材料是現(xiàn)代文明的四大支柱之一。新材料層出不窮，成為經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的新亮點(diǎn)。在“一帶一路”倡議實(shí)施過程中，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入無不體現(xiàn)著材料的基礎(chǔ)支撐。

近年來材料科學(xué)的發(fā)展中，以功能材料最活躍。例如，發(fā)光材料幾年間便以顯示器屏幕的形式走進(jìn)千家萬戶。社會(huì)向智能化方向發(fā)展，材料也有向智能化推進(jìn)的趨勢。人工微結(jié)構(gòu)材料在力、熱、光、聲等方面表現(xiàn)出特異性能；在微電子向納電子發(fā)展過程中，碳納米管、石墨烯有可能補(bǔ)充硅基材料的不足；在拓?fù)浣^緣體中發(fā)現(xiàn)反常霍爾效應(yīng)，為解決集成電路熱效應(yīng)問題投下一縷陽光。結(jié)構(gòu)材料的高端應(yīng)用也進(jìn)行了艱難的推進(jìn)。鈦鋁金屬間化合物具有輕質(zhì)高強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，在解決了工藝成型的難題之后，已經(jīng)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇葉片中占有一席之地。

中國改革開放引發(fā)經(jīng)濟(jì)建設(shè)熱潮，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模迅速擴(kuò)大，水平迅速提高；傳統(tǒng)基礎(chǔ)材料的產(chǎn)能舉世無雙。這些都在一定 程度上推動(dòng)了材料科學(xué)的發(fā)展。在 2012 年完成中國科學(xué)院技術(shù)科學(xué)部設(shè)立的“材料科學(xué)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究”專題咨詢項(xiàng)目的基礎(chǔ) 上，2014 年中國科學(xué)院和國家自然科學(xué)基金委員會(huì)又聯(lián)合組織了下一階段材料科學(xué)發(fā)展的戰(zhàn)略研究。2007 年，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）和美國前副總統(tǒng)弋爾獲諾貝爾和平獎(jiǎng)，引起人 們關(guān)于人類對環(huán)境干預(yù)影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)注。在這種情況下， “中國學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略 材料科學(xué)”研究組首先關(guān)注材料的可持續(xù)發(fā)展，在金屬材料領(lǐng)域和能源材料領(lǐng)域挑選熱點(diǎn)進(jìn)行闡述。此外，研 究組還關(guān)注前瞻性、戰(zhàn)略性的材料，如多鐵性材料、碳基納電子材 料、人工微結(jié)構(gòu)材料、拓?fù)淞孔硬牧系取?

本書是材料科學(xué)領(lǐng)域各方專家合作編寫的成果。具體編寫分工為：中國科學(xué)院金屬研究所葉恒強(qiáng)、李守新，北京大學(xué)物理學(xué)院沈波撰寫第一章緒論；中國科學(xué)院金屬研究所盧柯撰寫第二章梯度納米結(jié)構(gòu)材料；中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院張新明、鄧運(yùn)來、張勇撰寫第三章高強(qiáng)鋁合金；中國科學(xué)院金屬研究所楊銳撰寫第四章鈦鋁金屬間化合物；清華大學(xué)化學(xué)系邱勇撰寫第五章有機(jī)發(fā)光材料； 南京大學(xué)超導(dǎo)物理和材料研究中心聞海虎撰寫第六章新型高溫超導(dǎo)材料；清華大學(xué)材料學(xué)院南策文撰寫第七章多鐵性材料；北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院彭練矛、張志勇、王勝、梁學(xué)磊撰寫第八章碳基納電子材料和器件；南京大學(xué)祝世寧、彭茹雯、盧明輝、劉輝，同濟(jì)大學(xué)李保文，中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所鄭婉華撰寫第九章人工微結(jié)構(gòu)與超構(gòu)材料；清華大學(xué)物理系何珂、薛其坤撰寫第十章拓?fù)淞孔硬牧吓c量子反常霍爾效應(yīng)；中國科學(xué)院金屬研究所李守新、任衛(wèi)軍、李峰、楊柯、譚麗麗、冼愛平撰寫附錄一；中國科學(xué)院金屬研究所冼愛平撰寫附錄二。

世界的變化日新月異，材料是推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，因此材料的創(chuàng)新走在時(shí)代變革的前沿。留在書本中的知識雖然跟不上現(xiàn)實(shí)發(fā)展的步伐，但思想的匯聚會(huì)為材料科學(xué)的發(fā)展指明方向。本書作者將和廣大材料科學(xué)領(lǐng)域的科技工作者一起，為材料科學(xué)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步繼續(xù)努力前行。

 

本書編寫組

2020年 2月

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