材料工程学什么?
以一个正在读研的二逼青年浅谈一下这个问题 什么是材料,材料是什么,这似乎是个永恒的问题。记得刚读大一的时候,院长就曾经给我们上《材料科学基础》课的时候说“你们以后就会明白,其实物质世界是由原子、分子这样的基本单元构成的,宇宙就是由原子、分子这样不可再分的基本单位组成的!所以啊,材料其实就是组成物质的分子或更小的结构单元按一定规则排列而成的!” 所以呢,从这个角度上来说,所有的东西其实都是材料。例如空气,它是由氮气、氧气等气体分子组成的;一杯水,它是由氢元素和氧元素以水分子形式结合而成的;甚至一根头发,也是由大量的化学键连接的碳原子和氢原子组成的…… 但是,当我们深入一步思考时,我们就会发现一个问题,那就是除了构成材料的分子、原子外,还有一个很重要的存在——宏观上的相互作用力。例如,你手中拿的一张纸,你之所以能把它握住,这就是分子间作用力的结果(范德华力和氢键)。而一张纸能弯曲而不至于散掉,这是分子内作用力的结果(碳碳键、氮氢键)。如果没有了这些微观的作用力,也就没有了中观层次上的材料。也就是说,没有微观层次的粒子,就不可能形成中观数量级上的材料。
从某种程度上来说,材料可以理解为微观粒子的集合体,或者说是一类具有特定微观形态(结构)的聚合体。 而材料工程专业,就是通过一定的方法(实验、计算、测量等)来得到特定的微观形态(结构),进而获得一系列对应于特定结构的宏观特性的一门学问。学习材料工程专业,可以说就是在学习如何获得一种特殊的聚合体——即从微观到中观的量变过程。而这个特殊聚合体的宏观属性,即是材料工程专业所研究的内容。