程問(wèn)題包括材料的表面工程、材料的循環(huán)利用、材料加工過(guò)程模擬及虛擬生產(chǎn)、加工過(guò)程及裝備的自動(dòng)化、智能化及集成化、材料加工過(guò)程的在線(xiàn)檢測與質(zhì)量控制、材料加工的模具和關(guān)鍵設備的設計與改進(jìn)、再制造快速成形理論與技術(shù)等。

　　材料加工工程理論基礎包括數學(xué)基礎：數學(xué)分析和工程數學(xué)(線(xiàn)性代數、數理統計);物理基礎：大學(xué)物理和工程力學(xué);化學(xué)基礎：無(wú)機化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué);工程基礎：機械制圖、機械設計基礎、電工和電子學(xué)基礎;材料科學(xué)基礎：金屬學(xué)、晶體學(xué)、晶體缺陷、擴散和相變理論、材料成形(液態(tài)與固態(tài))及微觀(guān)組織結構表征方法、材料物理、力學(xué)性能及其測試技術(shù)。

　　4.高分子材料與工程

　　高分子材料是以高分子化合物為基體的材料，主要有塑料、橡膠、纖維、涂料、膠粘劑和樹(shù)脂基復合材料等。高分子材料與工程學(xué)科是研究高分子材料制備、結構、性能、成型、服役及其相互關(guān)系的學(xué)科，為高分子材料的設計、制造、使用及循環(huán)利用提供科學(xué)依據，為高分子新材料、新工藝、新裝備的開(kāi)發(fā)提供理論基礎。

　　高分子材料與工程學(xué)科以化學(xué)、物理、生物、數學(xué)等自然科學(xué)和化工、計算機、機械等應用學(xué)科為基礎，以高分子化學(xué)、高分子物理、高分子材料成型加工及設備、高分子材料表征等為基礎課程。從實(shí)驗、計算機模擬和理論三方面，對高分子材料的組成、結構、性能、工藝進(jìn)行從分子到宏觀(guān)材料的多尺度空間與時(shí)間的深入系統研究。