高分子材料與工程專業(yè)怎樣?就業(yè)前景如何?

【專家解說】：高分子材料的定義 高分子材料:macromolecular material，以高分子化合物為基礎的材料。高分子材料是由相對分子質量較高的化合物構成的材料，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合。 高分子材料的分類 高分子材料按來源分類 高分子材料按來源分為天然、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進化的基礎。人類社會一開始就利用天然高分子材料作為生活資料和生產(chǎn)資料，并掌握了其加工技術。如利用蠶絲、棉、毛織成織物，用木材、棉、麻造紙等。19世紀30年代末期，進入天然高分子化學改性階段，出現(xiàn)半合成高分子材料。1907年出現(xiàn)合成高分子酚醛樹脂，標志著人類應用合成高分子材料的開始?，F(xiàn)代，高分子材料已與金屬材料、無機非金屬材料相同，成為科學技術、經(jīng)濟建設中的重要材料。 高分子材料按特性分類 高分子材料按特性分為橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復合材料等。 ①橡膠是一類線型柔性高分子聚合物。其分子鏈間次價力小，分子鏈柔性好，在外力作用下可產(chǎn)生較大形變，除去外力后能迅速恢復原狀。有天然橡膠和合成橡膠兩種。 ②高分子纖維分為天然纖維和化學纖維。前者指蠶絲、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子為原料，經(jīng)過紡絲和后處理制得。纖維的次價力大、形變能力小、模量高，一般為結晶聚合物。 ③塑料是以合成樹脂或化學改性的天然高分子為主要成分，再加入填料、增塑劑和其他添加劑制得。其分子間次價力、模量和形變量等介于橡膠和纖維之間。通常按合成樹脂的特性分為熱固性塑料和熱塑性塑料;按用途又分為通用塑料和工程塑料。 ④高分子膠粘劑是以合成天然高分子化合物為主體制成的膠粘材料。分為天然和合成膠粘劑兩種。應用較多的是合成膠粘劑。 ⑤高分子涂料是以聚合物為主要成膜物質，添加溶劑和各種添加劑制得。根據(jù)成膜物質不同，分為油脂涂料、天然樹脂涂料和合成樹脂涂料。⑥高分子基復合材料是以高分子化合物為基體，添加各種增強材料制得的一種復合材料。它綜合了原有材料的性能特點，并可根據(jù)需要進行材料設計。 高分子材料按用途分類 高分子材料按用途又分為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學性能、絕緣性能和熱性能外，還具有物質、能量和信息的轉換、傳遞和儲存等特殊功能。已實用的有高分子信息轉換材料、高分子透明材料、高分子模擬酶、生物降解高分子材料、高分子形狀記憶材料和醫(yī)用、藥用高分子材料等。 高分子材料的性能 高分子材料的結構決定其性能，對結構的控制和改性，可獲得不同特性的高分子材料。高分子材料獨特的結構和易改性、易加工特點，使其具有其他材料不可比擬、不可取代的優(yōu)異性能，從而廣泛用于科學技術、國防建設和國民經(jīng)濟各個領域，并已成為現(xiàn)代社會生活中衣食住行用各個方面不可缺少的材料。 很多天然材料通常是高分子材料組成的，如天然橡膠、棉花、人體器官等。人工合成的化學纖維、塑料和橡膠等也是如此。一般稱在生活中大量采用的，已經(jīng)形成工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模的高分子為通用高分子材料，稱具有特殊用途與功能的為功能高分子。 高分子材料的合成與加工 高分子材料在加工之前，要先進行合成，把單體合成為聚合物進行造粒，然后才進行熔融加工。高分子材料的合成方法有本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合和溶液聚合。這其中引發(fā)劑起了很重要的作用，偶氮引發(fā)劑和過氧類引發(fā)劑都是常用的引發(fā)劑，高分子材料助劑往往對高分子材料性能的改進和成本的降低也有很明顯的作用。 加工工藝 高分子材料的加工成型不是單純的物理過程，而是決定高分子材料最終結構和性能的重要環(huán)節(jié)。除膠粘劑、涂料一般無需加工成形而可直接使用外、橡膠、纖維、塑料等通常須用相應的成形方法加工成制品。一般塑料制品常用的成形方法有擠出、注射、壓延、吹塑、模壓或傳遞模塑等。橡膠制品有塑煉、混煉、壓延或擠出等成形工序。纖維有紡絲溶體制備、纖維成形和卷繞、后處理、初生纖維的拉伸和熱定型等。 在成型過程中，聚合物有可能受溫度、壓強、應力及作用時間等變化的影響，導致高分子降解、交聯(lián)以及其他化學反應，使聚合物的聚集態(tài)結構和化學結構發(fā)生變化。因此加工過程不僅決定高分子材料制品的外觀形狀和質量，而且對材料超分子結構和織態(tài)結構甚至鏈結構有重要影響。 業(yè)務培養(yǎng)目標:本專業(yè)培養(yǎng)具備高分子材料與工程等方面的知識，能在高分子材料的合成改性和加工成型等領域從事科學研究、技術開發(fā)、工藝和設備設計、生產(chǎn)及經(jīng)營管理等方面工作的高級工程技術人才。 業(yè)務培養(yǎng)要求:本專業(yè)學生主要學習高聚物化學與物理的基本理論和高分子材料的組成、結構與性能知識及高分子成型加工技術知識。? 畢業(yè)生應獲得以下幾方面的知識和能力:? 1.掌握高分子材料的合成、改性的方法;? 2.掌握高分子材料的組成、結構和性能關系;? 3.掌握聚合物加工流變學、成型加工工藝和成型模具設計的基本理論和基本技能;? 4.具有對高分子材料進行改性及加工工藝研究、設計和分析測試，并開發(fā)新型高分子材料及產(chǎn)品的初步能力;? 5.具有應用計算機的能力;? 6.具有對高分子材料改性及加工過程進行技術經(jīng)濟分析和管理的初步能力。? 主干學科:材料科學與工程? 主要課程:有機化學、物理化學、高分子化學、高分子物理、聚合物流變學、聚合物成型工藝、聚合物加工原理、高分子材料研究方法? 主要實踐性教學環(huán)節(jié):包括金工實習、生產(chǎn)實習、專業(yè)實驗、計算機應用與上機實踐、課程設計、畢業(yè)設計(論文)。? 主要專業(yè)實驗:高分子合成、高分子材料成型等? 修業(yè)年限:四年? 授予學位:工學學士? 開設院校:清華大學 深圳大學 北京化工大學 天津大學 吉林大學 復旦大學 華東理工大學 東華大學 浙江大學 合肥工業(yè)大學 武漢理工大學 華南理工大學 四川大學 南昌航空大學 北京工商大學 北京服裝學院 天津科技大學 中北大學 太原理工大學 河北工業(yè)大學 河北科技大學 沈陽化工學院 大連輕工業(yè)學院 吉林化工學院 齊齊哈爾大學 哈爾濱理工大學 上海工程技術大學 上海大學 南京化工大學 揚州大學 浙江工業(yè)大學 青島化工學院 濟南大學 中國海洋大學 山東大學 青島大學 聊城大學 鄭州大學 鄭州工業(yè)大學 鄭州輕工業(yè)學院 河南科技大學 武漢化工學院 湖北工學院 湖北大學 長江大學 廣東工業(yè)大學 桂林工學院 華南熱帶農(nóng)業(yè)大學 哈爾濱工業(yè)大學 大慶石油學院 長春科技大學 中國科學技術大學(五年) 北京石油化工學院 江蘇石油化工學院 北京理工大學 華北工學院 南京理工大學 北京航空航天大學 西北工業(yè)大學 江南大學 東北林業(yè)大學 安徽大學 安徽建筑工業(yè)學院 南昌大學 煙臺大學 武漢科技學院 中南林學院 新疆大學 沈陽工業(yè)大學 沈陽工業(yè)學院 華東船舶工業(yè)學院 華東交通大學 中山大學 陜西科技大學 蘭州理工大學(原名甘肅工業(yè)大學)等 學校按地區(qū)分布 【北京市】清華大學、北京理工大學、北京航空航天大學、北京化工大學、北京服裝學院、北京石油化工學院、北京工商大學 【天津市】天津大學、天津科技大學 【河北省】河北工業(yè)大學、河北理工大學、河北科技大學、河北大學、燕山大學 【山西省】太原理工大學、中北大學 【遼寧省】大連輕工業(yè)學院、沈陽化工學院、大連理工大學、大連輕工業(yè)學院、沈陽工業(yè)大學、沈陽理工大學 【吉林省】吉林大學、長春工業(yè)大學、吉林建筑工程學院 、吉林化工學院 【黑龍江省】哈爾濱工業(yè)大學、黑龍江大學、哈爾濱理工大學、齊齊哈爾大學、東北林業(yè)大學 大慶石油學院 【上海市】復旦大學、華東理工大學、東華大學、上海大學 【江蘇省】江蘇大學、南京理工大學、江南大學、揚州大學、南京工業(yè)大學、江蘇工業(yè)學院、南京林業(yè)大學、華東船舶工業(yè)學院 【浙江省】浙江大學、浙江工業(yè)大學 【安徽省】中國科學技術大學、合肥工業(yè)大學、安徽大學、安徽建筑工業(yè)學院、安徽工業(yè)大學、安徽理工大學 【福建省】福建師范大學 【江西省】南昌航空大學、南昌大學、華東交通大學 【山東省】山東大學、 中國海洋大學、青島大學、青島科技大學、濟南大學、煙臺大學 聊城大學 【河南省】鄭州大學、鄭州輕工業(yè)學院 【湖北省】湖北大學、武漢理工大學、湖北工學院、武漢化工學院、武漢科技學院、湖北科技大學 武漢工程大學 長江大學 【湖南省】中南林業(yè)科技大學 、南華大學、湖南工業(yè)大學、衡陽師范學院 【廣東省】深圳大學 華南理工大學、廣東工業(yè)大學、茂名學院、中山大學 【廣西壯族自治區(qū)】桂林工學院 【海南省】海南大學 【四川省】四川大學、西南石油學院 【陜西省】西北工業(yè)大學、西安工程大學、陜西理工學院、陜西科技大學 【甘肅省】蘭州理工大學 【新疆維吾爾自治區(qū)】新疆大學 本專業(yè)培養(yǎng)較系統(tǒng)地掌握材料科學的基本理論與技術，具備材料物理相關的基本知識和基本技能，能在材料科學與工程及其相關的領域的機械、電子冶金、能源、電力、通訊、石油化工等行業(yè)部門從事新材料和功能材料的研究、設計、開發(fā)與制造、材料的性能測試及生產(chǎn)管理等工作，也可在高等院校和研究所從事教學與科研工作。 一、專業(yè)基本情況 1、培養(yǎng)目標 本專業(yè)培養(yǎng)較系統(tǒng)地掌握材料科學的基本理論與技術，具備材料物理相關的基本知識和基本技能，能在材料科學與工程及與其相關的領域從事研究、教學、科技開發(fā)及相關管理工作的材料物理高級專門人才。 2、培養(yǎng)要求 本專業(yè)學生主要學習材料科學方面的基本理論、基本知識和基本技能，受到科學思維與科學實驗方面的基本訓練，具有運用物理學和材料物理的基礎理論、基本知識和實驗技能進行材料研究和技術開發(fā)的基本能力。畢業(yè)生應獲得以下幾方面的知識和能力: ◆ 掌握數(shù)學、物理、化學等方面的基本理論和基本知識; ◆ 掌握材料制備(或合成)、材料加工、材料結構與性能測定及材料應用等方面的基礎知識、基本原理和基本實驗技能; ◆ 了解相近專業(yè)的一般原理和知識; ◆ 熟悉國家關于材料科學與工程研究、科技開發(fā)及相關產(chǎn)業(yè)的政策，國內(nèi)外知識產(chǎn)權等方面的法律法規(guī); ◆ 了解材料物理的理論前沿、應用前景和最新發(fā)展動態(tài)，以及材料科學與工程產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況; ◆ 掌握中外文資料查詢、文獻檢索以及運用現(xiàn)代信息技術獲取相關信息的基本方法;具有一定的實驗設計，創(chuàng)造實驗條件，歸納、整理、分析實驗結果，撰寫論文，參與學術交流的能力。 3、主干學科 材料科學、物理學。 4、主要課程 基礎物理、近代物理、固體物理、材料物理學等。 5、實踐教學 包括生產(chǎn)實習、畢業(yè)論文等，一般安排10-20周。 6、修業(yè)時間 4年。 7、學位情況 理學或工學學士。 8、相關專業(yè) 材料化學、物理學。 9、原專業(yè)名 材料物理、礦物巖石材料。 二、專業(yè)綜合介紹 材料物理(Material Physics)專業(yè)，一般屬于材料科學與工程系學院下轄的專業(yè)之一。所涉及到的方面主要是材料的宏觀及微觀結構，尤其是微觀結構，材料的物理性能基本參數(shù)以及這些參數(shù)的物理本質。 材料物理專業(yè)是材料科學與工程里面不可或缺的重要組成部分。猶如支撐萬丈高樓的基石，材料支撐著人類文明。很多人覺得新世紀是“信息技術”的世界，不過任何技術賴以實現(xiàn)的物質基礎還是材料，這一重要地位在人類社會發(fā)展到任何階段都無法改變，而且必將越來越重要。隨著科學技術的發(fā)展，材料正朝著微型化、功能化、智能化的方向發(fā)展?，F(xiàn)在頗為流行的納米材料、環(huán)境材料、電子材料、信息材料，大部分都是材料的物理性能在各特殊領域的應用。比如納米材料，可以說就是納米尺度下的材料物理學。材料物理專業(yè)所研究的磁學及光學性質在信息材料領域有著巨大的應用空間，是現(xiàn)代半導體、微電子、光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的理論及應用基礎。因此，隨著材料產(chǎn)業(yè)以及信息產(chǎn)業(yè)在新世紀的飛速發(fā)展，材料物理專業(yè)也必將迎來自己的輝煌。 本專業(yè)由名稱就可以清楚地看出內(nèi)容以材料學、物理學兩方面為重點。物理學中的力、熱、光、聲均在此專業(yè)有廣泛應用，當然側重點還與將來個人的研究方向有關。比如說:對于研究信息材料磁存儲技術的，鐵磁學是中心課程，但是力學、電學、熱學多少也要有所涉及。原子物理、固體物理、晶體學、X光技術、電子顯微分析等課程也是比較重要的課程。所以這門專業(yè)主要偏重高中課程對應的物理，比較適合那些對微觀結構和理論物理感興趣的同學。在測量微觀結構的時候，X光技術、電子顯微技術(高倍電子顯微鏡)可能會涉及到一些輻射問題，當然，并不是很普遍而且劑量非常低。隨著技術的進步，輻射問題應該降低直至完全消除。 總體來說，材料物理專業(yè)并不是一個很熱門的專業(yè)，不過其中的一些方向，如納米材料、高倍電子顯微技術、電子材料還是相當熱。國內(nèi)院校中清華大學、山東大學、哈爾濱工業(yè)大學在這些方面較為出色。 對于材料物理專業(yè)的畢業(yè)生來說，面臨的幾種選擇中，出國相對來說比較容易，難度比那些熱門專業(yè)小得多。考研的話，除了上述較好的學校之外，還有中國科學院的一些相關研究所可以考慮。就業(yè)方面，幾個熱門方向還是比較好的，但還是以研究工作居多。作為其他產(chǎn)業(yè)的基礎，本專業(yè)是不可缺少的，但是想一下子就賺大錢暴富成比爾·蓋茨，恐怕也不可能。隨著技術的成熟和產(chǎn)業(yè)化，本專業(yè)的就業(yè)形勢必將大幅度改善。因此，選擇本專業(yè)其實是在選擇自己的未來。 材料物理專業(yè)代碼:071301。 三、專業(yè)教育發(fā)展狀況 材料物理專業(yè)是國家重點學科，是理工科結合的專業(yè)。培養(yǎng)掌握材料科學基礎理論和現(xiàn)代材料科學研究方法，掌握材料性能與各層次微觀結構之間關系的基本規(guī)律，能從事各種材料的設計、研究、生產(chǎn)、使用，材料性能改進，開發(fā)新材料、新技術的研究人才。 材料物理的前身是金屬物理，國家很重視材料學科，建國后建立了材料物理專業(yè)。在五十年代轟轟烈烈的工業(yè)發(fā)展時期，很多院校都建立了材料學科，有些地區(qū)還專門成立了冶金學院、機械工程學院等。 目前，材料物理學科在各理工類院校都有相關的系，比較著名的學校有清華大學、北京航空航天大學、哈爾濱工業(yè)大學、西安交通大學、北京理工大學等學校。材料涉及的領域極為廣泛，其品種繁多，形式各異。根據(jù)材料組成和結構的特點，可分為金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料和復合材料。材料又是基礎科學和工程科學融合的產(chǎn)物，隨著科學技術的發(fā)展，原來各類相對獨立的材料，已經(jīng)相互滲透，相互結合，多學科的交叉是材料科學技術的重要特征。如建筑材料中混凝土外加劑的應用，聚合物混凝土、薄膜材料在玻璃深加工上的應用，有機高分子材料用于水泥砂漿的改性和對陶瓷工藝的改進等等。 浙江大學材料科學與工程學系創(chuàng)建于1978年，是我國高校中成立最早，學科門類、培養(yǎng)層次最齊全的材料系之一。目前設有金屬材料及熱處理、無機非金屬材料、材料工程及自動化、材料科學等4個本科專業(yè)方向，金屬材料及熱處理、無機非金屬材料、半導體材料等3個博士點(其中半導體材料是國家重點學科)和5個碩士點，以及材料科學與工程博士后流動站。很多學校的材料物理專業(yè)經(jīng)歷了一系列的變遷。清華大學材料科學與工程系成立于1988年，由原金屬工程物理系的材料科學專業(yè)、機械工程系的金屬材料專業(yè)及化學工程系的無機非金屬材料專業(yè)組建而成。本科設材料科學與工程一個專業(yè)，含材料物理、金屬物理、無機非金屬材料、復合材料和電子材料等五個學科培養(yǎng)方向。 但是，由于各個學校的基礎不同，因此建立的材料物理專業(yè)或者材料科學與工程專業(yè)偏重點也不同。例如天津城市建設學院，長期以來，材料科學與工程系設置的是無機非金屬材料和高分子材料與工程兩個專業(yè)，根據(jù)學院特點，按照國家教委引導性專業(yè)目錄，自1997年起更名為材料科學與工程專業(yè)。因為這個學院是隸屬建委系統(tǒng)的，所以主要培養(yǎng)為城鄉(xiāng)建設服務的人才，材料的專業(yè)教育就以建筑材料為主，沒有簡單地套搬清華大學、天津大學、武漢工業(yè)大學(2000年已合并成為武漢理工大學)，或化工類、冶金類院校材料專業(yè)的做法，而辦出自己材料專業(yè)的特色。 這就說明了同樣是材料物理專業(yè)，由于學校之間基礎的差異及其背景的不同，研究的方向和側重點也有所不同，這是要加以注意的。 1991年，國家教委批準在清華大學建設“先進材料研究開放實驗室”，作為推動材料物理研究的一筆投入，帶動材料物理研究。目前，材料科學與工程系已納入很多高?！?11工程”的重點學科群規(guī)劃。以培養(yǎng)全面掌握材料科學和工程綜合能力的復合型人才。 近年來材料物理專業(yè)研究的范圍進一步拓寬，不斷地開發(fā)出具有優(yōu)異物理性能的先進材料，其中復合材料是一個主要方向。這些都反映了培養(yǎng)僅掌握單一材料、窄口徑專業(yè)的人才是不能適應當前特別是未來形勢發(fā)展的要求，因此拓寬專業(yè)口徑是培養(yǎng)材料類專業(yè)人才的必然趨勢。 四、專業(yè)就業(yè)數(shù)據(jù)分析 五、專業(yè)就業(yè)狀況及趨勢 材料物理專業(yè)的畢業(yè)生一般具有很強的物理、化學、數(shù)學理論水平，以及較高的獨立實驗能力和操作復雜儀器設備的能力，素質比較全面，所以，能夠在機械、冶金、電子、化工軍工、航空航天、儀表等部門從事材料的生產(chǎn)、研究和開發(fā)，或在科研單位和高等院校從事科研和教學工作，以及進一步培養(yǎng)成為高級材料科學研究人才。 從事材料專業(yè)的工程技術人員按工作性質可分為材料的研究、開發(fā)、生產(chǎn)和應用。這隨著材料事業(yè)的發(fā)展有所不同。在七八十年代，有些學校，例如天津城市建設學院，主要培養(yǎng)從事硅酸鹽材料生產(chǎn)的工程技術人員，充實到了有關工廠，對加強生產(chǎn)單位的技術力量，提高技術人員素質起到一定的作用。但是，隨著天津市和與外省市交換培養(yǎng)的學生所在地材料生產(chǎn)廠技術力量趨于飽和，這方面人才需求量有了變化，現(xiàn)在在建筑行業(yè)從事材料應用、檢測及材料管理工作的只占一半左右。 現(xiàn)代工業(yè)對材料的要求越來越高，相應地產(chǎn)生了更多的需求，例如鋼鐵大型企業(yè)、飛機制造業(yè)、汽車制造業(yè)等等，都需要精密的材料技術。本專業(yè)畢業(yè)生一般都能有1∶1.2以上的比例，根據(jù)各院校的情況具體而定。材料物理專業(yè)涉及的內(nèi)容比較廣泛，所以適應性比較強，有就業(yè)“萬金油”的美譽。 材料物理專業(yè)乃至整個材料科學專業(yè)，畢業(yè)生可能面臨的問題是，由于很多高校建立材料專業(yè)的背景不同，兼之材料科學作為專業(yè)名稱提出來，又不是很長時間的事情，造成很多就業(yè)單位不了解這個專業(yè)的人才究竟是做什么的。所以畢業(yè)生在應聘的過程中應該首先澄清自己更細致的研究方向，比如，研究電子材料的材料物理專業(yè)學生，則可以考慮到與之相關的電子元器件行業(yè)，研究高分子材料的學生，則可以考慮到與有機分子化工有關的領域求職。 目前，隨著國外企業(yè)在中國投資的日益提高，各個三資企業(yè)對材料物理專業(yè)的需求也開始增多。例如，杜邦、Motorola、寶潔等公司，每年都需要材料物理相關方向的人才到其研究發(fā)展中心進行新產(chǎn)品新工藝的開發(fā)。 隨著材料物理領域的研究成果逐漸得到應用，材料產(chǎn)業(yè)的逐漸形成，材料物理專業(yè)的畢業(yè)學生的就業(yè)范圍正在逐漸拓寬。21世紀，隨著環(huán)境污染的加劇，能源的枯竭，世界各國都正在致力于新材料，新能源的開發(fā)與利用。各種環(huán)境替代性材料正在被研制出來。新的替代材料，以其低廉的成本，良好的性能，正逐漸應用于各個行業(yè)，獲得了非?？陀^的效益。 雖然材料行業(yè)在當前形勢下還處于低谷，但是結合以往的就業(yè)趨勢，該專業(yè)就業(yè)前景美好，具有很大的發(fā)展?jié)摿?。選擇材料物理專業(yè)的學生，一定不要被暫時的局面所震懾。就像很多專家預測的那樣，材料產(chǎn)業(yè)將成為本世紀我國的支柱產(chǎn)業(yè)之一。這個行業(yè)前途無限。 六、專業(yè)院校分布(部分)黑龍江大學 西南科技大學 西北大學 山西大學 上海大學 青島科技大學 湘潭大學 中國科學技術大學 北京科技大學 北京師范大學 東北大學 吉林大學 復旦大學 南京大學 武漢大學 武漢理工大學 中南大學 中山大學 四川大學 蘭州大學 哈爾濱理工大學 云南大學 華東理工大學 合肥工業(yè)大學 太原理工大學 燕山大學 內(nèi)蒙古工業(yè)大學 大連理工大學 哈爾濱工業(yè)大學 武漢科技大學 重慶大學 西安建筑科技大學 總的來說高分子材料與工程專業(yè)是一個很不錯的專業(yè)，是現(xiàn)在就業(yè)前景最好的專業(yè)之一