材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗室建設(shè)探索

耿傳蕓

德州大陸架石油工程技術(shù)有限公司 山東 德州 253000

1 材料科學(xué)與工程的“四要素”

從材料科學(xué)與工程的內(nèi)涵上看，①成分與結(jié)構(gòu)。此要素對材料性質(zhì)和使用性能構(gòu)建了新型的原子類型與排列方式。換句話說，就是材料的化學(xué)組成還有其所占據(jù)的比例大小。材料的原則或者是例子在不同的尺度上，進(jìn)行有序的排列。例如：宏觀或者是微觀的組織結(jié)構(gòu)。②制備（合成）與加工。此要素主要是獲取原子特定的排列方式或者是排列過程。使用一定的手法，對其的原子、分子等內(nèi)容進(jìn)行重新排列。制備（合成）是把原子和分子組合到一起之后，制造出來的新型材料，此種方法可以是物理性質(zhì)的也可以是化學(xué)性質(zhì)的。加工是把成型的材料，進(jìn)行大尺度的改變與優(yōu)化。需要先合成制備，形成有用的產(chǎn)品，或者是轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫男阅?。③性質(zhì)（性能），是屬于材料固有的性能，主要是原子或者是排列結(jié)構(gòu)共同組成的，展現(xiàn)了本身的價值性與應(yīng)用性。例如，金屬材料具有剛性、強(qiáng)度和硬度等。④使用性能，需要在經(jīng)濟(jì)、社會成本和收益的多種角度上進(jìn)行思考，把材料特定性能與產(chǎn)品設(shè)計、工程各行應(yīng)用能力、人們的需求等有機(jī)的結(jié)合起來，具有一定的區(qū)別性，同時也展現(xiàn)了一定的緊密性[1]。

2 材料科學(xué)與工程實驗室在建設(shè)與安全管理方面的主要成績

在最近幾年以來，由于我國的政府以及相關(guān)的教育機(jī)構(gòu)對于材料科學(xué)與工程實驗室建立和安全管理的高度重視。所以在實際發(fā)展的過程中，通常按照材料科學(xué)與工程專業(yè)的主要含義以及實際發(fā)展過程中材料科學(xué)與工程專業(yè)的特色進(jìn)行有效的辦學(xué)和教育以及研究。所以構(gòu)建了材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)的體系，并且對材料的組成以及結(jié)構(gòu)的表面特征進(jìn)行的有效的規(guī)劃也進(jìn)一步建立了其研究的體系，并且對材料加工與制備材料的性能等各個方面的測試進(jìn)行了有效的研究，重點建設(shè)了材料制備實驗，是材料力學(xué)性能實驗室等各個方面的實驗教學(xué)和實踐。材料科學(xué)與工程實驗室在實際研究的過程中，主要是對一些無機(jī)非金屬材料燒成的一些高溫電阻或者是熱壓燒結(jié)爐等各種設(shè)備進(jìn)行了有效的購置。并且在實際操作的過程中，用于一些基本的研究實驗。這樣的情況也能夠基本的滿足材料工程或者是無機(jī)非金屬材料工程在實際教學(xué)和研究中的需要。而且材料科學(xué)與工程管理實驗室在實際進(jìn)行安全管理工作的過程中，也對相關(guān)的安全管理制度進(jìn)行了進(jìn)一步的確立和完善，使得在實際操作的過程中，對于一些具有危險性質(zhì)的設(shè)備以及存在隱患的實驗都能夠進(jìn)行很好的管理和預(yù)防，對于一些應(yīng)急方案也進(jìn)行了有效的研究和調(diào)查時，在實驗室進(jìn)行教學(xué)和研究的過程中，其安全能夠得到有效的保證[2]。

3 材料科學(xué)與工程的新時代

3.1 材料體系的建立

為了讓我國從材料大國轉(zhuǎn)變?yōu)椴牧蠌?qiáng)國，需要重視材料科學(xué)與工程領(lǐng)域的研究成果，其中，材料體系的建立必不可少。材料體系包括牌號體系和技術(shù)體系，且技術(shù)體系是為牌號體系提供支撐作用的，具有較為龐大的規(guī)模，對材料體系的建立有所影響。以牌號體系為例，包括功能材料牌號體系、電子材料牌號體系和結(jié)構(gòu)材料牌號體系等。以技術(shù)體系為例，包括材料應(yīng)用技術(shù)體系、材料技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)體系等。材料科學(xué)與工程的新時代代表了對材料體系的合理規(guī)劃與應(yīng)用，牌號的差異性會給技術(shù)帶來挑戰(zhàn)，為了將不同的牌號體系融入到現(xiàn)有的體系中來，需要動用大量的人力物力，才能實現(xiàn)對現(xiàn)有材料體系的整理與規(guī)范。例如，我國2500個以上的航空材料都處于在用狀態(tài)，材料牌照的在用數(shù)目更為龐大，總數(shù)超過一萬，顯示了材料體系建立的必要性。在八國聯(lián)軍侵華戰(zhàn)爭期間，大量的國外機(jī)械涌入，上萬個牌號對我國的機(jī)械制造造成了巨大的沖擊，嚴(yán)重制約了我國材料的發(fā)展。建立科學(xué)的材料體系，在實踐中找出面對不同牌號的應(yīng)對措施，融合先進(jìn)的材料科學(xué)與工程技術(shù)，幫助我國通往科技飛速發(fā)展的新時代。

3.2 先進(jìn)材料的應(yīng)用

在對材料科學(xué)與工程的研究過程中，為了實現(xiàn)更高層次的制造，會對材料的先進(jìn)性有所要求，將這些具有先進(jìn)性的材料加以應(yīng)用，可以有效的提升我國的材料科技水平。由于先進(jìn)性材料的稀少性，在應(yīng)用時大多為關(guān)鍵部件的構(gòu)建，這就對材料的純凈度有所要求，也是材料科學(xué)與工程的新時代特征之一，在延長部件使用壽命的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對材料的有效開發(fā)。例如，美國將300M超高強(qiáng)度鋼應(yīng)用在飛機(jī)起落架上，在對材料科學(xué)與工程進(jìn)行充分研究后，降低了其中的雜質(zhì)含量?，F(xiàn)階段投入使用的Aermet100具有較高的塑性和韌度，代表了材料科技水平的提高[3]。

想要讓我國的技術(shù)水平跟上材料科學(xué)與工程新時代的步伐，就要對材料的純凈度進(jìn)行提升，應(yīng)用高純凈度材料的部件與摻雜無用材料的部件的實際應(yīng)用效果天差地別。由于先進(jìn)材料使用位置為關(guān)鍵部位，一旦出現(xiàn)失效的問題，就有可能威脅到人們的生命健康安全，無論是為了國民安全著想，還是為了國際地位著想，都要將提升材料純凈度這一要求融入到現(xiàn)有的材料科學(xué)與工程領(lǐng)域研究中。

4 結(jié)語

材料科學(xué)與工程實驗室在進(jìn)行建立，并且不斷完善其管理制度的過程中，為了能夠有效地配合材料科學(xué)與工程實際發(fā)展的建設(shè)。我國相關(guān)的政府以及相關(guān)的交易企業(yè)都將材料科學(xué)與工程實驗室的建設(shè)和管理進(jìn)行了重要的研究和發(fā)展。