材料科学与技术学院发展规划文档格式.docx

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包括：

积极参与构建“大机械类”学科基础课程平台；

建设好基于平台之上的专业课程，特别是专业课程中的几门主干课。

要认真组织，精心准备，力争建设成为精品课程。

要结合学科建设的成果，发挥我们的优势，体现我校的特色，根据新的培养体系，建设好配套的实践教学基地和系列教材。

●建立与完全学分制配套的管理、服务和评价体系。

完全学分制是高等教育面向国际化的要求，是培养一流的、具有国际竞争力人才的需要。

材料学院要建立一套与完全学分制配套的管理、服务和评价体系，包括：

选课制、导师制、弹性学分制、学分绩点制、主辅修制等。

建立学院的学务指导中心、加强教师队伍建设、实现以管理为主到以服务为主的角色转变、建立新的质量评价体系。

●完成与“大机械类”配套、满足完全学分制要求的专业实验基地的建设。

建设一个完全自主、完全开放的专业实验基地，该基地是一个综合性、系统化的实验平台。

它不仅可以满足“大机械类”中材料成型与控制工程专业所有主干课程实验教学的需要，还可以完成绝大部分专业选修课和一部分学科基础课程的实践教学任务。

同时还要承担材料加工专业大型的、系统的实践教学任务。

一个完全不同于以往演示、观摩性质的全新的实验平台将给同学们提供了一个开放的、自主的空间，创新精神、动手能力能在这里得以培养和锻炼。

●建设面向全校的工程材料学公共课程平台。

对现在的公共工程材料课程进行改革，针对机、电、环境、生物等不同学科，开设不同的材料学课程，满足这些学科对材料学教学的要求。

●探讨建设与“大机械类”相似的“大材料类”学科教学体系的可行性。

由材料学、材料物理化学、高分子材料、电子材料、环境材料等相近专业组成，建设材料大类学科基础平台。

学生可以在此平台上任意选择上述任何专业，学习相应的课程并实行完全学分制。

此项改革对实现我校各材料专业真正的融合，宽口径培养人才，深化完全学分制等都具有非常重要的意义。

“材料大类”的设想课程体系参见附表。

●积极推动人才培养的国际化，争取有较大的突破。

建设与国际接轨的课程体系；

引进10本左右的国外知名大学正在使用的外文教材，已着手准备从美国引进6本，包括由MIT，UniversityofIllinois、BrownUniversity等大学正在使用的材料学科的相关教材，如“ModelinginMaterialsProcessing”，“LevelSetMethodandFastMarchingMethod”，以及“AHeatTransferTextbook”等。

一半以上的课程要实现外语（双语）教学；

建设专业课外语教学样板课堂；

走出去、请进来，加强国际化师资力量的培养。

实施完全学分制，改革管理和服务体系。

积极营造人才培养国际化的环境和氛围。

●建设好四大本科生创新基地，探索精英人才培养模式。

针对已成立的“新材料与制备技术”、“现代模具技术与快速原型制造”、“精密成型技术”、“材料激光加工技术”等四个本科生科技创新基地，制订一系列的配套措施，包括为学生配备指导教师，选择适当的科研课题，设立基地研究开放基金；

对承担基地指导任务的教师在考核时给予工作量；

对基地的优秀人才，在保研等方面提供政策支持。

创新基地争取能够培育出可以参加并获得全国“挑战杯”奖励这样的成果。

●做好新的教学改革项目的立项、研究工作。

争取有4～5个省级教学改革立项，有1～2项教学成果获得省级及国家级奖励。

●完成6本国家“十五”规划教材的编写、出版任务。

已列入国家“十五”规划教材，将由机械工业出版社出版的《材料成形过程模拟》、《材料加工CAD/CAE/CAM》等6本材料成形与控制工程方面的教材，这对于我校乃至全国的材料学科的教学改革都非常重要，我院将认真组织，按时、高质量地完成此系列教材的编写、出版任务。

（一）现有基础

材料学科曾是国家“211工程”第一期重点建设的学科，设有塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室、科技部快速原型制造技术生产力促进中心；

拥有一级学科博士学位授予权和博士后流动站。

2001年材料加工工程被评为国家级重点学科。

材料学院拥有一支由院士领衔、中青年教授、博士生导师为中坚力量的教学和科研队伍。

近些年来，承担和完成了国家和省部级项目近200项，获得了包括国家科技进步二等奖在内的70多项国家和省部级奖励，发表学术论文1400余篇，其中三大索引收录170多篇，出版专著和教材60多部，培养了一大批硕士和博士，取得了丰硕的成果，有着坚实的基础。

经过几代人的艰苦努力，材料学院的学科建设目前处于国内领先水平。

但与国际先进水平相比，我们还有相当的差距，还要付出艰苦的努力。

要把材料学院建设成一个开放性、研究型、国际化的学院，要确保在国内的优势地位，就必须进一步凝炼学科方向、汇聚学科队伍、突出特色、重点突破，实现材料学院快速、跨越式的发展。

（二）学科发展方向

1．高新材料的研究与开发

材料是制造业发展的基础，只有拥有了高性能的材料，才能制造出高品质的产品。

本学科方向将结合我院材料学科在新型功能和结构材料方面已有的成果，面向国民经济建设和国防建设，研究开发具有以下重要战略意义的特殊材料。

1）纳米材料及其应用

●重点研究纳米材料在国防工业中的应用：

如固体火箭推进剂、新型隐身纳米材料等；

●纳米多孔介质光电转换器件、纳米结构压敏元件等；

●纳米材料在模具表面改性和润滑中的应用。

2）新型能源材料及其应用

●高性能的固体氧化物燃料电池；

●高效率热电能源转换材料、热电激励智能复合材料，探讨其在航天能源、军事侦察、航天制导等领域的应用;

●微电子、光电子集成电路器件的恒温、制冷热电材料。

3）新型模具材料

●针对新产品开发过程中对模具材料的特殊性能要求，研究开发新型的模具材料。

2．高新材料制备、成形及装备的成套技术开发

利用我院在材料加工和材料学方面的学科优势，实现两学科方向的深入交叉融合，通过将高新材料开发与高新产品的开发相结合，找到学科发展方向的突破口，不断创新，形成具有我院鲜明特色的学科发展方向。

以下为本学科方向的两个重要领域。

1）轻合金材料制备、成型及装备

在该领域的研究主要包括：

●高纯度、高质量具有特殊性能的铝、镁合金材料的制备技术；

●镁铝合金液态、半固态、固态成形技术；

●数字化成型装备。

2）生物材料的制备、成型及装备

发挥我校工科和医科优势,研究根据人体解剖学数据，快速制造人体组织、器官的相关技术，并将其广泛应用于手术规划、人体器官修复等医疗活动中，提高我国的医疗水平。

●各类生物材料或生物相容性材料的制备技术；

●基于人体解剖数据的快速制造技术；

●人体组织及器官制造的数字化装备。

3）新型成型技术及装备

●基于高能束的数字化成型技术；

●基于渐进变形的数字化成形技术。

3．数字化模具设计制造集成技术

该学科方向主要依托模具技术国家重点实验室在模具CAD/CAE/CAM、快速原型和快速制模等单元技术方面的优势，研究开发集数字化、智能化和高能束化于一体的模具快速设计与制造集成系统。

该方向将从以下两个层面开展研究工作，以推动我国模具行业的发展，争取达到国际先进水平。

1）面向模具快速开发的协同设计与制造平台

主要研究集成相关单元技术的支撑技术和成套系统的体系结构：

●网络支撑技术、信息集成与共享；

●面向模具制造的总体解决方案。

2）单元技术研究

●智能设计与数值模拟技术相结合的协同设计；

●基于微观结构及复杂多相流的数值模拟技术；

●数字化快速制模技术的研究与开发；

●基于激光的模具表面改性技术。

（三）预期成果

经过三到五年的建设，上述学科方向将涌现出一批标志性成果，这些高水平的研究成果将巩固模具技术国家重点实验室和材料加工工程在国内的优势地位，促进材料学的快速发展，使材料学院学科整体水平再上一个新台阶。

具体的目标为：

1）争取模具技术国家重点实验室第二次评估达到优秀；

2）材料加工工程专业继续保持在国内重点学科前三名；

3）组建大材料学科，争取材料学进入国家重点学科行列；

4）5年内争取获得60个左右的国家和省部级研究项目，同时获得6000万元左右的资金支持；

5）发表200篇左右被SCI、EI、ISTP索引的高水平的学术论文。

6）产业化方面有较大的进展，形成几个在国内有影响、有自主知识产权、有高新技术产品、有一定规模的产、学、研相结合的科研成果推广中心。

要完成上述任务，实现跨越式发展，教师队伍的建设是根本。

特别要培养和引进对本学科的教学改革和学科建设有重要影响的学术带头人，营造一个有利于培养人才、有利于吸引人才、有利于稳定人才的环境和氛围。

为此，在3-5年内，材料学院教师队伍建设的目标是：

●培养、引进1-2名长江学者、国家杰出人才基金获得者；

●培养、引进5-10名在国内同行中有一定影响的中青年学术带头人；

●形成博士占70%以上高水平的学术梯队；

●博士生培养的质量与数量保持国内一流水平，争取有3-5篇获省级以上优秀博士论文。

为了实现这些目标，材料学院将出台一系列人才队伍建设的措施，主要包括：

●建立学院优秀青年人才基金，从国家重点实验室、国家重点学科建设经费中给有发展潜力的青年教师提供专项支持；

●有计划地选派突出的中青年教师担任重大科研项目的主持人或负责人，接受实际工作的锻炼和考验；

●制订我院青年教师出国深造、访问和开展国际合作研究的五年计划；

●提倡和鼓励中青年教师发表国际学术论文，参加国际学术会议；

●积极推荐中青年教师在国内、外学术机构中兼任职务。

　　经过数十年的发展和积累，材料学院已拥有相当研究基础及设备条件，据统计，1990年以来，材料学院以各种项目（“211”一期、世界银行贷款等）经费购置的大型试验研究设备（单台十万元以上）共有43台套，总计经费约2000万元。

这些经费和设备的投入为我校材料学科的发展、材料加工工程2002年被评为国家重点学科、以及塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室2003年顺利通过国家评审都取到了重要作用。

但与其它兄弟院校相比，近些年来我校在材料学科方面的经费和设备投入较少，目前实验室里不少六、七十年代购置的仪器设备仍在维持使用。

总体上，我校材料学科的基础设施建设落后、研究室分散、仪器设备较陈旧。

这对保持我校材料学科在全国的先进行列地位十分不利，因此，加快我校材料学科的实验研究基地建设、更新试验研究手段与装备刻不容缓。

（二）拟建设的实验研究基地

1、模具（零件）数字化成形实验研究基地

（1）建设理由

随着计算机信息技术的高速发展，计算机信息技术及应用已渗入了材料学科的各个领域，材料的数字化成形是材料成形技术的必然趋势，材料数字化成形的优势和具体表现为材料成形的精密化、轻量化、智能化、科学化。

模具技术是材料成形技术的基础。

以模具的快速设计、仿真模拟、快速精密制造以及新产品的快速开发等为研究内容的“现代模具数字化制造技术”，是当今模具技术研究的热点。

而在材料的成形方面，以交通运载工具（汽车、航空航天器、武器装备等）零部件的轻量化、精确化、高强化加工成形及过程模拟为研究目标的“高性能轻合金、塑料、陶瓷等材料的数字化精确成形技术”是材料加工成形领域的研究热点。

因此，在我校国家模具重点实验室的基础上，建设“模具（零件）数字化成形实验研究基地”具有很好条件，它是保障我校在这一领域处于国内领先地位的重要措施。

（2）现有设备

目前，模具国家重点实验室已具有精密三坐标测量仪、多功能材料实验机、数控铣（镗、线切割、电火花加工、等离子复合）机床、双动金属挤压液压机、机器人、Ideas软件、SGI微机工作站、快型成型系统（LOM、SLS）、热等静压系统、材料的热分析系统等仪器设备。

　　（3）需增加的设备

需要在以下几方面增强实验手段：

压力、流速、温度、位移、变形等检测与数据处理系统；

数控压力成形设备、加工中心等；

大型的分析计算程序，虚拟现实设备及软件；

高纯度液态金属的精炼、电磁输送与充型装备；

多材料（塑料、型砂、金属、陶瓷、石蜡等粉末）用途的SLS设备系统等。

（4）可进行的试验研究内容

新增加的试验设备系统可以完成如下试验研究内容：

各类材料力学性能测试、变形行为测试、三维形体测量；

材料成形过程中的压力、流速、温度、位移、变形等检测、分析与数据处理；

复杂零件的塑性或液态成形过程模拟仿真；

高性能金属零件、塑料零件、陶瓷零件的精密成形等；

基于多种粉末材料的SLS快速制造研究等。

2、新材料制备及其性能测试实验研究基地

材料按性能特征可分为结构材料和功能材料两大类。

高性能的结构材料及各种特殊用途的功能材料是目前新材料研究的重点。

在新材料及加工技术研究中，目前已由原来相对分散的研究，转为新材料制备、成形及装备一体化技术的研究和开发。

各种新材料特殊性能的测试仪器与方法是高性能新材料研究的基础，组建“新材料制备及其性能测试实验研究基地”是新材料及加工技术研究的条件。

新规划的试验研究基地，除了能检测材料的常规宏观性能（强度、硬度、韧性等）、微观组织外，还应能检测材料的特殊性能，如声、光、电、热、磁、腐蚀性能等，以评判新研制材料的水平。

材料学院现有的设备包括：

六、七年代的常规材料测试设备（测试材料的常规性能：

强度、硬度、韧性等），普通金相显微镜，材料样品制备系统，显微硬度计，陶瓷制品液压机，板材试验机等。

华中科技大学正在筹建的分析测试中心拥有：

高分辨SEM，高分辨TEM，声扫描显微镜，X射线透射显微镜，热分析系统，X射线衍射仪等。

目前已有的实验室设备主要是大众化的常规设备，只能满足基本的教学试验要求。

正在筹建的华中科技大学分析测试中心虽然可以为新材料的研究提供一部分常规测试条件，但缺乏材料学科新发展方向所需要的更专业化、更具特色的实验设备，许多性能测试（如声、光、电、热、磁、腐蚀性能等）实验无法完成。

（3）需增加的设备

常规材料性能（材料的强度、硬度、韧性等）测试设备的更新，新材料（粉末材料、纳米材料、半固态金属材料等）的制备设备，材料特殊性能（声、光、电、热、磁、腐蚀性能等）测试设备，材料的制备与成形一体化装备（金属粉末及陶瓷粉末的注射成形装备等）。

新的功能材料的研究与开发（具有良好的声、光、电、热、磁、抗腐蚀等性能的新材料），粉末材料的制备与成形一体化研究，特殊材料的制备与研究，纳米材料（或超细粉末材料）及其应用研究，半固态金属材料的制备与成形一体化技术研究等。

（三）急需建设材料学科大楼

目前材料学院各实验室过于分散，已严重影响了我校材料学科的进一步发展，是制约材料学院科学研究的头等障碍。

在规划建立上述实验研究基地时，急需建设材料学科大楼，解决材料学院的用房过于分散问题。

各兄弟院校的经验以及我们的切身经历一再表明，只有材料学科大楼的建成，才能真正实现材料学院各个研究方向的融合和现有设备资源的共享，彻底改变材料学院目前管理不便、科研队伍重组困难、学科（或研究）方向分散等被动的局面。

经过我校材料学院广大教职工几代人数十年的不懈努力，我校的材料学科一直处于国内同行的先进行列。

但近年来，随着其它兄弟院校对材料学科发展的重视以及在材料学科方向经费和设备投入的加大，而我校材料学科的发展速度相对缓慢。

如不采取果断措施，我校的材料学科有落入全国二流行业的危险，因此，加快我校材料学科建设步伐、组建材料学科大楼、更新落后于时代的试验装备已成为材料学科建设中的当务之急。

附表：

“材料大类”课程体系规划设想

课程大类

课程小类

课程性质

课程名称

学时/学分

学科基础课程

设计基础课程（184学时）

必修

工程制图

104/6.5

机械原理

40/2.5

机械设计基础

机械原理课程设计

1W/1

机械设计课程设计

2W/2

大材料学科公共基础

材料科学基础

80/4

物理化学

56/3

专业基础课程（不同专业选择3门）

学科（专业）概论

16/2

固体电子学导论

72/4

量子力学

固体物理

材料物理

材料化学

无机化学

专业课程

材料学专业课程

金属材料

陶瓷材料

32/2

高分子材料

材料物理性能及技术

材料力学性能测试技术

大材料学科专业限选课程

限选

材料表面工程技术

材料分析测试技术

新材料制备技术

纳米材料

电子材料

生物材料

能源材料

复合材料

热电材料及其应用

燃料电池材料及技术

环境材料

电子封装材料技术

材料腐蚀与防护