麻省理工学院材料科学与工程系
全球60家顶级新材料实验室
全球60家顶级新材料实验室近年来，随着科技的不断进步，新材料的研究逐渐成为了全球各国科学家和工程师的关注焦点。
新材料的出现不仅可以开创新的产业，提供新的解决方案，还可以推动社会的进步和发展。
为了推动新材料的研究和应用，全球范围内涌现出了许多顶级新材料实验室。
下面将介绍全球60家顶级新材料实验室。
1. 麻省理工学院(Department of Materials Science and Engineering, Massachusetts Institute of Technology, MIT): 麻省理工学院的新材料实验室是全球最顶尖的之一、他们着重研究和开发高性能材料，包括金属、陶瓷、复合材料等。
2. 斯坦福大学(Stanford Materials Science and Engineering, Stanford University): 斯坦福大学的新材料实验室致力于研究和开发新型能源材料和光电子材料，并在此领域取得了重要突破。
3. 加州理工学院(California Institute of Technology, Caltech): 加州理工学院的新材料实验室在材料科学领域具有举足轻重的地位，他们的研究成果涵盖了从纳米材料到晶体材料的广泛范围。
4. 哈佛大学(Harvard John A. Paulson School of Engineeringand Applied Sciences, Harvard University): 哈佛大学的新材料实验室以其创新性和卓越的研究成果而闻名，他们的研究领域包括柔性电子材料、生物材料和光学材料等。
5. 牛津大学(University of Oxford, Oxford Materials): 牛津大学的新材料实验室在材料科学领域具有深厚的研究背景和研究实力，他们的研究重点包括功能材料和先进材料制备等。
6. 剑桥大学(University of Cambridge, Cambridge Materials):剑桥大学的新材料实验室是全球新材料研究的领军实验室之一，他们的研究涵盖了从纳米材料到高性能材料的广泛范围。
高分子材料与工程专业排名
高分子材料与工程专业排名高分子材料与工程专业的排名是根据多个因素综合评估和衡量的，包括教学质量、科学研究水平、学科声誉和就业情况等。
以下是对高分子材料与工程专业排名的综合评述：1. 麻省理工学院（MIT）：作为全球著名的科研机构和高等学府，麻省理工学院在高分子材料与工程专业方面一直处于世界领先地位。
其世界级的科研实力和声誉，为学生提供了广泛的研究机会和优质的教育资源。
2. 斯坦福大学：斯坦福大学在高分子材料与工程方面拥有卓越的研究成果和学术声誉。
其教学质量和实践能力的培养也备受赞誉。
3. 加州大学伯克利分校：作为美国公立大学中的翘楚，加州大学伯克利分校在高分子材料与工程领域的研究和学术声誉位居前列。
其优质的师资力量和研究设备为学生提供了非常良好的学习和科研环境。
4. 剑桥大学：作为英国著名的学府之一，剑桥大学在高分子材料与工程领域拥有丰富的研究资源和卓越的学术声誉。
学生可以接触到最新的研究成果和学术思想，同时也可以参与到世界一流的科研项目中。
5. 中国科学技术大学：中国科学技术大学在国内高分子材料与工程领域具有重要的地位和较高的学术声誉。
学校注重培养学生的科研能力和实践能力，为学生提供了良好的学习和科研环境。
6. 浙江大学：浙江大学在高分子材料与工程领域的研究和学术影响力在国内处于领先地位。
学校注重培养学生的创新能力和实践能力，为学生提供了广泛的研究机会和实践平台。
综上所述，在高分子材料与工程专业排名中，上述学校在教学质量、科学研究水平、学科声誉和就业情况等方面均有较好的表现，对于学生来说是非常有吸引力的选择。
然而，学校的排名并不是唯一的决定因素，学生在选择专业时还应该考虑自己的兴趣和发展方向，以及学校的课程设置和就业机会等因素。
材料科学在全球范围内主要研究所及研究方向
材料科学在全球范围内主要研究所及研究方向材料科学是一门研究材料的结构、性能、制备以及在各个领域应用的交叉学科。
在全球范围内，存在许多主要的材料科学研究所，并且涉及的研究方向也非常广泛。
接下来将介绍全球范围内一些主要的材料科学研究所及其研究方向。
1.麻省理工学院（MIT）材料科学与工程系：该系于1950年成立，是世界上最早的材料科学与工程系之一、麻省理工学院材料科学与工程系的研究方向包括：先进材料的合成与制备、材料的表征与测量、材料的力学与力学行为、材料的电子与磁学性质。
2.斯坦福大学材料科学与工程系：该系成立于1960年，是美国最具影响力的材料科学与工程系之一、该系的研究方向包括：材料物理、材料化学、材料表征、生物材料、材料模拟与计算等。
3.剑桥大学材料科学与冶金系：该系成立于1958年，是英国乃至全球最具影响力的材料科学与冶金系之一、剑桥大学材料科学与冶金系的研究方向包括：金属与陶瓷材料、复合材料、半导体材料、能源材料等。
4.日本国立材料研究所（NIMS）：NIMS是日本最主要的材料科学研究机构之一，于2001年成立。
NIMS的研究方向包括：金属材料、高分子材料、陶瓷材料、光电材料等。
5.中国科学院金属研究所：中国科学院金属研究所是国内材料科学研究的重要机构之一、其研究方向包括：先进材料制备、材料表征与加工、新型金属材料与合金等。
除了上述几个主要的研究所外，还有许多其他国家的材料科学研究所在世界范围内具有重要地位，如德国马普固体研究所、法国国家科学研究中心（CNRS）材料科学研究所、韩国国家材料科学研究院（KIMS）等。
此外，材料科学的研究方向非常广泛，包括但不限于以下几个方面：1.先进材料的合成与制备：研究新型材料的合成方法，开发新的制备技术。
2.材料的物理与化学特性研究：研究材料的结构、物理性质、化学性质等。
3.材料的力学行为研究：研究材料的力学性能、力学行为以及变形机制。
4.材料的电子与光学性能研究：研究材料的电子结构、电导性能、光学特性等。
应力-应变曲线
应力-应变曲线MA 02139，剑桥麻省理工学院材料科学与工程系David Roylance2001年8月23日引言应力-应变曲线是描述材料力学性能的极其重要的图形。
所有学习材料力学的学生将经常接触这些曲线。
这些曲线也有某些细微的差别，特别对试验时会产生显著的几何变形的塑性材料。
在本模块中，将对表明应力-应变曲线特征的几个点作简略讨论，使读者对材料力学性能的某些方面有初步的总体了解。
本模块中不准备纵述“现代工程材料的应力-应变曲线”这一广阔的领域，相关内容可参阅参考文献中列出的博依（Boyer ）编的图集。
这里提到的几个专题——特别是屈服和断裂——将在随后的模块中更详尽地叙述。
“工程”应力-应变曲线在确定材料力学响应的各种试验中，最重要的恐怕就是拉伸试验1了。
进行拉伸试验时，杆状或线状试样的一端被加载装置夹紧，另一端的位移δ是可以控制的，参见图1。
传感器与试样相串联，能显示与位移对应的载荷)(δP 的电子读数。
若采用现代的伺服控制试验机，则允许选择载荷而不是位移为控制变量，此时位移)(P δ是作为载荷的函数而被监控的。
图1 拉伸试验在本模块中，应力和应变的工程测量值分别记作e σ和e ε，它们由测得的载荷和位移值，及试样的原始横截面面积和原始长度按下式确定0A 0L1 应力-应变试验及材料力学中几乎所有的试验方法都由制定标准的组织，特别是美国试验和材料学会(ASTM)作详尽的规定。
金属材料的拉伸试验由ASTM 试验E8规定；塑料的拉伸试验由ASTM D638规定；复合材料的拉伸试验由ASTM D3039规定。
当以应变e ε为自变量、应力e σ为函数绘制图形时，就得到如图2所示的工程应力-应变曲线。
图2 退火的多晶体铜在小应变区的工程应力-应变曲线（在许多塑性金属中，这一曲线具有典型性）在应力-应变曲线的初始部分（小应变阶段），作为合理的近似，许多材料都服从胡克定律。
于是应力与应变成正比，比例常数即弹性模量或杨氏模量，记作E :随着应变的增大，许多材料的应力与应变最终都偏离了线性的比例关系，该偏离点称为比例极限。
屈服和蠕变的基础——位错
屈服和蠕变的基础——位错MA02139，剑桥麻省理工学院材料科学与工程系David Roylance2001年3月22日引言唯象学的处理方法曾在屈服和塑性流动模块（模块20）中略述过，这些方法对工程预测是很有用的，但未对引起屈服的分子机理作深入的剖析。
了解分子机理才能具备更高层次的洞察力、并对优化材料的工艺调整作出指导。
如在“弹性的原子学基础”模块（模块2）中所讨论的，晶体材料中原子排列的高度有序性为解释刚度提供了很好的原子模型。
早期工作者自然也会寻求用原子学观点来研究屈服过程。
结果发现：这是一个比预期要深奥得多的问题，它需要假设一种晶体缺陷——“位错”，以解释观测到的实验结果。
，位错理论使我们对晶体材料的屈服机理获得有价值的直觉理解；该理论还能解释如何通过加入合金成分和热处理来控制屈服——这是上世纪材料科学的主要成就之一。
理论屈服强度图1 原子的能量函数和应力函数屈服时，各原子沿切向从一个平衡位置滑移到另一个平衡位置。
滑移所需要的力可从结合能函数求得，而结合能函数可用非调和曲线来表示，它是由模块2中所述的原子间的引力和斥力的共同作用而引起的。
使原子离开平衡位置所需的力是能量函数的导数，在平衡位置时此力为零（见图1）。
作为简化的假设，我们用一个调和函数的表达式来近似该力函数，并写成式中，a 为原子的间距。
在间距的四分之一处，应力达到最大值；在间距中点的亚稳定位置，应力降为零。
过中点之后，应力改变符号，即力将阻挠原子朝新平衡位置的运动。
以a x =γ为切应变，最大切应力max τ与切变模量G 的关系为上式表明：屈服时的切应力102max G G ≈=πτ，此值在10GPa 的量级。
而max τ的各测量值为10-100MPa ，因此理论值大了二到三个量级。
更精确的推导能得出略小的理论屈服应力值，但仍然比实验观察值大得多。
刃型位错、螺型位错和混合位错对于晶体材料，其屈服强度的实验值相对理论值明显偏低，对该现象的解释分别由泰勒（Taylor ）、普兰尼（Polyani ）和奥罗万（Orowan ）在1934年独立提出。
施密特因子
屈服和蠕变的基础——位错MA02139，剑桥麻省理工学院材料科学与工程系David Roylance2001年3月22日引言唯象学的处理方法曾在屈服和塑性流动模块（模块20）中略述过，这些方法对工程预测是很有用的，但未对引起屈服的分子机理作深入的剖析。
了解分子机理才能具备更高层次的洞察力、并对优化材料的工艺调整作出指导。
如在“弹性的原子学基础”模块（模块2）中所讨论的，晶体材料中原子排列的高度有序性为解释刚度提供了很好的原子模型。
早期工作者自然也会寻求用原子学观点来研究屈服过程。
结果发现：这是一个比预期要深奥得多的问题，它需要假设一种晶体缺陷——“位错”，以解释观测到的实验结果。
，位错理论使我们对晶体材料的屈服机理获得有价值的直觉理解；该理论还能解释如何通过加入合金成分和热处理来控制屈服——这是上世纪材料科学的主要成就之一。
理论屈服强度图1 原子的能量函数和应力函数屈服时，各原子沿切向从一个平衡位置滑移到另一个平衡位置。
滑移所需要的力可从结合能函数求得，而结合能函数可用非调和曲线来表示，它是由模块2中所述的原子间的引力和斥力的共同作用而引起的。
使原子离开平衡位置所需的力是能量函数的导数，在平衡位置时此力为零（见图1）。
作为简化的假设，我们用一个调和函数的表达式来近似该力函数，并写成式中，a 为原子的间距。
在间距的四分之一处，应力达到最大值；在间距中点的亚稳定位置，应力降为零。
过中点之后，应力改变符号，即力将阻挠原子朝新平衡位置的运动。
以a x =γ为切应变，最大切应力max τ与切变模量G 的关系为上式表明：屈服时的切应力102max G G ≈=πτ，此值在10GPa 的量级。
而max τ的各测量值为10-100MPa ，因此理论值大了二到三个量级。
更精确的推导能得出略小的理论屈服应力值，但仍然比实验观察值大得多。
刃型位错、螺型位错和混合位错对于晶体材料，其屈服强度的实验值相对理论值明显偏低，对该现象的解释分别由泰勒（Taylor ）、普兰尼（Polyani ）和奥罗万（Orowan ）在1934年独立提出。
材料学的历史简述
姓名：何莞晨学号：2014012075材料学的历史简述1.按材料划分的时代生活离不开材料，人类的一切生产活动所需的工具都建立在合适的材料的基础上。
同样，人类社会的发展历程，也是以材料为主要标志的。
材料的进步标志着人类科技的进步，生产能力的增强，以及生活质量的提升。
人类对材料的认识和利用能力，决定了社会的形态。
考古学家常把材料及其器具作为划分时代的标志，如石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代等等。
一百万年以前，祖先们便学会了用石头作为工具，进行狩猎和采集，进入了石器时代。
随着使用技术的提高，充满智慧的先人开始将天然的粗大石料进行加工、打磨，变成更便于操控的器材，如刀、棍、箭、碗等。
先进的工具使人们的生活水平有很大提升。
锋利的刀具可以高效地采摘，还能进行收割，为种植打下了基础；棍棒、弓箭不仅可以防御猛兽，还能狩猎一些以前无法捕获的大型动物；石制容器可以储水，避免了旱灾造成的损失。
随后的新石器时代中，祖先们又开始了陶器的使用，这种容易塑造、容易成形的材料，极大提高了储备物资的能力，使人们的生活水平更进一步。
整个石器时代持续了约三百万年的时间，直到人类发现了优秀的金属材料——铜。
早在四千多年前的新石器时代晚期，人类已开始加工和使用金属，最先进行加工使用的金属是铜。
人们在采集石料的时候偶然发现与石料性质完全不同的材料，它不像石料那样容易劈裂剥落，反而有优越的延展性，并有光泽，还具有足够的硬度。
人类便这样开始接触并使用铜。
考古学的证据表明1，早在公元前二十一世纪，我国就掌握了炼铜工艺，进入了青铜器时代。
相传禹统治时期便“以铜为兵”，“禹铸九鼎”2。
青铜器的出现，对提高社会生产力起了划时代的作用。
青铜器由于其优秀的强度和铸造性，被广泛的应用于食器、乐器、兵器、工具、货币、铜镜等各领域的制造。
青铜器时代持续了数千年之久。
随着金属冶炼技术的提高，比青铜器更加优秀的铁器，逐渐被人类所使用。
铁比铜合金硬度更大，能用来制作更加锋利的器材。
浅议材料科学与工程专业的历史沿革及发展展望
第47卷第9期2019年5月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.47No.9May.2019浅议材料科学与工程专业的历史沿革及发展展望*刘文娟,宋 飞,王琳艳,彭美勋,张 欣,刘清泉(湖南科技大学材料科学与工程学院,化工与材料国家级实验教学示范中心,湖南 湘潭 411201)摘 要:材料科学与工程专业是随当今社会经济与科技发展而诞生的一门工科专业,它的形成历经冶金㊁机械㊁化工㊁物理等多个学科的分化㊁演变㊁整合和重组过程,最终形成了兼具理论研究与工程应用价值的专业㊂随着材料学科与产业发展的繁荣和外部环境的不断发展变化,材料科学与工程专业不断面临着转变和发展契机㊂本文主要总结了材料科学与工程发展历史㊁发展现状和发展趋势㊂关键词:材料科学与工程;专业历史;专业现状;发展展望 中图分类号:G64 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2019)09-0210-02*基金项目: 化工与材料”国家级实验教学示范中心(教高厅函2016[7])㊂第一作者:刘文娟(1988-),女,讲师,主要从无机非金属材料的教学与研究㊂An Overview on History and Development Prospect ofMaterials Science and Engineering *LIU Wen -juan ,SONG Fei ,WANG Lin -yan ,PENG Mei -xun ,ZHANG Xin ,LIU Qing -quan(School of Materials Science and Engineering,National Demonstration Center for Chemical Engineering and Materials Education,Hunan University of Science and Technology,Hunan Xiangtan 411201,China)Abstract :The major of Materials Science and Engineering is the product of social economic and technological development,which contains significant value both in theoretical research and engineering application.Its formation is based on differentiation,evolution,integration and recombination of several disciplines including Metallurgy,Mechanical Engineering,Chemical Engineering and Physics.Challenges and opportunities coexist for this major in the contemporary changeable environment.The history,current status and future prospect of materials science and engineering were discussed.Key words :Materials Science and Engineering;history;current status;prospect材料科学与工程专业是教育部颁布的普通高等学校本科专业目录(2012年)专业之一㊂随着经济社会对材料的需求与日俱增和新材料领域科技发展的繁荣,我国大多数理工㊁综合类大学先后开设了材料科学与工程专业㊂据报道,已有超过200所高等院校明确设置了材料科学与工程本科专业,体现了其重要的学科和专业价值[1]㊂材料科学与工程专业并不是短时间内横空而降的新兴专业,实际上在国内外历史较长的大学中,其前身课追溯至19世纪,历经一系列发展㊁演变和重组,最终形成了现今日趋成熟的专业㊂了解材料科学与工程专业的发展历程,发展现状和发展趋势,能够帮助该专业的师生理顺课程关系,认识专业所设置课程的渊源,也可供高等院校在制定本科专业培养方案过程中把握核心课程体系,并在了解学科发展趋势的基础上提前布局,适应社会和高等教育的发展需求㊂1 材料科学与工程专业形成材料科学与工程专业是一个典型的自然科学与工程学交叉融合的本科专业㊂它的形成㊁发展和在世界高等教育中的普及与当今社会需求㊁高新技术发展密切相关㊂由于国内外社会发展和历史进程的差异,该专业发展水平和特点彼此不同,下面将分别介绍材料科学与工程专业在国外和国内的形成过程㊂1.1 材料科学与工程专业在国外的形成材料科学与工程专业诞生于20世纪70年代的美国㊂1957年,前苏联人造卫星发射成功,美国深感恐慌并试图极力赶超,在总结不足的基础上提出落后的领域主要在于先进材料,随后大力发展材料基础研究,改变先进材料发展水平的滞后的现状㊂这一举措促进了自然科学向材料工程应用领域的渗透,特别是利用固体物理理论解释材料微观结构和宏观性质方面取得了很大成功㊂基于材料作为独立研究对象的理论研究,在60年代形成了材料科学的概念[2]㊂随后,材料科学研究的深度和广度不断拓展,自然科学与材料工程交叉融合程度不断增加,材料科学内涵不断丰富,便最终形成了材料科学与工程这一兼具自然科学与应用科学属性的学科㊂材料科学与工程作为一门独立的学科逐渐获得认可,欧洲和澳洲等世界发达地区也相继成立相关系部[3]㊂材料领域通常按照材料类别将材料分为金属材料,无机非金属材料,高分子材料,以及复合材料㊂材料科学与工程专业这些分支方向正是在上述自然科学与材料工程融合过程中,不同学科发展演变的结果,主要涉及的学科包括冶金㊁机械,化工和物理㊂以美国工科院校的代表 麻省理工学院 为例,材料科学与工程的前身是1865年成立之初的地质与采矿学科,后来学科经过发展逐渐衍生出冶金专业,之后从冶金中第47卷第9期刘文娟,等:浅议材料科学与工程专业的历史沿革及发展展望211 分化出金属材料专业,随着化工学科中陶瓷材料和高分子材料的并入,最终形成材料科学与工程专业[4-5]㊂1.2 材料科学与工程专业在国内的形成我国材料科学与工程专业与国外相比,既有不同也有相似之处㊂材料学科在国内的起步一般是1950年以后,国内各重点理工科大学在不同学科门类中都设有材料相关的系部㊂通过调研国内若干知名大学门户网站可以发现,材料学科的起步在50年代前后㊂例如,上海交通大学材料学科始于1952年成立的金属热处理专业和1955年成立的焊接专业;天津大学材料学科始于1952年成立的硅酸盐工学专业㊁1952年成立的金属热处理设备及车间专业和1958年成立的塑料工学专业㊂这个时期我国高等教育的办学模式是仿照前苏联,专业划分细致,学生知识面较狭窄,培养的毕业生服从国家统一分配,可立即赴相应岗位任职㊂改革开放后,材料科学与工程学科迎来了新的发展时期,随着国家对人才培养理念和思路的转变,各大高校纷纷将分散在不同系部的材料学科资源加以抽提和整合建立了材料科学与工程系,并在材料科学与工程大学科趋势下,打破传统按照材料类别进行培养的模式施行大材料教育㊂随着我国经济社会发展和科技教育水平的逐年提高,材料科学与工程专业的培养模式越来越和世界先进水平接轨㊂2 材料科学与工程专业的发展现状目前,材料科学与工程专业在高等院校中的重要性凸现,国内外很多学校设有专门以材料科学与工程命名的学院,体现了教育与科研领域对材料作为一门独立学科的认同和重视㊂从学科发展角度来看,材料科学与工程目前已经形成了一门统一的学科,打破了将材料划分为金属-非金属㊁有机-无机孤立领域的传统观念,形成了用统一的方法研究材料各个领域的局面㊂材料的组成与结构㊁制备与加工㊁性能和使用效能构成材料科学基本内涵,并构成了材料研究及本科教学的基本内容㊂从人才培养角度来看,国外特别是欧美国家更侧重于材料科学与工程大学科的本科教学,不再按照材料类别将专业划分为不同的材料分支,一般设置有材料科学,材料工程等专业,而国内材料科学与工程专业则在20世纪80年代形成后,经过近四十年的发展,在培养目标㊁培养方案和课程体系设置等教学的各个方面逐渐走向成熟和完善㊂材料科学与工程专业为社会培养了一大批服务于材料制备㊁加工㊁生产,材料应用,材料研发与管理的高素质人才,为国家经济和科技建设作出了重要贡献㊂材料科学与工程专业本科人才培养的核心是围绕材料组成与结构㊁表征㊁制备和性能等方面展开,并据此开设了‘材料科学基础“㊁‘材料分析测试方法“㊁‘材料物理性能“‘材料科学基础“㊁‘材料工艺学“等专业主干课程㊂从学生毕业后的去向来看,本专业培养的学生既有从事传统材料产业相关工作,如炼钢㊁汽车㊁水泥㊁玻璃㊁陶瓷㊁化工等行业,也有在新材料产业从事技术㊁管理相关工作,此外还有相当比例的学生选择继续深造,从事材料学科科研工作㊂专业的培养目标也相应地从过去服务于特定岗位的狭窄培养模式转变为重视学生专业基础知识,适应不断发展变化形势的宽口径人才培养,注重学生工程实践和创新能力,组织管理能力等㊂材料科学与工程专业人才培养过程中,传统材料的教学比例有所下降,越来越多的高校开设了诸如‘新能源材料“㊁‘生物材料“㊁‘计算材料学“等新材料课程,体现了对于材料前沿领域发展趋势的重视㊂3 材料科学与工程专业的前景展望新材料作为我国 十三五”国家战略新兴产业之一,以需求作为牵引,材料领域的基础和应用研究成果不断更新,新概念㊁新理论和新产品不断涌现,科研向生产和教学领域的转化能力增强,这将极大促进材料科学与工程专业教学和人才培养水平的提高㊂专业的理论基础来源于相关学科的基础研究,而专业的目标则是服务于相关产业,因此,未来材料科学与工程专业的人才培养工作应注重研究-教学-产业之间的衔接,一方面及时汲取材料学科前沿科技成果,另一方面重视能够将科研成果转化为产业应用的人才培养㊂此外,材料科学与工程专业可能在以下几个方面获得较大发展:(1)更加注重培养学生开发新材料㊁微观层次设计特定性能材料的能力;(2)培养学生利用模拟与计算工具对复杂工程和实践问题进行预测与模拟,运用现代信息技术高效获取信息的能力;(3)培养从事材料技术转化领域专门技术与管理人才;(4)随着新材料研究及产业化成功,新材料知识教学比重将逐渐提升㊂4 结 语材料科学与工程专业的形成经历了一系列不同学科的发展㊁分化㊁重组和整合,其正式成为一门独立学科有近四十年的历史㊂目前,国内外该专业日渐成长,内涵和所涉及领域不断丰富和拓展,逐渐趋于成熟㊂随着世界各国对新材料科研与应用的重视,材料科学与工程专业将迎来良好的发展契机㊂同时,把握学科和专业领域的发展前沿与动态,适时作出契合发展变化的人才培养政策关乎人才培养的质量,是作为材料科学与工程专业教学与科研工作者应加以重视的地方㊂参考文献[1] 杜学丽,刘德宝.材料科学与工程专业本科培养模式探索[J].模具工业,2015,41(9):70-73.[2] 张钧林.材料科学与工程的学科发展现状及人才培养[J].甘肃科技,2008,24(15):165-168.[3] 张华,刘亚云.中外大学材料科学与工程专业课程体系的比较[J].理工高教研究,2006,25(4):52-54.[4] MIT.History[EB /OL].https:// /about /history,2018,11,20.[5] 钟世云.本硕博一体化培养的课程设置分析 以麻省理工学院材料科学与工程系为例[J].中国教学大学,2018(6):90-96.(上接第185页)参考文献[1] 秦润华,郝凌云,叶原丰.材料类专业物理化学教学改革探索[J].教育教学论坛,2018,42(10):115-116.[2] 罗俊,刘宝姝,张欣荣,等.理化学教学改革初探[J].科教文汇,2018,437(10B):50-52.[3] 张峰榛,刘兴勇,汤秀华,等.基于成果导向的‘化学反应工程“教学改革[J].广州化工,2018,46(19):139-140,151.[4] 梁敏,陈伟,冯悦兵,等.工科物理化学课程专业特色化教学与评价体系的研究[J].高师理科学刊,2018,38(10):92-94.[5] 叶旭,李娴,张亚萍,等.物理化学教学方法和考核体系的改革与实践[J].广州化工,2018,46(17):121-123,147.。
中美高校材料科学与工程课程体系比较初探——以MIT和上海交通大学为例
的培养计 划 、高 素 质 的师资 队伍 和 出类 拔萃 的学
生 ，被誉 为 全 世 界 材 料 领 域 的 领 头 羊 … 。上 海
交通大 学 （ 以下 简 称 Ｓｒ Ｊ１ 是 我 国 “ 五 ” Ｉ Ｕ） 七 、
专 业 的本 科课 程 体 系 ，对 国内高校 材 料专业 乃 至 其他 理工 类专 业 的教 育教 学 改革 和课 程体 系建 设 具有 一定 的启 示 和借 鉴作 用 。
ｔ ｅ ｅ ｔ ｎ ｖ ｒ ｉｉｓ ｃ ｎ ｓ ｅ ｉ ｈ ｎ ｔ ｅ ｅ ｕ ａｉ ｎ ａ ｄ ｔ ａ ｈ ｎ ｅｏ ｍ ｓａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｎｓｒ ｃｉ ｎ ｏ ｏ ｒｅ ｓ ｓ ｈ ｓ ｗｏ ｕ ｉ ｅ ｓｔｅ ａ ｈ ｄ ｌｇ ｔｏ ｈ ｄ ｃ ｔ ｎ ｅ ｃ ｉ ｇ ｒ ｆ ｒ ｎ ｈ ｏ ｔｕ ｔ ｆｃ ｕ ｓ ｙ — ｏ ｏ
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２１年第５ （ 第９ 期） ０ ０ 期 总 ３
算 机类 和体 育类六 个模 块 ，专业课 程包 括学科 基 础 和学科 方 向两部 分 ，实践 教学课 程则包 括毕业
ＭＳ Ｅ专 业 的课 程 体 系包括 公 共课 程 、 专业课 程 和 实践教 学课 程 。研 究两校 ＭＳ Ｅ专 业的 本科课 程 体 系，
对 国 内 ＭＳ Ｅ专业 乃 至其他 理 工类 专 业的教 育教 学 改革 和课程 体 系建 设具 有 一定 的启 示和 借鉴 作 用 。 关键 词 ＭＩ Ｔ；材料 科 学 ；ＭＳ Ｅ；课 程 体 系
材料类最好的专业
材料类最好的专业“材料科学与工程”专业是一个涉及材料的研究、制备、加工和应用等多个方面的交叉学科，在工业和科技领域拥有广泛的应用。
它集合了物理、化学、数学、工程等多个学科的知识和技能，是一个非常科学、技术和实用性都很强的专业。
材料科学与工程的学习，首先要掌握的是材料的基本性质和特性，例如材料的力学、物理、化学、热学等性质。
学生会学习相应的知识和技术，掌握常见材料的分类、结构、特性及相互作用的规律。
在此基础上，学生还将学习材料设计、制备和加工等方面的知识，掌握现代化材料制备和加工的最新技术。
同时，材料科学与工程的专业还需要学生具备独立思考、创新能力和团队合作的能力。
因为在材料的研究和设计过程中，往往需要解决各种问题，进行实验和测试，讲解结果，进行报告，还要进行团组或个人项目管理，因此，需要具备强烈的责任心、沟通能力和解决问题的能力。
入著名的材料科学与工程学校，如麻省理工学院、加州理工学院等，门槛比较高，除了各种高端的理工科能力以外，还需在附属的学术研究中有过一定的成绩或经历，还需要有领导和管理经验，各个方面都能够有较高颜值和高度的逆运动，甚至需要有优秀的专业志向和学术追求！不过，在国内，材料科学与工程专业的门槛相对比较低，但大学对于材料科学与工程专业学生的考验也是相当大的，因为大学需要学生具备较强的学习能力和知识储备，并且需要学生在实际应用过程中进行各种自主创新和实践。
倘若对于材料科学与工程本身的兴趣不够，学生往往会被复杂难度的材料课程所淹没，甚至失去学习的兴趣。
但出自众多巨匠的印证，材料科学与工程专业是一个非常好的专业，是一个值得学习和探索的专业，未来也一直都有非常广阔的发展前景。
因此，如果你喜欢材料方面的科学，对于不断探索各类新型材料和解决实际问题充满激情，那么你可以选择一所知名的大学学习，并选择材料科学与工程专业，让自己掌握一项非常实用和充满前景的技能。
材料类排名
材料类排名材料类排名是根据学科的教育质量和科研水平来评估的，在全球范围内的大学中，有一些学校在材料类排名中表现出色。
下面是全球材料类排名前十的学校：1. 麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology，简称MIT）：MIT在科研方面有着卓越的表现，其材料科学与工程学院是全球最顶尖的材料学院之一，培养出了众多杰出的科学家和工程师。
2. 斯坦福大学（Stanford University）：斯坦福大学的材料科学与工程学研究领域非常活跃，其在研究和教育方面都取得了卓越的成就。
3. 剑桥大学（University of Cambridge）：剑桥大学是世界著名的高等教育机构，其材料科学领域享有很高的声誉，其研究团队在材料科学领域有着重要的突破性发现。
4. 加州大学伯克利分校（University of California, Berkeley）：加州大学伯克利分校是美国顶级公立大学之一，其材料科学与工程学院是全美著名的材料科学院系。
5. 牛津大学（University of Oxford）：牛津大学的材料科学研究在全球范围内都享有很高的声誉，其在材料科学领域的研究成果广受赞誉。
6. 哈佛大学（Harvard University）：哈佛大学是全球著名的私立大学，在材料科学领域的研究也非常出色，其科研成果对该学科的发展有着重要的影响力。
7. 伦敦帝国学院（Imperial College London）：伦敦帝国学院是一所杰出的科技类大学，其材料科学与工程学研究方向在全球处于领先地位。
8. 加州理工学院（California Institute of Technology，简称Caltech）：加州理工学院在科研方面表现出色，其材料科学与工程学研究团队在该领域有着重大的贡献。
9. 帝国理工学院（Imperial College）：帝国理工学院的材料科学研究拥有很高的学术声誉，该学院的研究成果对于材料科学的进展起到了重要的推动作用。
材料类专业排名
材料类专业排名材料类专业是近年来备受关注的热门专业之一，其涉及的领域广泛，包括材料科学、材料工程、材料物理等多个方面。
随着科技的发展和工业的进步，对材料的需求也越来越大，因此选择一所高质量的材料类专业学府对于学生来说至关重要。
那么，究竟哪些学校的材料类专业排名较高呢？接下来将为大家详细介绍一些国内外知名的材料类专业排名。
国内排名：1. 中国科学技术大学。
中国科学技术大学的材料类专业一直名列前茅，该校拥有一支高水平的教学团队和优秀的科研条件，为学生提供了良好的学习环境。
学校的材料科学与工程专业在国内排名一直处于领先地位，培养了大批优秀的材料科学与工程人才。
2. 清华大学。
清华大学作为国内一流的高校，其材料类专业也备受青睐。
学校拥有雄厚的师资力量和先进的实验设备，为学生提供了良好的学习条件。
清华大学的材料科学与工程专业在国内名列前茅，深受学生和企业的青睐。
国外排名：1. 麻省理工学院。
作为世界顶尖的理工学院之一，麻省理工学院的材料类专业一直处于国际领先地位。
学校拥有一流的师资力量和科研条件，为学生提供了世界一流的学习环境。
麻省理工学院的材料科学与工程专业在国际上享有很高的声誉，毕业生就业率高。
2. 斯坦福大学。
斯坦福大学作为美国一流的高校，其材料类专业也备受认可。
学校拥有丰富的教学资源和优秀的科研条件，为学生提供了世界一流的学习平台。
斯坦福大学的材料科学与工程专业在国际上排名靠前，毕业生就业前景广阔。
综上所述，无论是国内还是国外，材料类专业的排名都与学校的师资力量、科研条件、就业率等因素息息相关。
选择一所排名较高的学校学习材料类专业，不仅能够获得优质的教育资源，还能够提高就业竞争力，为将来的发展打下良好的基础。
希望以上介绍能够对有意选择材料类专业的同学有所帮助。
5 桁架
桁架MA 02139，剑桥麻省理工学院材料科学与工程系David Roylance2000年6月8日引言桁架是由一些细长杆件彼此在两端连接而组成的结构。
桁架广泛应用于诸如铁塔（见图1）、桥梁、脚手架等现代建筑中。
作为一种有用的结构，桁架在工程实际中占有重要地位；此外，由于桁架杆件尺寸简单，有助于我们进一步扩展在单轴响应模块中引入的力学概念。
在本模块中，将通过桁架引入静力学的一些重要概念和数值分析方法，这些概念和方法在后面的模块中将进一步推广，以处理更一般的问题。
图1 夏威夷瓦湖岛上，由桁架铁塔支承的美国国家航空和航天管理局的风力涡轮发电机例1桁架常用来增加结构的强度，许多人都熟悉用于桥梁的通常非常精巧的交叉支撑系统。
桁架撑杆增强吊桥塔、使其不致失稳的作用是不易被忽视的；但在大部分这类桥梁上，垂直的桁架缀板对桥面抗弯曲和扭转变形能力的增强作用，却不是每个人都会注意到的。
1940年11月7日，华盛顿塔科马的照相机商店的巴尼·埃利欧特（Barney Elliott）拍摄了一部影片，许多读者或许看到过这部很著名的影片：那天狂风的速度高达42英里/小时，致使塔科马纽约湾海峡吊桥1连续不断地出现蔚为壮观的波浪状起伏，最终导致该桥的坍塌。
1 塔科马纽约湾海峡吊桥的坍塌过程已制成交互式教育用光盘，由Wiley教育软件公司出版，书号：ISBN 0-471-87320-9。
建造这座桥时，只用了较短的工字梁而不是桁架缀板来增加桥面刚度——据说是为了美观，那时的桥梁设计越来越热衷于单薄而外表优美的结构。
甚至在建造过程中，这座桥就因为容易在风中出现令人担忧的摇摆而闻名，也因此在当地被昵称为“飞驰的格蒂（Galloping Gertie ）”。
在1950年重建吊桥时用了桁架加强肋，新桥不再受振动的影响，因为正是振动导致原桥的坍塌。
此例不仅很好地说明了桁架的重要应用价值，可能更多地还是体现了工程中谨慎和谦虚的价值。
材料科学与工程专业排名
材料科学与工程专业排名材料科学与工程专业是一门涵盖物理、化学、工程学等多个学科的综合性学科，在现代产业中具有广泛的应用领域。
目前，全球范围内有许多著名的高校和综合性研究机构都开设了材料科学与工程专业，并在该领域取得了卓越的成就。
以下是部分全球范围内材料科学与工程专业的排名情况：1. 麻省理工学院（MIT）麻省理工学院被誉为全球顶尖的科技学府之一，其材料科学与工程专业在全球范围内具有很高的影响力。
该专业在材料科学、纳米技术、先进材料制造等方面取得了突破性的研究成果。
2. 斯坦福大学（Stanford University）斯坦福大学的材料科学与工程专业以其卓越的教学和研究水平而闻名。
该专业在先进材料、材料制备、能源材料等领域具有很高的研究声誉，成果在产学研领域产生广泛影响。
3. 加州理工学院（California Institute of Technology）加州理工学院的材料科学与工程专业在传统材料和纳米材料方面享有很高的声誉。
学院注重培养学生的实验技能和科研能力，其教学和研究成果在科研和产业界具有很高的认可度。
4. 剑桥大学（University of Cambridge）剑桥大学也是世界级材料科学与工程专业的代表之一。
该专业在材料结构与性能、先进材料合成等方面的研究成果具有很高的影响力，培养了众多优秀的科研人才。
5. 牛津大学（University of Oxford）牛津大学的材料科学与工程专业凭借其研究水平和科研成果在全球范围内具有很高的声誉。
专业的教学和科研方向主要包括先进材料制备与应用、能源材料与器件等领域。
除了以上几所学校，美国、英国、德国、日本等国的其他一些知名大学也在材料科学与工程领域有着很高的研究水平和学科声誉。
需要指出的是，材料科学与工程专业排名仅代表了部分高等教育机构在该领域的研究和教学水平，并不能完全反映各个学校在其他领域的整体实力。
所以，选择适合自己的学校和专业应该综合考虑多个因素，如学科设置、师资力量、科研条件等。
材料科学与工程专业排名
材料科学与工程专业排名材料科学与工程专业是一个涉及多个学科领域的综合性专业，其排名直接关系到学生选择学校和未来就业发展的方向。
在选择专业时，了解相关专业的排名是非常重要的，因此本文将对材料科学与工程专业的排名进行介绍和分析。
首先，我们来看一下国内材料科学与工程专业的排名情况。
根据中国大学排名网发布的最新数据，清华大学、北京大学、上海交通大学等985、211高校的材料科学与工程专业一直处于国内领先地位。
这些学校在师资力量、科研实力、实验条件等方面都具有较大优势，因此在国内材料科学与工程专业排名中名列前茅。
其次，我们来了解一下国际上材料科学与工程专业的排名情况。
根据QS世界大学排名，麻省理工学院、斯坦福大学、加州理工学院等国际知名学府的材料科学与工程专业一直位于世界前列。
这些学校在材料科学领域的研究与应用方面具有举足轻重的地位，其学术影响力和科研实力备受国际认可。
除了综合性排名外，我们还需要关注不同学校在材料科学与工程专业的细分排名。
例如，某些学校在金属材料、高分子材料、纳米材料等特定领域具有较强的实力，因此在这些领域的排名可能会更具参考意义。
在选择学校时，学生可以根据自己的兴趣和职业规划，结合学校在特定领域的排名情况进行综合考量。
此外，学生在选择材料科学与工程专业时，还需要考虑学校的就业情况和行业声誉。
一些学校与知名企业有着深入的合作关系，学生在校期间就有机会接触到真实的工程项目，这对于未来的就业和职业发展具有重要意义。
因此，学校的行业声誉和毕业生就业情况也是选择专业时需要考虑的因素之一。
综上所述，材料科学与工程专业的排名对学生选择学校和未来发展具有重要意义。
在选择专业时，学生需要全面了解不同学校的排名情况，并结合自身兴趣和职业规划进行综合考量。
希望本文能够对学生选择材料科学与工程专业时有所帮助。
材料科学与工程专业评估排名
材料科学与工程专业评估排名
材料科学与工程专业评估排名是将全球范围内的材料科学与工程专业进行评估，并根据一定的标准和指标对其进行排序。
这一评估主要基于学科的学术水平、科研能力、师资力量、学科声誉等因素进行综合考量。
目前，全球范围内材料科学与工程专业的评估排名中，美国的一些顶尖大学在该领域具有较高的声誉和实力。
其中，麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学伯克利分校等被认为是全球材料科学与工程研究的领导者之一。
这些大学在材料科学与工程领域拥有世界级的研究团队，致力于推动科学前沿的研究。
除了美国，其他国家也有一些在材料科学与工程领域具有较高影响力的大学。
例如，英国的剑桥大学、牛津大学，德国的弗赖堡大学等在该领域也享有很高的声誉。
这些大学在材料科学与工程研究方面拥有卓越的投入和研究成果。
此外，根据不同评估机构的排名，还有一些其他国家的大学在材料科学与工程专业中具有较高的评估得分。
例如，日本的东京大学、瑞士的苏黎世联邦理工学院、新加坡国立大学等也被广泛认可为在该领域具有高水平的研究机构。
综上所述，全球范围内材料科学与工程专业的评估排名中，美国、英国、德国、日本、瑞士、新加坡等国家的一些顶尖大学在该领域具有较高的评估得分和声誉。
这些大学通过持续的投入和研究成果在材料科学与工程领域取得了卓越的成就，并对全球材料科学与工程的发展做出了重要贡献。
麻省理工学院的材料科学与工程专业介绍
麻省理工学院的材料科学与工程专业介绍材料科学与工程简称MSE，工程学科关注于通过构建工具和形成解决方案来解决人类问题。
材料科学与工程(MSE)通过研究、理解、设计和生产这些工具以及创造满足人类需求的新材料。
MSE将求知欲和科学发现的力量与工程学科的实际影响结合起来。
通过整合从物理和生物到冶金和陶瓷的各种学术和工程专业的方法，MSE通过以材料为中心的方法解决复杂的问题。
这个跨学科的领域涵盖了几乎所有形式的物质——从纳米材料的原子结构到生物物质的定向生长，再到热处理钢材的锻造。
MSE研究领域：MSE的毕业生去向：MSE包括广泛的科学领域和专业，该学科的毕业生有相应的广泛的机会。
MSE的专业人士在私人和公共领域建立了充满活力的未来——在跨国公司担任工程师和研究人员，在著名学术机构担任教授，在创新创业公司担任企业家，或为政府组织担任政策顾问。
由于他们对材料的广泛影响和影响的深入理解，MSE专业人员在多阶段职业中处于非常有利的地位。
对这些人中的许多人来说，从教育到职业的转变开始了一段对世界产生积极影响的旅程，而不是追求狭隘定义的职位或工作环境。
此外，由于MSE聚焦于基本的自然现象，材料科学家和工程师创造的发现——以及他们拥有的技能——从未过时。
下面是MIT的部分网届毕业生的去向：Tiax - 助理技师•Universal Display Company - 研究科学家•Verisk Health - 业务分析师•Viavi Solutions - 科学家•Xtalic Corporation - 项目经理•24M技术- 科学家•Bay Labs，Inc。
- 工程师•Bodycote热加工- 质量工程师•陶氏化学公司- 高级化学家•EnPro Industries - 工程师•埃克森美孚- 腐蚀工程师•Funkitron - 关卡设计师•英特尔- 产品质量工程师•斯伦贝谢- 研究技术员•Stryker骨科- 材料研究工程师•贝恩和公司- 助理顾问•Citadel LLC - 投资专业人士•克林顿健康准入倡议(CHAI) - 国际发展•Foley Hoag LLP - 专利代理人•L.E.K.咨询•麦肯锡公司- 技术顾问•摩根士丹利有限责任公司- 股权研究•波士顿咨询集团- 管理顾问•美国海军- 海军飞行官•美国参议院- 科学技术研究员•麻省理工学院- 生物工程系•麻省理工学院- 材料科学与工程系•麻省理工学院- 工程系统部•麻省理工学院- 机械工程•西北大学- 材料科学与工程•加州大学伯克利分校- 化学工程系•布朗大学- 工程学院•哈佛商学院•哈佛肯尼迪政府学院•劳伦斯伯克利国家实验室- 博士后•麻省理工学院材料科学与工程系- 博士后•西北大学- 生物医学工程博士后•新加坡- 麻省理工学院研究与技术联盟- 博士后听听MIT校友的心声：Leslie RikleenS·B·2010年，S.M。
材料类专业大学排名
材料类专业大学排名在如今科技爆炸性发展的时代，材料科学与工程作为一门重要的学科，在工业、科研和经济发展中起着至关重要的作用。
因此，选择一所优秀的材料类专业大学对于学生的职业发展至关重要。
本文将介绍一些全球最受认可和排名靠前的材料类专业大学。
1. 麻省理工学院（MIT）作为世界顶尖的科技学府之一，麻省理工学院在材料科学与工程领域长期处于领先地位。
该学院的材料类专业综合排名一直在全球范围内名列前茅，其优秀的师资力量和研究设施令人瞩目。
学生在MIT可以学习到最前沿的材料科学知识，并有机会参与国际一流的材料研究项目。
2. 康奈尔大学康奈尔大学在材料科学与工程领域也享有盛誉。
该校的工程学院设有专门的材料科学与工程学院，为学生提供了广泛而深入的材料学习和研究机会。
康奈尔大学拥有一流的研究设施和资源，与全球领先的材料科学研究机构保持密切合作。
学生毕业后，他们在学术界和工业界都有广阔的职业发展空间。
3. 加州理工学院（Caltech）加州理工学院被公认为是世界上最顶尖的科技学府之一，其在材料科学与工程领域的地位不容置疑。
该校的材料科学与工程学院培养了大批顶尖的材料科学家和工程师。
学生在Caltech可以接触到世界领先的材料科学研究成果，并进行前沿的科研工作。
该校的毕业生在科研领域和工业界都有着杰出的表现。
4. 剑桥大学作为英国最古老、最顶尖的学府之一，剑桥大学在材料科学与工程领域享有盛誉。
该校的材料科学与冶金学院拥有卓越的师资力量和世界一流的研究设施。
学生在剑桥大学学习材料科学，不仅可以接触到高质量的教育资源，还可以参与到领先的科学研究中。
该校的学位被国际社会广泛认可，并具有较高的就业竞争力。
5. 南洋理工大学（Nanyang Technological University, NTU）作为亚洲最佳的大学之一，南洋理工大学的材料科学与工程专业在全球范围内享有盛誉。
该校拥有一流的研究实验室和设施，致力于培养具备全面材料科学知识和技能的人才。
断裂力学引论
断裂力学引论MA02139，剑桥麻省理工学院材料科学与工程系David Roylance2001年6月14日引言1983年，美国国家标准局（现国家科学和技术研究院）和巴特来（Battelle）编年史协会1估计：1982年由断裂引发的事故造成的损失竟高达1190亿美元。
经济损失固然惨重，而在许多事故中，为丧生和人身伤害付出的代价更是难以估量。
引起结构失效的原因很多，包括载荷和环境的不确定性；材料本身的缺陷；设计不当；以及施工马虎、缺乏维护等。
抗断裂设计有其自己的一套技术，是目前极为活跃的研究领域。
本模块将介绍这一领域的重要方面，因为若缺乏断裂方面的知识，则前面所述的应力分析方法几乎没什么用处。
我们的重点是单向拉伸时因应力过大而引起的断裂，但要再一次告诫设计师：务需尽可能多地考虑可能引起失效的各种因素，尤其是在可能会危及生命的场合。
“屈服和蠕变的基础——位错”这一模块（模块21）中曾指出：如何通过控制微观结构以抑制位错运动，从而使结构材料（特别是钢）的强度增加、达到一个很高的水平。
不幸的是，这也使材料变得越来越脆，以至于在几乎毫无预兆的情况下，裂纹能够形成并灾难性地扩展。
一系列不幸的工程事故都与这一现象直接相关，因此，涉及结构设计的工程师们必须清楚地了解目前应用的各种防止脆性断裂的加工工艺。
高强度材料抗断裂设计的主要困难是：裂纹的存在使局部应力有很大的变化，以至于设计师们仔细的弹性应力分析也难以胜任。
当裂纹达到某个临界长度时，即使总应力仍远远低于使拉伸试样正常屈服或破坏的应力，裂纹也会在结构中灾难性地扩展。
术语“断裂力学”指的是固体力学的一个重要分支，该学科要在假定裂纹存在的条件下，寻求裂纹长度、材料抗裂纹增长的固有阻力、以及能使裂纹高速扩展从而导致结构失效的应力之间的定量关系。
能量平衡法当格里菲斯(A.A.Griffith)在1920年前开始对玻璃的断裂作开拓性的研究时，便注意到英格里斯(Inglis)为计算椭圆孔周围的应力集中所做的工作2，很自然地想到如何由此研究出一种预测断裂强度的基本方法。
材料学专业排名
材料学专业排名材料学是一门研究材料的结构、性能、制备和应用的学科，是现代工程技术和科学的基础学科之一。
随着科技的发展和工业的进步，材料学专业的重要性日益凸显。
那么，究竟哪些大学的材料学专业排名较高呢？接下来，我们就来一探究竟。
首先，美国麻省理工学院（MIT）的材料学专业一直被公认为世界一流。
该校的材料学专业在材料科学和工程领域享有盛誉，其教学和科研水平一直处于国际领先地位。
其次，斯坦福大学的材料学专业也备受推崇。
该校的材料学专业在材料科学、工程和应用方面都有着深厚的积淀，培养了大批的材料科学家和工程师。
此外，加州理工学院（Caltech）的材料学专业也是世界著名的专业之一，该校在材料科学和工程方面的研究一直走在国际前沿。
在欧洲地区，瑞士联邦理工学院（ETH Zurich）的材料学专业名列前茅。
该校的材料学专业在材料科学、工程和研究方面都有着卓越的表现，是世界顶尖的材料学研究机构之一。
德国的马克斯·普朗克学会也有着世界一流的材料学研究，其在材料科学和工程方面的成就备受瞩目。
此外，英国的剑桥大学和牛津大学的材料学专业也是世界知名的专业之一，两所学校在材料科学和工程领域的研究一直处于国际领先地位。
在亚洲地区，日本的东京大学和京都大学的材料学专业备受推崇。
两所学校在材料科学、工程和研究方面都有着深厚的积淀，培养了大批的材料科学家和工程师。
此外，中国的清华大学和北京大学的材料学专业也在国际上享有盛誉，两所学校在材料科学和工程领域的研究一直处于国际领先地位。
总的来说，世界各地都有着许多优秀的材料学专业，这些学校在材料科学和工程领域的研究和教学方面都有着卓越的表现，为培养材料科学家和工程师做出了巨大贡献。
希望有志于从事材料学研究和工程的同学们，能够在选择学校和专业时，根据自身的兴趣和实际情况，做出明智的选择，为自己的未来铺就一条光明的道路。
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(SFE) + Gb2 1 = Gb2 1 2π d 2π (1 −ν ) d
得到答案:
d
=
Gb 2 2π (SFE)
⎜⎛ ⎝
1
1 −ν
− 1⎟⎞ ⎠
对于全位错, b = 1 < 110 > ,但对部分位错, b = 1 < 112 >= a ,这里 a 是晶格
2
6
6
参数。现在我们有:
Ga a
d
=
66 2π (SFE)
平行螺位错之间的吸引力为: F = Gb2
2πd
位错的刃型分量之间的排斥力为:
F
=
Gb 2 2π (1 −ν )
x(x2 − y2 ) (x2 + y2)2
因为位错在相同的滑移面,y=0,x=d. 形成能量不优先的层错带(fcc 晶体不易 具有 hcp 堆垛)所产生的力将等价于部分位错之间的吸引力。因为 SFE 的单位 是每单位长度的力,因此上述力的单位也相同,我们可以直接等同它们(几乎 所有人都将力等同 SFE×d,但这没有适当的单位:F/长度)。吸引力在左边,排 斥力在右边得到平衡:
麻省理工学院材料科学与工程系 3.14 物理冶金学 2003 年秋季
问题集 2 星期三到期,2003 年 9 月 17 日
2.1 在六方晶体中画出包括下列晶面和晶向族的(0001)极射投影图
2.2 如果 c/a 比值增加,没有位于圆环边缘的点将移向中心。相对的，如果 c/a 比值减少,这些点将移向圆环的边缘。
围绕一个刃型位错的σxx
你应该注意σxx在位错上方的应 力场是压应力,而在位错下方的 是拉应力。这是合理的，因为多 余半原子面在超过y=0 时是填满 的。同样可以注意应力场的范 围。最大的环对应于σ=0.05G, 仍然是很高的应力,并且它的范ห้องสมุดไป่ตู้围扩大了约 5 倍的柏氏矢量。这 也应该给你这样一个概念,即刃 型位错附近的应力降落有多迅 速。你也应该注意到对于σyy,压 应力(和拉应力)在位错上部和下 部都存在。同时也绘出了与σxx 类似的应力水平。与σxx相比较, σ yy 在 X 方 向 的 应 力 场 范 围 比 y 方向要小得多。
围绕一个刃型位错的σyy
2.5 假设在具有高取向结合键的材料中,位错环定义为由直线段组成；位错环为矩 形
(a) 绘出一位错环并标明柏氏矢量。标明位错线的刃型和螺型分量 (b) 解释为什么这一位错环不会形成一个完整的园形 (c) 如果允许位错环达到平衡并保持恒定的面积,计算平衡位错环的纵横比 (d) 在实际材料中,该问题的限制并不与环的面积相关联。什么是这一问题
2.3 练习 4.10
(a) 如 果 空 位 盘 在 一 个 hcp 金 属 的 基 面 上 形 成 , 堆 垛 顺 序 应 为 ： "#"#"##"#"#"
(b) 这是一个非常高的能量排列,因为原子不是以密堆构成
(c) 与空位盘相比,肖脱基不全位错将产生局部的 ABC 堆垛排列并降低应变能
(d) 在层错处的基面的堆垛排列将为："#"#"#$#$#$#
S
A
2E 单位长度位错线的总能量是: 1 −ν
+ 2S
= 2E 1−ν
+
2A E
当对 E 取导数，一阶导数为 0 时能量将为最低:
dEnergy = 2 − 2A = 0 dE 1 −ν E 2
求解E2得到: E2=A(1-ν). 因为 R = E 2 ,很容易得到：R=1-ν A
如果假设ν=1/3,则螺型分量比刃型分量长大约 50%
(e) 这一排列基本上是唯一的。只要部分位错在一个A层后发生,堆垛将会是 "#"#"$"$"$"$,但标记‘A'和‘B'是任选的。
2.4 方程 4.9 是一个刃型位错在笛卡尔坐标下的应力场公式。简化这一公式使之 能用r和θ表示。在两个单独的图中,画出围绕刃型位错的等应力轮廓线(分 别绘出σxx和σyy图)。 绘制应力的单位为μ,距离单位为b,采用ν=1/3. 评 价应力场的形态以及它可以延伸到晶体中的多远处。
更实际的表示?
(a) 位错环看起来象右图
螺型
刃
刃
型
型
螺型
(b) 因为刃型和螺型分量有不同的线张力,所以位错环不会形成完整的圆。 为了达到系统总能量最低,环会形成正方形。
(c) A=ES,这里 A 是面积,E 和 S 是刃型/螺型线段的长度。因此 S = A . E
如果纵横比 R 定义为： R = E ,则我们能得到: R = E 2
⎜⎛ ⎝
1
1 −ν
− 1⎟⎞ ⎠
或者： d
=
Ga 2 12π (SFE)
⎜⎛ ⎝
ν 1−ν
⎟⎞ ⎠
注意平衡间距与层错能的倒数成正比。
(d) 这个问题更自然的表述是使整个位错线长度最小。但通过最小化总能量, 显然的问题是总长度倾向为 0！
2.6 在本问题中,你将计算造成层错的不全位错的平衡间距。假设不全位错的 X1 和 Y1 分量是螺型的而 X2 和 Y2 分量是刃型的(见下图)。考虑位错间的力为 刃型分量之间的排斥力和螺型分量之间的吸引力。当不全位错分开时,能量 随 SFE×d 而增大,这里 SFE 是层错能而 d 为层错分开的间距。因此,阻止分 开的"化学"力是 SFE(单位是每平方米焦耳或每单位长度力)。以 SFE 和材料 性能来确定平衡位错的平衡间距。