高分子材料与工程专业怎样?就业前景如何?

【专家解说】：高分子材料的定义 高分子材料:macromolecular material，以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。 高分子材料的分类 高分子材料按来源分类 高分子材料按来源分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。 天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料，并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物，用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期，进入天然高分子化学改性阶段，出现半合成高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂，标志着人类应用合成高分子材料的开始。现代，高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同，成为科学技术、经济建设中的重要材料。 高分子材料按特性分类 高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。 ①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。 ②高分子纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料，经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。 ③塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分，再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料;按用途又分为通用塑料和工程塑料。 ④高分子胶粘剂是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料。分为天然和合成胶粘剂两种。应用较多的是合成胶粘剂。 ⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质，添加溶剂和各种添加剂制得。根据成膜物质不同，分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体，添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点，并可根据需要进行材料设计。 高分子材料按用途分类 高分子材料按用途又分为普通高分子材料和功能高分子材料。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料等。 高分子材料的性能 高分子材料的结构决定其性能，对结构的控制和改性，可获得不同特性的高分子材料。高分子材料独特的结构和易改性、易加工特点，使其具有其他材料不可比拟、不可取代的优异性能，从而广泛用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域，并已成为现代社会生活中衣食住行用各个方面不可缺少的材料。 很多天然材料通常是高分子材料组成的，如天然橡胶、棉花、人体器官等。人工合成的化学纤维、塑料和橡胶等也是如此。一般称在生活中大量采用的，已经形成工业化生产规模的高分子为通用高分子材料，称具有特殊用途与功能的为功能高分子。 高分子材料的合成与加工 高分子材料在加工之前，要先进行合成，把单体合成为聚合物进行造粒，然后才进行熔融加工。高分子材料的合成方法有本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合和溶液聚合。这其中引发剂起了很重要的作用，偶氮引发剂和过氧类引发剂都是常用的引发剂，高分子材料助剂往往对高分子材料性能的改进和成本的降低也有很明显的作用。 加工工艺 高分子材料的加工成型不是单纯的物理过程，而是决定高分子材料最终结构和性能的重要环节。除胶粘剂、涂料一般无需加工成形而可直接使用外、橡胶、纤维、塑料等通常须用相应的成形方法加工成制品。一般塑料制品常用的成形方法有挤出、注射、压延、吹塑、模压或传递模塑等。橡胶制品有塑炼、混炼、压延或挤出等成形工序。纤维有纺丝溶体制备、纤维成形和卷绕、后处理、初生纤维的拉伸和热定型等。 在成型过程中，聚合物有可能受温度、压强、应力及作用时间等变化的影响，导致高分子降解、交联以及其他化学反应，使聚合物的聚集态结构和化学结构发生变化。因此加工过程不仅决定高分子材料制品的外观形状和质量，而且对材料超分子结构和织态结构甚至链结构有重要影响。 业务培养目标:本专业培养具备高分子材料与工程等方面的知识，能在高分子材料的合成改性和加工成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。 业务培养要求:本专业学生主要学习高聚物化学与物理的基本理论和高分子材料的组成、结构与性能知识及高分子成型加工技术知识。? 毕业生应获得以下几方面的知识和能力:? 1.掌握高分子材料的合成、改性的方法;? 2.掌握高分子材料的组成、结构和性能关系;? 3.掌握聚合物加工流变学、成型加工工艺和成型模具设计的基本理论和基本技能;? 4.具有对高分子材料进行改性及加工工艺研究、设计和分析测试，并开发新型高分子材料及产品的初步能力;? 5.具有应用计算机的能力;? 6.具有对高分子材料改性及加工过程进行技术经济分析和管理的初步能力。? 主干学科:材料科学与工程? 主要课程:有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、聚合物流变学、聚合物成型工艺、聚合物加工原理、高分子材料研究方法? 主要实践性教学环节:包括金工实习、生产实习、专业实验、计算机应用与上机实践、课程设计、毕业设计(论文)。? 主要专业实验:高分子合成、高分子材料成型等? 修业年限:四年? 授予学位:工学学士? 开设院校:清华大学 深圳大学 北京化工大学 天津大学 吉林大学 复旦大学 华东理工大学 东华大学 浙江大学 合肥工业大学 武汉理工大学 华南理工大学 四川大学 南昌航空大学 北京工商大学 北京服装学院 天津科技大学 中北大学 太原理工大学 河北工业大学 河北科技大学 沈阳化工学院 大连轻工业学院 吉林化工学院 齐齐哈尔大学 哈尔滨理工大学 上海工程技术大学 上海大学 南京化工大学 扬州大学 浙江工业大学 青岛化工学院 济南大学 中国海洋大学 山东大学 青岛大学 聊城大学 郑州大学 郑州工业大学 郑州轻工业学院 河南科技大学 武汉化工学院 湖北工学院 湖北大学 长江大学 广东工业大学 桂林工学院 华南热带农业大学 哈尔滨工业大学 大庆石油学院 长春科技大学 中国科学技术大学(五年) 北京石油化工学院 江苏石油化工学院 北京理工大学 华北工学院 南京理工大学 北京航空航天大学 西北工业大学 江南大学 东北林业大学 安徽大学 安徽建筑工业学院 南昌大学 烟台大学 武汉科技学院 中南林学院 新疆大学 沈阳工业大学 沈阳工业学院 华东船舶工业学院 华东交通大学 中山大学 陕西科技大学 兰州理工大学(原名甘肃工业大学)等 学校按地区分布 【北京市】清华大学、北京理工大学、北京航空航天大学、北京化工大学、北京服装学院、北京石油化工学院、北京工商大学 【天津市】天津大学、天津科技大学 【河北省】河北工业大学、河北理工大学、河北科技大学、河北大学、燕山大学 【山西省】太原理工大学、中北大学 【辽宁省】大连轻工业学院、沈阳化工学院、大连理工大学、大连轻工业学院、沈阳工业大学、沈阳理工大学 【吉林省】吉林大学、长春工业大学、吉林建筑工程学院 、吉林化工学院 【黑龙江省】哈尔滨工业大学、黑龙江大学、哈尔滨理工大学、齐齐哈尔大学、东北林业大学 大庆石油学院 【上海市】复旦大学、华东理工大学、东华大学、上海大学 【江苏省】江苏大学、南京理工大学、江南大学、扬州大学、南京工业大学、江苏工业学院、南京林业大学、华东船舶工业学院 【浙江省】浙江大学、浙江工业大学 【安徽省】中国科学技术大学、合肥工业大学、安徽大学、安徽建筑工业学院、安徽工业大学、安徽理工大学 【福建省】福建师范大学 【江西省】南昌航空大学、南昌大学、华东交通大学 【山东省】山东大学、 中国海洋大学、青岛大学、青岛科技大学、济南大学、烟台大学 聊城大学 【河南省】郑州大学、郑州轻工业学院 【湖北省】湖北大学、武汉理工大学、湖北工学院、武汉化工学院、武汉科技学院、湖北科技大学 武汉工程大学 长江大学 【湖南省】中南林业科技大学 、南华大学、湖南工业大学、衡阳师范学院 【广东省】深圳大学 华南理工大学、广东工业大学、茂名学院、中山大学 【广西壮族自治区】桂林工学院 【海南省】海南大学 【四川省】四川大学、西南石油学院 【陕西省】西北工业大学、西安工程大学、陕西理工学院、陕西科技大学 【甘肃省】兰州理工大学 【新疆维吾尔自治区】新疆大学 本专业培养较系统地掌握材料科学的基本理论与技术，具备材料物理相关的基本知识和基本技能，能在材料科学与工程及其相关的领域的机械、电子冶金、能源、电力、通讯、石油化工等行业部门从事新材料和功能材料的研究、设计、开发与制造、材料的性能测试及生产管理等工作，也可在高等院校和研究所从事教学与科研工作。 一、专业基本情况 1、培养目标 本专业培养较系统地掌握材料科学的基本理论与技术，具备材料物理相关的基本知识和基本技能，能在材料科学与工程及与其相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的材料物理高级专门人才。 2、培养要求 本专业学生主要学习材料科学方面的基本理论、基本知识和基本技能，受到科学思维与科学实验方面的基本训练，具有运用物理学和材料物理的基础理论、基本知识和实验技能进行材料研究和技术开发的基本能力。毕业生应获得以下几方面的知识和能力: ◆ 掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识; ◆ 掌握材料制备(或合成)、材料加工、材料结构与性能测定及材料应用等方面的基础知识、基本原理和基本实验技能; ◆ 了解相近专业的一般原理和知识; ◆ 熟悉国家关于材料科学与工程研究、科技开发及相关产业的政策，国内外知识产权等方面的法律法规; ◆ 了解材料物理的理论前沿、应用前景和最新发展动态，以及材料科学与工程产业的发展状况; ◆ 掌握中外文资料查询、文献检索以及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。 3、主干学科 材料科学、物理学。 4、主要课程 基础物理、近代物理、固体物理、材料物理学等。 5、实践教学 包括生产实习、毕业论文等，一般安排10-20周。 6、修业时间 4年。 7、学位情况 理学或工学学士。 8、相关专业 材料化学、物理学。 9、原专业名 材料物理、矿物岩石材料。 二、专业综合介绍 材料物理(Material Physics)专业，一般属于材料科学与工程系学院下辖的专业之一。所涉及到的方面主要是材料的宏观及微观结构，尤其是微观结构，材料的物理性能基本参数以及这些参数的物理本质。 材料物理专业是材料科学与工程里面不可或缺的重要组成部分。犹如支撑万丈高楼的基石，材料支撑着人类文明。很多人觉得新世纪是“信息技术”的世界，不过任何技术赖以实现的物质基础还是材料，这一重要地位在人类社会发展到任何阶段都无法改变，而且必将越来越重要。随着科学技术的发展，材料正朝着微型化、功能化、智能化的方向发展。现在颇为流行的纳米材料、环境材料、电子材料、信息材料，大部分都是材料的物理性能在各特殊领域的应用。比如纳米材料，可以说就是纳米尺度下的材料物理学。材料物理专业所研究的磁学及光学性质在信息材料领域有着巨大的应用空间，是现代半导体、微电子、光电子产业发展的理论及应用基础。因此，随着材料产业以及信息产业在新世纪的飞速发展，材料物理专业也必将迎来自己的辉煌。 本专业由名称就可以清楚地看出内容以材料学、物理学两方面为重点。物理学中的力、热、光、声均在此专业有广泛应用，当然侧重点还与将来个人的研究方向有关。比如说:对于研究信息材料磁存储技术的，铁磁学是中心课程，但是力学、电学、热学多少也要有所涉及。原子物理、固体物理、晶体学、X光技术、电子显微分析等课程也是比较重要的课程。所以这门专业主要偏重高中课程对应的物理，比较适合那些对微观结构和理论物理感兴趣的同学。在测量微观结构的时候，X光技术、电子显微技术(高倍电子显微镜)可能会涉及到一些辐射问题，当然，并不是很普遍而且剂量非常低。随着技术的进步，辐射问题应该降低直至完全消除。 总体来说，材料物理专业并不是一个很热门的专业，不过其中的一些方向，如纳米材料、高倍电子显微技术、电子材料还是相当热。国内院校中清华大学、山东大学、哈尔滨工业大学在这些方面较为出色。 对于材料物理专业的毕业生来说，面临的几种选择中，出国相对来说比较容易，难度比那些热门专业小得多。考研的话，除了上述较好的学校之外，还有中国科学院的一些相关研究所可以考虑。就业方面，几个热门方向还是比较好的，但还是以研究工作居多。作为其他产业的基础，本专业是不可缺少的，但是想一下子就赚大钱暴富成比尔·盖茨，恐怕也不可能。随着技术的成熟和产业化，本专业的就业形势必将大幅度改善。因此，选择本专业其实是在选择自己的未来。 材料物理专业代码:071301。 三、专业教育发展状况 材料物理专业是国家重点学科，是理工科结合的专业。培养掌握材料科学基础理论和现代材料科学研究方法，掌握材料性能与各层次微观结构之间关系的基本规律，能从事各种材料的设计、研究、生产、使用，材料性能改进，开发新材料、新技术的研究人才。 材料物理的前身是金属物理，国家很重视材料学科，建国后建立了材料物理专业。在五十年代轰轰烈烈的工业发展时期，很多院校都建立了材料学科，有些地区还专门成立了冶金学院、机械工程学院等。 目前，材料物理学科在各理工类院校都有相关的系，比较著名的学校有清华大学、北京航空航天大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学、北京理工大学等学校。材料涉及的领域极为广泛，其品种繁多，形式各异。根据材料组成和结构的特点，可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。材料又是基础科学和工程科学融合的产物，随着科学技术的发展，原来各类相对独立的材料，已经相互渗透，相互结合，多学科的交叉是材料科学技术的重要特征。如建筑材料中混凝土外加剂的应用，聚合物混凝土、薄膜材料在玻璃深加工上的应用，有机高分子材料用于水泥砂浆的改性和对陶瓷工艺的改进等等。 浙江大学材料科学与工程学系创建于1978年，是我国高校中成立最早，学科门类、培养层次最齐全的材料系之一。目前设有金属材料及热处理、无机非金属材料、材料工程及自动化、材料科学等4个本科专业方向，金属材料及热处理、无机非金属材料、半导体材料等3个博士点(其中半导体材料是国家重点学科)和5个硕士点，以及材料科学与工程博士后流动站。很多学校的材料物理专业经历了一系列的变迁。清华大学材料科学与工程系成立于1988年，由原金属工程物理系的材料科学专业、机械工程系的金属材料专业及化学工程系的无机非金属材料专业组建而成。本科设材料科学与工程一个专业，含材料物理、金属物理、无机非金属材料、复合材料和电子材料等五个学科培养方向。 但是，由于各个学校的基础不同，因此建立的材料物理专业或者材料科学与工程专业偏重点也不同。例如天津城市建设学院，长期以来，材料科学与工程系设置的是无机非金属材料和高分子材料与工程两个专业，根据学院特点，按照国家教委引导性专业目录，自1997年起更名为材料科学与工程专业。因为这个学院是隶属建委系统的，所以主要培养为城乡建设服务的人才，材料的专业教育就以建筑材料为主，没有简单地套搬清华大学、天津大学、武汉工业大学(2000年已合并成为武汉理工大学)，或化工类、冶金类院校材料专业的做法，而办出自己材料专业的特色。 这就说明了同样是材料物理专业，由于学校之间基础的差异及其背景的不同，研究的方向和侧重点也有所不同，这是要加以注意的。 1991年，国家教委批准在清华大学建设“先进材料研究开放实验室”，作为推动材料物理研究的一笔投入，带动材料物理研究。目前，材料科学与工程系已纳入很多高校“211工程”的重点学科群规划。以培养全面掌握材料科学和工程综合能力的复合型人才。 近年来材料物理专业研究的范围进一步拓宽，不断地开发出具有优异物理性能的先进材料，其中复合材料是一个主要方向。这些都反映了培养仅掌握单一材料、窄口径专业的人才是不能适应当前特别是未来形势发展的要求，因此拓宽专业口径是培养材料类专业人才的必然趋势。 四、专业就业数据分析 五、专业就业状况及趋势 材料物理专业的毕业生一般具有很强的物理、化学、数学理论水平，以及较高的独立实验能力和操作复杂仪器设备的能力，素质比较全面，所以，能够在机械、冶金、电子、化工军工、航空航天、仪表等部门从事材料的生产、研究和开发，或在科研单位和高等院校从事科研和教学工作，以及进一步培养成为高级材料科学研究人才。 从事材料专业的工程技术人员按工作性质可分为材料的研究、开发、生产和应用。这随着材料事业的发展有所不同。在七八十年代，有些学校，例如天津城市建设学院，主要培养从事硅酸盐材料生产的工程技术人员，充实到了有关工厂，对加强生产单位的技术力量，提高技术人员素质起到一定的作用。但是，随着天津市和与外省市交换培养的学生所在地材料生产厂技术力量趋于饱和，这方面人才需求量有了变化，现在在建筑行业从事材料应用、检测及材料管理工作的只占一半左右。 现代工业对材料的要求越来越高，相应地产生了更多的需求，例如钢铁大型企业、飞机制造业、汽车制造业等等，都需要精密的材料技术。本专业毕业生一般都能有1∶1.2以上的比例，根据各院校的情况具体而定。材料物理专业涉及的内容比较广泛，所以适应性比较强，有就业“万金油”的美誉。 材料物理专业乃至整个材料科学专业，毕业生可能面临的问题是，由于很多高校建立材料专业的背景不同，兼之材料科学作为专业名称提出来，又不是很长时间的事情，造成很多就业单位不了解这个专业的人才究竟是做什么的。所以毕业生在应聘的过程中应该首先澄清自己更细致的研究方向，比如，研究电子材料的材料物理专业学生，则可以考虑到与之相关的电子元器件行业，研究高分子材料的学生，则可以考虑到与有机分子化工有关的领域求职。 目前，随着国外企业在中国投资的日益提高，各个三资企业对材料物理专业的需求也开始增多。例如，杜邦、Motorola、宝洁等公司，每年都需要材料物理相关方向的人才到其研究发展中心进行新产品新工艺的开发。 随着材料物理领域的研究成果逐渐得到应用，材料产业的逐渐形成，材料物理专业的毕业学生的就业范围正在逐渐拓宽。21世纪，随着环境污染的加剧，能源的枯竭，世界各国都正在致力于新材料，新能源的开发与利用。各种环境替代性材料正在被研制出来。新的替代材料，以其低廉的成本，良好的性能，正逐渐应用于各个行业，获得了非常客观的效益。 虽然材料行业在当前形势下还处于低谷，但是结合以往的就业趋势，该专业就业前景美好，具有很大的发展潜力。选择材料物理专业的学生，一定不要被暂时的局面所震慑。就像很多专家预测的那样，材料产业将成为本世纪我国的支柱产业之一。这个行业前途无限。 六、专业院校分布(部分)黑龙江大学 西南科技大学 西北大学 山西大学 上海大学 青岛科技大学 湘潭大学 中国科学技术大学 北京科技大学 北京师范大学 东北大学 吉林大学 复旦大学 南京大学 武汉大学 武汉理工大学 中南大学 中山大学 四川大学 兰州大学 哈尔滨理工大学 云南大学 华东理工大学 合肥工业大学 太原理工大学 燕山大学 内蒙古工业大学 大连理工大学 哈尔滨工业大学 武汉科技大学 重庆大学 西安建筑科技大学 总的来说高分子材料与工程专业是一个很不错的专业，是现在就业前景最好的专业之一