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材料科学与工程专业
材料科学与工程即材料科学与工程专业。
材料科学与工程（英文名：Materials Science and Engineering，缩写MSE）。在国务院学位委员会学科评议组制定和颁布的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》中，材料科学与工程属于工学学科门类之中的其中一个一级学科，下设3个二级学科，分别是：材料物理与化学、材料学、材料加工工程。材料科学与工程专业是研究材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用的学科。在现代科学技术中，材料科学是国民经济发展的三大支柱之一。主要专业方向有金属材料、无机非金属材料、耐磨材料、表面强化、材料加工等。
1专业特色
材料科学与工程专业以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面研究的学科。
2培养目标
材料科学与工程专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作，适应社会主义市场经济发展的高层次、
材料科学研究者
高素质全面发展的科学研究与工程技术人才。培养要求
材料科学与工程专业学生主要学习材料科学与工程的基础理论，学习与掌握材料的制备、组成、组织结构与性能之间关系的基本规律。受到金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料以及各种先进材料的制备、性能分析与检测技能的基本训练。掌握材料设计和制备工艺设计、提高材料的性能和产品的质量、开发分析与检测技能的基本训练。掌握材
料设计和制备工艺设计、提高材料的性能和产品的质量、开发研究新材料和新工艺方面的基本能力。[2]
3知识领域
1.掌握金属材料、无机非金属材料、高分子材料、防腐专业以及其它高新技术材料科学的基础理论和材料合成与制备、材料复合、材料设计等专业基础知识；
2.掌握材料性能检测和产品质量控制的基本知识，具有研究和开发新材料、新工艺的初步能力；
3.掌握材料加工的基本知识，具有正确选择设备进行材料研究、材料设计、材料研制的初步能力；
4.具有本专业必需的机械设计、电工与电子技术、计算机应用的基本知识和技能； 5.熟悉技术经济管理知识；
6.掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有初步的科学研究和实际工作能力。 7.熟练掌握材料测试的仪器使用。
4主干学科
材料科学与工程、化学、物理学
主要课程
物理化学、材料物理化学、量子与统计力学、固体物理、材料学导论、材料科学基础、材料物理、材料化学、材料力学、现代材料测试方法、材料工艺与设备、计算机在材料科学中的应用等。
实践环节
包括专业实验、金工实习、电工电子实习、认识实习、生产实习、课程设计、毕业设计(论文)。
专业实验
材料结构显微分析、近代仪器分析方法、材料的物理性能与力学性能测试、材料制备与成型加工工艺实验等
修业年限
四年
授予学位
工学学士
专业代码
材料科学与工程专业代码080205
5相近专业
材料化学 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 焊接技术与工程宝石及材料工艺学 粉体工程 再生资源科学与技术 稀土工程 非织造材料与工程
6发展前景
上个世纪70年代以来，人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。80年代又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。进入21世纪，以纳米材料、超导材料、光电子材料、生物医用材料及新能源材料等为代表的新材料技术创新显得更为异常活跃，新材料诸多领域正面临着一系列新的技术突破和重大的产业发展机遇。相应的，材料科学与工程专业也蓬勃发展起来。大多数工科和综合院校均开设了材料科学与工程专业。
7从业领域
本专业的毕业生多进入各钢企、制造企业、汽车厂，以及陶瓷、水泥、家电等企业。就业范围广泛。一般的，材料科学与工程专业金属方向多进入钢企和相关研究院，高分子及非金属方向多进入陶瓷、玻璃、涂料、家电等行业，多属大型国企、军工、民企和科研院校。而材料科学与工程专业中，偏应用的材料加工和其他一些研究方向，相对找工作容易一些。
由于材料科学与工程专业的特殊性，读研的比例相当高。而上述企事业单位提供的研发、技术职位也大多需要硕士及以上学历。[3]
8国家重点学科名单
9学科排名
教育部学位中心2012年全国学科排名于2013年1月29日公布。本一级学科中，全国具有“博士一级”授权的高校共77所，本次有61所参评；还有部分具有“博士二级”授权和硕士授权的高校参加了评估；参评高校共计98所。 注：以下相同得分按学校代码顺序排列
大学专业介绍之材料科学类（材料物理、材料化学）
1．材料物理
材料物理专业是物理学与材料科学与工程的新兴交叉学科，培养学生具备扎实的物理基础，并掌握材料科学基本理论与技术，从分子、原子、电子层次上研究材料的物理行为与规律。为高性能物理性能功能材料与器件开发培养理工结合的专门人才。
主要课程：理论力学、量子力学、热力学与统计物理、电动力学、固体物理学、材料物理基础、数字电子技术基础、模拟电子技术基础、计算机原理及应用、半导体物理、纳米材料、电子材料物理、光电子材料、真空与薄膜技术、磁性材料与磁测量等与IT相关材料及新材料的课程。
专业学生具有宽厚的数理基础，较系统地培养掌握材料物理基础理论与技术，具有数学、物理、IT相关材料及新材料、计算机等相关的基础知识和技能，
了解新材料领域的理论前沿和发展动态，能利用现代材料制备技术来研制新材料、强化材料性能的高级专门人才。
毕业后能在材料科学与工程及IT相关材料及新材料领域从事研究、教学、科研开发及相关管理方面的工作，也可在高等院校和科研机关从事教学及科研工作。
2．材料化学
本专业旨在培养掌握材料化学的基本理论与技术，具备材料化学相关的基本知识和技能，有较强的计算机应用能力，能在材料科学、化学化工等领域及相关领域从事研究、教学、产品开发、质量检测及相关管理工作的高级专门人才。 业务培养要求：本专业学生主要学习材料科学方面的基本理论、基本知识和基本技能，受到科学思维与科学实验方面的基本训练，具有运用化学和材料化学的基础理论、基本知识和实验技能进行材料研究和技术开发的基本能力。
主干课程：无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、结构化学、仪器分析、材料科学基础、材料化学基础、材料物理学基础、高分子化学与物理、功能材料、无机非金属材料、复合材料学、聚合物成型加工、现代材料分析测试技术等课程。
就业方向：可从事科研、生产、技术开发、管理工作。 想了解更多高考方面的咨询，请关注【恒想高考咨询微信公众账号：hnhxjy】，里面每天发布高考志愿讲座、高中生涯规划、高中学习方法、高考情绪管理、高校招生等信息。
《材料科学与工程分析研究报告》
材料科学与工程（Materials Science & Engineering）是研究材料制备、结构、性能、加工的学科，材料学是一个交叉学科。 美国材料科学与工程专业涉及物理、化学、生物等，它以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面研究的学科。
美国材料科学与工程专业与电子工程结合，则衍生出电子材料，与机械结合则衍生出结构材料，与生物学结合则衍生出生物材料等等。
随着近年来媒体将注意力大量集中在纳米科学和纳米技术上，材料科学在许多大学被推到了最前沿。它也是工程鉴定和破坏分析中的一个重要组成部分。
材料科学与工程专业算是近年来比较热门的理工科专业，紧随电气工程、计算机科学、机械工程三大热门专业，在每年申请者的比例中也牢牢占据着一席重要之地。这也许是因为美国材料科学与工程专业的交叉性，使得几乎所有的行业都需要材料背景的人才，例如汽车、航天、电子、机械、医药、日化等行业。美国材料科学与工程专业的毕业生可以到材料生产企业、材料应用企业、高校、科研单位、事业单位、咨询服务公司等。 材料科学与工程专业一般分为以下几个方向：高分子、光电磁材料、金属、纳米材料、生物材料、无机非金属、能源材料等，而随着科技的不断发展，材料的发展由传统金属、非金属的研究，逐渐深入纳米、复合及新能源材料的使用，朝着更轻、更耐用和具有更多用途的方向发展。
而其中高分子作为一个应用领域广泛的分支，占据着常申分支总数的45%，而传统的金属和无机非金属方向虽然也占据着一定的比例，但是已经比往年有所下降，其他的交叉方向则开始慢慢的增多。当然，具体申请的方向，除了要根据自己所学课程之外，还要针对自己的科研或实习经历来确定，相信随着科技的发展，纳米、生物材料、能源材料等方向的申请人数也会逐渐增多。
1、美国加利福尼亚州专排前五十材料科学与工程的院校：（综排+专排） 5-5-斯坦福大学
20-6-加州大学伯克利分校
10-6-加州理工学院
23-22-加州大学洛杉矶分校
23-39-南加州大学
39-35-加州大学圣迭亚哥分校
41-2-加州大学圣塔芭芭拉分校
39-22-加州大学戴维斯分校
49-39-加州大学欧文分校
院校简介：
斯坦福大学：二十一斯坦福世纪科技精神的象征。
加州大学伯克利分校：美国公立大学排名第一，世界最顶尖的公立院校之一！ 加州理工学院：世界顶尖的理工学府，曾被US.News排在全美大学第一！ 加州大学洛杉矶分校：加州体系中第二所大学，与伯克利齐名！
南加州大学：位于洛杉矶市中心，科研与教学水平世界一流！
加州大学圣迭亚哥分校：这是一所以加州理工为楷模，以理工科闻名的公立大学，同为“公立常春藤”之一！
加州大学圣塔芭芭拉分校：优美的校园环境，傲人的学术成果，让这所学校成为同伯克利等学校一样的世界顶尖学府！
加州大学戴维斯分校：以农学闻名，加州体系中唯一开设农学院的分校！
加州大学欧文分校：加州体系中第二年轻的学校，众多高新企业环绕校园，为电子等专业的学生提供了良好的实习就业机会！
2.美国亚利桑那州专排前五十材料科学与工程的院校：
142-39-亚利桑那州立大学
119-45-亚利桑那大学
院校简介：
亚利桑那州立大学：坐落在高新科技园，为学校的电子和计算机等专业的就业和实习提供了保证！
亚利桑那大学：被誉为“公立常青藤”大学之一，同时也是美国大学协会(AAU)成员！
3.美国德克萨斯州专排前五十材料科学与工程的院校：
18-29-莱斯大学
52-22-德州大学奥斯汀分校
院校简介：
莱斯大学：莱斯大学曾与其它两所，北卡罗来纳州的杜克大学、田纳西州的范德堡大学齐名，号称为南方哈佛The Harvard of the South。
德州大学奥斯汀分校：坐落在美丽的得克萨斯州首府奥斯汀市，是一所世界著名大学。在美国有着“公立常春藤”的美誉【材料科学类】
4.美国弗科罗拉多州专排前五十材料科学与工程的院校：
86-29-科罗拉多大学波尔多分校
院校简介：
科罗拉多大学波尔多分校：久负盛名的“美国大学协会”的34 所公立大学之一，是一所具有卓越学术和尖端科研的美国顶级高校！
5.美国明尼苏达州专排前五十材料科学与工程的院校：
69-22-明尼苏大学双城分校
院校简介：
明尼苏达大学双城分校：位于美国明尼苏达州明尼阿波利斯市与圣保罗市的国家级顶尖公立研究型大学，被誉为最安全的大学之一！
6.美国爱荷华州专排前五十材料科学与工程的院校：
101-29-爱荷华州立大学
院校简介：
爱荷华州立大学：该校所在城市拥有该州最良好的治安，其中以农业、工程等闻名！
7.美国威斯康辛州专排前五十材料科学与工程的院校（综排-专排-学校名）： 41-16-威斯康辛大学麦迪逊分校【材料科学类】
院校简介：
威斯康辛大学麦迪逊分校：著名的综合性大学，在五大湖区，与安娜堡一起和东北部的哈佛、耶鲁等名校相抗衡！
8.美国伊利诺伊州专排前五十材料科学与工程的院校：
41-2-伊利诺伊大学厄本那香槟分校
12-2-西北大学
院校简介：
伊利诺伊大学厄本那香槟分校：UIUC是美国"十大联盟（Big Ten）"之一，被誉为“公立常春藤”，全美最优秀的工科院校之一！
西北大学：坐落于美国芝加哥卫星城埃文斯顿，众多学霸们汇集的地方！
9.美国密歇根州专排前五十材料科学与工程的院校（综排-专排-学校名）： 28-10-密歇根大学安娜堡分校
院校简介：
密歇根大学安娜堡分校：密歇根州最知名的公立学府，电气工程专业排名稳居前十！
10.美国印第安纳州专排前五十材料科学与工程的院校（综排-专排-学校名）： 68-17-普渡大学西拉法叶分校
院校简介：
普渡大学西拉法叶分校：美国航空航天的摇篮，工学院常年位居全美前十！
11.美国俄亥俄州专排前五十材料科学与工程的院校（综排-专排-学校名）： 37-29-凯斯西储大学
52-18-俄亥俄州立大学哥伦布分校【材料科学类】
院校简介：
凯斯西储大学：凯斯西储大学还是北美大学联盟（The Association of American Universities，简称AAU）的成员学校，在北美洲享有极高的声誉！
俄亥俄州立大学哥伦布：全美面积，规模最大的学校，拥有在校注册学生超过5万，同为“公立常春藤”之一！
12.美国弗吉尼亚州专排前五十材料科学与工程的院校：
69-22-弗吉尼亚理工大学
23-29-弗吉尼亚大学
院校简介：
弗吉尼亚理工大学：以工农闻名的学校，相比同州的弗吉尼亚大学，该校以培养理工领域的人才为主！
弗吉尼亚大学：以培养各行业领导人为教育宗旨，被称为该州的“高富帅”大学！
13.美国北卡罗来纳州专排前五十材料科学与工程的院校：
101-21-北卡罗来纳州立大学
院校简介：
北卡罗来纳州立大学：坐落在全美著名的研究三角园，该校在工科和教育有良好的基础！
14.美国佐治亚州专排前五十材料科学与工程的院校：
36-9-佐治亚理工学院
院校简介：
佐治亚理工学院：美国三大理工院校之一，和麻省理工、加州理工齐名！
15.美国佛罗里达州专排前五十材料科学与工程的院校：
49-15-佛罗里达大学
院校简介：
佛罗里达大学：坐落在美丽的佛罗里达州，为该州最知名的学府，为该州的农业、工程等提供了强大的支持！
16.美国宾夕法尼亚州专排前五十材料科学与工程的院校：
浅谈材料科学与人类生活
通过对《材料科学与工程概论》的学习，我了解到了很多关于材料的知识，也学会了从科学的角度看待我们生活中的各种材料。 人类的生活演进，除了思想观念之外，物质的发明扮演着相当重要的角色。自从远古时代人们使用石器开始，材料就和人类生活结下不解之缘。再经过青铜器时代，铁器时代而到高温超导体出现的今日，材料无不日新月异地被发明与改革。人们也因为材料的进步而改善了生活的状况。
农业时期，科技不发达，一切以手工做事。渐渐地，机械的发展使人类有更快速、简便的制造工具。工业时期，机械取代了手工，劳力需求也减少；到了现在，劳力密集转换成技术密集，民生消费产品，尤其在娱乐生活方面更为人们所重视。因此，在这一连串产业型态的转变下，材料的发展便扮演了极重要的角色，同时也显示出材料与人类生活的密切关系。
材料的沿革与发展
从历史上的旧石器演进到新石器，再由新石器进步到现今高度科技发达的世界，材料一直在不断地进步发明中，亦可以说是人类文明的代表。所以，可藉由某一时期所用的材料去判断那时期的科技发展情形或者是人类生活的状况。而在今日的社会，材料科学的发展更显出其重要性。例如现今大楼中，纷纷要求「防火」建材，可知材料科
学亦在人类生活的安全上占有不可忽视的地位。又如电子组件的演进，从体积非常大的真空管、晶体管进步到集成电路（IC化），不仅为现代的科技另造高峰，同时也使得电器用品趋于小型化、轻巧化、功能强、易于携带等种种好处。所以说人类的生活确实是与材料科学有关。
随着科技日新月异，许多新科技发展的材料愈来愈常应用于人类日常生活之中。因为人们日常生活中所需用到的种种物品皆是由许多不同材料所组成，可能是传统的，也可能是新研发出来的。但不论是何种材料，其优缺点、好与坏，都直接或间接地影响到我们的生活。而除了日常生活，在国防或科技方面，材料科学亦为一不可忽视的重要课题。另外在医学工程及环境保护上，材料科学的发展亦对其有极大的助益。至于在航天科技及信息网络的应用上，材料科学的发展更是占有举足轻重的地位。
大致而言，材料的发展可分为三个时期：
（一）分离型：材料单纯而简单，可直接视为单一材料，只对本身的特性加以应用，而材料的组成只有一种，不掺杂任何材料，即金属是金属，陶瓷就是陶瓷。
（二）混合型：是由二种或二种以上的材料所组成，应用彼此间特性的相结合而发展出的新产品。
（三）融合型：是由多种材质合成在一起，已经不能分辨异种物质的材料，是一创造发明出的新材料。
由于材料发展不断推陈出新，各种应用更是处处可见材料的踪影，而且对人类生活的影响更是深远。所以，材料科学不仅仅是一门学问而已，它的发展与我们的生活息息相关且密不可分。
应用方面
材料的应用非常广泛，且对于人类的生活影响也非常深远。举凡日常生活的食、衣、住、行、育、乐、医疗、通讯以至军事国防及太空发展……等等，无一不与材料有关。以下便逐一分类说明材料对人们生活的影响及其应用的层面：
（一）在日常生活方面：
生活中食、衣、住、行、育、乐等用品和我们所使用的材料有着很大的关系；如衣服的制造原料原本是取之于天然的丝棉，但是由于耐龙、特多龙及人造纤维的发明使得衣服的质料愈加地舒适与保暖。在房屋建筑上，防火建材的研发使得我们住得更安心，另外建筑物的防震设计越来越坚固，使得我们生命获得更好的保障。碳纤维材质应用于制造脚踏车，使原本已趋向夕阳工业的脚踏车工业又变得缤纷灿烂；而未来磁浮列车的开发可让我们的交通更安全与快速。在娱乐方面，视听产品光盘CD（Compact Disc）、影碟LD（Laser Disc）等不断地发展，使得我们的生活更享受。
（二）在家电用品方面：
由于半导体工业的发展，使电子材料从原本体积大的真空管时代经过了晶体管到现在的集成电路（IC化）时代，不但使体积大大地缩小，附加的功能也跟随之提高。轻薄化、小型化、速度快及易于携带等功能，改善了以前笨重、功能少且不易搬运等问题。如计算机的发展过程中由原本体积庞大到要一个房子才容纳得下，进展到可放置于桌上的个人计算机或笔记型计算机，且功能更强，执行速度更快。又如电饭锅、洗衣机都有Fuzzy的功能，使用的过程更加人性化。音响设备，如收音机、随身听的发明，使得我们易于携带且不再局限于只能在室内使用。液晶显示材料的发展增加了视觉的效果。而可录式CD材料的研发，因其具有高密度、低损耗等优点，所以广受开发制造。
（三）在通讯方面：
由于科技及信息快速地进步发展，信息的获得可藉各种通讯设备来传达，如卫星通讯、网络联机、无线与有线通讯及光纤通讯的开发应用皆使信息传播得更快速、更精确。而这些皆有赖于材料适当地开发及运用。
（四）在医疗方面：
人类生、老、病、死少不了就医及身体健康的维护，因此各种生化、生医仪器及传感器便因应而生，如检测人体内之血液，血压，pH
值……等。另外激光技术应用于医学上的切割、开刀手术；陶瓷做的假牙、人工骨、人工关节及齿列矫正的材料皆有进展。而由于传感器应用于医学上的侦测，能使病人的检测更便捷、更精准以提高医疗效果，另外也由于材料的改进发明使得人工义肢、器官等更能与人体适应使病人感到更舒适，同时也延长了人类的寿命。
（五）在环境保护方面：
由于人口与日俱增，可用的土地及资源有限，为了要让地球生生不息，就必须发展环境材料及污染传感器以维护环境品质。环境材料是指对资源和能源消耗最少、生态环境影响最小、再生循环利用率最高、或可分解使用的具有优异使用性能的新型材料。所以废弃物的回收再利用更是值得开发，如再生纸，铝制汽车……等。至于环境品质检测上，如气体传感器可用来测定有毒气体和汽机车废气排放量及工厂的排气，另外水质污染传感器及噪音分贝机的发明，都能使我们迅速得知周遭环境的品质。如去年日本地铁的毒气事件中，若事先有装设气体传感器就不会造成如此大的伤亡了。
（六）在能源方面：
由于煤、石油、天然气的发现，使得人类的能源问题暂时获得解决。但许多发展中国家正相继进入经济高速增长期，对资源、能源的需求将进一步遽增，由此造成的资源能源短缺问题会日益严重。预计到二十一世纪末，将会出现石油、天然气等石化燃料的枯竭。而如何
United 1 材料科学与工程
材料在我们的文化中比我们认识到的还要根深蒂固。如交通、房子、衣物，通讯、娱乐和食物的生产，实际上，我们日常生活中的每一部分都或多或少地受到材料的影响。历史上社会的发展、先进与那些能满足社会需要的材料的生产及操作能力密切相关。实际上，早期的文明就以材料的发展程度来命名，如石器时代，铜器时代。早期人们能得到的只有一些很有限的天然材料，如石头、木材、粘土等。渐渐地，他们通过技术来生产优于自然材料的新材料，这些新材料包括陶器和金属。进一步地，人们发现材料的性质可以通过加热或加入其他物质来改变。 在这点上， 材料的应用完全是一个选择的过程。也就是说，在一系列非常有限的材料中，根据材料的优点选择一种最适合某种应用的材料。直到最近，科学家才终于了解材料的结构要素与其特性之间的关系。这个大约是过去的 60年中获得的认识使得材料的性质研究成为时髦。 因此， 成千上万的材料通过其特殊的性质得以发展来满足我们现代及复杂的社会需要。很多使我们生活舒适的技术的发展与适宜材料的获得密切相关。 一种材料的先进程度通常是一种技术进步的先兆。比如，没有便宜的钢制品或其他替代品就没有汽车。在现代，复杂的电子器件取决于所谓的半导体零件。
材料科学与工程有时把材料科学与工程细分成材料科学和材料工程学科是有用的。 严格地说， 材料科学涉及材料到研究材料的结构和性质的关系。 相反， 材料工程是根据材料的结构和性质的关系来设计或操纵材料的结构以求制造出一系列可预定的性质。 从功能方面来说， 材料科学家的作用是发展或合成新的材料，而材料工程师是利用已有的材料创造新的产品或体系，和/或发展材料加工新技术。多数材料专业的本科毕业生被同时训练成材料科学家和材料工程师。“structure”一词是个模糊的术语值得解释。简单地说，材料的结构通常与其内在成分的排列有关。原子内的结构包括介于单个原子间的电子和原子核的相互作用。在原子水平上，结构包括原子或分子与其他相关的原子或分子的组织。 在更大的结构领域上， 其包括大的原子团，这些原子团通常聚集在一起，称为“微观”结构，意思是可以使用某种显微镜直接观察
得到的结构。最后，结构单元可以通过肉眼看到的称为宏观结构。“Property” 一词的概念值得详细阐述。在使用中，所有材料对外部的刺激都表现出某种反应。比如，材料受到力作用会引起形变，或者抛光金属表面会反射光。材料的特征取决于其对外部刺激的反应程度。通常，材料的性质与其形状及大小无关。
实际上，所有固体材料的重要性质可以概括分为六类：机械、电学、热学、磁学、光学和腐蚀性。对于每一种性质，其都有一种对特定刺激引起反应的能力。如机械性能与施加压力引起的形变有关， 包括弹性和强度。 对于电性能， 如电导性和介电系数， 特定的刺激物是电场。固体的热学行为则可用热容和热导率来表示。 磁学性质表示一种材料对施加的电场的感应能力。对于光学性质，刺激物是电磁或光照。用折射和反射来表示光学性质。最后，腐蚀性质表示材料的化学反应能力。除了结构和性质，材料科学和工程还有其他两个重要的组成部分，即加工和性能。如果考虑这四个要素的关系，材料的结构取决于其如何加工。另外，材料的性能是其性质的功能。因此，材料的加工、结构、性质和功能的关系可以用以下线性关系来表示：加工——结构——性质——性能。为什么研究材料科学与工程？为什么研究材料科学与工程？许多应用科学家或工程师，不管他们是机械的、民事的、化学的或电子的领域的， 都将在某个时候面临材料的设计问题。 如用具的运输、 建筑的超级结构、油的精炼成分、 或集成电路芯片。 当然， 材料科学家和工程师是从事材料研究和设计的专家。很多时候， 材料的问题就是从上千个材料中选择出一个合适的材料。 对材料的最终选择有几个原则。首先，现场工作条件必须进行表征。只有在少数情况下材料在具有最优或理想的综合性质。 因此， 有必要对材料的性质进行平衡。 典型的例子是当考虑材料的强度和延展性时，而通常材料具有高强度但却具有低的延展性。这时对这两种性质进行折中考虑很有必要。其次， 选择的原则是要考虑材料的性质在使用中的磨损问题。 如材料的机械性能在高温或腐蚀环境中会下降。最后， 也许是最重要的原则是经济问题。 最终产品的成本是多少？一种材料的可以有多种理想的优越性质，但不能太昂贵。这里对材料的价格进行折中选择也是可以的。产品的成本还包括组装中的费用。工程师与科学家越熟悉材料的各种性质、结构、功能之间的关系以及材料的加工技术，根据以上的几个原则，他或她对材料的明智选择将越来越熟练和精确。
Unit 2 Classification of Materials is based primarily on chemical makeup and atomic structure, and most materials fall into one distinct grouping or another, although there are some intermediates. In addition, there are three other groups of important engineering materials—
composites, semiconductors, and biomaterials.
译文：固体材料被便利的分为三个基本的类型：金属，陶瓷和聚合物。这个分类是首先基于化学组成和原子结构来分的，大多数材料落在明显的一个类别里面，尽管有许多中间品。除此之外， 有三类其他重要的工程材料－复合材料，半导体材料和生物材料。
representative characteristics is offered next.
译文：复合材料由两种或者两种以上不同的材料组成，然而半导体由于它们非同寻常的电学性质而得到使用；生物材料被移植进入人类的身体中。关于材料类型和他们特殊的特征的一个简单的解释将在后面给出。
METALS
Metallic materials are normally combinations of metallic elements. They have large numbers of nonlocalized electrons; that is, these electrons are not bound to particular
atoms. Many properties of metals are directly able to these electrons.
be bound to 被约束于。。
be attribute to 归属于。。归因于。。
译文：金属材料通常由金属元素组成。它们有大量无规则运动的电子。也就是说，这些电子不是被约束于某个特定的原子。金属的许多性质直接归属这些不规则运动的电子。 has a lustrous appearance. Furthermore, metals are quite strong, yet deformable, 科技英语在讲述科学真理的时候通常用主动语态。如： Metals are extremely good conductors of electricity
Deformable ？
译文：金属是十分好的电和热的导体，它们对可见光不透明；一个抛光的金属表面有光辉的外表。除此之外，金属是十分硬的，也是可变形的，这个性质解释了它们广泛使用在结构方面的应用。
CERAMICS
Ceramics are compounds between metallic and nonmetallic elements; they are most frequently oxides, nitrides, and carbides. that引导的定语从句
译文：陶瓷是介于金属和非金属元素之间的化合物；它们通常是氧化物，氮化物和碳化物。落在这个分类种类中的宽的材料范围包括陶瓷，它们由粘土矿物，水泥和玻璃组成。 more„. Than„..
with regard to….
译文：这些材料是典型的电和热的绝缘体，并且它们比金属和聚合物更加耐高温和耐苛刻的环境。至于机械性能，陶瓷是硬的但是却很脆。
POLYMERS furthermore, they have very large molecular structures. These materials typically have low densities and may be extremely flexible.
译文：聚合物包括常见的塑料和橡胶材料。它们中的大多数是有机化合物，这些化合物是以化学的方法把碳、氢和其
他非金属元素组合而成。因此，它们有非常大的分子结构。这些材料通常有低的密度并且可能十分柔软。
COMPOSITES more than…
译文：许多复合材料被作用工程使用，它们由至少一种类型的材料组成。玻璃丝是一个熟悉的例子，玻璃纤维被埋入聚合物材料中。
A composite is designed to display a combination of the best characteristics of each of the component materials. Fiberglass acquires strength from the glass and flexibility from the polymer. Many of the recent material developments have involved composite materials.
译文：为了联合显示每一种组分材料最好的特性，一种复合材料被设计出来。玻璃丝从玻璃中获得强度并且从聚合物中获得柔软性。最近发展中的绝大多数材料包含了复合材料。
SEMICONDUCTORS the electrical characteristics of these materials are extremely sensitive to the presence of minute concentrations of impurity be sensitive to 对…敏感的
译文：半导体有电的性质，它们是介于电导体和绝缘体之间的中间物。除此之外，这些材料的电学性质对微量杂质原子的存在十分敏感，杂质原子浓度可能只是在一个十分小的区域内可以控制。
The semiconductors have made possible the advent of integrated circuitry lives) over the past two decades.
译文：这些半导体使得集成电路的出现变得可能，在过去20多年间，这些集成电路革新了电子装置和计算机工业（更不用说我们的生活）。
BIOMATERIALS These materials must not produce toxic substances and must be compatible with body tissues (i.e., must not cause adverse biological reactions).
译文：生物材料被应用于移植进入人类身体以取代病变的或者损坏的身体部件。这些材料不能产生有毒物质而且必须同人身体器官要相容（比如，不能导致相反的生物反应）。
All of the above materials—metals, ceramics, polymers,
composites, and semiconductors—may be used as biomaterials. For example, some of the biomaterials such as CF/C (carbon fibers/carbon) and CF/PS (polysulfone) are utilized in artificial hip replacements.
译文：所有以上材料－金属，陶瓷，聚合物，复合材料和半导体材料可能用作生物材料。比如，如CF/C和CF/PS（聚砜）这些生物材料被用作人工肾的取代物。
ADVANCED MATERIALS
advanced materials. By high technology we mean a device or product that operates or functions using relatively intricate and sophisticated principles; examples include electronic equipment (VCRs, CD players, etc.), computers, fiberoptic systems, spacecraft, aircraft, and military rocketry.
译文：用在高科技中的材料有时被称作先进材料。借助于高科技，我们预定一个装置或者产品，这些产品用相对复杂和熟练的原理运转或者起作用；这些例子包括电子设备（ VCRs, CD 播放器），计算机，光纤系统，宇宙飞船，航天飞机和军事火箭。
Furthermore, they may material types (e.g., metals, ceramics, polymers), 译文：这些高级材料或是典型的传统材料，它们的性质被提高，最近开发出来的，高性能材料。除此之外，它们可能是所有材料类型（比如，金属、陶瓷和聚合物），通常相对较贵。
In subsequent chapters are discussed the properties and applications of a number of advanced materials—for example, materials that are used for lasers, integrated circuits, magnetic information storage, liquid crystal displays (LCDs),
fiber optics, and the thermal protection system for the Space Shuttle Orbiter.
译文： 在下面的章节将讨论众多先进材料的性质和应用－比如被用作激光，集成电路，磁信息存储，液晶显示器，光纤和空间舱轨道的热保护系统的材料。
MODERN MATERIALS’ NEEDS
In spite of the tremendous progress that has been made in the discipline of materials science and engineering within the past few years, there still remain technological challenges, including the development of even more sophisticated and specialized materials, as well as consideration of the environmental impact of materials production. Some comment is appropriate relative to these issues so as to round out
this perspective.
译文：在过去几年内，不论材料科学与工程的规律取得了巨大的进步，仍然有一些技术挑战，包括开发更加熟练的专业化的材料，并且考虑材料生产对环境导致的影响。针对这个问题，一些评论是十分相关的。
Nuclear energy holds some promise, but the solutions to the many problems that remain will necessarily involve materials, from fuels to containment structures to facilities for the disposal of radioactive waste.
译文：核能还保持着一些承诺，但是解决许多仍然存在的问题，将有必要把材料包括在里，从燃料到保护结构以便方便处置这些放射性废料。
Significant quantities of energy are involved in transportation. Reducing the weight of transportation vehicles (automobiles, aircraft, trains, etc.), as well as increasing engine operating temperatures, will enhance fuel efficiency. New high strength,
low-density structural materials remain to be developed, as well as materials that have higher-temperature capabilities, for use in engine components.
译文：相当数量的能源用在交通上。减少交通工具（汽车，飞机，火车等）的重量，和提高引擎操作温度，将提高燃料的使用效率。新的高强，低密度结构材料仍在发展，用作引擎部位能耐高温材料也在发展中。
Furthermore, there is a recognized need to find new, economical sources of energy, and to use the present resources more efficiently. Materials will undoubtedly play a significant role in these developments.
译文：除此之外，寻找新的、经济的能源资源，并且更加有效的使用目前现存的资源是公认为必须的。材料将毫无疑问的在这些发展过程中扮演重要的角色。
For example, the direct conversion of solar into electrical energy has been demonstrated. Solar cells employ some rather 译文：比如，太阳能直接转化为电能已经被证实了。太阳能电池使用相当复杂并且昂贵的材料。为了保证技术的可行，在这个转化过程中的高效但不贵的材料必须被发展。
Furthermore, environmental quality depends on our ability to control air and water pollution. Pollution control techniques pollution and less despoilage of the landscape from the mining of raw materials.
译文：除此之外，环境质量取决于我们控制大气和水污染的能力。污染控制技术使用了各种材料。再者，材料加工和精制的方法需要改善以便它们产生很少的环境退化，也就是说，在生材料加工过程中，带来更少的污染和更少的对自然环境的破坏。
Also, in some materials manufacturing processes, toxic substances are produced, and the ecological impact of their
disposal must be considered.
gradually becoming depleted.
译文：也，在一些材料生产过程中，有毒物质产生了，并且它们的处置对生态产生的影响必须加以考虑。
我们使用的许多材料来源于不可再生的资源，不可再生也就是说不能再次生成的。这些材料包括聚合物，最初的原生材料是油和一些金属。这些不可再生的资源逐渐变得枯竭
which necessitates: 1) the discovery of additional reserves, 2) the development of new materials having comparable properties with less adverse environmental impact, and/or 3) increased recycling efforts and the development of new recycling technologies.
译文：下面是必须的：1）发现另外的储藏，2）开发拥有较少负环境影响的新材料，3)增加循环的努力并且
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