專業解析
主要的研究範疇並不是材料的化學性質(儘管從字面上可以這么理解),而是材料在製備、使用過程中涉及到的化學過程、材料性質的測量。
比如陶瓷材料在燒結過程中的變化(也就是怎么才能燒出想要的陶瓷)、金屬材料在使用過程中的腐蝕現象(怎樣防止生鏽)、冶金過程中條件的控制對產品的影響(怎么才能煉出優質鋼材)等等。
材料性質的測量也不同於材料物理專業的方法。材料化學專業所研究的大多跟傳統產業有關,屬於解決實際問題的理論學科,因此材料化學專業研究的課題沒有那么新潮和熱門,但是在現實生產中,對優秀的材料化學方面人才的需求是巨大的,例如說冶金行業,在鋼鐵、有色金屬冶煉過程中效率低、產品質量差、生產過程中浪費嚴重等問題,都需要用材料化學的知識來解決。
中國雖然一直以陶瓷聞名世界,但實際世界上精密陶瓷(用於電子材料中,價錢非常昂貴)絕大部分是由日本製造的,就是因為我們在配料、控制燒結條件等環節技術力量太差,而材料化學正是解決這些問題的。所以材料化學專業不僅實用價值高,而且發展空間大。
材料化學專業的基礎課程主要涉及物理學、熱力學、材料化學、冶金學、電化學等方面知識,特別是無機化學、物理化學。當然,由於專業方向的不同,有些專業也需要很多有機化學、生物化學的知識,像反應中的薄膜技術、膠體技術(在生產中以薄膜和膠體作為反應介質)的套用等等。
因此該專業對考生的要求還是比較全面的,希望報考該專業的考生,特別是那些參加“3+X”考試的考生有所準備。該專業屬於理學範疇,但是卻不同於純理學,對動手能力有一定的要求。總體來說,該專業競爭並不是很激烈,比起工程學的熱門專業來說難度要小很多。在國內各高校中,清華大學材料科學與工程系在材料化學方面的實力很強,另外,北京科技大學、上海交通大學、哈爾濱工業大學、中國民航大學等水平也很高。
在材料科學與工程各專業中,材料化學專業的畢業生就業情況還是比較不錯的。考研的選擇也不少,除上面提到的高校外,很多工科比較齊全的學校都開設了相關專業,基本上都是在材料科學與工程系/學院下面。
發展歷史
材料化學是材料學的一個分支,研究新型材料在製備,生產,套用和廢棄過程中的化學性質,研究的範圍涵蓋整個材料領域,研究包括無機和有機的各類套用材料的化學性能。是根據材料的基本理論和方法對工業生產中與化學有關的問題進行套用基礎理論和方法的研究以及實驗開發研究的一門科學。相對其它學科來說,是一個既古老又年輕的學科。
在解放後,國家就很重視材料學科的建立。材料化學的研究是從化學工程,機械工程(其中研究金屬材料的專業)等專業中與材料的化學行為相關的研究方向當中細分出來的,在五十年代的工業發展時期,很多院校都建立了材料學科,有些地區還專門成立了冶金學院、機械工程學院等。
材料化學作為一個學科專業提出來,和材料物理一樣,是在文革結束以後。從時間上講,它並不是在材料系在各高校設立以後才產生的,有些高校在化學工程系或者化學系專門設有材料化學方向。改革開放以來,隨著國民經濟的發展和對套用性人才需求的增加,1987年在國家教委修訂的全國理科專業目錄中,在化學學科中增設了材料化學、環境化學、食品化學等套用性和邊緣交叉學科專業。在教學改革過程中,有80多所大學設有材料化學和化學類專業共16種,專業點120個,年招生量約5000人。
1978年,浙江大學首先成立了材料科學與工程系。是我國高校中成立最早,學科門類、培養層次最齊全的材料系之一。2013年設有金屬材料及熱處理、無機非金屬材料、材料工程及自動化、材料科學等4個本科專業方向,金屬材料及熱處理、無機非金屬材料、半導體材料等3個博士點(其中半導體材料是國家重點學科)和5個碩士點,以及材料科學與工程博士後流動站。很多學校的材料化學專業經歷了一系列的變遷。
清華大學的材料化學專業誕生於材料科學與工程系,1988年,由原屬工程物理系的材料科學專業、機械工程系的金屬材料專業及化學工程系的無機非金屬材料專業組建而成。含材料化學、金屬物理、無機非金屬材料、複合材料和電子材料等五個學科培養方向。
1990年7月,全國高等學校理科教育座談會上提出了把多數理科畢業生培養成套用型理科人才的教育方針。1992年3月又頒布了材料化學專業的基本培養規格和教學基本要求,以有利於將多數理科化學畢業生培養成套用性人才,這一重大改革對促進材料化學教育的發展起到了巨大的推動作用。材料化學的研究生教育在改革開放以來也有很大的發展。1981年我國正式頒布了《中華人民共和國學位條例》。當時化學學科中設定了包含材料化學在內的9個碩士研究生專業。另外一些研究生專業,如海洋化學、生物化學、地質化學、環境化學、冶金物化、工業催化等也與材料化學有密切關係。
國外材料科學的起步比較早,50年代,材料物理和材料化學作為新的研究領域首先在美國從相關的研究方向中產生,主要集中於金屬,陶瓷和高分子材料的結構,性能研究。2013年,複合材料是國外研究的熱點。一些學者認為信息、能源、材料將成為21世紀三大支柱產業,材料產業將逐漸在國民生產當中占據重要地位。
2013年,材料化學涉及的領域極為廣泛,其品種繁多,形式各異。材料又是基礎科學和工程科學融合的產物,隨著科學技術的發展,原來各類相對獨立的材料,已經相互滲透,相互結合,多學科的交叉是材料科學技術的重要特徵。如建築材料中混凝土外加劑的套用,聚合物混凝土、薄膜材料在玻璃深加工上的套用,有機高分子材料用於水泥砂漿的改性和對陶瓷工藝的改進等等。
培養要求
該專業學生主要學習化學和材料科學方面的基本理論、基本知識和基本技能,接受科學思維與科學實驗方面的基本訓練,並能夠熟練運用,充分了解材料化學理論和套用的最新發展動態,掌握信息收集檢索的方法,具有運用化學和材料學的基礎理論、基本知識和基本技能獨立進行研究、教學、生產和開發的基本能力。
知識技能
1.掌握數學、物理、化學等方面的基本理論和基本知識;
2.掌握材料製備(或合成)、材料加工、材料結構與性能測定等方面的基礎知識、基本原理和基本實驗技能;
3.了解相近專業的一般原理和知識;
4.熟悉國家關於材料科學與工程研究、科技開發及相關產業的政策,國內外智慧財產權等方面的法律法規;
5.了解材料化學的理論前沿、套用前景和最新發展動態,以及材料科學與工程產業的發展狀況;
6.掌握中外文資料查詢、文獻檢索以及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法;具有一定的實驗設計,創造實驗條件,歸納、整理、分析實驗結果,撰寫論文,參與學術交流的能力。
主幹學科
材料科學與工程、化學
主幹課程
有機化學、無機化學、分析化學、物理化學、結構化學、材料化學、材料物理等。
實踐教學
集中實踐教學環節:軍事訓練、金工實習、化工原理課程實習、化學綜合實驗、材料化學綜合實驗、生產實習、畢業設計(論文)等。
就業方向
科研院所、高等院校的科研和教學工作;光電信息、石油化工、輕工、工程塑膠、特種複合材料、新能源材料、環保、市政、建築、消防等領域內行業的質量檢驗、產品開發、生產、技術管理等工作。
相近專業
材料化學 冶金工程金屬材料工程無機非金屬材料工程高分子材料與工程材料科學與工程複合材料與工程焊接技術與工程寶石及材料工藝學粉體再生資源科學與技術稀土工程非織造材料與工程
開設學院
北京大學(10001)、復旦大學(10246)、大連理工大學(10141)、西安理工大學、中國科學技術大學(10358)、浙江大學(10335)、山東大學(10422)、南京大學(10284)、南京林業大學(110847)、武漢大學(10486)、中山大學(10558)、四川大學(11901)、 蘭州大學(10730)、西北大學(10697)、天津大學(10056)、哈爾濱工業大學(10213)、南京理工大學(10288)、河北大學(10075)、武漢理工大學(11946)、中國地質大學(武漢)(10491)、華東理工大學(10251)、南開大學(10055)、鄭州大學(10459)、重慶大學(10611)、北京理工大學(10007)、北京科技大學(10008)、北京交通大學(10004)、華南師範大學(10574)、哈爾濱工程大學(10217)、雲南大學(10673)、湘潭大學(10530)、中國地質大學(北京)(11415)、廈門大學(10384)、西南科技大學(10619)、山西大學(10108)、青島科技大學(10426)、哈爾濱理工大學(10214)、吉林大學(10183)、濟南大學(10427)、淮海工學院(11641)、安徽師範大學(10370)、貴州大學(10657)、聊城大學(10447)、曲阜師範大學、山東農業大學(10434)、長春理工大學(原長春光學精密機械學院)(10186)、青島農業大學(071302)、青島科技大學、湖州師範學院、江西理工大學(10407)、西南民族大學等。
新增此專業的院校有:吉林化工學院、長江師範學院、中國計量學院、湖南大學、中南大學(11942)、內蒙古科技大學(10127)、安徽工業大學(10360)、淮南師範學院(10381)、湖南農業大學東方科技學院※(12653)、山東科技大學、蘇州科技大學、揚州大學等。