MSE是Materials Science and Engineering的缩写,即材料科学与工程。顾名思义,我们研究各种材料:金属、陶瓷、高分子材料(比如塑料)、半导体以及复合材料。这些都是材料科学研究的领域。下面让我们具体看看。
首先,哪些是材料呢?很简单,向四周看看,你看到了什么?我们穿的衣服是由各种材料制成的。我们的宿舍是由各种材料(大部分是人工合成的)建成的。窗户上的玻璃,吃饭用的碗、勺子,我们无论向哪儿看都是由各种材料制成的。大部分产品都是由多种材料制成以满足一定的需要。一般材料可以分成以下几类:
金属材料: 金属中含有大量可以自由移动的电子。因此金属是热和电的良导体。此外金属具有良好的强度与延展性以及金属光泽。
陶瓷材料:陶瓷通常由金属与非金属元素化合而成,一般含有氧化物、氮化物与碳化物。陶瓷一般都是绝缘体而且比较耐热。
高分子化合物:通常是基于碳、氢的有机化合物。他们的分子结构都非常巨大。通常密度较低,在高温下不稳定。
半导体材料: 半导体在电学性能上有介于导体与半导体之间的性能。这些性能极大的取决于其中所掺的杂质。
复合材料:有多种材料复合而成。玻璃纤维,有玻璃与聚合体组成,是一个例子。混凝土和聚合板是另一些常见的复合材料。许多新材料包括陶瓷、光纤材料都是复合材料。
上面这些解释非常通俗,不能完全覆盖材料科学的领域,也不能完全说明材料科学家的研究领域。比方说,冶铁的历史并不是人们通常想象的那样-它的金属本性使它坚硬。实际上,铁的性能如此重要是因为我们可以通过加热与冷却来改变它的性能。改变材料的特性或行为使它变得更有用,这就是材料科学的核心 ! |