总序（路甬祥陈宜瑜）

前言

摘要

Abstract

第一章 材料科学的战略地位

第一节 总体态势与国际竞争地位

第二节 对推动其他学科和相关技术发展所起的作用

第三节 在国家总体学科发展布局中的地位

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

第五节 满足国民经济社会发展与国防安全的需要

一、当前十大产业振兴规划的基础和核心

二、国防工业和航空航天事业发展的关键

三、提高人民生活质量的要素之

第二章 材料科学的发展规律与发展态势

第一节 学科的定义与内涵

第二节 学科的发展规律与基本特征

一、多学科交叉，其发展依赖于物理学、化学等学科的发展

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

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

第三节 国际上材料科学的发展状况与趋势

一、注重多学科的交叉与综合

二、发展材料合成、制备与表征科学技术

三、多层次、跨尺度的多级耦合发展

四、全寿命成本约束

五、结构功能一体化

第三章 材料科学的发展现状

第一节 我国材料科学在国际上的地位

一、学术论文情况

二、专利申请与授权情况

三、科技计划及投入的情况

第二节 学科发展现状

第三节 人才队伍与平台建设情况

第四章 材料科学的学科发展布局

第一节 总体发展战略布局

第二节 结构材料

一、钢铁材料

二、轻质金属材料

三、高温合金与金属间化合物

四、传统无机材料

五、结构陶瓷及特种涂层

六、通用高分子材料

七、高性能高分子材料

八、复合材料

第三节 功能材料

一、能源材料

二、生物医用材料

三、信息、显示材料与器件

四、生态环境材料

五、其他功能材料

第四节 新材料、新工艺、新方法探索

一、基于新概念、新原理、新效应的材料及制备加工

一、材料测试和表征的新方法及其原理

第五节 材料设计与计算模拟

一、国内外研究和发展现状

二、发展趋势和科学问题

三、优先支持的研究方向

第六节 材料制备与加工

一、金属材料的制备与加工

二、无机非金属材料的制备与加工

三、高分子材料的制备与加工

四、材料结构与相变

第七节 材料结构—性能关系和使役行为

一、力学性能

二、物理性能

三、化学性能

四、使役行为

第五章 材料科学中的优先发展领域与重大交叉研究领域

第一节 耐极端苛刻服役条件的材料

一、研究背景与意义

二、关键科学问题

三、发展目标及重要研究方向

第二节 高能量转换效率与存储材料

一、研究背景和意义

二、关键科学问题

三、发展目标及重要研究方向

第三节 高效催化材料

一、研究背景和意义

二、关键科学问题

三、发展目标及重要研究方向

第四节 高效水处理材料

一、研究背景和意义

二、关键科学问题

三、发展目标及重要研究方向

第五节 可降解材料

一、研究背景和意义

二、关键科学问题

三、发展目标及重要研究方向

第六节 新型光电子材料

一、研究背景和意义

二、关键科学问题

三、发展目标及重要研究方向

第七节 高密度存储材料

一、研究背景和意义

二、关键科学问题

三、发展目标及重要研究方向

第八节 生物医用材料的表面/界面与生物相容性

一、研究背景和意义

二、关键科学问题

三、发展目标及重要研究方向

第九节 高强高塑高韧耐蚀低成本钢铁

一、研究背景和意义

二、关键科学问题

三、发展目标及重要研究方向

第十节 长寿命绿色化建筑材料

一、研究背景和意义

二、关键科学问题

三、发展目标及重要研究方向

第十一节 通用高分子材料的高性能化与功能化

一、研究背景和意义

二、关键科学问题

三、发展目标及重要研究方向

第十二节 材料多层次多尺度复合

一、研究背景和意义

二、关键科学问题

三、发展目标及重要研究方向

第十三节 材料综合力学与理化性能提升

一、材料力学性能的提升

二、材料物理性能的提升

三、材料化学性能的提升

第十四节 新结构、新性能材料探索

一、研究背景和意义

二、关键科学问题

三、发展目标及重要研究方向

第十五节 材料的基础/经典共性问题研究

一、高分子材料的多层次结构与性能控制

二、材料的极性与极性材料

三、多相体系的相变原理

四、材料烧结过程的研究

五、有机半导体材料的传输机制

六、材料的剪切带形成与剪切断裂机制

七、缺陷控制与掺杂效应

第十六节 基于大科学装置的材料结构表征和性能测试

一、研究背景和意义

二、关键科学问题

三、发展目标及重要研究方向

第六章 材料科学的国际合作与交流

第一节 国际合作需求和优先领域

一、材料设计及计算材料学

二、利用大型先进仪器装置和设备开展基础性实验研究

三、传统与基础材料的先进制备、处理与改进技术

四、先进材料的制备技术与设备

五、材料的器件化技术与设备

六、新材料研究探索

第二节 政策需求和措施

一、研究项目交流与人才交流相结合

二、导向性合作与科学家自由交流相结合

三、加强国内与国际团队问的学术交流

四、政策措施

第七章 保障措施与建议

参考文献2100433B

“未来10年中国学科发展战略”丛书是国家自然科学基金委员会和中国 科学院学部历时两年多联合开展研究的重要成果，凝聚着600多位院士、专 家的智慧和心血，对广大科技工作者洞悉学科发展规律、了解前沿领域和重 点方向及开展科技创新等有重要的参考价值，对促进我国学科均衡、协调、 可持续发展必将发挥积极作用。

《未来10年中国学科发展战略：材料科学》全面总结了近年来材料科学 的研究现状和研究动态，客观分析了学科发展态势，从学科的发展规律和研 究特点出发，前瞻性地思考了学科的整体布局，提出了材料科学的重要科学 问题、前沿方向及我国发展该学科领域的政策措施等。

《未来10年中国学科发展战略：材料科学》不仅对相关领域科技工作者 和高校师生有重要的参考价值，同时也是科技管理者和社会公众了解材料科 学发展现状及趋势的专业读本。

“未来10年中国学科发展战略”丛书是国家自然科学基金委员会和中国科学院学部历时两年多联合开展研究的重要成果，凝聚着600多位院士、专家的智慧和心血，对广大科技工作者洞悉学科发展规律、了解前沿领域和重点方向及开展科技创新等有重要的参考价值。对促进我国学科均衡、协调、可持续发展必将发挥积极作用。

《未来10年中国学科发展战略：工程科学》全面总结了近年来工程科学的研究现状和研究动态．客观分析了学科发展态势．从学科的发展规律和研究特点出发．前瞻性地思考了学科的整体布局，提出了工程科学的重要科学问题、前沿方向及我国发展该学科领域的政策措施等。

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“未来10年中国学科发展战略”丛书是国家自然科学基金委员会和中国科学院学部历时两年多联合开展研究的重要成果，凝聚着600多位院士、专家的智慧和心血，对广大科技工作者洞悉学科发展规律、了解前沿领域和重点方向及开展科技创新等有重要的参考价值，对促进我国学科均衡、协调、可持续发展必将发挥积极作用。

本书全面总结了近年来工程科学的研究现状和研究动态，客观分析了学科发展态势，从学科的发展规律和研究特点出发，前瞻性地思考了学科的整体布局，提出了工程科学的重要科学问题、前沿方向及我国发展该学科领域的政策措施等。

本书不仅对相关领域科技工作者和高校师生有重要的参考价值.同时也是科技管理者和社会公众了解工程科学发展现状及趋势的读本。

总序（路甬祥 陈宜瑜）

前言

摘要

Abstract

第一章　工程科学总论

第一节 工程学科的特点与发展规律

一、工程学科的特点

二、工程学科的发展规律

第二节 工程学科的科学前沿、国家需求与发展战略目标

一、工程学科的科学前沿

二、我国工程学科面临的国家重大需求与发展战略目标

第三节 工程学科的优先发展领域

一、资源高效安全开采基础理论与关键技术

二、冶金与材料制备过程中的界面科学问题

三、复杂机电系统的功能原理与集成科学

四、高性能零件/构件精密制造

五、城乡建筑节能设计原理与技术体系

六、饮用水复合污染机制、毒性效应与控制原理

七、变化环境下我国水资源高效利用及对河流过程与河口演变的影响机制

八、大型水电站建设与安全运行的关键技术与基础科学问题

第四节 工程学科的重大交叉研究领域

一、资源高效利用与环境的相互作用规律

二、生物制造与仿生制造

三、工程结构系统全寿命性能设计与控制

四、环境变迁中的城市科学

五、深海工程和新型船舶的基础理论与前沿技术

第五节 资助政策与建议

第二章 冶金与矿业式程学科

第一节 总论

一、冶金与矿业工程学科的战略地位

二、冶金与矿业工程学科的总体发展趋势

三、冶金与矿业工程学科未来5—10年发展战略

四、未来5—10年冶金与矿业工程学科发展的保障措施

第二节 冶金与矿业工程学科主要领域、基础科学问题及优先资助方向

一、难动用储量的资源开采理论和方法

二、矿山灾害防治及工业安全生产中的基础科学问题

三、资源开采中的环境保护理论与方法研究

四、资源开发中的重大基础理论问题

五、低品位、多金属共生矿冶金理论与新技术

六、低排放冶金新工艺与二次资源综合利用

七、金属凝固过程与组织控制

八、材料智能化制备与成形加工的基础科学问题

参考文献

第三章 机械工程学科

第一节 总论

一、机械工程学科的战略地位

二、机械工程学科的总体发展趋势

三、机械工程学科未来5—10年发展战略

四、未来5—10年机械工程学科发展的保障措施

第二节 机械工程学科主要领域、基础科学问题及优先资助方向

一、机构学与机械振动学

二、机械的驱动与传动科学

三、复杂机电系统的集成科学

四、零件与结构的失效与安全服役科学

五、机械表面界面科学与摩擦学

六、生物制造与仿生制造科学

七、高性能精确成形制造科学

八、高能束与特种能场制造科学

九、高精度数字化制造科学

十、机械的制造与运行参数测量科学

十一、微/纳制造科学与技术

参考文献

第四章 建筑环境与土木工程学科

第五章 水利科学与海洋工程学科

参考文献