;1.1材料的定义与分类
1．材料的定义
从材料工作者的角度来看，材料的定义应包含以下
几点：
(1)具有一定的组成。
(2)具有加工性。
(3)具有一定的性质和使用性能。;2．材料的分类
通常人们所说的材料是指固体材料。材料的种类很多，可按以下方法对其加以分类。
1)按材料的作用分
按照材料的作用(用途)分，可将其分为结构材料和功能材料。;2)按材料的使用领域分
按照材料的使用领域分，可将其分为电子材料、生物材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、医用材料、机械材料、能源材料等。;3)按材料的内部组织结构分
按照材料的内部组织结构的不同，可将其分为晶体材料和非晶体材料。晶体材料又分为单晶体材料和多晶体材料。;4)按材料的发展程度、应用范围及使用量分
按照材料的发展程度、应用范围及使用量的不同，可将其分为传统材料和新型材料。;5)按材料的组成、结构特征或属性分
按照材料的组成、结构特征或属性的不同，可将其分为金属材料、无机非金属材料、高分子材料以及由这三大类材料复合而成的复合材料。;1.2材料的地位、作用与发展
1．材料是人类社会发展的里程碑
人类发展史可以说是一部材料和技术的演变史，材料发展史是人类进化与文明的标志。;2．材料是高新技术发展与社会现代化的基础和先导
材料，尤其是新材料的研究、开发与应用反映着一个国家的科学技术与工业水平。;1.3材料科学与工程
1.3.1材料科学的形成
事实上，“材料科学”学科的形成也是科学技术发展的必然结果。
首先，基础学科的发展奠定了材料科学的基础。
其次，材料科学范畴下不同材料应用理论的交叉融合。
再次，材料测试技术及工艺技术的交叉融合。;1.3.2材料科学与工程的定义
材料科学的核心内容一方面是研究材料的组织结构与性能之间的关系，具有“研究为什么”的性质；另一方面，材料又是面向实际、为经???建设服务的。它是一门应用学科，研究和发展材料的目的在于应用，而人类又必须通过合理的工艺流程才能制备出具有实用价值的材料，通过批量生产才能使之成为工程材料。所以，在“材料科学”这个名词出现后不久，就提出了“材料工程”和“材料科学与工程”。;1.3.3材料科学与工程的特点
材料科学与工程具有物理学、化学、冶金学、陶瓷学、高分子学、计算机科学、医学、生物学等多学科相互融合与交叉的特点，并且与实际应用结合得非常密切，具有鲜明的工程性。;1.3.4材料科学与工程的四要素
由于材料的品种及其应用多种多样，材料的问题涉及许多科学与工程学科，因此，人们更关心材料的统一性和相关性。材料科学与工程四个基本要素的提出，在貌似不相关的材料之间找到了共同点，即无论哪种材料都包括四个基本要素：结构与成分、性能、使用性能、合成与加工。把四大要素连接在一起，可组成一个四面体，如图1-1所示。;;1．结构与成分
每个特定的材料都含有一个以原子和电子尺度到宏观尺度的结构关系，对于大多数材料，所有这些结构尺度上的化学成分和分布是立体变化的，这是制造这种特定材料所采用的合成与加工的结果。;2．性质或固有性能
材料在外界刺激下都有相应的响应，性质就是这种功能特性和效用的定量描述。;3．使用性能或服役性能
使用性能是材料在使用条件下有用性的度量，或者说是材料在使用条件下的表现，如使用环境、受力状态对材料性能与寿命的影响等。度量使用性能的指标有：可靠性、有效寿命、安全性和成本等综合因素，利用物理性能时还包括能量转换率、灵敏度等。;4．(制备)合成与加工(工艺)
合成与加工是指建立原子、分子和分子聚集体的新排列，在原子尺度到宏观尺度上对结构进行控制以及高效而有竞争力地制造材料和零件的演变过程。;1.3.5材料科学与工程研究的重要问题
1．新工艺、新技术和新合成方法的探索
每当一种新工艺、新技术或新流程出现，材料的发展就可能发生一次飞跃，对此必须给以充分的重视。喷气式飞机所用的高温合金的发展就是一个明显的例子。;2．成分、结构与性能的研究
当前，对许多有关材料的物理现象的了解比较深入，而对材料的力学性质则仍停留于比较肤浅的阶段。;3．分析与表征材料的仪器设备
事实说明，科研仪器每前进一步，对事物的了解就会更深入一步。材料及其制品的合成与加工，必须通过设备和机械来实现，高效、控制精良的设备和机械是材料及其制品合成与加工的重要保障；结构、成分和性质的表征以及使用性能的分析，仪器是必不可少的探测工具。;4．分析与建模
随着理论上对材料性质的认识和精确的数字仿真技术的提高，材料科学