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