專業篇丨材料類:人間眾材

2020-12-03 聞道識荊

寫在前面

後來他離婚了。

上一講,我們為大家介紹了材料類專業在大三時會細分為金屬材料無機非金屬(陶瓷、玻璃、水泥等)高分子(如塑料、橡膠等)材料成型四大領域,而前三個領域都有對應的二級專業可以填報,分別是高分子材料與工程、金屬材料工程以及無機非金屬材料工程。這也是我們今天要為大家介紹的專業。

首先是高分子材料與工程。相信每個學子都希望成為一名高材生,而如果選擇高分子材料與工程,你將會立刻成為一個「高材」生。當然這是句玩笑話,這裡的「高材」指的是塑料、橡膠等高分子材料。

高分子材料,顧名思義,從化學角度而言,其內部的分子較大,分子的設計可以有無數種可能的構造,不同的構造呈現出的材料性能也不相同;從物理的角度而言,其結晶、粘彈性等物理性能有非常大的研究空間;在生物角度上,也需要研究高分子材料的抗菌性及其與生物體之間的相容性等因素。因此,高分子材料與工程是一門多學科交叉的專業。

課程方面,除了材料科學與工程相關的基礎知識,以及通識類課程外,高分子材料與工程還將通過對高分子化學、高分子材料成型加工、高分子材料科學、高分子實驗等一系列高分子的課程的學習,了解高分子材料是如何成型的。在進一步深造或者有了工作經驗之後,便可以對普通的餐具、包裝盒、牙膏、鞋子、化妝品等生活用品的製造瞭然於心,甚至會放眼於更加神奇又好用的高分子材料,比如登月用的橡膠減震墊、木塑複合材料等。

接下來,我們要介紹的是金屬材料工程專業。如前所述,材料的物理性能(強度、耐磨性、耐熱性)、化學性能(抗腐蝕性)、工藝性能等極大程度地決定了其具體應用範圍,那金屬材料具有什麼特性?金屬材料工程又是研究什麼的?

以生活中常見的鋼鐵為例,鋼鐵實際是鋼和鐵的總稱,由於碳含量的不同,鋼和鐵的差異其實很大。鐵的碳含量超過了2.1%,流動性較強,所以適合鑄造,武俠劇中的鑄劍就是一種常見的應用。而鋼的碳含量低於2.1%,流動性較差,所以更加堅固。

可見,某種元素的不同就可能導致材料質地的改變。因此,為了提升材料的性能,通常可以採用合金化處理(在材料中加入其他金屬元素)、熱處理(將材料加熱至某一溫度進行保溫,待冷卻後改變材料性能)等手段。而且材料的成型也較為講究,除了鑄造,還有鍛造、焊接以及現在熱門的3D列印技術,都需要使用成型設備,經過非常嚴格的成型方法才能實現。

金屬材料工程與其他材料類專業最主要的區別,在於大三學習的鍛造工藝學、焊接工程系、鑄造工藝學、技術工藝學、傳熱與傳質等專業課程,對於科學研究來說非常合適。即使工作,其去向也不僅僅局限於工廠,學生可以嘗試深造,從而為進入大型企業提供助力。

最後簡單介紹一下無機非金屬材料工程專業,該專業又可以叫做矽酸鹽工程,專業課程主要有水泥工藝學、無機非金屬材料工學、矽酸鹽工業機械、無機材料科學基礎、無機材料物理化學、無機材料結晶學基礎等。本科學習的對象一般是傳統的無機非金屬材料,如水泥、玻璃、陶瓷,但這並不意味著將來就是去工地搞材料。上述學習的目的在於使學生明白無機非金屬材料的共性以及工藝特徵,掌握這些之後,將來能夠研究的材料可就是單晶矽、多晶矽、藍寶石、納米材料、碳材料等熱門的無機非金屬材料了。

但無機非金屬的發展已經較為完善,多是用新技術做老工作。而高分子材料產業較為新興,可拓展和研究的內容也較為豐富,其研究內容更有機會發表優秀期刊,也更加具有發展前景。

以下是教育部陽光高考信息平臺對高分子材料與工程、金屬材料工程以及無機非金屬材料工程的官方解析

要點總結:

1、高分子材料與工程、金屬材料工程以及無機非金屬材料工程基礎課程較為近似,專業課程各有側重;

2、高分子材料與工程是一門多學科交叉的專業,發展前景最為廣闊,尤其是在科研方面;

3、金屬材料工程會學習各類金屬材料的特性和製作工藝;

4、無機非金屬材料工程本科以生活中常見的水泥、玻璃等為研究對象,掌握無機非金屬材料的共性以及工藝特點之後可以對單晶矽等高端材料進行研究;

5、各專業都應該放眼於較為前沿的材料研究,而不應該僅局限於日常接觸的普通材料。

下期預告:

下一講我們將介紹材料類的院校情況。我們下一講見。

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