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材料化学在中国科学技术大学 学科发展与研究实践

材料化学在中国科学技术大学
材料化学在中国科学技术大学 学科发展与研究实践
作者:孟广耀 彭定坤

图书详细信息:
ISBN:978-7-312-02785-7
定价:58.00元
版本:1
装帧:平装
出版年月:201106

图书简介:

  材料化学作为现代材料学新的的学科分支,是发展新材料、高技术的重要理论基础与工具。本书以材料化学学科与教育体系在中国科学技术大学的形成和研究实践为线索,以作者亲历的史实为基础,通过详实的资料,以回顾、综述的笔法,展示出这一新学科的内涵及其历史沿革,使读者了解到这一新学科是如何在造就和发展新材料、新技术的进程中不断促进其自身的发展的。

  本书分为10章,第1章首先简要回顾材料化学的学科内容和发展。第2—6章以国际范围内出现的新型无机功能材料研究热潮为脉络介绍了材料化学的学科建设、人才队伍与教学体系,以及如何面对社会需求凝练出实用化方向并形成研发平台。第7—9章侧重叙述固态离子学与膜过程技术对当前新工业革命的核心作用,提出了具有中国特色的陶瓷膜燃料电池与“49”能源载体相结合的新能源发展路线。第10章综合介绍了化学气相淀积原理及其研究实践,展现了这一软化学合成技术的历史成功和未来前景。

  本书可以作为高等院校材料学和材料化学相关专业师生的教学、科研参考书,也可以作为新型能材料产业领域科技和管理人员的参考读物。

前言:

  材料科学与工程这一新型的综合性、交叉性学科从诞生(大约在20世纪50年代)到今天已经走过了半个世纪的历程,对人类社会的现代发展做出了重大贡献。从取之不尽用之不竭的硅成为现代人类文明的基石到激光技术进入了千家万户,从人手一只的精巧信息工具(手机)到遨游苍穹的人造卫星和航天器,从数以千万计的太阳能发电装置到终将彻底改变人类能源结构和燃料利用现状的燃料电池,一个个高新技术领域、一件件高技术新产品都是依托于新材料的开发而迅速发展起来的。其每一步进展,每一个突破都离不开材料科学与工程学科的指导作用。反过来,随着高技术、新材料的发展,材料科学与工程学科也在不断的丰富和发展,材料化学作为现代材料学的一个新的基础学科分支正是这种发展的必然阶段。

  材料化学主要包括材料固体化学和材料制备化学两大方面。材料固体化学包含材料的结构化学、缺陷化学、表面化学、热力学与相平衡,以及化学反应性等,它不仅是阐明材料的功能性质的理论基础,也被广泛应用于预测材料的热力学稳定性、形成习性及经久耐用性。材料制备化学则是我们创新发展各种新方法、新技术,合成与研发制备形貌、尺寸各异而性能多彩、优越的新材料、新器件的依托。对于材料化学学科内涵及其基础原理和应用技术的学习与把握,是掌握材料科学与工程学的主要内容,是发展新材料、高技术的重要理论武装与不可或缺的工具。

  中国科学技术大学创建于1958年,以培养能从事“两弹一星”为代表的高新技术研发人才为办学目标。1958年前后,正是国际上(主要是美国和欧洲)一流大学刚刚组建“材料科学与工程科系”的年代。新成立的中国科学技术大学虽然没有以“材料科学与工程”命名的科系,但有多个系和专业事实上是后来组建材料科学与工程系的基础。中国科学技术大学的建校50年以来,经历了人类社会高技术新材料发展的全过程,材料科学与工程学科,特别是材料化学在中国科技大学,从诞生、发展到今日成为一个方兴未艾的新学科体系,将永远载入她建校50年的辉煌史册。《材料化学在中国科学技术大学——学科发展与研究实践》一书正是对这一学科发展进程的回顾。

     本书第1章简要回顾了国际范围内材料化学学科的形成和发展,涉及我国科技工作者的参与和贡献以及这一新兴学科在中国科技大学的发展历程。从第2章开始侧重介绍稀有元素专业无机化学专门化如何逐步演变、发展和成长到今天的材料化学专业。这其中包括中国科学技术大学南迁合肥后的艰苦创业,边调查研究国民经济发展对人才培养的需求,边投身新材料的探索和研制。1978年,改革开放的春风使得万象更新,固体化学新学科的魅力激荡着中青年教员的报国宏志,他们纷纷出国进修访问和返校创业。从固态电化学传感器研究到陶瓷化学新课的创建,再到在高温超导氧化物材料和低压气相合成金刚石等新材料的国际性研制热潮中显身手,以软化学合成路线蜚声于国内材料科学领域,直至迎来“材料科学与工程系”的组建,他们谱写了“中国科学技术大学二次创业和新学科在科学春天里成长”的历史篇章(第3章)。新系的诞生是学科成熟的标志,又是其继续发展的新起点,以新姿态和高水平“走出去、请进来”而广泛开展的国际科技合作与学术交流,构成了学科发展和人才培训、提高的完美结合,为今后的成功业绩打下了坚实基础(第4章)。材料科学与工程学科与新材料、高技术的交互发展,催化了学科发展实用化方向的凝练和研究团队的壮大,“中国科学技术大学固体化学与无机膜研究所”应运而生,将魅力无穷的无机膜过程与固态离子学完美结合,把行将引发新工业革命的膜分离和电化学能量转换新技术作为主攻方向(第5章)。世纪之交组建的“合肥长城新元膜科技有限责任公司” 不仅实现了研究所前期研究成果向生产力的转化,将陶瓷分离膜技术广泛应用于工业过程和环境的改善,初步慰藉实验室创始人们报效社会、美化中华的初衷,同时也为不断开发新型无机膜绿色科技提供了基地和制造平台(第6章)。 特别地,为迎接新世纪成功申办了以“新型固体燃料电池”为主题的第97次香山科学会议暨电化学能量转换国际研讨会(1998年),正式启动了21世纪绿色能源——固体氧化物燃料电池的研究,第7-9章集中概括和回顾了最近十年实验室的数十名师生在这一领域的辛勤而富有成果的研究活动:发表了上百篇研究论文,申报了近20项发明专利,还针对当前能源、环境状况提出了中国特色的新能源发展路线-陶瓷膜电池与《49》能源载体(第9章),预示了国泰民安、环球和谐的光明前景。化学气相淀积(CVD)这类对人类现代文明和生活作出重大贡献的材料和器件制备方法,是中国科大材料化学专业从创建初期(1971年,硅烷热解法研制高纯硅材料)开始贯穿其30多年科教活动的内容,不仅涉及多种新型功能薄膜材料的CVD法制备的技术创新,而且使得我们从科学发展、人才培养的角度写作了教材和专著并开设了研究生课程,数十名训练有素的以CVD为学位课题和近千名修过CVD课程的研究生分布在世界各地,将是本专业对CVD科学与技术领域的重要贡献,本书第10章对“CVD学科发展与实践30年”进行了概括介绍。

  本书的出版使我们感到十分欣慰,因为这里真实记录了我们与中国科大同命运、共成长的半个世纪的岁月,是对我们继承和发扬我校老一辈创始者们科教报国精神的回顾与忆念。特别使我们高兴和感动的是老系主任和老校长杨承宗教授为本书热情作序。这位法国居里夫人的弟子之一,新中国放射化学的奠基者,为我国“两弹一星”做出过重大贡献,模范秉承居里夫妇科技发明为人类进步服务的信念,科技奉献社会,一生淡泊名利。就在前段时间还观点明确地支持我们发展化学能源载体和新能源技术革命,他是我们心悦诚服的学习榜样。今年5月我们敬爱的杨先生与北京逝世,享年100岁,身为晚辈的我们希望以此书的出版寄托我们深深的哀思和纪念。

  由于种种无法完全避免的因素,书中定然存有历史素材的缺漏、学术内容的谬误和可能的观点偏颇等问题,我们诚恳的欢迎批评与指正。

 

                      编者

                       2011年6月

目录:

  序

  前言

  第一章 材料化学——材料学科发展的新阶段

  第二章 从稀有元素到无机新材料的研究方向

  第三章 材料化学在科学的春天里成长

  第四章 在国际科技合作中学科的开拓与发展

  第五章 凝练学科方向和研究的平台——固体化学与无机膜研究所

  第六章 无机膜研究所基地——长城新元膜科技有限公司

  第七章 陶瓷膜燃料电池——21世纪绿色能源装置

  第八章 陶瓷膜燃料电池在中国科学技术大学的研究和发展

  第九章 49能源路线

  第十章 化学气相淀积——学科发展与实践30年

  结语与展望

  参考文献

 



Copyright 2011 中国科学技术大学出版社
合肥市金寨路96号