《材料科学与工程》专业导论课程期末作业。
2023年12月。
一．问答题。
1.物质和材料有何区别？材料科学与工程学科的含义是什么？
答：①物质是质量的空间分布，所有的材料都是物质，然而不是所有的物质都是材料。材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。
②材料科学与工程学科的含义是：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.按照材料得物理化学属性分，材料可分为哪几大类？各有什么特点？
答：①从物理化学属性来分，可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和不同类型材料所组成的复合材料。②（1）金属材料是一种具有光泽（即对可见光强烈反射）、富有延展性、容易导电、导热的材料。
（2）无机非金属材料是具有高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性，以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性的材料。（3）有机高分子材料是具有机械强度大、弹性高、可塑性强、硬度大、耐磨、耐热、耐腐蚀、耐溶剂、电绝缘性强、气密性好、可燃性，难溶于水，熔沸点低，绝缘性，反应速率慢，反应产物复杂，稳定性差，同分异构现象普遍，质地轻、原料丰富、加工方便、性能良好、用途广泛的材料。
3.请说明材料科学与工程的要素模型。
答：四要素模型，研究材料组成、结构、生产过程、材料性能与使用效能以及它们之间的关系五要素模型，研究材料组成、结构、成分、生产过程材料性能与使用效能以及它们之间的关系（结构／成分并非同义词）.
4.材料科学与工程的二级学科有那几个？各自的研究内容是什么？
答：有五个，分别是材料物理与化学，材料学，材料加工工程，高分子材料与工程与资源循环与利用。①材料物理与化学主要研究内容是以理论物理、凝聚态物理和固体化学等为理论基础，应用现代物理与化学研究方法和计算技术，研究材料科学中的物理与化学问题。
②材料学研究内容是研究材料组成、结构、工艺、性质和使用性能之间相互关系。致力于材料的性能优化、工艺优化及材料的开发与合理应用。 ③材料加工工程研究的内容是材料的外部形状、内部组织结构与性能以及材料加工程控制的应用技术。
④研究高分子的组成、结构、性能、成型工艺及其相互关系。⑤产品或材料的生命周期评价，资源、环境与经济社会的协调评价，再生资源的**利用，废旧零部件的再制造。
5．请简要叙述金属材料的发展历史。
答：大约在公元前2023年，人类从石器时代进入了铜器时代，后在公元前2023年又进入了所谓铁器时代，它们是标志人类生产力发展的里程碑，具有划时代的意义。铜比铁先应用，主要因为在自然界中存在着天然铜，而且铜的熔点比铁低。
在炼铜技术逐渐发展的过程中，人们事实上已经运用了“合金”的概念，最早的合金可能是青铜，它是由大约九成铜、一成锡融合而成的，人们发现随着锡的比例增大合金变硬，也就是说，“合金”比单一的金属更坚韧，因此人们制造出不同含锡量的青铜，以适于不同的用途，后来又出现了铜和锌的合金即黄铜。19世纪未到20世纪中叶，是合金钢和其他金属材料飞速发展的时代，低合金高强度钢、超高强度钢、合金工具钢、高速钢、不锈钢、耐热钢、耐磨钢、电工用钢等等相继研究成功，加上铝合金、铜合金、钛合金、钨合金、钼合金、镍合金，以及各种稀有合金，全世界合金的品种达到数万种。
二．论述题。
1.从材料科学与工程学科的研究内容和材料在现代社会中谈谈你对材料科学与工程专业的认识。
答：从材料科学与工程学科研究的内容和材料在现代社会中的作用来看，我的认识是材料的每一次重大突破都有着科技进步，技术革新，材料科学与工程学科研究的是更方便，更便捷，更实用的材料。使得科技研究得以从设想变成现实，使人类的生活变得更加美好，为社会的进步做出贡献。
2.以一次技术革命为例，说明材料在技术革命中的作用。
答：以第四次科技革命为例。第四次技术革命始于20世纪70年代，以计算机特别是微电子技术、生物工程技术和空间技术为主要标志，促进了新型无机非金属材料、高分子材料、新型金属材料和复合材料的发展。
如果没有无机非金属硅和光纤的发明，如果没有材料的更新科技革命就不会成功，为何？因为材料是物体的组成部分，材科没有符合所需的要求，就做不出应有的效果。所以材料的进步能带动科技的进步。
所以，材料在科技革命中起着推动，促进的作用。
3.你关注材料领域的新近重要进展吗？请举一个材料领域最近的一个重要进展（新材料的重大突破、重大理论发现或其他重要成果），谈谈你的认识和感受。
答：关注。例如日本丰田**研究所的研究人员近日设计出一种双晶片带，能够在温度大于100℃或者温差大于5℃时将热能转化为机械能。
为了避免能量以热量的形式损失掉，科学家进行了大量的研究并设计出多种热能转换装置，但以往的那些装置体积巨大，笨重不堪，并且其工作温度与室温的温差巨大。而这种新型转换装置采用多壁碳纳米管和金属镍分别作为薄膜的两面，体积小，效率高。金属镍的延展性要比多壁碳纳米管高很多，因此当该片带受热时就会发生弯曲。
随后金属镍运动到远离加热面的地方并利用片带的低热容逐渐冷却，冷却后，片带便会向加热面的方向伸展，又再次受热。这样多次进行弯曲与伸展的循环，就将热能转化成机械能。研究人员表示，该材料质量轻、尺寸小，因此热敏感性高，可作为植入微型设备的理想材料。
我的认识是这个材料的发明促进了热能转化为机械能的效率为今后的发明做出了材料上的支持，为更好的提高人们的生活质量做出来贡献，节省了能源，支持了可持续发展。我的感受是，材料的创新，提高，都能使科技的进步做出保障，为提高人们的生活质量做出贡献，这个非常好，我要好好学习专业知识，以后为提高人们的生活质量做贡献。
4.你准备如何度过大学4年，毕业时你希望获得哪些知识、能力？毕业后准备做什么？希望学校能给你提供哪些指导或帮助？
答：我的计划是在大一的时候，多参加各种活动，提高自身的各方面技能和经验，过了英语四级。寒暑假能体验生活，去打打工。
大二的时候，学好专业知识，选好未来要分的专业方向，为之努力，过了英语六级，为考研做准备。大三努力学习，选好考研的学校，努力。大四，备战考研。
毕业时我想获得各个方面的知识，特别是关于我们专业的前景，就业方向。获得与人交际，如何待人处世的能力。毕业后准备考研。
希望学校能分析以后考研的各个学校的研究重点方向，以及录取分数。以及指导我们如何考研。
5.请谈谈你对专业导论课程教与学的建议，你对材料科学与工程专业的课程设置、教学内容、教学方法、教学过程等有何意见和建议？目前对本专业还有哪些困惑的问题？
答：我的建议是有具体的课本，可以把上课所用的课件拷给每个学生，让他们更好的了解上课的内容。我的困惑是以后分专业的方向不太明了。
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