前言

材料是人类文明发展的基石，人类历史先后经历了石器、青铜、铁器时代，随着近代爆发的两次工业革命，以及当代半导体技术的日益成熟，当今社会持续推进工业化和信息化融合，各种新材料如雨后春笋般出现，支撑了科技的快速发展。例如，硅材料及其加工技术为我们带来了各种手机与电脑芯片，钴酸锂与磷酸铁锂两种正极材料的发明使锂离子电池可以出现在我们生活中的方方面面，氮化镓制备技术的突破为我们带来了又亮又省电的发光二极管灯，薄膜制备技术的发展使人类发现了巨磁阻现象进而有了现在的大容量硬盘，碳材料的进步保障了我们的高铁可以以每小时三四百千米的速度飞奔而受电弓不坏，锆材料的发展可以使人类能够安全地利用核能，轻质高强的结构材料帮助我们实现了月球采样、火星着陆，高温合金的发展使飞机能飞得更快、更高、更省油，钛材料的进步使我们能更好地在海洋采油采气，即使是最传统的钢铁材料也有了手撕钢、超高强钢，把各种应用推到了前所未有的高度。以上种种只是材料领域近70年发展的沧海一粟，材料的进步已彻彻底底改变了我们的生活。而在学术上，新材料的创制也为各种新原理、新发现提供了抓手，某种程度上甚至可以大胆认为，能做什么样的材料就能有什么样的科技。

近年来伴随着国家的飞速发展，人民生活水平的不断提高，客观上已形成了“东升西降”的格局，碰撞难以避免。西方国家对我们的封锁清单越列越长、贸易壁垒越筑越高，国家对自主技术的需求越来越大，在“百年未有之大变局”已逐步展开、国家产业全面升级已在路上的时代大背景下，对于立志有一番作为的同学而言，材料方向充满了机会。目前，国家在新能源、半导体、医疗卫生、航天国防等领域的布局，需要大量具备自主知识产权、不会被人“卡脖子”的材料制备与加工技术，需要避免因为“有钱买不到”而受制于人的局面，需要大批心怀星辰大海、有能力、与国同行的创新型材料人才与生力军。

有感于此，笔者认为我们有责任、有必要撰写本书，在帮助读者了解、感受材料学科及专业的同时，消除对材料类专业的误解，减少专业选择时的盲目性。本书的三位作者均为上海交通大学材料科学与工程学院教师，目前正工作于科研、教学与学生工作的第一线。本书第1章由顾佳俊撰写，第2章由杭弢撰写，第3章由李琦撰写。本书在撰写过程中得到了上海交通大学、上海交通大学材料科学与工程学院和上海交通大学出版社的大力支持，在此表示由衷的感谢。鉴于笔者水平有限，书中如有不当之处，欢迎读者批评指正。

顾佳俊
2024年3月