“中國學科發展戰略”叢書由以院士為主體、眾多專家參與的學科發展戰略研究組經過深入調查和廣泛研討共同完成，涉及自然科學各學科領域。 《中國學科發展戰略？材料科學》包含石墨烯、準晶、光電功能材料、鋼鐵工業發展、核電材料、材料基因組工程、超構材料、材料組織結構研究等八個專題，詳細分析了材料科學各領域的發展現狀和態勢，以及我國材料科學各分支學科的未來發展戰略，並在此基礎上對我國材料科學未來發展提出了針對性的政策建議或保障措施。 《中國學科發展戰略·材料科學》不僅能夠幫助科技工作者洞悉學科發展規律、把握前沿領域和重點方向．也是科技管理部門重要的決策參考，同時也是社會公眾了解天文學學科發展現狀及趨勢的重要讀本。
基本介紹
- 書名：中國學科發展戰略:材料科學
- 作者：中國科學院
- ISBN：7030373766
- 頁數：236頁
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2013年6月1日
- 開本：5
- 語種：簡體中文
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《中國學科發展戰略:材料科學》全面總結了2010～2011年材料科學的研究現狀和研究動態，分析了若干重點分支學科發展態勢，從學科的發展規律和該領域熱點問題的特點出發，思考了有關分支學科的布局，提出了相應的重要科學問題、前沿方向，以及推動該學科領域發展的政策措施等。《中國學科發展戰略:材料科學》不僅能夠幫助科技工作者洞悉學科發展規律、把握前沿領域和重點方向，也是科技管理部門重要的決策參考，同時也是社會公眾了解天文學學科發展現狀及趨勢的重要讀本。
圖書目錄
總序
前言
摘要
第一章 緒論
第一節 引言
一、從需求出發將材料分類
二、重點領域巡禮
三、材料科學發展趨勢
四、關注材料領域重要事件和新生長點
第二節 碳材料綻放新葩
第三節 從晶體到準晶
第四節 功能材料
一、新能源材料
二、光電功能材料
第五節 金屬材料學科
一、鋼鐵材料
二、輕質金屬
第六節 材料使役性能研究新機遇
第七節 金屬強韌化新途徑
第八節 計算材料學成為熱點
一、計算材料科學工具
二、計算材料學的實驗驗證
三、資料庫
第九節 超構材料
第十節 材料結構表征
第十一節 建設調控材料製備與性能的研究中心
一、依託大科學裝置的材料組織表征和性能測試
二、包含大科學裝置的材料系統研究中心
三、建設材料製備與性能調控中心
參考文獻
第二章 石墨烯的歷史、現狀與未來
第一節 石墨烯的研究歷史、發現與意義
第二節 石墨烯的研究現狀、趨勢與套用前景
第三節 我國的石墨烯研究概況與建議
參考文獻
第三章 準晶的發現與研究
第一節 對傳統晶體學的挑戰
第二節 準晶研究的發展
一、尋找存在準晶的體系
二、擴展準晶存在的類型
三、結構描述
四、缺陷和相變
五、性能與套用
第三節 研究展望
參考文獻
第四章 光電功能材料
第一節 矽和矽基半導體材料
第二節 GaAs、InP和GaSb基Ⅲ—Ⅴ族化合物半導體材料和器件
一、GaAs、InP和GaSb等單晶材料
二、低維半導體結構材料和器件
第三節 寬頻隙半導體材料
一、GaN基半導體材料
二、碳化矽材料
三、氧化鋅材料
四、半導體金剛石
第四節 光電感測材料與器件
一、碲鎘汞面陣和雙色焦平面探測器
二、非致冷紅外焦平面技術
三、高性能InGaAs近紅外探測器
四、半導體低維結構紅外探測器
五、基於InAs/GaSbⅡ類超晶格的紅外探測材料與器件
六、GaN基紫外探測器材料與器件
第五節 微納結構光電功能材料
第六節 半導體太陽能光伏電池
一、元素半導體太陽電池
二、化合物（第二代）太陽能光伏電池
三、染料敏化太陽電池（DSSC）
四、有機半導體太陽電池（OPV）
五、新概念（新三代）高效太陽電池
六、我國的光伏產業發展概況
第七節 光電功能晶體材料研究進展
一、雷射晶體材料
二、非線性光學晶體材料
第八節 小結
參考文獻
第五章 我國鋼鐵發展中的資源能源問題
第一節 我國鋼鐵發展現狀
一、鋼鐵產量
二、鋼鐵產能
三、鋼鐵利潤
四、產業集中度
第二節 我國鋼鐵發展中資源能源現狀
一、我國鋼鐵發展中資源現狀
二、我國鋼鐵發展中能源現狀
三、廢鋼資源
第三節 鋼鐵發展面臨的資源能源問題
一、鋼鐵工業發展中資源問題
二、鋼鐵工業發展中能源問題
三、廢鋼存在的問題
第四節 我國鋼鐵發展中的資源能源對策和建議
一、關於開發國內鐵礦石資源的政策建議
二、關於開發國外鐵礦石資源的政策建議
三、應對國際鐵礦石壟斷化趨勢的對策與建議
四、應對國際鐵礦石金融化趨勢的對策與建議
五、關於二次鐵資源開發與利用的政策建議
六、關於國家鐵礦石資源儲備的政策建議
七、加強鐵礦石高效利用與節能環保技術開發
八、進一步建立與完善鐵礦石技術標準
九、鋼鐵企業餘能、餘熱的利用
參考文獻
第六章 核電材料的歷史、現狀與挑戰
第一節 引言
第二節 鋯合金
一、國外鋯合金的研究狀況
二、國內鋯合金的研究狀況
三、鋯合金的研發趨勢
第三節 低合金鋼
一、發展歷史與現狀
二、國內外RPV鋼的研究熱點、問題與趨勢
第四節 不鏽鋼
第五節 鎳基合金
一、核用鎳基合金的發展過程
二、核用690鎳基合金的現狀、問題與挑戰
第六節 焊接材料
第七節 電纜
一、核電站電纜材料要求
二、核電站電纜的發展趨勢
第八節 混凝土
第九節 核電關鍵金屬結構材料的使役行為
一、核電關鍵材料環境行為的主要研究部署
二、服役過程中的主要性能退化機制
三、待解決的問題與研究趨勢
第十節 安全性評估與壽命評價技術
一、壓水堆核電廠的關鍵金屬部件及其重要度排序
二、反應堆壓力容器（RPV）的安全性
三、主管道和泵（鑄造不鏽鋼）的熱老化與結構完整性
四、應力腐蝕開裂（SCC）評估
五、金屬疲勞評估
六、無損檢測
七、安全評估與壽命評價的研究趨勢
第十一節 標準
第十二節 小結
參考文獻
第七章 材料基因組工程
第一節 美國材料基因組計畫簡介
第二節 材料中的“基因”
第三節 計算工具
一、第一性原理和分子動力學計算
二、CALPHAD方法
三、顯微組織預測
四、力學性能預測和多尺度計算工具的集成
第四節 實驗工具
一、擴散多元節方法
二、高通量材料性能測試方法
三、數位化三維微觀結構的表征與分析
四、組合材料學方法
第五節 資料庫及材料信息學
第六節 成功實例
第七節 小結
參考文獻
第八章 超材料拓展材料科學研究新領域
第一節 超材料的崛起
第二節 高性能材料構造的新策略
第三節 人工超材料的困境及其與天然材料的融合
第四節 利用超材料結構改進與提高材料性能
第五節 探尋天然材料中的超常特性
第六節 戰略思考
參考文獻
第九章 材料組織結構研究的新機遇
第一節 電子顯微鏡已可在原子尺度給出材料的成分與結構信息
第二節 電子透鏡的像差及其校正
一、電子透鏡像差
二、像差校正器
三、單色器
第三節 材料顯微研究新機遇
一、像差校正電子顯微學
二、掃描透射電子顯微學與原子柱元素分辨的成分分析
三、三維原子像
四、複雜結構晶體表面與界面
五、時間分辨電子顯微術
六、電子全息術
七、原位電子顯微術
第四節 小結
參考文獻
前言
摘要
第一章 緒論
第一節 引言
一、從需求出發將材料分類
二、重點領域巡禮
三、材料科學發展趨勢
四、關注材料領域重要事件和新生長點
第二節 碳材料綻放新葩
第三節 從晶體到準晶
第四節 功能材料
一、新能源材料
二、光電功能材料
第五節 金屬材料學科
一、鋼鐵材料
二、輕質金屬
第六節 材料使役性能研究新機遇
第七節 金屬強韌化新途徑
第八節 計算材料學成為熱點
一、計算材料科學工具
二、計算材料學的實驗驗證
三、資料庫
第九節 超構材料
第十節 材料結構表征
第十一節 建設調控材料製備與性能的研究中心
一、依託大科學裝置的材料組織表征和性能測試
二、包含大科學裝置的材料系統研究中心
三、建設材料製備與性能調控中心
參考文獻
第二章 石墨烯的歷史、現狀與未來
第一節 石墨烯的研究歷史、發現與意義
第二節 石墨烯的研究現狀、趨勢與套用前景
第三節 我國的石墨烯研究概況與建議
參考文獻
第三章 準晶的發現與研究
第一節 對傳統晶體學的挑戰
第二節 準晶研究的發展
一、尋找存在準晶的體系
二、擴展準晶存在的類型
三、結構描述
四、缺陷和相變
五、性能與套用
第三節 研究展望
參考文獻
第四章 光電功能材料
第一節 矽和矽基半導體材料
第二節 GaAs、InP和GaSb基Ⅲ—Ⅴ族化合物半導體材料和器件
一、GaAs、InP和GaSb等單晶材料
二、低維半導體結構材料和器件
第三節 寬頻隙半導體材料
一、GaN基半導體材料
二、碳化矽材料
三、氧化鋅材料
四、半導體金剛石
第四節 光電感測材料與器件
一、碲鎘汞面陣和雙色焦平面探測器
二、非致冷紅外焦平面技術
三、高性能InGaAs近紅外探測器
四、半導體低維結構紅外探測器
五、基於InAs/GaSbⅡ類超晶格的紅外探測材料與器件
六、GaN基紫外探測器材料與器件
第五節 微納結構光電功能材料
第六節 半導體太陽能光伏電池
一、元素半導體太陽電池
二、化合物（第二代）太陽能光伏電池
三、染料敏化太陽電池（DSSC）
四、有機半導體太陽電池（OPV）
五、新概念（新三代）高效太陽電池
六、我國的光伏產業發展概況
第七節 光電功能晶體材料研究進展
一、雷射晶體材料
二、非線性光學晶體材料
第八節 小結
參考文獻
第五章 我國鋼鐵發展中的資源能源問題
第一節 我國鋼鐵發展現狀
一、鋼鐵產量
二、鋼鐵產能
三、鋼鐵利潤
四、產業集中度
第二節 我國鋼鐵發展中資源能源現狀
一、我國鋼鐵發展中資源現狀
二、我國鋼鐵發展中能源現狀
三、廢鋼資源
第三節 鋼鐵發展面臨的資源能源問題
一、鋼鐵工業發展中資源問題
二、鋼鐵工業發展中能源問題
三、廢鋼存在的問題
第四節 我國鋼鐵發展中的資源能源對策和建議
一、關於開發國內鐵礦石資源的政策建議
二、關於開發國外鐵礦石資源的政策建議
三、應對國際鐵礦石壟斷化趨勢的對策與建議
四、應對國際鐵礦石金融化趨勢的對策與建議
五、關於二次鐵資源開發與利用的政策建議
六、關於國家鐵礦石資源儲備的政策建議
七、加強鐵礦石高效利用與節能環保技術開發
八、進一步建立與完善鐵礦石技術標準
九、鋼鐵企業餘能、餘熱的利用
參考文獻
第六章 核電材料的歷史、現狀與挑戰
第一節 引言
第二節 鋯合金
一、國外鋯合金的研究狀況
二、國內鋯合金的研究狀況
三、鋯合金的研發趨勢
第三節 低合金鋼
一、發展歷史與現狀
二、國內外RPV鋼的研究熱點、問題與趨勢
第四節 不鏽鋼
第五節 鎳基合金
一、核用鎳基合金的發展過程
二、核用690鎳基合金的現狀、問題與挑戰
第六節 焊接材料
第七節 電纜
一、核電站電纜材料要求
二、核電站電纜的發展趨勢
第八節 混凝土
第九節 核電關鍵金屬結構材料的使役行為
一、核電關鍵材料環境行為的主要研究部署
二、服役過程中的主要性能退化機制
三、待解決的問題與研究趨勢
第十節 安全性評估與壽命評價技術
一、壓水堆核電廠的關鍵金屬部件及其重要度排序
二、反應堆壓力容器（RPV）的安全性
三、主管道和泵（鑄造不鏽鋼）的熱老化與結構完整性
四、應力腐蝕開裂（SCC）評估
五、金屬疲勞評估
六、無損檢測
七、安全評估與壽命評價的研究趨勢
第十一節 標準
第十二節 小結
參考文獻
第七章 材料基因組工程
第一節 美國材料基因組計畫簡介
第二節 材料中的“基因”
第三節 計算工具
一、第一性原理和分子動力學計算
二、CALPHAD方法
三、顯微組織預測
四、力學性能預測和多尺度計算工具的集成
第四節 實驗工具
一、擴散多元節方法
二、高通量材料性能測試方法
三、數位化三維微觀結構的表征與分析
四、組合材料學方法
第五節 資料庫及材料信息學
第六節 成功實例
第七節 小結
參考文獻
第八章 超材料拓展材料科學研究新領域
第一節 超材料的崛起
第二節 高性能材料構造的新策略
第三節 人工超材料的困境及其與天然材料的融合
第四節 利用超材料結構改進與提高材料性能
第五節 探尋天然材料中的超常特性
第六節 戰略思考
參考文獻
第九章 材料組織結構研究的新機遇
第一節 電子顯微鏡已可在原子尺度給出材料的成分與結構信息
第二節 電子透鏡的像差及其校正
一、電子透鏡像差
二、像差校正器
三、單色器
第三節 材料顯微研究新機遇
一、像差校正電子顯微學
二、掃描透射電子顯微學與原子柱元素分辨的成分分析
三、三維原子像
四、複雜結構晶體表面與界面
五、時間分辨電子顯微術
六、電子全息術
七、原位電子顯微術
第四節 小結
參考文獻
