材料科學(xué)與工程涉及材料及其特性的研究和應(yīng)用，通過系統(tǒng)合成和后續(xù)加工路線控制結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)技術(shù)。材料科學(xué)與工程致力于揭示控制材料行為的基本原理，以使技術(shù)能夠應(yīng)用于廣泛的應(yīng)用。這包括從宏觀尺度到納米尺度的所有類別材料的性能功能。

一、學(xué)習(xí)要點

1.結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系：學(xué)生將學(xué)習(xí)材料的原子和微結(jié)構(gòu)排列如何影響其機械、電氣、熱和化學(xué)特性。他們將深入了解如何操縱結(jié)構(gòu)來提高材料在特定應(yīng)用中的性能。

2.材料表征技術(shù)：了解材料的組成和結(jié)構(gòu)對材料科學(xué)至關(guān)重要。學(xué)生將學(xué)習(xí)各種分析技術(shù)，如 X 射線衍射、電子顯微鏡和光譜學(xué)，以分析不同長度尺度的材料。

3.材料加工：這方面的重點是將原材料轉(zhuǎn)化為成品的方法。學(xué)生將學(xué)習(xí)鑄造、燒結(jié)、焊接和熱處理等工藝，以便根據(jù)所需應(yīng)用調(diào)整材料特性。

4.材料選擇：通過案例研究和實際應(yīng)用，學(xué)生可獲得根據(jù)成本、性能和環(huán)境影響等因素為特定工程項目選擇最合適材料的專業(yè)知識。

5.納米技術(shù)：隨著材料在納米尺度上的不斷設(shè)計，該課程讓學(xué)生了解納米材料合成及其獨特性能背后的原理和技術(shù)，使他們能夠為尖端技術(shù)設(shè)計創(chuàng)新的解決方案。

二、學(xué)生需要掌握的基礎(chǔ)知識

1.化學(xué)：了解材料的化學(xué)性質(zhì)和相互作用對于開發(fā)新材料和優(yōu)化現(xiàn)有材料至關(guān)重要。

2.物理學(xué)：固體物理學(xué)原理知識有助于學(xué)生理解材料在不同條件下的行為以及與外力的相互作用。

3.數(shù)學(xué)：材料科學(xué)涉及復(fù)雜的方程和模型來預(yù)測材料行為，因此數(shù)學(xué)技能在該領(lǐng)域至關(guān)重要。

4.熱力學(xué)：了解能量如何在材料內(nèi)部流動，對于預(yù)測不同溫度和壓力下的相變和穩(wěn)定性至關(guān)重要。

5.材料力學(xué)：該學(xué)科為理解材料的應(yīng)力應(yīng)變行為、變形機制和失效分析提供了基礎(chǔ)知識。

6.電氣工程：電氣特性知識對于電子和光電設(shè)備中使用的材料至關(guān)重要。

7.環(huán)境科學(xué)：隨著可持續(xù)發(fā)展日益受到重視，了解材料及其處置對環(huán)境的影響至關(guān)重要。

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