计算科学在材料科学中的应用.ppt

计算科学在材料科学中的应用 材料是人类社会可经济地制造有用物品的物质 公元前10万年 石器时代 公元前3000年 青铜器时代 公元前1000年 铁器时代 公元前0年 水泥时代 1800年 钢时代 1950年 硅时代 1990年 新材料时代 材料 金属材料 无机非金属材料 水泥 陶瓷 玻璃等 高分子材料 橡胶 塑料 粘接剂等 复合材料 金属基 陶瓷基 高分子基等 黑色金属 铁 钨 有色金属 铝 铜 镁 金 银等 材料的分类 成分 组织结构 性能 合成与制备 使用效能 材料科学 材料工程 材料研究的四要素 材料研究的方法 实验研究 计算模拟 10 9 10 6 10 3 m 材料的量子力学研究 多粒子体系的薛定谔方程的求解 E是电荷密度n r 的函数 密度泛函理论 DFT 软件包 第一性原理方法研究材料性质的案例 不同Al含量的bcc和fcc结构高熵合金AlxCrMnFeCoNi杨氏模量E的三维分布图 材料基因组 高通量计算 87 2 77 0 高通量第一性原理方法探索新材料 机器学习在材料研究中的应用 机器学习在材料研究中的应用 机器学习在材料研究中的应用 机器学习在材料研究中的应用 人工智能程序 重新发现 元素周期表 Atom2Vec G Pilania C Wang X Jiang etal Acceleratingmaterialspropertypredictionsusingmachinelearning J Sci Rep 2013 3 2810 P Raccuglia K C Elbert P D Adler etal Machine learning assistedmaterialsdiscoveryusingfailedexperiments J Nature 2016 533 7601 73 76 K Lejaeghere G Bihlmayer T Bjorkman etal Reproducibilityindensityfunctionaltheorycalculationsofsolids J Science 2016 351 6280 aad3000 A L Parrill K B Lipkowitz MACHINELEARNINGINMATERIALSSCIENCERECENTPROGRESSANDEMERGINGAPPLICATIONS inReviewsinComputationalChemistry 2016 JohnWiley Sons Inc K Xia H Gao C Liu etal Anovelsuperhardtungstennitridepredictedbymachine learningacceleratedcrystalstructuresearch J ScienceBulletin 2018 63 13 817 824 Y Lederer C Toher K S Vecchio etal Thesearchforhighentropyalloys a