材料科学与工程的起源可追溯至人类文明早期对工具制造和材料改良的需求,工业革命加速其理论体系形成,而20世纪学科交叉最终确立其独立学科地位。关键亮点包括:①从石器时代到冶金术的实践积累;②19世纪晶体学与金相学奠定理论基础;③二战后航空航天需求推动现代学科整合。
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史前实践阶段(远古-公元前3000年)
原始人类通过试错法改进石器、陶器和骨器,新石器时代出现粗陶和天然金属使用。青铜器与铁器的冶炼标志着人类首次通过化学改变材料性能。 -
经验积累时期(公元前3000年-18世纪)
古埃及玻璃制造、中国钢铁冶炼(如战国时期的块炼渗碳钢)等工艺突破,但缺乏系统理论指导,技术传承依赖师徒制。 -
科学启蒙阶段(19世纪)
工业革命催生材料性能研究:索比(H.C. Sorby)发明金相显微镜揭示钢铁微观结构,布拉格父子(Bragg)建立X射线晶体学,为材料分析提供工具。 -
学科成型期(20世纪至今)
二战期间高分子材料(如尼龙)、半导体材料需求激增,促使大学设立专门课程。1957年苏联首颗人造卫星发射后,各国将材料科学列为战略学科,形成"结构-性能-加工"研究范式。
理解材料科学的起源有助于把握技术创新规律——从经验驱动到理论指导,再到多学科协同的发展路径,至今仍是新材料研发的核心逻辑。