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第一章 材料科学的战略地位1

第一节 总体态势与国际竞争地位1

第二节 对推动其他学科和相关技术发展所起的作用4

第三节 在国家总体学科发展布局中的地位6

第四节 对实施《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》的支撑8

第五节 满足国民经济社会发展与国防安全的需要9

一、当前十大产业振兴规划的基础和核心9

二、国防工业和航空航天事业发展的关键10

三、提高人民生活质量的要素之一13

第二章 材料科学的发展规律与发展态势15

第一节 学科的定义与内涵15

第二节 学科的发展规律与基本特征16

一、多学科交叉，其发展依赖于物理学、化学等学科的发展16

二、工业发展整体水平的提高牵引学科发展，反过来学科的发展推动产业升级18

三、学科发展得益于科学仪器装备、检测技术和制备技术的发展19

第三节 国际上材料科学的发展状况与趋势20

一、注重多学科的交叉与综合21

二、发展材料合成、制备与表征科学技术21

三、多层次、跨尺度的多级耦合发展22

四、全寿命成本约束23

五、结构功能一体化23

第三章 材料科学的发展现状25

第一节 我国材料科学在国际上的地位25

一、学术论文情况25

二、专利申请与授权情况27

三、科技计划及投入的情况29

第二节 学科发展现状31

第三节 人才队伍与平台建设情况33

第四章 材料科学的学科发展布局34

第一节 总体发展战略布局34

第二节 结构材料34

一、钢铁材料34

二、轻质金属材料39

三、高温合金与金属间化合物46

四、传统无机材料51

五、结构陶瓷及特种涂层55

六、通用高分子材料59

七、高性能高分子材料64

八、复合材料71

第三节 功能材料76

一、能源材料76

二、生物医用材料82

三、信息、显示材料与器件87

四、生态环境材料94

五、其他功能材料99

第四节 新材料、新工艺、新方法探索101

一、基于新概念、新原理、新效应的材料及制备加工101

二、材料测试和表征的新方法及其原理106

第五节 材料设计与计算模拟107

一、国内外研究和发展现状108

二、发展趋势和科学问题108

三、优先支持的研究方向110

第六节 材料制备与加工111

一、金属材料的制备与加工113

二、无机非金属材料的制备与加工117

三、高分子材料的制备与加工120

四、材料结构与相变122

第七节 材料结构—性能关系和使役行为131

一、力学性能131

二、物理性能134

三、化学性能136

四、使役行为144

第五章 材料科学中的优先发展领域与重大交叉研究领域152

第一节 耐极端苛刻服役条件的材料152

一、研究背景与意义153

二、关键科学问题157

三、发展目标及重要研究方向158

第二节 高能量转换效率与存储材料163

一、研究背景和意义163

二、关键科学问题163

三、发展目标及重要研究方向163

第三节 高效催化材料165

一、研究背景和意义165

二、关键科学问题166

三、发展目标及重要研究方向166

第四节 高效水处理材料167

一、研究背景和意义167

二、关键科学问题169

三、发展目标及重要研究方向169

第五节 可降解材料170

一、研究背景和意义170

二、关键科学问题170

三、发展目标及重要研究方向171

第六节 新型光电子材料171

一、研究背景和意义171

二、关键科学问题172

三、发展目标及重要研究方向172

第七节 高密度存储材料173

一、研究背景和意义173

二、关键科学问题173

三、发展目标及重要研究方向174

第八节 生物医用材料的表面／界面与生物相容性175

一、研究背景和意义175

二、关键科学问题176

三、发展目标及重要研究方向176

第九节 高强高塑高韧耐蚀低成本钢铁177

一、研究背景和意义177

二、关键科学问题178

三、发展目标及重要研究方向178

第十节 长寿命绿色化建筑材料180

一、研究背景和意义180

二、关键科学问题180

三、发展目标及重要研究方向181

第十一节 通用高分子材料的高性能化与功能化182

一、研究背景和意义182

二、关键科学问题182

三、发展目标及重要研究方向183

第十二节 材料多层次多尺度复合184

一、研究背景和意义184

二、关键科学问题185

三、发展目标及重要研究方向185

第十三节 材料综合力学与理化性能提升186

一、材料力学性能的提升187

二、材料物理性能的提升189

三、材料化学性能的提升190

第十四节 新结构、新性能材料探索192

一、研究背景和意义192

二、关键科学问题192

三、发展目标及重要研究方向192

第十五节 材料的基础／经典共性问题研究194

一、高分子材料的多层次结构与性能控制194

二、材料的极性与极性材料194

三、多相体系的相变原理195

四、材料烧结过程的研究196

五、有机半导体材料的传输机制196

六、材料的剪切带形成与剪切断裂机制197

七、缺陷控制与掺杂效应197

第十六节 基于大科学装置的材料结构表征和性能测试198

一、研究背景和意义198

二、关键科学问题199

三、发展目标及重要研究方向200

第六章 材料科学的国际合作与交流201

第一节 国际合作需求和优先领域201

一、材料设计及计算材料学202

二、利用大型先进仪器装置和设备开展基础性实验研究202

三、传统与基础材料的先进制备、处理与改进技术202

四、先进材料的制备技术与设备203

五、材料的器件化技术与设备203

六、新材料研究探索203

第二节 政策需求和措施203

一、研究项目交流与人才交流相结合204

二、导向性合作与科学家自由交流相结合204

三、加强国内与国际团队间的学术交流204

四、政策措施204

第七章 保障措施与建议205

参考文献207