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　　2. 主干学科的方法论介绍

　　材料科学与工程学科研究的终极目标是材料的（使用）性能，故本学科中的方法论都是围绕一个目的，就是追求材料的高性能化，并生产出满足应用所需综合性能的材料。

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　　从研究路线上看，随着人们对材料性能影响因素认识的深入，本学科的方法论可分为四个层次：

　　（1）第一层次，即试差法，俗称炒菜法。即重点研究材料的组成和制备/加工过程（包括成分、工艺）与性能的关系，多退少补，主要是根据实践经验通过大量的实验得到所需的性能。试差法遵循的是组成和制备/加工与性能关系的路线。这一方法虽然科学性较差，但因其简便易行，至今仍在广泛使用。

　　（2）第二层次，即剪裁法。随着材料研究的发展和深入，人们认识到试差法忽略了材料的结构对性能的影响。不同的组成和制备/加工过程导致了不同的结构，使材料具备了不同的性能。从而形成了以结构与性能关系为研究主线的剪裁法。剪裁法根据结构与性能关系进行研究，对结构进行“剪裁”，从而得到所需的性能。随着材料结构的研究方法和表征的技术手段日益丰富和成熟，裁剪法得到了越来越多的应用。

　　（3）第三层次，即设计/计算材料科学。上述两个层次的研究方法均需要进行大量的实验工作，且缺少前瞻性。随着计算机技术的飞速发展，人们开始运用计算机技术，对材料的固有性质、组成与结构、制备与加工以及使用性能进行综合研究，其目的在于使人们能主动地对材料进行结构与功能的优化与控制，以便按需要制备新材料。即通过理论与计算预报新材料的组成、结构与性能，或通过理论设计来“订做”具有特定性能的新材料。这种研究方法的特点是：具有前瞻性和创新性，可减少或替代实验工作。在计算科学高度发达的今天，材料设计为越来越多的研究者所采用。

　　（4）第四层次，即工业化研究。上述三个层次的研究是工业化研究的基础。材料科学与工程学科研究的终极目标是追求材料的高性能化，并生产出满足应用所需综合性能的材料。商品化的材料需要经过一定经济合理的工艺流程才能制成。因此，材料的工业化研究是材料科学与工程学科研究的关键环节，它是一项系统工程，主要研究的内容是如何将实验室的研究成果应用到大规模工业化生产当中，从而实现高性能材料的商品化。