材料科學資源

㈠ 材料科學與工程學院

材料科學與工程學院依託學校的優勢學科，逐漸形成了以礦物材料為特色，以資源綜合利用與新材料（包括礦物材料、無機非金屬材料、礦物/高分子復合材料、納米材料等）為主要方向的辦學理念，展現了在國內外相關領域的優勢地位。學院現有博士後流動站2個、博士點4個（材料科學與工程、環境科學與工程兩個一級授權點；岩石礦物材料學，礦物學、岩石學、礦床學兩個二級授權點）、碩士點8個（材料科學與工程，岩石礦物材料學，礦物學、岩石學、礦床學，應用化學，化學，環境科學與工程，材料工程，化學工程），本科專業2個（材料科學與工程、材料化學）。其中國家重點學科1個，省部級重點學科1個，國家級特色專業1個。目前有在校本科生570餘人，碩士研究生140餘人，博士研究生40餘人。

學院師資力量雄厚，形成了一隻老、中、青結合的師資隊伍，既有德高望重的老教授、博導，也有一批年富力強、在國內外具有較高知名度的學術帶頭人。近年來，學院有計劃地引進了一批學科帶頭人和風華正茂的青年教師，雖歷經多次院系調整，但學院教師隊伍的學歷、學緣結構、專業和年齡梯隊更趨合理。學院現有教職員工39人，其中專業教師29人，全部具有博士學位，教授11人，副教授12人，博士生導師8人。60%以上的教師都有在海外著名大學留學或訪問學者的經歷。教師中既有「跨世紀優秀人才基金」和「新世紀人才基金」獲得者、青年地質學家「金錘獎」和「銀錘獎」獲得者、「黃汲清青年地質科技獎」獲得者、「霍英東青年教師教學獎」獲得者，也有「北京市教學名師」和「北京市優秀教師」獲得者、「北京市師德先進個人」和「北京市科技新星」。建設有市級優秀教學團隊1個、校級科技創新團隊1個。

學院近年來在國家科技支撐計劃項目、「863」重大項目子課題、國家自然科學基金重點項目、中國地質調查綜合利用項目、教育部重點項目等國家級、省部級重點項目以及省部級科技獎等方面取得重要突破，項目的層次、資助經費、成果的數量和水平明顯提高。近年來已獲授權國家發明專利25項；在SCI/EI/ISTP三大檢索期刊發表論文數百篇，公開出版專著、教材20餘部；2項成果獲國土資源科學技術二等獎。在科技成果轉化方面邁出了可喜步伐，目前已有非水溶性鉀礦資源綜合利用技術、功能化復合礦物粉體制備技術、新型耐火材料工業化應用技術、新型礦物復合材料技術等多項成果實現了產業化和應用。學院還建立了由材料加工制備實驗室、材料化學實驗室、材料物理性能表徵實驗室和材料設計與模擬計算實驗室組成的材料學教學、科研平台；優化整合了材料學、材料化學等實驗室，成立了「材料學實驗教學中心」，並被評為校級實驗教學中心。與珠寶學院共同成功申報「珠寶與礦物材料實驗教學中心」為北京市實驗教學示範中心。此外，礦物岩石材料開發應用國家專業實驗室、北京固體廢物處置科技創新研發基地、水資源與環境工程北京市重點實驗室等科研平台為學科發展提供了強有力的支撐。

學院繼承與發揚「特色加精品」的辦學理念，在瞄準國際材料科技前沿的同時，圍繞資源綜合利用與節能環保等國家戰略需求，努力構建材料領域創新人才培養體系。近年來，本科生科技立項活動成果顯著，獲得北京市挑戰杯特等獎1項、二等獎5項、三等獎1項。研究生培養取得重要成績，獲得全國優秀博士論文提名獎1篇，省級優秀碩士學位論文3篇。

㈡ 材料科學——能源材料

鋰離子電池的研究進展

摘要 介紹了鋰離子電池的電化學反應原理、一般特性及電池正極材料、負極材料、電解質材料的研究進展，同時也介紹了目前存在的問題和發展前景。
關鍵詞 鋰離子電池，研究進展，展望

R&D of Li-ion secondary battery

Sun Chunwen
(Department of Applied Chemistry,Tianjin University,300072)

Abstract The fundamental principle of electrochemical reaction of Li-ion battery,its general properties and the progress of researches on materials for cathode,anode and electrolyte are introced in this paper.At the same time its existing problems and prospects are also outlined.
Key words Li-ion battery,research progress,prospect

自從1859年Gaston Plante提出鉛酸電池概念以來，化學電源界一直在研製新的高比能量、長循環壽命的二次電池。1990年日本索尼公司率先研製成功鋰離子電池〔1〕。它是把鋰離子嵌入碳中形成負極，取代傳統鋰電池的金屬鋰或鋰合金作負極。負極材料是石墨和焦炭等碳材料。目前的正極材料主要是LiCoO2，其次是LiNiO2和LiMn2O4。電解質為LiAsF6+PC(碳酸丙烯酯)、LiAsF6+PC+EC(碳酸乙烯酯)及LiPF6+EC+DMC(碳酸二甲酯)。隔膜為PP微孔薄膜、PE微孔薄膜或兩者雙層。鋰離子電池既保持了鋰電池高電壓、高容量的主要優點，又具有循環壽命長、安全性能好的顯著特點，在攜帶型電子設備、電動汽車、空間技術、國防工業等領域展示了良好的應用前景和潛在的經濟效益，是近年來受到廣泛關注的研究熱點。

1 鋰離子電池的電化學反應原理及特性

這種電池的正負極均採用可供鋰離子(Li+)自由嵌脫的活性物質，充電時，Li+從正極逸出，嵌入負極；放電時Li+則從負極脫出，嵌入正極。這種充放電過程，恰似一把搖椅。因此，這種電池又稱為搖椅電池(Rocking Chair Batteries)。以LiCoO2為正極材料，石墨為負極材料的鋰離子電池，充放電反應式為

鋰離子蓄電池的一般特性〔2〕：
(1)體積及質量的能量密度高；(2)單電池的輸出電壓高，為4.2 V；(3)自放電率小；(4)在60℃左右的高溫下也可以使用；(5)不含有毒物質等。

2 鋰離子電池的研究進展

研究鋰離子蓄電池的關鍵技術是採用能在充放電過程嵌入和脫嵌鋰離子的正、負極材料及選用合適的電解質材料。
2.1 正極材料
作為正極材料的嵌鋰化合物是鋰離子的貯存庫。為了獲得較高的單體電池電壓，應選擇高電勢的嵌鋰化合物。一般而言，正極材料應滿足〔3～7〕：(1)在所要求的充放電電位范圍內，具有與電解質溶液的電化學相容性；(2)溫和的電極過程動力學；(3)高度可逆性；(4)全鋰化狀態下在空氣中穩定性好。目前研究的熱點主要集中在層狀LiMO2和尖晶石型LiM2O4結構的化合物上(M=Co、Ni、Mn、V等過渡金屬離子)。
能作正極活性物質的主要有LiCoO2、LiNiO2和LiMn2O4等。最早用於商品化的鋰離子電池中的正極為LiCoO2，它屬於α-FeO2型結構。其合成方法是將Li2CO3和CoCO3按摩爾比Li/Co=1∶1的比例混合，在空氣中700℃灼燒而成〔8〕。其可逆性、放電容量、充放電效率、電壓的穩定性等性能均很好。因此，目前正極材料主要採用LiCoO2，或在其中再添加Al、In等元素的復合鈷酸鋰。但是，由於鈷材料成本較高，資源缺乏，因此，必須開發少用鈷、不用鈷或廉價易得的材料，如用鎳或錳來取代鈷，這樣電池單價可大大降低。
LiNiO2是繼LiCoO2後研究較多的層狀化合物，一般是用鋰鹽和鎳鹽混合在700～850℃經固態反應制備。鎳與鈷的性質相近，價格比鈷低廉。LiNiO2目前的最大容量為150 mAh/g，工作電壓范圍為2.5～4.1 V，不存在過充電和過放電的限制，Ohzuku〔9〕認為它是鋰離子電池中最有前途的正極材料之一。但由於LiNiO2的制備中存在許多問題，所以LiNiO2的實際應用還受到限制。例如，制備三方晶系的LiNiO2時容易產生立方晶系的LiNiO2，特別是當熱處理溫度大於900℃時，LiNiO2將全部以立方晶系形式存在，而在非水電解質溶液中，立方晶系的LiNiO2無電化學活性。
尖晶石型的LiM2O4(M=Mn、Co、V等)中M2O4骨架是一個有利於Li+離子擴散的四面體和八面體共面的三維網路。其典型代表是LiMn2O4。因為在加熱過程中易失去氧而產生電化學性能差的缺氧化合物，使高容量的LiMn2O4制備較復雜，現在常用的合成方法有多步加熱固態合成法、溶液-凝膠法、沉澱法等。如何克服容量在循環時下降的問題是目前LiMn2O4研究的焦點。因此，尖晶石型特別是摻雜型LiMn2O4的制備及結構與性能的關系仍是今後鋰離子電池電極材料研究的方向。
2.2 負極材料
鋰離子電池作為一種新型的高能電池在性能上的提高仍有很大的空間，而碳材料性能的提高是其中的主要關鍵。負極碳材料應具備大容量、良好的充放電特性、高度可逆的嵌入反應、熱力學穩定以及對電解液穩定的性能。
1973年就有人提出以碳作為嵌鋰材料，但直到1990年索尼公司以石油焦炭作為負極，才使鋰離子電池的研究進入實用化階段，從而掀起了世界范圍的研究熱潮。用於鋰離子電池的碳材料主要有以下幾種，見下表。

目前研究的碳負極材料主要有石墨、冶金焦炭、石油焦炭等。其中石墨具有層狀結構，因此其層與層之間有可能嵌入原子或原子團，形成碳層間化合物。石墨用作鋰離子蓄電池的負極，可用充電的方法在碳層之間嵌入鋰離子，用放電的方法脫嵌鋰離子。用嵌鋰石墨作為負極時，研究的焦點主要有：不可逆容量損失的機理和抑制方法，石墨結構與電化學性能的關系等。
石墨的結晶度、微觀組織、堆積形式等都影響其嵌鋰容量。有研究發現，部分無序排列的存在是石墨嵌鋰容量小於理論容量的原因，通過調節熱處理溫度控制石墨的堆積形式是獲得高容量的有效手段。日本本田研究與發展公司利用特殊處理方法解決了鋰離子電池比容量低的問題。具體做法是將鋰(分子)置於有序石墨板之間，材料經聚亞苯基(PPP)熱處理後，再將高度取向的石墨經高壓(5 000～6 000 MPa)熱解。用該方法得到的石墨作負極，使負極達到了1 116 mAh/g的高比容量〔10〕。
1991年日本NEC的Iijima用真空電弧蒸發石墨電極時，發現了具有納米尺寸的碳多層管狀物——納米碳管。此後，引起了人們廣泛的興趣和深入的研究。納米碳管具有尺寸小、機械強度高、比表面大、電導率高和界面效應強等特點，其頂端開口填充已用於高效催化載體、吸波材料等。近年來，已把碳管用於鋰離子電池中作為負極材料，研究發現它具有高的可逆容量等優異的電極性能。目前，對碳電極材料的研究十分活躍，今後仍是鋰離子電池研究的重點。
2.3 電解質材料
主要採用鋰鹽和混合有機溶劑所組成的材料，如LiClO4/PC(碳酸丙烯酯)+DME(二甲基乙二醇)、PC+DME、PC+DME+EC(碳酸乙烯酯)、EC+DEC(碳酸二乙酯)、LiAsF6/EC+THF(四氫呋喃)等。有些專家認為，LiClO4是強氧化劑，使用很不安全。PC在蓄電池中因反應性強，易進入碳夾層，用於鋰離子電池也不可取。LiPF6是適宜的用鹽，1～2 mol/L LiPF6/EC+DMC是理想的電解液〔11〕。電解質的穩定性也是當前研究鋰離子蓄電池的一個關鍵技術。
另外，提高鋰離子電池的容量、電極循環壽命、電池的安全性、減小自放電和實現快充仍是今後鋰離子電池研究的關鍵技術。

3 展望

近年來鋰離子電池作為一種新型的高能蓄電池，它的研究和開發已取得重大進展。但由於鋰離子電池是一個涉及化學、物理、材料、能源、電子學等多學科的交叉領域，研製中還存在許多問題。運用傳統的電化學研究方法結合現場、非現場的譜學方法等多種檢測手段，對鋰離子電池體系進行評價、優化設計，將會有力地推動鋰離子電池的研究和應用。鋰離子電池將是繼鎳鎘、鎳氫電池之後，在下世紀相當長一段時間內市場前景最好，發展最快的一種二次電池。

參考文獻

1 Nagaura T,Tozawa K.Prog Batts Sol Cells,1990(9):209～217
2 李春鴻.電池，1996，26(6)：286～290
3 Miure K,Yamada A,et al.Electrochimica Acta,1996,41:249～256
4 Gao Y,Dahn J R.Electrochem Soc,1996,143:100～114
5 Saidi M Y,Barker J,et al.Electrochimica Acta,1996,41：199～204
6 Rougier A,Gravereau P,et al.J Electrochem Soc,1996,143:1168～1175
7 周恆輝，慈雲祥等.化學進展，1998，10(1)：85～94
8 金屬時評(日)，1993(1525)：2
9 Ohzuku T,Ueda A,et al.Electrochimica Acta,1993,38:1159～1167
10 任學佑.電池，1996，26(1)：38～40
11 Main Topics.Currend Trends in Li-Ion Battery,Techno Japan,1994,27(3):58～60

㈢ 材料科學與工程屬於什麼系

業務培養目標:本專業培養具備包括金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等材料領域的科學與工程方面較寬的基礎知識,能在各種材料的制備、加工成型、材料結構與性能等領域從事科學研究與教學、技術開發、工藝和設備設計、技術改造及經營管理等方面工作,適應社會主義市場經濟發展的高層次、高素質全面發展的科學研究與工程技術人才。
業務培養要求:本專業學生主要學習材料科學與工程的基礎理論,學習與掌握材料的制備、組成、組織結構與性能之間關系的基本規律。受到金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、復合材料以及各種先進材料的制備、性能分析與檢測技能的基本訓練。掌握材料設計和制備工藝設計、提高材料的性能和產品的質量、開發分析與檢測技能的基本訓練。掌握材料設計和制備工藝設計、提高材料的性能和產品的質量、開發研究新材料和新工藝方面的基本能力。
畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力:
1.掌握金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料以及其它高新技術材料科學的基礎理論和材料合成與制備、材料復合、材料設計等專業基礎知識;
2.掌握材料性能檢測和產品質量控制的基本知識,具有研究和開發新材料、新工藝的初步能力;
3.掌握材料加工的基本知識,具有正確選擇設備進行材料研究、材料設計、材料研製的初步能力;
4.具有本專業必需的機械設計、電工與電子技術、計算機應用的基本知識和技能;
5.熟悉技術經濟管理知識;
6.掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法,具有初步的科學研究和實際工作能力。


主幹課程:
主幹學科:材料科學與工程、化學、物理學
主要課程:物理化學、量子與統計力學、固體物理、材料學概論、材料科學基礎、材料物理、材料化學、材料力學、材料科學研究方法、材料工藝與設備、計算機在材料科學中的應用等
主要實踐性教學環節:包括專業實驗、金工實習、電工電子實習、認識實習、生產實習、課程設計、畢業設計(論文)。
主要專業實驗:材料結構顯微分析、近代儀器分析方法、材料的物理性能與力學性能測試、材料制備與成型加工工藝實驗等


修業年限:四年
授予學位:理學或工學學士
相近專業:材料化學 冶金工程 金屬材料工程 無機非金屬材料工程 高分子材料與工程 材料科學與工程 復合材料與工程 焊接技術與工程 寶石及材料工藝學 粉體 再生資源科學與技術 稀土工程 非織造材料與工程

㈣ 王章忠的 材料科學基礎 ，有資源的給我發一份吧。急用。。。。。。[email protected]。非常感謝

網路文庫有啊~

㈤ 哪位高人幫我回答一下女孩學礦物資源工程好還是學材料科學與工程好考慮到就業問題（工作環境或收入）

我強烈推薦你學材料科學與工程！

首先,材料科學與工程專業的前景好,在中國很有發展市場,是一個很有潛力的行業方向。

其次,針對你說的工作環境和收入問題,材料未來的就業應該沒有礦物資源工程那麼辛苦。
收入嘛那就得看你的本事嘍~
考研那是必須的,出國發展也是不錯的選擇哦~

我就是材料這個專業的所以就比較了解一些~

不過你也要愛根據自己的興趣來選擇,我還是尊重你的選擇！

㈥ 材料科學導論pdf

㈦ 材料科學與工程基礎第四版wily 數字資源怎樣獲取

材料科學與工程（英文名：Materials Science and Engineering，縮寫MSE）。在國務院學位委員會學科評議組制定和頒布的《授予博士、碩士學位和培養研究生的學科、專業目錄》中，材料科學與工程屬於工學學科門類之中的其中一個一級學科，下設3個二級學科，分別是：材料物理與化學、材料學、材料加工工程。材料科學與工程專業是研究材料成分、結構、加工工藝與其性能和應用的學科。在現代科學技術中，

㈧ 材料科學與工程中的金屬和高分子哪個好

各有所長。
以我見，毋庸置疑，當然是高分子好了。
金屬資源畢竟是有限的，現在很多金屬材料將要被高分子代替，這在航空航天、國防上有明顯的顯示。
再者，現代社會中可以說各個方面，各行各業都離不開高分子材料。像塑料，橡膠，膠黏劑，塗料等等，從日常生活中的點點滴滴，到國防建設，航空航天，可以說都離不開高分子材料。就業方面絕對有保證，並且薪酬不菲。不選高分子，可能會後悔，但選了高分子，絕對不後悔。