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迷人的“材料”:原来你无处不在

2020-07-18羽丰

求学·理科版 2020年8期
关键词:材料科学高分子金属材料

羽丰

我与“材料类”专业的初次见面是在我的高考录取结果上,看到录取专业那一栏内容时,我的第一反应是:啊?我被调剂了!望着陌生的“材料类”三个字,我满心疑惑,这是一个怎样的专业?我闻所未闻,只好在万能的互联网上寻求答案。

“度娘”给出的回答为:“材料类”专业属于工科专业,包括金属材料科学与工程、高分子材料科学与工程、无机非金属材料科学与工程、材料成型及控制工程等。看完这些,我依旧似懂非懂,但我一向是个乐天派,并执着地相信天意和缘分,认为存在即合理,所以,抱着干一行爱一行的心态,我开启了与材料类专业的缘分之旅。

经过四年的学习,我才对材料类专业有了一个初步的认识。我本科学习的专业方向侧重于金属材料,科研实验主要是研究镁合金材料,具体专业是“材料科学与工程”。这里我以自己的学习为例来介绍这个专业,仅供大家参考。

材料是什么

我们从小就有“十万个为什么”,总爱问大人们:这是什么东西?它是怎么来的?它为什么长这个样子?材料类专业的学习可以为你解答大部分这类问题。

材料,顾名思义,就是物质或东西。生活中我们所接触到的物品其本质都可以归为材料。它无处不在,如我们穿的衣服,通常是高分子材料;不可或缺的电脑、手机,其合金外壳是金属材料;吃饭的陶瓷碗、喝水的玻璃杯,都属于无机非金属材料……它的官方定义是:有用的物质都可以称为材料。我们所用到的这些东西,其成分、组织结构、制造过程以及使用时的性能等正是我们所要学习和研究的。

材料类专业的知识涵盖面非常广泛,涉及的领域较多,本科阶段的学习顶多算是有一个比较宽泛的了解,所以我们通常需要继续深造,读完硕士、博士,甚至博士后,方能对这个专业有更清晰的认识,才敢期望在该领域能够有所建树。

主要学什么

材料类专业的主要学习任务是研究材料的成分、组织结构、制备与加工工艺对材料性能的影响。《材料科学基础》是我们的专业基础课,本书主要介绍了材料的内部结构、组织以及工艺与性能的关系,这也是材料专业的精髓所在——以小见大,微观结构决定宏观性能。

材料类专业是一个交叉型學科,学习内容十分宽泛,需要学的东西数不胜数。我们不仅要学本专业的知识——金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料,还要学习四大化学、四大力学、固体物理、工程制图等,这也对我们的学习能力提出了更高的要求。

“材料”有“三大支柱”:金属材料、高分子材料、无机非金属材料。复合材料是我们日常生活中应用得最广泛的一种材料,而它就来源于“三大支柱”材料。复合材料是根据基础材料不同的配比,利用不同工艺参数或方法加工制备而成的,多种材料的复合能够实现单一材料所不能达到的效果,是“1+1>2”的真实写照。

实践是检验真理的唯一标准。材料类专业除了学习课本中的知识,更重要的还是实验科研,理论和实践相结合才能体现我们专业的研究意义。就像我所在的课题组研究的镁合金,需要根据所学的基础知识,不断调整合金元素的配比和材料的加工工艺等来改善材料的力学性能,使其制造成本更低,可使用的范围更广。

既然实践如此重要,那实习就不可或缺了。我们学校安排了为期一个月的校内实习——造一把小铁锤。利用所学的车、铣、锯、磨等技术,加上钻孔、攻螺纹等操作,最后每个人都成功地拥有了一把自己亲手做出的精致小锤子。在此期间,有人磨破了手,有人累得腰酸胳膊痛……小小铁锤凝聚了同学的血汗,颇有纪念意义。

主要做什么

“生化环材”四个专业被称为“四大天坑”,主要是因为它们的工作环境相对较差,上升空间有限,没有“钱”途等。但作为21世纪的大学生,我们应该拥有更长远的眼光。材料是国民经济的物质基础和国家科技发展水平的标志,是国家发展的基石,是民生的保障。材料、能源和信息被称为现代技术的“三大支柱”,由此可见,材料的研发具有重要意义。

材料类专业是一个比较传统的工科专业,它起源于传统的金属材料,《走进材料科学》一书中曾提到,材料科学最早起源于欧美国家的矿冶系,在20世纪50年代发展为材料冶金系或者材料系。前期研究材料旨在发展重工业,重点放在制造汽车、轮船、飞机等原材料的研究上,因而钢铁等各种金属材料研究较多。随着经济和工业的发展,材料的研究方向也开始发生转变——渐渐贴近生活、接近民用,高分子材料的研究逐渐成为热门。目前,新兴、前沿的材料研究层出不穷,材料在逐渐开拓新的天地,可见其发展及应用前景之广阔。

材料类专业培养的目标主要是具有动手操作能力和创新能力的技术人员或者科研工作者,通俗来讲,就是该专业毕业后可以做技术人员,具体岗位有:材料工程师、技术工程师、产品研发师、认证工程师、检验员、区域销售专员、采购工程师等;也可以实现你小时候的梦想——成为一名科学家。如果你有志投身材料事业,那就要做好深造的准备,学成归来可以进入高校做老师,边踏实教学边潜心科研。

活到老学到老,选择了就要坚定地走下去。我学习材料的步伐从未停止,并且即将开启与材料的下一段旅程,也希望更多的学弟学妹能拥有一颗热爱“材料”的心,为国家的发展和人民生活的便利而积极投身到材料领域的研究建设中来!

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