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材料科学与工程(学术学位)培养方案

发布时间: 2021-08-20 10:19:17   作者:材料学院   浏览次数:

一级学科名称:材料科学与工程学科代码:0805

 

一、学科概况

材料科学与工程学科是研究材料的组成结构、合成加工、基本性质及使役性能等要素及其相互关系和制约规律的科学,致力于材料的性能优化、工艺优化、新材料研发与材料合理应用,是一个多学科交叉的新兴学科,也是国民经济发展的三大支柱学科之一。材料科学与工程属于工学门类的一级学科,下设材料加工工程、材料学、材料物理与化学和新能源材料与工程4个培养方向。

西安石油大学材料科学与工程学科源于我校1981年恢复建校初期所设立的焊接专业,是我国石油行业高校中最早起步建设的材料学科之一。1998年获得“材料加工工程”硕士学位授权,2001年被评为陕西省重点学科;2005年获得“材料工程”专业学位授权点,2019年变更为“材料与化工”专业学位授权点;2011年获得“材料科学与工程”一级学科硕士学位授权并被评为陕西省优势学科。

本学科已形成了一支年龄结构、学历结构合理,教学经验丰富,科研能力强,特色鲜明的师资队伍。教师中包括教育部新世纪优秀人才、陕西省中青年科技创新领军人才、陕西省青年科技新星、陕西普通高校青年杰出人才等在内的研究生导师42人,设立了5个校企研究生联合培养基地,聘请了18位实践经验丰富的企业高级技术人员为校外兼职指导教师。

本学科立足中西部,秉承学校特色和优势,以材料科学与工程在相关行业和陕西地方经济发展中的重要需求及创新应用为导向,以行业和地方重大工程建设中的关键技术研究为突破口,进行了一系列卓有成效的工作,在先进焊接技术、材料成型技术及控制、表面工程技术、新材料开发及组织性能控制、石油装备材料服役行为与结构安全、金属腐蚀与防护、材料设计与多尺度模拟等方向形成鲜明的特色和优势,产出了一批较高水平的研究成果,建成了完备的教学科研平台,形成了厚基础、强实践的培养体系,研究生培养质量较高,受到用人单位的广泛好评。

二、培养目标

本学科培养具有正确社会主义核心价值观,德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人,具备创新思维与创新能力,具有国际化事业和国际交流能力,具有团队协作精神,能够在材料科学与工程及其相关领域独立从事科学研究工作或担负关键技术工作的高素质专门技术人才。

三、基本要求

(一)学习和掌握中国特色社会主义基本理论,热爱祖国,遵纪守法;树立科学的世界观与方法论,具有良好的道德品质和学术作风,诚信公正,有正确的劳动价值观,有国家使命感和社会责任感。

(二)具备基本的材料科学与工程基础理论知识和系统的专业知识,能够掌握材料研究领域中先进工艺设备、测试手段及评价技术;了解本学科的发展前沿和社会发展需求,具有依据“成分-工艺-组织-性能”四面体开展科学研究的思维导向,具有从事科学研究工作和担负专门技术工作的能力,能作出具有学术价值或应用价值的研究成果。

(三)具有一定的创新能力,能较熟练地掌握一门外国语,能阅读本专业的外文资料,并具有良好的写作、较强的国际学术交流等实际应用能力,具有在工作中持续学习的能力。

(四)具有成熟健全的心理和健康的体格。

四、培养方向

(一)材料加工工程

主要开展先进材料加工方法、加工过程的工艺优化及智能化控制、加工过程的数值模拟、加工过程中的应力与变形控制、材料的表面改性、涂层的组织性能等方面的理论与应用研究,具有明显的特色优势。

1.先进焊接技术

主要开展材料的高效焊接工艺设计及优化、焊接装备及过程智能控制、焊接结构应力与变形控制、焊接过程的数值仿真,重点围绕提高石油工程材料焊接接头在复杂、恶劣环境下的使役性能开展系统深入的研究

2.材料成型科学与技术

主要开展材料成型过程变形机理、先进材料成型方法、成型过程数值计算、模具设计及制造等方面的研究,形成集产品设计、成型制造、过程优化、性能控制于一体的材料成型全过程管理体系。

3.材料表面工程

主要开展热喷涂、气相沉积、表面改性等表面工程技术的基础理论和应用研究,重点在涂层制备、界面/层间结合与失效、涂层的组织性能、涂层服役状态仿真模拟等方面进行了系统深入研究。

(二)材料学

主要采用材料科学的基础理论,以安全服役为目标,研究材料在各种加工工艺和恶劣服役条件下力学性能与组织结构间的变化规律,建立材料成分-工艺-组织-性能之间的关系,探索石油装备材料服役行为与结构安全的规律和检测评价技术。

1.油气田新材料开发及组织性能控制

主要针对石油工程高压、高温、高腐蚀的服役环境,围绕成分-工艺-组织-性能及其相互间关系,在油气田专用新材料的开发、油气管材高性能化和长寿命化的组织调控、极端服役条件下材料的性能控制等方面开展系统深入的研究。

2.石油装备材料服役行为与结构安全

主要开展油气田材料结构件在全寿命周期内的无损检测和缺陷评价、剩余寿命预测基础理论、完整性评价方法和技术等方面的开发研究,形成涵盖设计、制造安装、服役监控、服役性能预测等环节的油气构件全寿命周期管理技术。

(三)材料物理与化学

主要开展金属材料的腐蚀规律及机理、材料微观结构与功能设计等方面相关理论研究,开发和推广石油专用管腐蚀防护技术,运用第一性原理和分子动力学等方法,探索材料结构等因素对材料性能的影响。

1.金属的腐蚀与防护

本特色主要开展金属材料的腐蚀规律、腐蚀机理的相关理论研究,紧密结合石油天然气行业的腐蚀特征,开展石油工程材料腐蚀防护技术的开发和推广,为石油及相关工程结构的腐蚀控制提供理论基础和技术支持。

2.材料设计与多尺度模拟

本特色主要开展轻质合金、高熵合金、功能材料的微观结构与功能设计等方面的研究。结合第一性原理、分子动力学、有限元和实验方法,探索结构改型、界面结构、表面改性等因素对材料性能的影响。

(四)新能源材料与工程

主要开展光伏电池、燃料电池、锂电池、制氢和储氢装置等新能源材料的制备与表征、器件组装与性能测试等方面的基础研究及应用,探索新能源材料结构与其能量性能之间的构效关系,为实现高效能源收集、能量转换和安全储存提供理论依据。

1.高性能催化/储能材料与器件

主要开展电极材料/催化材料与器件方面的研究。利用第一性原理、分子动力学模拟方法,研究催化与储能材料相关的表/界面结构组成和反应机理之间的关系,探索表面改性等因素对材料催化性能及器件性能的影响。

2.新型光伏电池材料与器件

主要开展钙钛矿和有机太阳能电池材料与器件方面的研究。通过材料制备结合器件工艺优化与界面层材料,研究器件电荷传输及电荷复合的机理,揭示探索材料结构、光学与电化学性能、活性层形貌对器件光伏性能及器件稳定性的影响。

五、学习形式及学习年限

研究生按学习形式分为全日制和非全日制,学习年限一般为3年,最长不超过5年。

六、培养方式

本学科研究生采用课程学习和学位论文相结合的培养方式。实行导师负责制,提倡成立以导师为主的指导小组,发挥集体指导的作用,以利于拓宽硕士生的知识面和对学生的管理。导师要全面关心研究生的成长,做到既教书又育人。

研究生入学1个月内,导师按照培养方案的要求,根据因材施教的原则,制定出研究生的培养计划,经学院主管领导批准后,报研究生院备案后严格执行。

鼓励硕士研究生到企业进行实践活动,在实践中增长见识,在锻炼中增长才干

七、学分要求

应修总学分不少于32.5学分,学位课学分不少于18.5学分,实践环节不少于2学分。凡跨学科、专业或同等学历考入的研究生,须补修本专业本科阶段二门主干课程,不计学分。

八、课程体系设置

(一)课程设置

表1:材料科学与工程学术学位硕士研究生课程设置表

 

(二)课程设置说明

1.公共外语课可按照学校相关文件申请免修。专业外语不可申请免修;

2.补修课:不计学分。跨学科、专业或同等学历录取的培养方向1-4的研究生,须补修材料类本科专业《材料科学基础》和《材料力学性能》2门主干课程,并列入研究生培养计划。

三)必修环节说明

本学科研究生应修实践环节2学分。

参加科研训练实习、学术报告、创新创业、承担助教均可计入实践环节学分。具体实践环节管理与考核办法如下。

1.科研训练实习

研究生参与科研项目研究,并提交总结报告,计0.5学分,由导师负责考核。

2.学术报告

研究生在学院公开做学术报告或校外参加学术会议并宣读论文,计0.5学分,由学院负责考核。

3.创新创业

研究生达到以下条件之一可获得0.5个创新创业学分,由学院负责考核。

(1)进行3个月以上赴国(境)外交流学习或联合培养;(2)作为项目主持人获得校级及以上科研训练及创新创业项目;(3)参加科技创新、创业计划等专题竞赛和各类学科竞赛,并获得校级及以上奖励;(4)协助导师指导本科生参加科技创新、创业计划等专题竞赛和各类学科竞赛,获得省级及以上奖励(一个项目只能计算一人次);(5)在学院办公室和实验中心设立的“三助”岗位上工作半年及以上,考核合格;(6)深入企事业单位进行创新能力培养,时间三个月以上,企事业单位出具相关证明;(7)以西安石油大学为第一申请单位,本人为第一申请人,导师为第二申请人(或导师为第一申请人,本人为第二申请人)申请专利或软件著作权,进入公开阶段;(8)在完成学位授予要求中的学术论文成果之外,以西安石油大学为第一署名单位,本人为第一作者,导师为通讯作者(或导师为第一作者,本人为第二作者)公开发表学术论文1篇。

4.助教:研究生参与导师本科教学辅导工作,计0.5学分,由导师负责考核。

九、学位论文

学位论文是对研究生科研能力培养的全面训练,是培养研究生创新能力和科研素质的重要环节,也是研究生获得学位的必要条件。

(一)选题

研究生应在导师指导下,通过阅读文献资料、调查研究等途径,在第3学期内提出学位论文选题报告和学位论文工作计划,并经开题答辩通过后,按计划开展学位论文工作。论文题目应对国民经济有一定的实用价值或学术上有较大的理论意义。

(二)开题

硕士研究生的开题应在第三学期结束前完成,阅读文献不少于30篇,其中外文文献必须大于50%,近三年文献大于30%。研究生撰写开题报告(不少于3000字),经导师审查通过后,交给学院审核,并填写开题报告申请表。开题报告评审会必须由至少3名以上的硕士导师参加,并根据硕士生选题报告情况给出评审结果,以否通过开题。

(三)中期检查

为保证研究生质量,在第四学期末开展研究生论文中期考核。由导师组成的研究生中期考核小组对研究生的论文进展情况以及掌握国内外最新研究动态等方面进行考核,考核小组本着公正、负责、实事求是的态度对研究生进行评价,评定成绩。对考核不合格或完成学业确有困难者,劝其退学或作肄业处理。

(四)评审答辩

研究生完成培养方案中规定的所有环节,并修满规定学分,可申请答辩。学位论文的评审和答辩按《西安石油大学硕士学位论文评审管理办法》和《西安石油大学硕士研究生学位论文答辩工作规定》执行。

(五)质量要求

学位论文在导师的指导下,由硕士生独立完成。学位论文质量(学术性、完整性、创新性、工程应用性、写作等)由导师严格把关,学位论文应具有一定的新见解。学位论文应本着实事求是的原则,力求文字简明、条理清楚,分析严谨、图表清晰、数据可靠,理论推导和运算正确无误。研究生的学位论文撰写必须严格按照学校的论文规范要求进行。

十、学位授予

(一)学术成果要求(二选一)

1.研究生以西安石油大学为第一署名单位,本人为第一作者,导师为通讯作者(或导师为第一作者,本人为第二作者)发表符合《西安石油大学全日制硕士研究生发表学术论文期刊认定管理办法》要求的,与学位论文内容相关的学术论文1篇及以上。

2.以西安石油大学为第一发明单位,本人为第一发明人,导师为第二发明人(或导师为第一发明人,本人为第二发明人)授权与所在学科相关的国家发明专利1项及以上。

(二)其他要求及程序

在规定的年限内修满学分,取得的研究成果满足《西安石油大学硕士学位授予工作细则(试行)》文件对学术型硕士研究生的要求,通过学位论文答辩,达到学位授予标准,经学校学位评定委员会审定通过后,可获得并颁发工学硕士学位证书。

编写人:张骁勇周好斌宋海洋赵国仙吕祥鸿李兰云路浩李霄许天旱雒设计肖美霞刘静陈雪莲王世清董会

学位授权点负责人:张骁勇 主管副院长(副主任):宋海洋(公章)

2020年9月25日 2020年9月25日

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