材料科學與工程專業實驗室建設探索

耿傳蕓

德州大陸架石油工程技術有限公司 山東 德州 253000

1 材料科學與工程的“四要素”

從材料科學與工程的內涵上看，①成分與結構。此要素對材料性質和使用性能構建了新型的原子類型與排列方式。換句話說，就是材料的化學組成還有其所占據的比例大小。材料的原則或者是例子在不同的尺度上，進行有序的排列。例如：宏觀或者是微觀的組織結構。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、分子等內容進行重新排列。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的也可以是化學性質的。加工是把成型的材料，進行大尺度的改變與優化。需要先合成制備，形成有用的產品，或者是轉變為有用的性能。③性質（性能），是屬于材料固有的性能，主要是原子或者是排列結構共同組成的，展現了本身的價值性與應用性。例如，金屬材料具有剛性、強度和硬度等。④使用性能，需要在經濟、社會成本和收益的多種角度上進行思考，把材料特定性能與產品設計、工程各行應用能力、人們的需求等有機的結合起來，具有一定的區別性，同時也展現了一定的緊密性[1]。

2 材料科學與工程實驗室在建設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的教育機構對于材料科學與工程實驗室建立和安全管理的高度重視。所以在實際發展的過程中，通常按照材料科學與工程專業的主要含義以及實際發展過程中材料科學與工程專業的特色進行有效的辦學和教育以及研究。所以構建了材料科學與工程專業實驗教學的體系，并且對材料的組成以及結構的表面特征進行的有效的規劃也進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行了有效的研究，重點建設了材料制備實驗，是材料力學性能實驗室等各個方面的實驗教學和實踐。材料科學與工程實驗室在實際研究的過程中，主要是對一些無機非金屬材料燒成的一些高溫電阻或者是熱壓燒結爐等各種設備進行了有效的購置。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非金屬材料工程在實際教學和研究中的需要。而且材料科學與工程管理實驗室在實際進行安全管理工作的過程中，也對相關的安全管理制度進行了進一步的確立和完善，使得在實際操作的過程中，對于一些具有危險性質的設備以及存在隱患的實驗都能夠進行很好的管理和預防，對于一些應急方案也進行了有效的研究和調查時，在實驗室進行教學和研究的過程中，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變為材料強國，需要重視材料科學與工程領域的研究成果，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體系，且技術體系是為牌號體系提供支撐作用的，具有較為龐大的規模，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構材料牌號體系等。以技術體系為例，包括材料應用技術體系、材料技術體系和標準技術體系等。材料科學與工程的新時代代表了對材料體系的合理規劃與應用，牌號的差異性會給技術帶來挑戰，為了將不同的牌號體系融入到現有的體系中來，需要動用大量的人力物力，才能實現對現有材料體系的整理與規范。例如，我國2500個以上的航空材料都處于在用狀態，材料牌照的在用數目更為龐大，總數超過一萬，顯示了材料體系建立的必要性。在八國聯軍侵華戰爭期間，大量的國外機械涌入，上萬個牌號對我國的機械制造造成了巨大的沖擊，嚴重制約了我國材料的發展。建立科學的材料體系，在實踐中找出面對不同牌號的應對措施，融合先進的材料科學與工程技術，幫助我國通往科技飛速發展的新時代。

3.2 先進材料的應用

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

想要讓我國的技術水平跟上材料科學與工程新時代的步伐，就要對材料的純凈度進行提升，應用高純凈度材料的部件與摻雜無用材料的部件的實際應用效果天差地別。由于先進材料使用位置為關鍵部位，一旦出現失效的問題，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有的材料科學與工程領域研究中。

4 結語

材料科學與工程實驗室在進行建立，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與工程實際發展的建設。我國相關的政府以及相關的交易企業都將材料科學與工程實驗室的建設和管理進行了重要的研究和發展。