文/ 白宇鵬 大連市16中 遼寧大連 116001

1、材料科學(xué)的概念

材料既是人類(lèi)生存與發(fā)展的基礎(chǔ)，也是人類(lèi)生產(chǎn)其他物品的基礎(chǔ)。研究材料的使用方式，材料的生產(chǎn)過(guò)程及其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，還有材料與材料之間的關(guān)系的科學(xué)被我們統(tǒng)稱為“材料科學(xué)”。材料科學(xué)的形成是科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的結(jié)果，通過(guò)人類(lèi)對(duì)物理和化學(xué)的深入研究，推動(dòng)了人類(lèi)對(duì)材料本質(zhì)的研究，通過(guò)對(duì)不同材料之間關(guān)系的深入研究，為材料科學(xué)的形成奠定了基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)材料的要求也越來(lái)越高，這就促進(jìn)了材料科學(xué)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，也為未來(lái)材料科學(xué)的發(fā)展道路指明了方向。

2、材料科學(xué)的發(fā)展過(guò)程

材料科學(xué)的發(fā)展是人類(lèi)發(fā)展歷程的重要標(biāo)志，材料科學(xué)甚至可以稱之為是人類(lèi)社會(huì)文明發(fā)展的里程碑。人類(lèi)對(duì)新材料的認(rèn)識(shí)能力和使用能力對(duì)人類(lèi)生活的質(zhì)量和社會(huì)形態(tài)的發(fā)展起到了決定性的作用。

2.1 純天然材料的階段

遠(yuǎn)古時(shí)代的人類(lèi)只能利用天然材料，例如：樹(shù)枝、泥土、石塊等，雖然人類(lèi)在這一階段的后期開(kāi)始在生產(chǎn)器物方面有了技巧，但對(duì)這些天然材料的加工是簡(jiǎn)單粗略的，所以這一階段的人類(lèi)依然處于舊石器時(shí)代。

2.2 利用火的階段

在新石器時(shí)代和鐵器時(shí)代的人類(lèi)都是通過(guò)使用火來(lái)對(duì)（鐵、銅、陶）三大人造材料進(jìn)行冶煉，從而創(chuàng)造出新的材料供人類(lèi)使用，其后又制造出了玻璃、水泥等新材料，對(duì)當(dāng)時(shí)建筑業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響。

2.3 合成材料的階段

二十世紀(jì)初期，人類(lèi)既從化學(xué)角度出發(fā)研究材料的合成技術(shù)，又從物理角度出發(fā)研究材料的物性，材料的組成及材料之間性能的關(guān)系。于是人類(lèi)進(jìn)入到了材料發(fā)展的新階段，也就是人工合成材料階段。在這個(gè)階段里開(kāi)始出現(xiàn)了合成高分子材料，合成高分子材料一經(jīng)面世就迅速發(fā)展。后來(lái)人們將人工合成的高分子材料、金屬材料、陶瓷材料并稱為現(xiàn)代材料的支柱。除了高分子材料之外，人類(lèi)還在這個(gè)階段制造了合金材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、半導(dǎo)體材料、光纖材料等新型材料，為人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。

2.4 材料的復(fù)合化階段

復(fù)合材料時(shí)代到來(lái)的主要標(biāo)志是金屬陶瓷的出現(xiàn)，在這基礎(chǔ)上又產(chǎn)生了鋁塑薄膜、玻璃鋼還有抗菌材料等。這些復(fù)合材料都是在高新技術(shù)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上制造而成的，這一時(shí)期的復(fù)合材料不只是兩類(lèi)材料的復(fù)合，人類(lèi)還利用了新的化學(xué)、物理方法，根據(jù)人類(lèi)的實(shí)際需要而設(shè)計(jì)獨(dú)特的材料為人類(lèi)使用。

2.5 材料的智能化階段

跟自然界中的天然材料相比，人工材料缺少自診斷、自適應(yīng)、自修復(fù)的性能，但近三四十年內(nèi)研制出的新材料也已經(jīng)具備了其中的一些功能，這些材料則被稱為“智能材料”，例如：形狀記憶合金、變色玻璃等等。但是嚴(yán)格的來(lái)說(shuō)，目前的智能材料還只是一種智能結(jié)構(gòu)，并不能稱為理想的智能材料，人類(lèi)未來(lái)還要在智能材料的領(lǐng)域增大開(kāi)發(fā)力度。

3、材料科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)

材料科學(xué)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)一定還是沿著新材料的方向發(fā)展的，所謂新材料，就是不以生產(chǎn)規(guī)模為主，而是以自身優(yōu)異的性能、高質(zhì)量、較強(qiáng)的穩(wěn)定性為主要特點(diǎn)的材料，以化學(xué)和物理為主進(jìn)行開(kāi)發(fā)制造的新材料。

3.1 統(tǒng)一化的發(fā)展趨勢(shì)

材料科學(xué)從70年代起就逐漸演變成一門(mén)統(tǒng)一的學(xué)科，利用統(tǒng)一的觀點(diǎn)和方法來(lái)探究所有的材料，通過(guò)研究材料的結(jié)構(gòu)、性能、合成、使用這四個(gè)基本要素來(lái)研究材料的共同領(lǐng)域，使材料科學(xué)成為一項(xiàng)綜合性的科學(xué)。這使材料科學(xué)的研究打破了傳統(tǒng)的觀念，擴(kuò)展到低成本生產(chǎn)技術(shù)，材料的回收再利用以及環(huán)境保護(hù)等方面?，F(xiàn)代的材料科學(xué)就注重于統(tǒng)一加工的應(yīng)用，未來(lái)的材料科學(xué)也應(yīng)按照這種方法，提升材料科學(xué)由研究到應(yīng)用的發(fā)展速度，重視生產(chǎn)技術(shù)的研究，這不僅是材料轉(zhuǎn)化成商品的關(guān)鍵步驟，同時(shí)也逐漸成為了一門(mén)科學(xué)。

3.2 復(fù)合化的發(fā)展趨勢(shì)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，多種材料交叉，多種學(xué)科交叉，材料復(fù)合化成為材料科學(xué)發(fā)展的重要手段和發(fā)展趨勢(shì)。材料復(fù)合化是一個(gè)非常有前景的發(fā)展方向，其中的復(fù)合效應(yīng)有可能會(huì)出現(xiàn)比結(jié)構(gòu)材料更廣泛的應(yīng)用前景，材料的復(fù)合化也將是材料科學(xué)進(jìn)入智能化的重要途徑之一。

總結(jié)：

可以說(shuō)，材料科學(xué)的發(fā)展是人類(lèi)發(fā)展的重要前提條件，在人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程中，材料的發(fā)展水平是社會(huì)文明和時(shí)代進(jìn)步的重要標(biāo)志，人類(lèi)文明的發(fā)展史，可以說(shuō)就是人類(lèi)創(chuàng)造和利用材料的歷史，材料是構(gòu)成當(dāng)代社會(huì)文明和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱之一，也是未來(lái)科技發(fā)展的前提條件和技術(shù)基礎(chǔ)。材料科學(xué)是一門(mén)可以直接使用的科學(xué)，隨著社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程，經(jīng)濟(jì)與科學(xué)不斷的發(fā)展，各個(gè)學(xué)科之間的滲透與交叉不斷增多，新材料也不斷的產(chǎn)生并投入使用，材料之間的內(nèi)在聯(lián)系與共性也不斷增加，由此能足夠說(shuō)明材料科學(xué)未來(lái)發(fā)展的重要性。我們有理由相信，未來(lái)的材料科學(xué)會(huì)發(fā)展的越來(lái)越好，未來(lái)的社會(huì)科學(xué)與社會(huì)文明還會(huì)隨著材料科學(xué)的進(jìn)步而不斷發(fā)展，材料科學(xué)在未來(lái)的科技領(lǐng)域中將會(huì)始終占據(jù)至關(guān)重要的地位。

[1]韓銘.智能材料的研究應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].河南建材，2011(03).

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