理论教育 主要任务分类及特点分析

主要任务分类及特点分析

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:如前文所述,材料科学与工程主要是通过深入理解材料的结构、加工、性质和使用效能之间的关系,进而在一定工艺措施下制备出符合要求的新材料和传统材料。在大力提倡新材料的今天,一提到传统材料产业,人们往往将其与“夕阳产业”联系在一起。总之,材料科学与工程的两大主要任务可概括为新材料的研发、传统材料的改善。目前,这两项任务主要采取理论结合经验,再通过实验的方法实现。

主要任务分类及特点分析

由于科学和技术的发展,我们往往需要不断地开发出具有特殊性能的新材料。从各国将新材料作为战略产业可看出这一点,然而新旧是相对的。新材料出现一段时间后,即变成旧材料。通常没有旧材料这一说法,人们常称其为传统材料。如前文所述,材料科学与工程主要是通过深入理解材料的结构、加工、性质和使用效能之间的关系,进而在一定工艺措施下制备出符合要求的新材料和传统材料。

在大力提倡新材料的今天,一提到传统材料产业,人们往往将其与“夕阳产业”联系在一起。殊不知,在新材料得到发展的同时,传统材料仍与国民经济的支柱产业密不可分。比如钢铁,它曾经是衡量国家实力的一个重要标志。虽然今天的钢铁工业已进入微利时代,然而钢铁仍是不可缺少的工程结构材料,其产量占整个金属材料的95%以上。四大类传统无机非金属工业(生产水泥及混凝土、玻璃、陶瓷耐火材料)也是国家不可或缺的基础工业。传统的金属、无机非金属和聚合物材料是建筑汽车机械制造等行业的重要组成部分,因此我们在研发新材料的同时,对传统材料也不能忽视。

传统材料发展至今,它们的生产的确带来了一些问题,如能耗大、污染较严重等。换个角度看,这些问题也是传统材料发展的机遇。这是因为首先,传统材料经过多年的发展,其技术较成熟;其次,传统材料涉及的产业多;最后,传统材料产业往往是规模效益型,即靠产量大来获得效益。因此,包括以上问题的任何微小的改进、发明或创新都将给这些产业带来巨大效益。据估计,世界易拉罐每年消耗量以600亿计,其每个罐的造价降1分,则有6亿元的效益。

传统材料有诸多问题并不可怕。一个没有任何问题的行业,才是真正的“夕阳产业”。只有在问题的驱动下,传统材料和新材料才会取得长足进步。而要解决传统材料生产中遇到的问题,使之再次焕发活力,只有在传统材料产业中注入高新技术。而高新技术的产生、应用是离不开材料等学科基础理论的指导的。(www.daowen.com)

在基础理论、高新技术的帮助下,我们通过改进传统材料的生产工艺、充分利用低品位和废旧资源、降低能耗和污染来提高产品的附加价值,从而使传统材料更好地为我们服务。对传统陶瓷和玻璃而言,除了运用科学理论、高新技术外,艺术元素的引入也是提高单件产品附加值的一个重要方法。比如,将稀土引入传统陶瓷的釉中可制得变色釉。这种釉能在不同波长的光的照射下呈现不同颜色。变色釉的制备既有基础理论的指导,也有艺术的融入。

总之,材料科学与工程的两大主要任务可概括为新材料的研发、传统材料的改善。目前,这两项任务主要采取理论结合经验,再通过实验的方法实现。随着人们对物质结构的认识逐步深入、计算技术的发展,在理论和实验的基础上,人们开始预先设计,然后通过计算来预测材料的性能。于是,一个新的学科——计算材料学逐渐形成了。

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