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學術研究

材料科技為「工業之母」,所包含的層面相當廣,舉凡金屬、陶瓷、高分子、複合材料、薄膜材料、奈米材料、與功能性材料等,可應用在半導體、電子、光電、生醫、以及近年來備受重視的潔淨能源等相關產業,對各種材料的物性、化性、及微結構組織之分析、設計開發與應用等,均屬於材料研究之範疇。                  

    本系的學術研究,除了在校內研究評比連續兩年獲得全校第一名,校外的評比更是令各單位刮目相看。台大圖書資訊系根據SCI、SSCII、A &HCI及Highly Cited Researchers各學術文獻資料庫,以論文發表篇等指數,歸納出材料科學領域以成大最優,世界排名第31(中國時報93.9.23載)。國科會金屬與陶瓷學門論文統計資料,本系為全國第一。而根據本校工學院與研發處,委託工科系黃吉川教授主持之「全世界著名大學系所之學術成就指標分析」,本系在亞洲的排名是第五。

    本系之研究發展方向,主要係配合國家科技發展之需要,並參酌本系的特色,以個人或研究群之方式妥為規剖訂定,茲分以下數項作重點式介紹:

 

(一 )金屬材料:                           

    本系在金屬材料相關研究的歷史悠久,成果長期獲產、學各界好評。發展方向將朝輕量化、高強度、高延韌性等特殊合金材料之開發,以及對鑄造、粉末冶金、焊接、加工、熱處理等製程作深入研究,並將電腦模擬應用於金屬製程開發與合金設計上。應用領域含括鋼鐵、冶煉、航太、汽車等重工業,以及電子構裝、生醫、能源等高科技產業等。

              

(二 )陶瓷材料:                                             

   本系陶瓷領域師資獨步全台,在國際間也享有相當聲譽。陶瓷材料主要分為精密陶瓷和普通陶瓷兩大類,其中精密陶瓷為二十一世紀材料界的新寵,其具有耐高溫與耐腐蝕的獨特性質,為目前世界各國積極發展之材料;今後將持續在粉體製造、粉體燒結、電子陶瓷、機械陶瓷及生醫陶瓷等領域發展,應用在各式先進電子元件、醫療器材、與綠色材料中。

 

(三 )高分子材料:              

    本系在高分子科技領域目前研究重點在光電高分子材料(高分子發光二極體、高分子太陽能電池、微影製程用光阻劑等)、低維度結構高分子、高分子材料之結晶與物性、及有機 無機奈米複合材料,未來可應用在和環保、能源等相關的高分子材料之研究。

 

(四 )複合材料:   

    單一材料已無法完全滿足日新月異的科技需求,而複合材料具有獨特優異的性質可填補此材料缺口,本系也在進行以金屬及陶瓷混合形成之複合材料之研發及應用。其應用領域包括航太材料、汽車引擎材料、耐磨耗材料及電子構裝材料等。

 

(五)光電及電子材料:

    光電與電子科技為政府重點發展產業之一,本系在電子與光電產業上中下游之關鍵材料皆有投入研發能量,成效卓著。包含積體電路中電子元件、電子薄膜、及介電材料之研製,光電元件及發光材料之開發、綠色電子構裝材料開發,以及將次世代奈米材料應用於電子與光電元件、及噴墨印刷連結技術等相關研究。

 

(六 )生醫材料:                    

    本系在生醫材料與醫療器材相關研究已有多年歷史。已結合本校醫學院之相關醫學研究資源,發展具有特色之生醫應用研發團隊。目前主要研發重點在:硬組織材料,如:骨科與牙科之骨骼取代或修復材料、組織工程與軟組織材料、以及創新醫療用器材之研發。

 

(七 )能源材料:

    綠色能源為全世界先進國將積極投入發展的領域,其中關鍵材料的開發為實現潔淨能源最關鍵的技術之一。本系在燃料電池、太陽能電池、與鋰離子電池等能源材料皆有相關研究,為未來的明星產業累積技術實力並培育相關人才

 

(八 )磁性材料:      

    目前全國各大專院校中,研究磁性材料的師資以本系為最。今後研究導向,將以配合國家科技發展計畫為主,如微波通訊元件、永久磁鐵、磁性記憶材料(磁帶、磁頭、磁碟片等)及磁光材料。  

 

(九 )高溫超導材料:

    所謂超導即某些材料在特定溫度時,具有零電阻的特性。其可能應用的範圍非常曲度,例如高速快捷磁浮火車、超大型磁鐵、電力輸送、腦波檢測、積體電路等,而在軍事用途上更扮演舉足輕重的潛力。本系在這方面正積極研究中,並嘗試以各種不同的方式,如薄膜製造、粉末合成、單晶粒成長等,來研配各種超導體材料,以期得到穩定性佳之高溫超導材料。                

                                                                          

(十)防蝕工程與表面處理:

    腐蝕是一種自然發生的現象,人類每年因腐蝕所造成之巨大損失,很少有其它自然現象能與之相比。本系向來為防蝕研究之重鎮,也替工業界解決許多問題。目前研究方向著重於鋁合金、鈦合金、不鏽鋼及超合金之應力腐蝕、腐蝕疲勞、與高溫腐蝕,以及金屬表面處理技術等問題之探索。在表面處理方面則涵蓋:化學氣相沉積,物理氣相沉積,電漿噴塗,電射表面處理,熱浸鍍等領域。

(十一 )高等材料分析:

    材料分析為研究材料性質的關鍵技術,隨著新穎材料與元件的微型化,高解析度與高精確度的材料分析技術日益重要。本系在高解析電子顯微技術、表面探針分析技術、以及晶格方位鑑定技術等在國內首屈一指,在材料各領域的實際應用上皆已有多項成果。

(十二 )電腦計算模擬:

    現今電腦的運算能量一日千里,電腦輔助材料設計與製程開發已成為非常主流的新穎研究方法,除了可以減少材料開發實驗所需耗費的大量時間與金錢外,利用模擬還可以取得部分實驗方法難以獲得的資訊。本系在熱力學與動力學之計算模擬皆有相關研究,為國內頗具特色的計算材料研究群。