材料一般指具有特定性质，能用于制造有用物品的物质。材料的获得离不开人的劳动。人们在追求材料更高性价比的同时，在原料、制备、使用、回收再利用等各个环节 ,必须考虑资源、节能、环境友好等因素。

  最早为人类所用的材料，比如石块、木棒、陶罐、青铜器具、铁制武器、农具等，种类单一、形式简单;而今天的汽车、飞机、计算机、平板电视、智能手机等，无一不是各种材料的最佳集成，不仅涉及种类繁多的材料、各种材料的性能都发挥到极致，而且处于激烈的竞争和日新月异的变化之中。

  材料伴随着人类社会的进步而进展。由于发展初期的粗放经营，加之近年来环境污染的现状，一提到材料，人们往往会联想到钢铁、水泥、电解铝、平板玻璃、多晶硅等，给人的印象是粗放、耗能、低效、污染，似乎与创新和高新技术相距甚远。因此，无论对于学生还是普通民众，必须消除对材料的误解与偏见。

  材料是人类一切生产和生活活动的物质基础，是生产力的体现，被看成是人类社会进步的标志。在人类发展的历史长河中，材料起着举足轻重的作用。对材料的认识和利用的能力，决定着社会的形态和人类生活的质量，历史学家往往用制造工具的原材料作为历史分期的标志。例如石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代、半导体及高分子时代、复合材料及先进功能材料时代等。一部人类文明史，从某种意义上说，也可以称为世界材料发展史。

  材料既古老又年轻，既普通又深奥。说“古老”，是因为它的历史和人类社会的历史同样悠久；说“年轻”，是因为时至今日，它依然保持着蓬勃发展的生机；说“普通”，是因为它与每一个人的衣食住行信息相关；说“深奥”，是因为它包含着许多让人充满希望又充满困惑的难解之谜。可以毫不夸张地说，世界上的万事万物，就其和人类社会生存与发展关系密切的程度而言，没有任何东西堪与“材料”相比。

  “材料科学与工程”包括四个基本要素，即材料的成分和结构、材料的制备与加工、材料的性能和材料的应用行为。这四要素之间的密切结合决定了材料科学的发展方向。性质是确定材料功能特性和应用的基准；组成与结构是构成任何一种材料的基础；而材料的合成、加工与使用性能则是其能否发展的最关键的环节。所以材料科学与工程既包括基础研究和应用研究两个方面，同时还具有许多学科交叉的特点。

  有人常用“一流的设备，二流的人才，三流的管理，四流的材料”来形容某些企业。意思是说，不少新建企业“不差钱”，用大把的人民币购进崭新的装备,用大把的美元从国外购进先进的关键设备。同一些国家和地区的企业相比，我们后建的企业，设备普遍比它们的新，有的比它们的更先进，但同样规模的企业，我们的效益却望尘莫及。这样的企业当然生产不出一流的产品。生产不出一流产品的企业，又如何会有一流的人员和一流的管理呢？

  影响创新的其他原因暂且不谈，单就材料而言，“巧妇难为无米之炊”，在科学发展史上，新材料的出现促使高技术诞生的实例屡见不鲜。例如，20世纪50年代镍基超级合金的出现，将材料使用温度由原来的700℃提高到900℃，从而促成超音速飞机问世；而高温陶瓷的出现则促进了表面温度高达 1000℃的航天飞机的发展。与之相似，硅、锗、化合物半导体材料对于计算机，荧光体材料、液晶材料、各种膜层、特殊玻璃对于显示器，正极材料、负极材料、电解液、隔离层对于各类电池，犹如水之源、木之本。无一撇一捺，何谈人字？

  新材料是指新出现或已在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料。新材料更新换代快、式样多变，其制备和生产往往与新技术、新工艺紧密相连，其制备及在高技术中的应用需要更综合的知识和能力。每一种新材料的发现，每一项新材料技术的应用，都会给社会生产和人类的生活带来巨大改变，把人类文明推向前进。材料工业始终是世界经济的重要基础和支柱，随着社会的进步，材料的内容正在发生重大变化，一些新材料和相应技术正在不断替代或局部替代传统材料。

  概括起来，材料是人类社会进步的标志，材料是当代文明的根基，材料是各类产业的基础，先进材料是高新技术的核心，新材料是国家核心竞争力的体现，材料可以“点石成金，化腐朽为神奇”，材料可以“以不变应万变”，提高材料的性能永无止境，新材料应该不断适应技术创新和产业创新。

  “创新是一个民族进步的灵魂”。创新是经济发展的根本现象。创新包括技术创新、管理创新和制度创新。创新应包括五个方面：新产品开发、新技术引入、开辟新的市场、获得新的资源、创立新的组织。其中，材料创新具有举足轻重的作用。目前，新材料已成为高新技术产业发展的关键、科学创新和技术创新的基础。“制造材料者制造技术”，无论是原始创新、集成创新还是引进消化吸收再创新，往往都是以新材料作为基础。

  改革开放初期，我们发展的技术起点较低，所需要的技术大都是国外成熟的技术，甚至有些是过时的低端技术，因此从国外购买技术相对容易。然而，这种用大量人民币从国外购买技术、设备、材料、工艺的现象，是具有明显的阶段性特征的，是不可能持续的。特别是,“有钱难买新材料”。在一个产业领域，不掌握核心材料，总归要受制于人。我们不可能永远拥有低成本的优势，也不可能靠别人的技术实现我们自己的现代化，这充其量是大而不强。

  作为《材料学概论》的续篇，《创新材料学》共分10章，每章涉及一个相对独立的材料领域，自成体系，内容全面，系统完整。内容包括半导体集成电路材料，微电子封装和封装材料，平板显示器（包括触控屏和3D显示）相关材料，半导体固体照明（包括LED和OLED平板显示器）及相关材料，化学电池（包括一次电池、二次电池和燃料电池）及电池材料，光伏发电和太阳电池材料，核能利用和核材料，能源、信号转换及传感器材料，电磁兼容——电磁屏蔽及RFID用材料，环境友好和环境材料，涉及高新技术的各个领域。对于这些高新技术产业来说，熟悉了其中所用的各种关键材料，也就了解了技术精髓和来龙去脉；掌握了这些关键材料，便成功了一大半。因此，本书所讨论的既是高新技术中所采用的新材料，也是新材料在高新技术中的应用。

  本书在每章之下采用“节节清”的论述方式，左文右图，图文对照，并给出“本节重点”。内容丰富，重点突出；层次分明，思路清晰；选材新颖，强调应用；纲举目张，脉络清楚。本课程既不是海阔天空的漫谈，也不是基础理论课程的压缩，更不是甲、乙、丙、丁开中药铺。在内容上避免深、难、偏、窄、玄，强调浅、宽、新、活、鲜。在占有大量资料的前提下，采用图文并茂的形式，全面且简明扼要地介绍各类材料的新进展、新性能、新进展、新应用，力求深入浅出，通俗易懂。千方百计使知识新起来、动起来、活起来，力求做到有声有色，栩栩如生。

  本课程教学的最终目标是培养同学开发新材料的创新能力，而创新能力需要建立在学习理解能力、综合运用知识能力、系统分析问题能力和创造能力基础上。内容论述始终围绕这一目标而展开，通过分析最前沿的实际问题，从各方面增强同学的创新意识，帮助他们树立创新的理念和思维，积累创新的动力和本领，培养他们成为具有独立思考，勇于创新的人才。

  本书可作为材料、机械、微电子、计算机、显示器、精密仪器、汽车、能源、环境、化工、物理、化学、光学、建筑、交通运输等学科本科生及研究生教材，对于从事相关行业的科技工作者和工程技术人员，也有极为难得的参考价值。

  本书得到清华大学“985”名优教材立项资助并受到清华大学材料学院的全力支持。刘伟、陈娟、程利霞、吴微微博士参加了本书的部分辅助工作。在此一并表示感谢。

  作者水平有限，不妥或谬误之处在所难免，恳请读者批评指正。

2015年6月