关键词：金属间化合物 材料科学与工程 实验教学 研究 应用
在材料科学与工程专业的本科教学工作中，本科生进入大三和大四的学习生活中，就要学习材料科学与工程专业的专业课程和专业基础课程。其中在材料科学与工程专业的课程教学中，在讲述材料的合成与制备方法，材料科学基础等课程中都将讲述过金属间化合物材料。金属间化合物材料已经作为金属材料教学研究中的重要内容。金属间化合物材料是指金属与金属间形成的金属互化物或者金属与非金属元素间形成的化合物。金属间化合物的种类比较多，而且一些常用的金属间化合物已经在工程领域得到应用。金属间化合物材料中所含元素都是普通元素，是金属合金材料，所以可以将金属间化合物材料的制备和性能的知识内容引入到材料科学与工程专业的课堂教学和实验教学中，可以作为本科学生的毕业设计和专业课程设计教学内容。
一、金属间化合物材料的概述和应用
金属间化合物是指以金属元素或类金属元素为主组成的二元或多元系合金中出现的中间相。金属间化合物主要指金属与金属间，金属与类金属之间按一定剂量比所形成的化合物，金属间化合物有的已是或将是重要的新型功能材料和结构材料。金属间化合物的历史由来已久，金属间化合物的研究已经成为材料科学研究的热点之一。人们发现许多金属间化合物的强度并不是随温度的升高而单调地下降，相反是先升高后降低。因为这一特性，掀起了新一轮金属间化合物的研究热潮，使金属间化合物具备了成为新型高温结构材料的基础。现在已研究出许多方法和措施，用来改善和提高金属间化合物的塑性，为将金属间化合物材料开发成为有实用价值的结构材料打下基础。金属间化合物是航空材料和高温结构材料领域内具有重要应用价值的新材料。金属间化合物强度高，抗氧化性能好和抗硫化腐蚀性能优良，优于不锈钢和钴基，镍基合金等传统的高温合金，而且具有较高的韧性，因此金属间化合物被公认为是航空材料和高温结构材料领域内具有重要应用价值的新材料。金属间化合物材料作为近20年内才发展起来的新材料，相对于传统金属材料具有特殊的优点和规律，广泛用于制备金属间化合物基复合材料。金属间化合物相对于金属材料为脆性材料，相对于其他材料则具有一定的韧性，并且具有相当高的塑性。某些金属间化合物还具有反常的强度-温度关系，在一定的温度范围内，强度随着温度的升高而升高，这对高温结构材料的开发和应用给予很大的希望。此外许多金属间化合物材料具有良好的抗氧化性能，耐腐蚀性能和耐磨损性能，如Ni-Al金属间化合物和Fe-Al金属间化合物材料。因此采用金属间化合物和其他材料相复合制备复合材料可以提高金属间化合物材料的力学性能。
金属间化合物具有一系列的优异性能是最具有吸引力的新一代高温结构材料和表面涂层材料。金属间化合物的种类非常多，近年来国内外主要研究集中于Ni-Al金属间化合物，Ti-Al金属间化合物，Fe-Al金属间化合物等含Al金属间化合物的研究。目前金属间化合物材料已经研究和开发的较为广泛。许多金属间化合物材料已经用于铸造，锻压和高温熔炼等。金属间化合物材料具有高温强度好，高温抗蠕变性能强，抗腐蚀性能好，抗氧化性能好等优点，且在一定的温度范围内金属间化合物的屈服强度随着温度的升高而升高。但是金属间化合物材料作为使用的结构材料，还存在硬度低，断裂韧性差以及高温强度低等缺点。将金属间化合物与其他材料进行复合制备金属间化合物基复合材料，以制备出兼具有二者优点的复合材料是当前的重要研究和发展方向。金属间化合物材料具有较高的加工硬化率和较特殊的高温性能，因而被认为是下一代高温结构材料和高温耐磨损材料之一，特别是在改善金属间化合物材料的塑性后，更是受到了广泛的重视和研究。为了进一步提高金属间化合物材料的综合性能，很多研究工作者在金属间化合物材料中加入强化相制备金属间化合物复合材料，即形成金属间化合物基复合材料。可以向金属间化合物中加入碳化物硬质相制备耐磨损的金属间化合物基复合材料。金属间化合物材料具有许多优秀的性能而被广泛的应用到工程领域中。
二、金属间化合物在材料科学与工程专业教学实践中的研究和应用
金属间化合物材料由于具有许多优异的性能而被广泛的应用在工程领域中，所以应该在材料科学与工程专业的课堂教学和实践教学中增加一些金属间化合物的知识和内容。金属间化合物材料主要包括Al系金属间化合物材料，主要有Fe-Al金属间化合物，Ni-Al金属间化合物，Ti-Al金属间化合物等，还有其他的如Cu-Al合金，Cu-Zn合金以及Ni-Ti合金体系等金属间化合物材料。由于一般常用的金属间化合物是由两种金属元素形成的化合物并具有典型的二元相图，所以可以通过认识和了解金属间化合物学习和掌握二元相图的知识内容。此外金属间化合物材料的制备工艺方法也有很多，主要有金属熔炼法，高温自蔓延反应合成法，机械合金化法，反应烧结法，粉末冶金工艺等多种方法。其中反应熔炼法是将不同种金属元素放到熔炼炉中进行熔化形成金属合金熔体使其均匀混合并冷却形成金属间化合物材料。高温自蔓延反应合成方法是通过反应放出大量的热量维持反应继续进行最终形成所需要的金属合金材料。机械合金化工艺过程是利用高能球磨机把两种纯金属粉末放入球磨罐中并加入适量的添加剂进行球磨，粉末的制备由机械合金化过程完成，块体的制备则由烧结过程实现，机械合金化工艺是一种固态反应的过程。机械合金化技术是近年来发展起来的一种材料制备方法，机械合金化工艺通过对粉末反复的破碎，焊合来达到合金化的目的，由于合金化过程中引入大量的应变，缺陷以及纳米级的微结构，机械合金化制备的材料具有一些与传统方法制备材料不同的特性。通过机械合金化工艺就可以制备出金属间化合物粉末。粉末冶金技术是制备金属间化合物材料比较常用的一种方法。以单质或合金粉末为原料，一般是先用塑性加工的方法把粉末制备成所需要的复合材料制件，然后在烧结同时实现了制件的成型。反应烧结法是将不同种金属元素粉末通过热压烧结工艺或者常压烧结工艺形成金属间化合物块体材料。金属间化合物材料的制备通常采用粉末冶金工艺进行制备。
由于金属间化合物材料原料成本较低，制备工艺不复杂，所以对于金属间化合物材料的制备和性能的研究工作可以引入到材料科学与工程专业的实验教学工作中。可以在实验教学的课程中增加金属间化合物材料的制备和性能的研究内容，例如通过反应熔炼法，机械合金化方法和粉末冶金法等制备金属间化合物材料，并对金属间化合物材料的结构和性能进行研究。通过以上实验教学过程可以锻炼学生的实践能力和分析能力，还可以加深学生对材料科学与工程专业知识内容的认识和了解。在上述实验方法中，其中机械合金化工艺是比较实用并且能够在实验室里进行的。机械合金化工艺是将两种不同的金属粉末混合并经过高能球磨过程制成金属间化合物粉末，并通过烧结过程制备金属间化合物块材。机械合金化工艺可以在实验室里进行，可以安排学生通过机械合金化工艺制备金属间化合物材料。此外在本科学生的专业课程设计和毕业设计期间也可以安排学生进行金属间化合物材料的制备和性能的研究工作。通过对金属间化合物材料的制备和性能的研究工作，使得学生充分的认识和了解金属间化合物材料的性能特点，并加深学生对所学习的材料科学与工程专业课程知识内容的认识和了解，使得学生对材料科学与工程专业的课程内容有一定的掌握和熟悉，并通过实验教学过程提高了学生的实践能力和分析问题解决问题的能力，扩展了学生的知识面。所以本文作者认为应该在材料科学与工程专业的实践教学过程中增加一些关于金属间化合物材料的实验课程，并以金属间化合物材料的制备和性能的研究内容作为实验教学课程，这将有助于提高学生的实践能力并扩展了学生的知识面，这为本科学生以后学习材料科学与工程专业的知识内容打下坚实的实验基础。
三、金属间化合物材料未来的研究方向和发展趋势
金属间化合物材料由于具有许多优异的性能而被广泛的应用在工程领域中。近年来金属间化合物材料发展迅速，一些常用的金属间化合物已经被应用到实际的工程领域中，还有些新型的金属间化合物正在研究和开发中，而且有些金属间化合物作为结构材料进行使用，还有些金属间化合物成为先进功能材料和具有特殊性能的新材料。所以金属间化合物材料的发展和应用前景比较广阔。所以本文作者认为应该在材料科学与工程专业的实践教学过程中增加一些关于金属间化合物材料的实验课程，并以金属间化合物材料的制备和性能的研究内容作为实验教学课程。通过实验课程教学可以提高本科学生对材料专业课程内容的认识和了解。
本文主要讲述金属间化合物材料的概述和应用，并讲述金属间化合物材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用，并介绍金属间化合物材料的未来发展趋势和方向。作者认为在材料科学与工程专业的实验教学中增加金属间化合物材料的制备和性能方面的实验课程，通过实验课程教学可以提高学生对材料科学与工程专业所学知识的认识和掌握。
参考文献
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一、国内外纳米材料的研究现状
随着各种新兴技术以及相关产业的发展，对纳米材料的需求日益增多，纳米技术的基础理论等相关研究也都在飞速发展，相关技术在医疗、电子等行业应用得比较广泛，并已面向产业化的方向发展。虽然在美国、日本等几个国家已经实现纳米粉体材料的批量生产，但未来的研发之路是任重而道远的，纳米生物材料和纳米医疗诊断材料等产品还将处在不断的探索过程中。有关机构曾经做过预测：到2020年，全球纳米新材料市场规模达86亿美元，行业的年增长率为24.6%。最近几年，各国政府和企业对纳米技术的研究投入了大量的人力和物力，促进了纳米新材料产业的发展，纳米材料的市场规模将进一步扩大。美国将纳米材料的研发列为国家战略层面的科研项目之一，这与其在国防、军事、航空航天等领域的广泛应用分不开。纳米材料优良的性能已被认可，正逐渐应用到农业、生物、医疗等领域，创造巨大的经济效益。我国开展纳米材料的研究并不算晚，目前，我国有100多个从事纳米材料基础和应用研究的机构。其中，开展研究工作比较早的单位既有高校也有研究所，例如清华大学、吉林大学、东北大学等老牌学校，以及长春应用化学研究所、感光化学研究所等研究院所。在过去的一段时间里，我国纳米材料基础领域的研究取得了丰硕的成果。在研究过程中，主要采用物理和化学方法，并且将多种方法结合使用，研制出金属以及合金的氧化物和氮化物等一系列纳米颗粒；积极地向走在前列的国家学习，并且引进一些急缺但是却不能自主生产的设备，对纳米微粒的尺寸进行有效的控制，将研究的成果应用于生产中，其中生产出一系列高科技产品，例如纳米薄膜、纳米块材等；积极地从各个角度对纳米材料的特性进行挖掘，在很多的方面都积极而显著地创新，取得了一系列的进展，成功地研制出具有优良性能的纳米陶瓷，其主要表现在密度高和结构复杂等方面；另外，我国在世界上首次发现超塑性形变现象，即纳米氧化铝晶粒在拉伸疲劳应力集区所表现出的特性；在其他纳米技术应用的领域也取得了不菲的战绩，例如对功能纳米材料进行了深入的研究，并且取得一系列的丰硕成果。在“八五”研究工作的基础上，我国建立了几个纳米材料研究基地，具有代表性的主要有南京大学、中科院金属所、中科院物理所、国防科技大学、清华大学等。这些基地的建立为纳米材料的研发创造了条件。经过数十年的工作基础和工作积累，我国在纳米材料和纳米结构的研究方面取得了长足进步，在国际社会上具有一席之地。新时期，国内的科研院校不仅为我国纳米材料研究培养了高质量的纳米材料科研人员，还对纳米材料的应用进行了研究，促进了成果转化工作。今后一段时期内，这些科研单位和高校都将是我国纳米材料研究的重要组成部分。据有关部门的统计，目前我国已有700多个以“纳米”命名注册的公司，注册资金达到560多亿元。通过纳米材料的标准化工作，规范纳米材料产品的生产，使纳米材料高新技术与传统产业的改造有机结合，提高了传统产业的技术水平，提升了产品的档次与性能，促进了传统产业的结构调整，加速了传统产业的改造。
二、纳米产业发展的趋势
纳米材料作为一种新型材料，其研究虽然还存在诸多问题，但是伴随着科学技术水平的发展，纳米技术上存在的问题都会一一被解决。纳米技术将逐渐与其他技术相融合，最终融入到社会生活中。
第一，纳米技术与信息产业的融合。信息产业在世界上占有举足轻重的地位。2010年，我国信息产业的利润占GDP的10%。纳米技术与信息产业相融合，具体表现在以下几个方面：首先，现阶段网络通讯、芯片技术以及高清晰度数字显示技术不断发展，推动了纳米技术的发展。未来对通讯和集成等方面的零件性能要求会越来越高，美国等一些发达国家已经着手研究，实验室的研究也取得了一定的成功。其次，我国在分子电子器件和巨磁电子器件等领域的研究起步较晚，研究比较滞后。最后，在网络通讯中，我国对其中一些关键的器件如谐振器、微电容和微电极等方面的研究不足，与世界的差距较大，在进行研发的时候也要努力提升相关零件的性能，这些都为纳米技术与其产业的融合留下了巨大的空间。
第二，纳米技术与环境产业的融合。纳米技术在空气净化以及水污染物的降解方面不可或缺，纳米技术在净化环境方面的意义重大。目前，我国已经制造出可以充分降解甲醛、氮氧化物等一系列污染物的设备，可以大为降低空气的污染程度，可以将有害气体的浓度从10ppm（指用溶质质量占全部溶液质量的百万分比来表示的浓度）降低到0.1ppm；近年来，很多公司致力水处理产业，利用纳米技术的光催化性能净化水质，提高生活用水和工业用水的质量，已经取得了一定成就；在未来，纳米技术在环境领域的应用将会更加广泛。
第三，纳米技术与能源环保产业的融合。当今，对能源的不合理开发和滥用已致使其呈现出日益枯竭的状态。所以，合理有效地利用能源是我国今后的一项重要工作，同时对新能源的开发和利用也刻不容缓。一方面在传统能源领域，加紧对其催化剂的研究，这样可以使煤炭、石油等资源充分利用，充分燃烧，同时减少废气的排放，这些都需要纳米技术的支持。另一方面，在开发新能源方面，我们不仅要自主创新，还要积极地借鉴国外的先进经验，开发一些可燃气体，开发清洁能源，将一系列的新能源更便捷的在日常生活中应用。
第四，纳米技术与生物医药产业的融合。我国加入世界贸易组织后，各个行业都受到不同程度的冲击。以医药行业为例，在国际医药行业决定采用纳米尺度发展制药业的大背景下，我国必须奋起直追，不能落后。纳米生物医药发展的方向在于从动植物提取需要的材料，之后通过纳米技术处理，使其药效最大限度地发挥出来，这也是我国中医的理论思想。在医药方面采用纳米技术生产，也可以提高纳米技术的适用层次。
第五，纳米新材料的研发。美国一家机构预测：到21世纪50年代前后，汽车上60%的金属材料要被新型复合材料所代替，采用高强度轻质量的材料可节省油量达到55%；还减少了尾气的排放量，尤其是二氧化碳的排放。在车体使用纳米材料，发挥其优良的性能，不仅提升汽车的力学性能，而且还使汽车具有反射各种紫外线、红外线的功能，减少了外界的干扰。
“欢迎来太原采访,我希望通过你们的报道,在宣传好我们企业的同时,能引起国家有关部门对我们的科研成果,特别是应用于耐火材料的纳米技术给予重视与支持!”太原高科耐火材料有限公司(简称太原高科)董事长高树森与记者一见面就这样说。这位长期从事耐火材料研究开发工作的科研领军人和企业家,在记者的眼里更象是一位儒雅的长者,谈起纳米技术的发展,他向记者娓娓道来。
高树森告诉记者:纳米科技和纳米材料是20世纪80年代刚刚诞生并正在崛起的高新技术。它是研究包括从亚微米、纳米到团簇尺寸(从几个原子到几百个原子以上尺寸)之间的物质组成体系的运动相互作用以及可能的实际应用中的科学技术问题,研究内容还涉及现代科技的广阔领域。世界各国都对纳米技术给予了极大关注,美国、日本、德国等发达国家,都将纳米技术和纳米材料作为研究开发的热点课题,并得到政府的资金支持。随着科技发展进步,人类对纳米科技的研究日益广泛深入,纳米技术也已开始得到了较大范围的应用,并越来越深入地影响和改变着人们的生产、生活及思想,而对经济、政治及社会的影响,则更多地体现在各国间对纳米科技及其应用的激烈竞争上。具有特异功能的各种纳米材料越来越多,由纳米材料制备的功能性产品也不断地被开发出来,开始形成一个新型的纳米功能性产品的产业领域。在众多的纳米材料中,一些高性能的纳米陶瓷粉体材料,也就是广义上的无机非金属纳米材料的开发应用最为广泛和活跃,并已在多种产业和实际产品中得到应用,出现了高性能多功能性纳米产品,从而使得许多传统产业正在发生一场新的技术革命。随着纳米技术和纳米材料进入更多的传统产业和传统产品中,纳米科技将会给整个社会带来更大的经济和社会效益,并对人类社会的发展和进步产生深远地影响。
勇于探索创办高新技术企业及企业技术中心
高树森作为山西省耐火材料工程技术研究中心主任兼首席专家,中国节能协会玻璃窑炉专业委员会副主任委员,教授级高级工程师,耐火材料行业专家,长期从事耐火材料研究开发自主创新及使用研究工作,曾主持多项重点热工工程项目,研究开发自主创新多种耐火材料高新技术产品和特种功能性耐火材料,先后获全国科学大会奖,部级、省市级科学技术成果奖和新技术推广奖,并被授予全国冶金劳动模范,山西省、太原市劳动模范及先进科技工作者光荣称号。
太原高科耐火材料有限公司于1989年由高树森发起创立,1992年经山西省高新技术委员会认定、国家太原高新技术开发区管委会批准,成立了太原高科耐火材料有限公司。高树森和他领军的团队先后研究开发出多种耐火材料高新技术产品,并及时将研究成果转化为生产力,大大促进了企业的发展,为技术研究和自主创新提供了雄厚的资金支持,形成了生产与科研相互促进的良好局面。他们注重与国内有关院校及相关专业专家的联系与交流,以企业为主体的产、学、研体制的形成与建立,对企业的发展发挥了很好的作用。
在这之后,随着企业的不断发展,原有的生产能力远不能满足市场的需求。2005年,高树森毅然决定在太原市阳曲县投资8000余万元,建设了总占地面积为150多亩的现代化工厂和企业技术研发中心。该项目同时被列为山西省“1311”重点工程、高科技产业化项目以及山西重点引进关键科技开发项目。新工厂于2006年竣工投入生产,特种高效不定形耐火材料年生产能力为5.5万吨,新建的企业技术研究中心具有较先进完善的试验检验条件和设备仪器,技术中心还拥有一批经验丰富高素质的研究技术人员,具备研究开发自主创新和生产高新技术耐火材料产品的能力,该企业技术中心分别于2007年被山西省科技厅批准成为耐火材料行业工程技术研究中心,2009年被山西省认定为企业技术中心担负着耐火材料行业关键技术的研发和创新工作,并在自主创新方面取得了多项重大创新成果。
谈及此,高树森高兴地说:公司目前已通过了ISO9001-2000国际质量体系认证和ISO14001:2004环境管理体系认证,被山西省科委确定为“山西省科技先导型企业”、太原市科技局授予“太原市科技创新示范单位”、太原高新区“十佳技术创新项目企业”、“质量管理先进企业”等荣誉。最近,中国耐火材料行业协会授予太原高科耐火材料有限公司、山西省耐火材料工程技术研究中心“行业纳米耐火材料产业化示范基地”的称号。
通过多年的努力,高树森和他领导的企业已走出了自主研发、自主创新、自主生产科研成果的路子,由“中国制造”变为“中国创造”,而且实际效益十分突出,在这次金融危机的冲击下,该企业也受到一定程度的影响,但在高董事长的带领下克服重重困难,企业产值利润仍得到了较大增长,并且由于纳米科技、纳米材料开发成功和应用企业潜在产值利润发展空间十分广阔。实践证明,坚持科学发展观,走自主研发和自主创新的道路是太原高科发展的根本。
自主创新开辟纳米耐火材料新天地
纳米科技和纳米材料是20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的高新技术,是21世纪最富有活力的高新技术,对各个领域将产生深远影响的高新技术,其研究内容涉及现代科技的广阔领域,世界各国都对纳米技术和纳米材料给予了极大关注,具有特异功能的各种纳米材料越来越多,由纳米材料制备的功能性产品也不断地开发出来,开始形成一个新型的纳米功能产品的产业领域,从而使得许多传统产业正在发生一场新的技术革命。
记者得知,自2008年至今,在将近两年的时间里,作为技术发明人,高树森共申报了纳米复合氧化物陶瓷结合铝-尖晶石耐火浇注料及其制备方法等六项纳米耐火材料发明专利项目,其中五项发明专利均已公布,并经有关部门严格筛选后评定,被列为年度国家重点发明专利项目,还被国家知识产权局出版社编入发明人年鉴中,前两项发明专利获第九届香港国际发明博览会金奖,又获第十二届中国北京国际科技产业博览会第三届中国自主创新杰出贡献奖。2010年这些纳米发明专利在第十三届中国北京国际科技产业博览会上再一次获“中国自主创新杰出贡献奖”。
高树森向记者强调:纳米耐火材料系列发明专利的公布,是纳米技术和纳米材料在耐火材料领域中成功应用的重要标志,也是纳米技术和纳米材料与传统产业中自主研发、自主创新的重要发展方向,对钢铁等高温工业的发展和高新技术的应用作出了重要贡献。随着纳米材料和纳米技术进入更多的传统产业和传统产品中,纳米科技将会给整个社会带来更大的经济和社会效益,对人类社会产生深远影响,同时发展纳米科技是转变经济发展方式,实现可持续发展的关键。
建言献策实行“纳米中国耐材”战略计划
随着纳米技术的研究与发展,使其具有特异功能的各种纳米材料的制备成为现实与可能,作为纳米技术基础的纳米材料率先得到发展与应用,由纳米材料制备的功能性产品,也不断地开发出来,开始形成一个新型的纳米功能性产品的产业领域。在纳米耐火材料的研发和创新中,在将近两年的时间里,高树森和他的团队情系科研,矢志不渝,先后发明了纳米复合氧化物陶瓷结合铝-尖晶石、纳米Al2O3薄膜包裹的碳-铝尖晶石、纳米Al2O3、MgO复合陶瓷结合尖晶石-镁质、纳米Al2O3、MgO薄膜包裹的碳-尖晶石镁质、纳米Al2O3、SiC薄膜包裹碳的Al2O3-MA-SiC-C质、纳米SiO2、CaO复合陶瓷结合硅质耐火浇注料及其制备方法六项纳米耐火材料专利项目,并且在纳米耐火材料产业化进程中也取得了很大进展,为我国纳米耐火材料工业发展作出了重要贡献。
自主创新与研究开发是现代企业生存与发展之本。作为业界的资深人士,高树森向我们阐述了实行“纳米中国耐材”战略计划,这就是催生新型经济社会发展模式,就是要在高新技术产业化大潮中占据有利先机,需要从技术创新、产业创新、产业集群耦合3个维度,探索原创技术产业催生机制、技术创新扩散机制和高新技术与传统产业的融合机制,实现知识产业集群、原创产业集群和以新技术武装的传统产业集群之间耦合与升级,将国家纳米技术建设成为国家原创产业的试验基地,高端制造业、技术、产业创新的典范。
高树森认为:在纳米材料领域进行深入研究,对于我国经济转型、经济的平稳快速发展,特别是对于提升传统产业来说意义重大。纳米材料只有真正用于工业生产才能彰显价值,推动产业升级改造。纳米材料的产业化目前面临着如下瓶颈:一是降低纳米材料的制备成本;二是发展大规模生产纳米材料的分散技术问题;三是发展纳米材料应用技术问题,以制取分散性好、组织结构均匀并能形成纳米结构基质的新型高效纳米耐火浇注料。
[关键词]有色金属材料；发展现状；项目风险管理
中图分类号：F416，32 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）06-0092-01
一、引言
在我国，有色金属新材料被广泛应用于电子、航天、航空、兵器等国防工业部门以及国民经济的各个部分，为我国的国民经济建设以及国防建设提供了大力支持。我国境内的有色金属资源品种较为齐全，资源丰富，在古代，我国就已经能够冶炼铜、金、银等金属，随着时代的发展，我国在新中国成立之初，只能生产金、铜、银等金属，有色金属产业是国民经济的基础，还须对有色金属新材料发展加强研究，加强有色金属新材料材料风险的项目管理。
二、有色金属新材料的发展现状研究
（一）有色金属新材料规模和产量迅速扩大
经过了五十多年的发展，我国的有色金属工艺获得了较大发展，已经形成了相对完成的工业体系，具备了雄厚的物质基础，近年来，我国有色金属新材料的开发和研究成果突出，备受关注，有色金属产量好规模已经跃居世界前列，有色金属的规格也进一步增多，不但满足了国内的需求，还部分实现了出口，2002年，我国的有色金属产量就已经突破了一千万吨。跃居世界第一的有色金属生产国，钨、铝、铅、稀土等产量位居世界第一，没镁茶凉战略世界镁总产量的百分之五十。
（二）我国的有色金属新材料开发研究进展快速
经过多年的发展，我国的有色金属新材料研究成果显著，在新型材料的加工技术、高性能材料的研究等方面获得了重大的进展。铝合金等新材料的性能获得了大幅度的提升，高强度的铝锂合金、喷射沉积快速凝固系列的耐热性能的铝合金已经能达到国际铝合金材料标准的先进水哦，上个世纪八十年代开始，我国对各个系列的高韧、高强高抗力的腐蚀铝合金加强了研究，使其合金的性能与美国的相关标准相符合，并已经实现了规模化的生产，近年来，我国已经成功研究和开发了高压阳极的电容器铝箔，较之日本的同类产品具有相当优势，并已经对电子工艺技术体系加强研究，实现了电子铝箔的大规模生产，在这样的形势下，日本出口到我国的电容器铝箔已经不再具备竞争优势，价格大幅下降。
作为镁金属资源十分丰富的国家，我国对镁的研究和应用虽然起步较晚，但镁合金的发展也十分快速，在上个世纪九十年代，国际上对镁合金的应用范围不断扩大，镁金属的价格不断攀升，整个国际上掀起了硅热法炼制镁金属的热浪，我国的镁金属产量增速明显，但是虽然镁金属的产量以及出口量每年都在增加，但是我国对镁合金新材料的却缺乏深度加工，镁合金发展相对滞后，当前，我国已经将对镁合金新材料的开发作为重大的科技研究项目，在对ZMI-ZM10牌号没很近的开发过程中，国内的镁合金开发应用水平也有明显提高。采用净化、细化以及微合金化等技术手段，能在铸造镁合金的过程中保证性能的大幅度提升，当前，在摩托车、汽车产业中，镁合金铸件、镁合金压铸件等新型材料已经得到广泛应用，已经能够生产出0.3mm的变形镁合金材料薄板，对镁合金的氧化表面微弧处理技术、镁合金熔体环保技术、镁合金的阻燃技术等镁合金先进制备相关的技术也进行了研究开发。
（三）有色金属新材料性能不断优化
另外我国目前研究的钛金属合金新材料也有五十多种，截止2004年，钛及钛合金的牌号能被列入国家标准的已经达到四十余种，在上个世界八十年代，我国的钛合金新材料已经由纯仿制的阶段不如到仿制与独立研究攻关相结合的步骤，经过大力开发研究，我国形成了四大钛合金系列：具备不同的屈服强度的、舰用钛合金新材料；具备相当韧性、塑性，具备不同的抗拉强度的结构钛合金材料系列；能适应不同环境的能耐腐蚀的钛合金新材料；能够耐高温的、在不同温度下使用的高温钛合金。随着有色金属新材料研究的深入，我国的钛合金研制水平已经与国际先进水平相近。
三、有色金属新材料的项目风险管理研究
（一）有色金属新材料的风险分析
1、有色金属新材料研发的技术持有人稳定性风险分析
有色金属产业的技术持有人应具备较强的独立性以及主见性，具备有色金属新材料研究开发的强烈意识，由于有色金属产业的关键技术掌握在少数技术持有人手中，因此，在进行关键技术的交底以及培训的过程中，如果技术持有人不愿意同开发单位合作，肯对会对项目开发造成影响，后续的新材料研发工作必定会受到波及，因此，有色金属新材料研究技术持有人稳定性的风险是永久性的风险。
2、有色金属新材料大规模生产的可行性分析
有色金属新材料的研究成果以及最终产生的技术都存在不确定性，换句话说，研究技术是否具有成熟性存在风险，一旦结束不成熟，整个项目的时间就会被推迟，甚至遭遇失败，这一风险也被称为暂时性风险。
（二）有色金属新材料的风险控制
针对有色金属新材料开发过程中技术持有人稳定的风险，可以利用约束以及激励机制加强控制，如与技术掌握者签订技术协议，在协议中可以表明让技术掌握者拥有技术股权，规定技术掌握着在完成培训或者交底之前不能进行股权的转让以及分红，如果一旦离开某个公司、某个项目，在一定的期限内不能进行同一工作的研究和推广。
对于规模化生产是否具备可行性，新材料的研究效果存在不确定的分项，可以加强对新材料的检测，对检测报告加强分析，还需专门配置专业人员在新材料试用基地中进行考察，对规模化生产新材料产生的效果加强评析，多多收集来自各个方面的意见和建议，定期组织专家进行评审和审核，将专家的意见整理为项目建议册。
关键词：协同创新；材料科学与工程；工程实践
作者简介：张旺玺（1967-），男，河南淮阳人，中原工学院材料与化工学院院长，教授；彭竹琴（1964-），女，河南三门峡人，中原工学院材料与化工学院，副教授。（河南 郑州 450007）
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0181-02
一、专业发展背景及工程实践教育面临的主要问题
我国现有高等学校中有170多所大学设有材料科学与工程类本科专业330个（包括金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料工程、复合材料工程、冶金工程、材料物理、材料化学等专业），各学校由于发展的历史不同形成了各自的特色，适应了社会发展对不同材料的人才需求，为国家培养了大量的材料科学与工程技术人才。[1]新材料是21世纪支柱产业或战略性新型产业之一，材料科学与工程学科不断快速发展与演化，新知识、新理论、新方法、新技术层出不穷，学科交叉日益深化。同时，随着社会经济的快速发展，高新技术产业急速发展，人民的生活质量日益提高，基础产业需要改造和不断升级，这些重大需求都对材料科学与工程专业人才培养提出了更高要求。
中原工学院是一所省属地方普通高等学校，长期具有明显的纺织机电行业特征。经过50多年的奋斗历程，现在已经发展成为以工为主、以纺织服装为特色，工、管、文、理、经、法、艺协调发展的教学型大学。为适应学校的规模发展和学科、专业建设的需要，学校于2002年设立了材料科学与工程本科专业。对于一个快速发展的省属地方高校来说，由于专业设立时间不长，资本投入不足，高层次人才匮乏，材料科学与工程专业发展面临很多问题，因此如何培养适应社会和科技发展需求的具有较强工程实践能力的高级应用型人才，成为目前最迫切需要解决的问题。[2]
教学过程中存在的影响工程实践能力提高的主要问题有：专业办学历史较短，校内实验教学条件不足；校外实习实践教学时间不充分、效果差；实践教学组织和管理不能满足工程实践能力培养目标的要求。
二、建立有区域优势特色的协同创新中心
2011年总书记在庆祝清华大学建校100周年大会上提出，要积极推动协同创新，通过机制创新和政策项目引导，鼓励高校同科研机构、企业开展深度合作，建立协同创新的战略联盟，促进资源共享。2012年教育部实施了以推进协同创新为核心内容的“高等学校创新能力提升计划”，即“2011计划”。推进协同创新成为国家全面提升高等教育质量的重要战略举措。在这一背景下，中原工学院积极联合相关科研院所和行业知名企业等单位，建立了校级“超硬材料制品工程”协同创新中心。
选择超硬材料制品工程这一方向作为材料科学与工程学科的协同创新中心是基于如下考虑：中国是世界上超硬材料生产第一大国，占全球产量95%，而河南省是超硬材料大省，产量占全国的70%以上。河南省是全国唯一的“国家火炬计划超硬材料产业基地”、全国唯一的“超硬材料特色产业链”建设基地。目前河南省超硬材料产业已形成明显的产业链，专业化特点明显。郑州是我国超硬材料及制品产业的主要发源地和行业中心，是技术和人才的辐射源，是我国超硬材料的重要生产研发基地。根据服务于中原经济区建设的要求，作为一所地方高校，选择具有突出区域特色产业优势的超硬材料制品工程建设协同创新中心，通过建立协同创新联盟，真正促进政产学研用紧密协作，是实现人才培养工程实践能力快速有效提高的新要求。
三、通过协同创新提高工程实践能力的路径和效果
1.促进校企科学研究水平提升
作为一所地方高校，教师的科研活动受到实验室条件、仪器设备、研究经费和研究人员等多方面的制约，原创性、高层次的项目难以立项。为了完成学校对科研经费任务的考核，教师们主动到企业联系横向课题。材料与化工学院也有目的的组织教师到企业进行产学研合作、培育科研团队。通过产学研合作，以企业为主体，以市场为导向，教师有了科研项目、经费，研究的课题解决了企业的实际问题，双方受益形成了良性循环，不断扩大了双方合作的空间。
协同创新中心把企业同高校、研究机构结合起来，实现了单个主体所无法实现的组织目标和结果，类似于复合材料因为基体材料和增强材料的协同作用，使得复合材料的某些性能既优于其基体材料，又优于增强材料。企业同高校、研究机构协同创新的效率远远高于企业独立创新和模仿创新的效率，[3]尤其是通过协同创新中心建设的实施，协同创新联盟各方都感受到了实实在在的受益，效果显著。协同的本质是复杂系统中各子系统相互协同和作用，以实现单个主体所无法实现的组织目标和结果。如2011年由中原工学院提出，把与郑州华晶、郑州三磨所三方合作多年的“触媒法合成高品级金刚石关键设备与成套工艺技术开发”项目，联合申报国家科技进步奖，最后该成果获得了国家科技进步二等奖，对提升学校美誉度和企业创新能力及声誉具有重要影响。
2.促进共建科学研究平台建设
作为一所地方高校，设备投入和实验室条件都很有限。中原工学院通过实施协同创新，联合郑州三磨所、郑州华晶、中南杰特、河南富耐克等国内知名研究所和企业，申报共建了高档超硬材料工具河南省工程实验室、郑州市金刚石锯切工具工程技术研究中心。另外，还联合郑州博特硬质材料有限公司共建了郑州市超硬复合材料刀具工程研究中心。协同创新思想突破了传统线性、链式创新模式，呈现出非线性、多角色、开放性的多元主体互动协同特征。通过实验室共建，共享分析仪器和实验设备资源，促进了人员交流，提高了科研效率。
3.促进教师工程实践教学水平提高
在协同创新中心，学校与研究所、企业各方可以实现有条件的互相兼职和聘任。材料与化工学院根据政策，通过“博士服务团”、“企业博士后科研工作站”、“科技特派员”等多种形式选送教师到企业挂职锻炼。如材料与化工学院一教授通过与许昌恒源公司的合作，作为带头人建设了“基于发制品用途的化学纤维绿色工艺技术研究”河南省创新型科技团队。现在材料与化工学院大部分教师都有了在企业工作或兼职科研工作的亲身经历，学生感受到教师的授课不再空洞乏味，而是非常实际和富有兴趣，对提高材料科学与工程专业学生的工程实践教育教学质量具有较大影响。
4.促进创新人才培养模式优化
“协同创新”已经成为学校人才培养活动中的重要理念，并在教育实践中形成了一系列富有成效的人才培养模式。[4，5]通过协同创新使原本各单位独立的资源变成了创新联盟内共享的资源，一些潜在的能量得到了充分释放。形成的新机制和新体制为协同创新各方激发了无限生机与活力，对人才培养模式的影响尤其深刻。协同创新实施之前，按照传统的人才培养模式，理论教学和实验教学都在学校内进行，全部由高校教师授课，教学效果不理想，学生普遍感到枯燥乏味、不感兴趣；而需要到企业进行的认识实习、生产实习和毕业实习等实践教学环节，由于资金投入不足和企业不愿意接待等诸多难题，实习质量大打折扣，学生的实习环节基本上变成了“参观”，走马观花下来，学生受益很少。协同创新实施以后，学生可以根据个人爱好加入不同的科研兴趣小组和导师制教学团队，学生到企业“出入自由”，在科研中遇到的实际问题，可以及时在企业联络员的帮助和许可下到现场获得第一手资料与信息，随着参与时间的延长，学生很容易亲自动手进行操作。在课堂教学环节，聘任了企业技术人员和高层管理人员为学校兼职教授，可以给学生进行生动的具有丰富实践经验的教学，学生的兴趣明显提高，也收到了良好的教学效果。
5.促进学生工程实践能力提高
通过协同创新工作的不断深入，科研促进教学的效果极其明显。教师联合企业进行科学研究，把获得的成果有针对性的在教学过程中传授给学生，这种知识的传授不仅可以在理论课堂上进行，也可在科研兴趣小组的科研活动中进行；而同时学生在该科研创新活动中会发现很多问题，提出的问题也可反馈给教师。这种知识传授和学习的过程是一个双向激励的过程，双方通过互相影响和碰撞，教学效果和质量在潜移默化中快速提高。
学生在协同创新中心联盟单位内共享资源，教育活动的空间和时间都被扩大，在参与科研和实习创新活动中，不仅可以使用实验室、仪器和设备等硬件资源，同时还得到了研究所和企业技术人员及一线工人的亲身教育，对社会及企业对人才的真实需求有了实在的认识和了解，对学习目的和就业导向有了明确的方向。在研究生教育和本科生毕业论文环节聘任研究所和企业技术人员为指导教师或合作导师已成为常态。
在参与科研活动时，学生能亲临企业参与生产一线的科研课题，通过解决实际问题和获得一定的薪酬，不仅提高了兴趣，感受到了成功的快乐，还能在自己实实在在的科研活动中提高工程实践能力。通过接触和工作实践，学生毕业后能快速适应工作岗位，强化的工程实践能力将会在新的工作岗位上充分显现其效果，协同创新中心联盟企业对此也非常认可。
四、结语
国家实施协同创新战略的目的是把政产学研用具有不同功能的主体联合到一起，产生综合创新能力质变提升效应。中原工学院材料与化工学院结合超硬材料在河南省的区域优势特色，联合研究所和行业内知名企业建立了超硬材料制品工程协同创新中心，通过促进共建科学研究平台、提升科学研究水平、强化教师工程实践教学水平、革新创新人才培养模式和提高人才培养质量，获得了协同创新中心联盟单位的一致认同，大大强化了材料科学与工程专业工程实践能力的教育教学效果。
参考文献：
[1]赵长生，顾宜.高分子材料与工程专业发展与现状[J].塑料工业，2008，36（1）：70-71.
[2]张旺玺，潘玮，王艳芝，等.高分子材料与工程专业建设改革与实践[J].河南化工，2010，27（5）：59–61.
[3]王子镐.大力加强行业特色大学协同创新能力建设[J].北京教育高教，2012，（1）：14-16.
【摘要】“材料研究方法”课程是一门具有多学科交叉性、发展性和前沿性的课程，同时又具有很强的实践性，本文作者提出“材料研究方法”课程的培养目标应为培养“研究性思维”，在课程教学中提出“以材料分析为中心、以仪器为依托、引入研究性课题的课堂讲授、仪器实践、研究性课题贯穿始终”的教学模式及采取的具体措施。
【关键词】材料研究方法; 探索与实践; 课程教学
Reform and Application of “Research Method of Materials” Course Teaching
(1 Faculty of Material and Chemical Engineering, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China2 Engineering Research Center of Nano-Geo Materials of Ministry of Education, China University of Geosciences, Wuhan 430074,China)
【中图分类号】G622.3 【文献标识码】B【文章编号】2095-3089(2012)06-0020-02
1前沿
“材料研究方法”课程是一门具有多学科交叉性、发展性和前沿性的课程，同时又具有很强的实践性，课程包含许多学科的基础理论知识，如何使学生在较短的时间内掌握这门课程，并能够在将来的工作和研究中应用自如，是本课程教学改革的首要问题。吕春菊等提出采用项目实例进行仪器讲解的创新课堂教学与设计型实验和虚拟型实验相结合的实践教学［1］；雷彩虹提出在教学内容中穿插科研工作（即项目实例）的思路［2］；曾鸣等认为综合实验课程的设置可促进学生的实验技能和创新能力的培养［3］。天津大学材料科学与工程学院将“材料研究方法”课程改革的思想设定为“立足材料分析，培养研究思维”，同济大学“材料研究方法”课程的“专业培养目标是培养学生的基础知识的组织运用能力和综合分析能力，尤其注重创新能力的培养”。从以上探索及实践可以看出，“材料研究方法”课程改革的趋势是培养具有“创新能力”的人才。而“创新能力”即具有“创新思维”或“研究性思维”。
2课程教学具体措施
基于以上分析，本文作者提出“材料研究方法”课程的培养目标应为培养“研究性思维”，在课程教学中提出“以材料分析为中心、以仪器为依托、引入研究性课题的课堂讲授、仪器实践、研究性课题贯穿始终”的教学模式，激发学生的研究性思维，再经过大四的毕业论文的设计制作进一步强化材料研究方法，会取得更好的教学效果。具体改革内容如下：
2.1“以材料分析为中心，仪器为依托”的理论教学模式的探索。
课堂理论教学是大学生掌握知识的基础。材料研究方法的课程教学同样离不开理论教学。过去材料研究方法课程多以仪器为主，介绍其工作原理，仪器的结构，并对仪器在材料分析中的具体应有进行介绍，学会谱图分析。本项目提出以材料分析为中心，仪器为依托，仪器要为材料研究服务，重要的是教会学生如何进行材料研究。因此，首先让学校了解材料研究都包含哪些内容，然后每项内容的检测仪器有哪些，再具体讲述每种仪器的原理和用途以及在同类检测中的异同点，具体分析材料的时候如何选择仪器。这样学生对材料研究方法有个整体的认识，结合仪器的检测分析，逐步形成一个完整的理论知识体系。但在具体的理论教学内容上还要进一步探索。具体如下：
①按照材料研究的思路对材料研究方法进行分类，然后按照按分类对仪器进行分类，分别讲述每种仪器在材料分析中的用途，体现“以材料分析为中心，以仪器为依托，培养‘研究性思维’”的教学理念；②在课堂上，尽可能多的引用材料研究的数据资料、项目实例让学生更好的掌握材料的研究方法及仪器的测试技术，将“研究性思维”渗透到学生的大脑中；③进一步拓宽教学范围。根据社会的需求，材料类专业分分合合，尽管对于不同类材料专业，材料研究方法的侧重点不同。但考虑到学生毕业后就业和读研的多元化，跨专业就业或读研已不再是新鲜事。因此，本课程的教学内容的范围应进一步拓宽，对材料研究手段进行全面的介绍，但根据具体大专业划分，如材料和化学，可对相应仪器做深入或简单介绍，事实上，本校亦用材料研究方法A和材料研究方法B来区分。不再局限于某一专业的分析方法，使学生具备完整的知识结构；④有重点的讲述。但材料研究方法仪器众多，对常用仪器可作详细介绍，不常用仪器简单介绍，有些仅仅提到；⑤及时更新课件。材料研究方法和仪器在不断的发展，在教学内容上,应不断更新，或及时介绍最新进展,让学生跟上时代的步伐。
2.2引入研究性课题模式的探索。
尝试将研究性课题引入该课程，让学生根据自己的兴趣和喜好，自由组合，6－7人为一组，该课题拟组织2组作为探索性实验。通过学生自己选题、设计材料、合成、检测分析等过程，加深对该门课程的理解，并在实践中注入“研究性思维”。研究性课题在课余进行，可选择自己熟悉的老师、研究生为其指导，亦可由任课老师指导，其内容可作为课堂教学的实例，实验室亦可自由联系。课题的难度适中，不需要化太多的时间和精力，目的就是更好的掌握材料的研究方法。鼓励检测项目超出课堂讲述仪器的范围，可进一步拓宽知识面。该项内容可作为考核方式计入课程成绩，以激励其积极性。
2.3仪器实验课程教学模式的探索与实践。
以往的仪器实验课程，主要以参观为主，教学改革之后，加大了实验课时数，但在具体实验内容上依然有待进一步探索。仪器实验除了保留常规的仪器介绍、操作之外，引入学生自己感兴趣的样品检测。在研究性课题完成的基础上，每个课题组都有自己的样品，可以分组进行，具体分析。然后一起总结。若没有研究性课题，可将学生分组，每组选择自己的目标样品，具体检测、分析。该内容亦作为考核项目计入课程成绩。
3课程改革的意义
《材料研究方法》是一门实践性很强的学科，如何使学生在较短的时间内掌握这门课程，能够在将来应用于材料测试与分析的相关工作和研究中，是本课程教学的关键。因此，本项目的实施对于促进教学工作，提高教学质量具有重要意义。①该项目改变了现有教学方式中学生处于“被动”和“从属”的地位，激发学生积极主动的学习和探索材料研究方法，发展学生的研究性和创造性思维，这是教育一直非常关注和提倡的问题；②该项目以“材料研究为中心”以“仪器为依托”，重在培养具有“研究性思维”的人才，体现了教育“以人为本”的思想，具有活力创造力的人才才是高校人才培养的终极目的；③本项目可起到一定的示范作用，其对于教学质量的促进及提高可推广至材料科学与工程一级学科的其他专业，也可推广至其他学科及专业。
参考文献
［1］吕春菊,舒康颖,司平占等，《材料现代研究方法》课程建设与教学实践［J］，高校立刻研究，
材料学专业毕业生的就业面比较广，主要就业方向包括计算机、金融、教育和科技咨询等领域。材料专业的毕业生可以从事高分子材料加工、高分子材料合成、信息材料、医用材料、新型建筑材料、电子电器、汽车、航空航天、贸易等工作，还可以进入研究院所、高等院校和海关、商检等部门工作。
材料学专业的分类
通常来讲，材料分为高分子、无机非金属、金属三大种类。从学科的角度来讲，不同的学校所开设的材料学专业也不相同。除了传统意义上的材料科学专业、有机高分子材料专业、无机非金属材料专业、金属材料专业之外，一些学校还增设了高分子复合材料专业、机械材料专业等。以北京航空航天大学的材料科学与工程学院为例，材料科学与工程学科为国家一级重点学科，下设材料科学系、材料物理与化学系、材料加工工程与自动化系、高分子及复合材料系等。
材料学专业就业知多少
从就业角度来讲，金属材料专业作为一门基础学科，应用面广，就业面也相对较广。复合材料因为博采众长，在性能上结合了各种材料的优势，作为一种新型材料广泛应用于生物、航天领域，就业前景也很好。
总体就业前景分析
其一，材料学专业性强，受国家重视，高技术人才供不应求。现代材料学科更注重研究各类材料及它们之间相互渗透的交叉性和综合性特点。经历近半个世纪对材料微观结构和宏观性质相关机制的探索和认识，材料学研究的范围得到巨大拓展，一些具有特殊功能的材料日益受到重视并快速发展，也为材料学的发展提供了前所未有的机遇和空间。这就需要有一定专业知识的人才投入到科研工作中，攀登材料科学的高峰。
其二，随着时代的进步，新型材料运用更加广泛，现代技术的发展也需要很多新型材料的支持。根据我国当前及未来发展的实际情况，材料学专业人才在各个行业需求量的增加为此专业的学生提供了很好的就业机会。
研究生阶段课题方向的选择很重要
据中国科学院学高分子材料专业研究生的王芬（化名）同学介绍，全班40个人，男多女少。虽然传统意义上是要去中石油、中海油等对口单位，但目前她投简历的对象主要是民营企业，这些企业对研究方向没有特别硬性的规定。
找工作的这段时间以来，王芬觉得材料学所有的专业中，金属材料学专业的就业面还比较宽。找工作时，用人单位会看重求职者的教育背景、研究方向以及课题方向，尤其当面试岗位是专职科研人员时，单位对专业方面的考量会针对毕业设计提出，因此研究生阶段的课题选择非常重要。她建议大家认真对待毕业设计。
脚踏实地的研究精神不可少
航天某院工作人员高女士建议，在学校期间，材料学专业的学生应该扎实学好专业基础知识。她认为专业理论基础扎实与否，一方面决定了就业面的宽窄，更重要的是决定了未来工作发展潜力大小。因为大家毕业后的工作与生活是比较忙碌的，很少再有机会系统学习。
以高女士的就业经历为例，她认为就业前应该事先做好以下准备：充分利用师兄师姐的经验、经历了解可能的工作方向，了解具体工作单位及岗位情况；面试前一定先尽可能了解面试的单位及岗位需求，做到有的放矢。
据哈尔滨玻璃钢研究院人事部一名负责人介绍，材料学专业的学生，要具备适应艰苦的工作条件的素质，因为做复合材料研究工作要经常去实验室，更重要的是搞科研一定要坐得下来，能够经得起反复失败和挫折的考验。
此外，在面试中，还应该积极锻炼个人表达能力，为自己增光。
走进材料学专业
高分子材料——性能优异，不可替代
高分子材料独特的结构和易改性、易加工特点，使其具有不可取代的优异性能，广泛用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域。很多天然材料通常是高分子材料组成的，如天然橡胶、棉花、人体器官等。人工合成的化学纤维、塑料和橡胶等也是如此。然而，一些高分子材料会含有毒性，使用、实验时要注意。
中科院高分子材料学研究方向的研究生王芬（化名）说：“我在本科时读的是无机非金属材料学，在研究生时根据导师的研究方向，选择了高分子材料学，即有机无机复合材料学，重点研究塑料、橡胶等，应用到现实生活中，为钻井平台进行驱油。平日里我们大部分时间在实验室度过，研究对象为甲醛、乙醇、乙烷等化学物质，一些化学物质如甲醛会有毒性，因此要做好防毒设施。”
无机非金属材料——基础学科，必不可少
无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一，主要研究建筑、水泥、陶瓷、玻璃等材料。目前比较受到关注的纳米材料也属于无机非金属行列。
无机非金属材料品种和名目极其繁多，用途各异，通常把它们分为普通的（传统的）和先进的（新型的）无机非金属材料两大类。新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的，具有特殊性能和用途的材料。它们是现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。常见的无机非金属材料有水泥、 玻璃、 陶瓷等。
关键词：实验中心；材料学科；平台建设；实验教学
中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）39-0276-03
对开设材料学科的高等院校来说，培养大批适应材料产业和技术飞速发展的宽口径材料科学与工程专业人才已成为人们的共识[1]。但对于材料科学与工程这种实践性强、投入大的学科，大部分地方高等院校的材料学科都面临着投入不足、实验平台建设相对滞后、实验教学队伍编制少等问题，严重制约了材料学科人才的培养质量。特别是材料学科研究所需的一些大型仪器和设备在培养学生科学素养和创新能力、提高其综合素质方面扮演着十分重要的角色[2]。我院根据实际情况和专业特点，通过整合院内资源，成立了材料科学与工程实验教学中心，同时，与企业共建省级工程中心，实现资源共享，并进行了实践，为划转地方院校材料类实验中心的建设积累了一些经验供借鉴。
一、设立材料科学与工程实验中心背景
我校的材料科学与工程是从1986年设立的焊接专业逐渐发展起来的一个学科。2003年成立材料科学与工程系，2006年成立材料科学与工程学院，目前有焊接技术与工程、材料成型及控制工程、材料物理和金属材料工程四个本科专业。在实验室建设初期，借鉴同类型高校实验室建设的成果和经验，分别设立了材料基础实验室和材料加工工程、材料物理和金属材料工程三个专业实验室。它们共同承担材料类的实验教学、学生毕业设计、学生课外科技活动、教师科研工作等任务。但由于各专业成立的时间、实验室规模及招生的数量不同，不同专业实验室之间在设备数量、总值、人均工作量等方面的矛盾突出，严重影响到实验教师工作的积极性。同时，随着各专业的快速发展，各类实验设备和仪器随之增加，使设备使用、管理与实验人员数量不足的矛盾也开始变得突出[3]。资金上，一方面由于实验室建设经费不足，材料研究的高端的仪器设备缺乏，影响到人才的培养质量和学科的发展。另一方面，不同专业实验室建设往往力求“小而全”，常有仪器设备、工具等重复购置，造成有限资金的浪费。为了解决上述问题，2007年我院成立了材料科学与工程实验教学中心，并提出了院级统一管理、教师参与、校企共建、资源共享的实验室建设与管理模式。
二、实验中心的建设思路和措施
材料科学与工程实验中心所需实验设备不但涉及面广，而且大多设备价格昂贵，可以说是一个“贵族”学科。对于大部分实验经费不足的划转地方院校，找准办学定位，设立合理的实验教学体系，优化实验室结构，多方筹措经费，完善、提高实验平台建设和管理水平应是现阶段实验中心建设的重点之一。
1.设立“大材料”的实验教学体系。我校材料科学与工程实验教学中心依托现有的材料科学与工程一级学科硕士点、材料加工工程省级重点学科和陕西省焊接钢管工程技术研究中心（与宝鸡石油钢管有限责任公司共建），由学院统一管理组建材料科学与工程实验教学中心。实验教学体系的建立基于“材料制备及热处理”、“材料成型加工”、“材料性能测试”、“材料组织结构表征”四个实验平台，分成五个层次进行建设。实验教学体系框架见图1。
材料基础实验主要包括材料科学与工程学院公共基础课的知识以及各专业方向课中的共性知识，目的是加强共性和基础性知识的教育。专业方向特色实验的设置是针对每个专业学生所需的专门知识，如管线全位置焊接实验、管线钢组织性能测定实验等。在此基础上将逐渐开设《石油工程材料热处理工艺-组织-性能分析》、《石油工程材料焊接工艺-组织-性能评定》等专业方向综合实验。综合型实验是知识体系的综合、实验技能的综合和实验设计的综合。增加综合性实验所占的比例，进一步减小验证性实验，可以使学生充分发挥主观能动性，避免以往为实验而实验、为检测而检测的呆板性和单一性，使材料各个学科专业之间能够相互交叉与融合。本科毕业设计是一个实践性非常强的教学环节，它不同于课堂讲授，又有别于科研工作。在组织学生毕业设计时指导教师在重视每名学生共性发展时，还特别注重每个学生的个性发展与提高，通过开放实验室，鼓励学生参与教师的科研项目或自己设计、自己动手做实验，使特别优秀的学生脱颖而出[4，5]。同时，也充分调动基础较差学生的积极性，使其获得自信心。科研与研究生创新实验是提高学生创新意识和分析问题、解决问题的能力，为培养具有宽材料基础的复合型人才奠定基础。
2.整合资源，优化实验室结构。划转地方院校的材料科学与工程大体是通过冶金与机械或金属、非金属、高分子三大类材料所依存的专业而建立的学科，侧重于从具体应用的角度来探求新材料的性能评价与使用。这种类型的学科大都有原先专业发展残留的痕迹，学科方向发展不均衡，如果一味追踪材料科技前沿的基础，往往会失去原有的特色。我院材料科学与工程实验教学中心充分利用原先专业发展的基础，通过资源整合，优化实验室结构，建立“材料制备及热处理”、“材料成型加工”、“材料性能测试”、“材料组织结构表征”四个实验平台。在整合实验室的基础上，对实验教学的内容也进行了调整。从各专业能力培养的目标出发，调整相关学科的知识配套，使实验教学内容能随学科发展、国家和地方经济建设的需要不断更新，使一些先进的科技成果及时转化到实验教学中。通过对全院的实验资源进行整合，建立开放、共享的实验平台，并能通过网络进行仪器设备使用的预约，从而实现学院内实验资源的优化配置，避免实验室不必要的重复建设，减少资金及人力资源的浪费。
3.充分利用中省共建资金，完善实验教学平台。中省共建资金是财政部于2000年针对划转地方院校设立的“中央和地方共建高等学校专项资金”。我院根据学科及实验教学平台建设需要，通过认真组织、积极申报，截至2010年共获得800万元中省共建资金的资助。这些资金在相当程度上缓解了学生规模不断扩大与基础设施严重不足的矛盾。2008年，利用中省共建资金，通过购买万能试验机、示波冲击试验机、疲劳试验机完善材料性能测试实验平台；通过购买扫描电镜、XRD衍射分析仪等提高材料组织性能表征实验平台，使我院材料科学与工程实验中心的平台建设上升到一个新的台阶。2010年通过中央与地方共建实验室资金建成的“国际焊接工程师实训基地”，将理论教育与实践相结合、专业教育与工程教育相结合，将国际焊接工程师培训课程纳入专业课程教学模块，对在校生开展“学历学位教育+职业资格认证”教学模式的探索与实践，使在校生可以提前获得从业资质，不仅提高自身专业能力和素质，而且拓宽就业渠道，增加就业机会，培养国际化焊接技术专门人才，满足石油石化行业和陕西地方经济建设对国际资质焊接技术人才的需求。2010年和2011年共有80余名本科生参加了国际焊接工程师培训班，64名学生一次通过考核，并获得由IIW颁发的国际焊接工程师资格证书，受到了哈尔滨培训中心的好评。我院材料科学与工程实验中心通过近几年中省共建资金的扶持，较好地完善了实验教学平台。目前，实验中心可为企业、其他高校或研究机构提供力学性能测试、金相组织分析、X射线衍射分析等技术服务。
4.开展校企合作，提高实验平台建设水平。校企合作的目的是要实现高校资源、企业在市场经济条件下的合理配置和有效运行[6]。共建实践教学平台是校企合作办学的重要方面。我院与宝鸡石油钢管有限责任公司焊接钢管研究院签订了校企合作协议。双方本着资产明晰、资源共享、联合研究、成果共有的原则，共同建设“焊接钢管工程技术研究中心”，建立校企合作技术创新体系，构建技术研究、开发平台，为学校教育质量的提高和企业技术发展提供服务。焊接钢管工程技术研究中心组建后，学院既可以利用宝鸡石油钢管有限责任公司钢管研究院的产品中试生产线，又可以利用其在材料组织性能检测分析方面的高端实验设备和仪器，为教师和学生提供科技创新的实践平台；宝鸡石油钢管有限责任公司钢管研究院可以借鉴西安石油大学在焊接钢管领域的理论研究成果，充分发挥高校教师科研攻关的优势，合作承担国家和中国石油天然气集团公司在焊接钢管研究方面的科研项目和企业的产品开发任务，为企业的生产及产品研发提供服务。通过建立研究中心这一科技平台，校企双方通过优势互补和资源共享，不但增强企业的竞争力，创造经济效益；同时又提高了实验平台建设水平，增强了高校的科研实力，扩展了双方在彼此领域的影响。2007年“焊接钢管工程技术研究中心”被评为陕西省钢管工程技术研究中心，校企合作实现了“双赢”。
5.加强队伍建设，完善实验室管理体系。针对实验教学中心专职实验队伍编制少的问题，为了保证实验教学质量和科研服务水平，中心采取以专职实验队伍为主体，与兼职实验教师相结合的互补互助建设方针。专职实验教师队伍将建设成为一支具有现代教育理念，掌握先进实验教学方法和管理方法，动手能力强，结构合理的队伍。兼职实验队伍采取聘用高水平的学术带头人、青年博士为兼职实验教师，充实实验教师队伍。同时，派遣实验技术人员到同行科研院所和高等院校学习、交流，鼓励实验教师到知名大学进修等一系列行之有效的措施，来加强实验教师队伍建设。与此同时，进一步完善实验中心管理体系，规范仪器设备操作规程，尤其是大型设备的管理和使用，并重点加强了危害性大、涉及面广的危险化学品类管理制度建设，保证了实验室高效、安全地运行。
通过对实验室进行整合、重组、优化，成立了材料科学与工程实验教学中心，采用院一级管理体制，搭建了满足实验教学和科研工作的共享平台，并与企业共建，资源共享，实现了人力、物力、社会资源的优化利用。随着实验中心的进一步建设和在实践中的不断完善，实验中心在学生培养和服务社会方面必将发挥更大作用。
参考文献：
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