计算机在材料科学中的应用前四题

一、（多道大题需要得分栏使用时可复制粘贴。每题留有学生答题的位置，每题设立得分栏，题目标题黑体，5号；正文字体宋体，字号5号，行距18；命题不要将左边的装订线及学生信息内容删除。正式打印时请将本提示删除）1、2012年，美国康宁公司开发的一种新型可弯曲玻璃，其厚度仅01MM，平整度非常高、可绕曲，能够像布一样卷起来。该玻璃代表着玻璃行业发展的新趋势，未来主要应用于智能手机、平板电脑、弯曲显示屏、太阳能电池及电子印刷等方面，有着广泛的市场前景。现在需要利用“ISIWEBOFKNOWLEDGE”平台查找该玻璃的相关文献，并完成文献分析综述，提出研究思路。20分具体要求1、利用ISIWEBOFKNOWLEDGE平台检索，并对检索过程进行截图2、ENDNOTE数据库的建立，并对参考文献进行管理3、下载核心期刊论文全文4、下载核心专利全文5、完成500字左右的检索报告，并按照NATURE杂志的要求导入参考文献6、将所选用的参考文献导出成“HTML”文件ENDNOTE数据库的建立资源检索文献导入文献管理下载核心期刊论文下载核心专利检索报告康宁公司研发的WILLOWGLASS厚度只有100微米，在拥有可弯曲特性的同时保留了玻璃坚固、透光好、耐磨等优点。因为其可承受的温度高达500摄氏度，使其可以代替聚合物薄膜，用在生产OLED和LCD屏幕上1。WILLOWGLASS用途主要有三个2第一是用作液晶面板及有机EL面板使用的玻璃基板。采用WILLOWGLASS，可以实现智能手机、平板终端及笔记本电脑的薄型轻量化；第二是用作可弯曲的柔性显示器的基板。WILLOWGLASS有助于开发出具有真实感的曲面显示器；第三是用作有机EL面板等所需要的封装材料。用WILLOWGLASS罩住有机EL面板等的元器件，可保护元器件不受水分和氧的侵蚀。康宁强调，玻璃在耐热性方面有优势，WILLOWGLASS最高可支持500的工艺温度，因此，可作为高端移动终端使用的低温多晶硅及氧化物半导体TFT基板。该产品能为OLED和LCD屏幕提供更薄的背板和滤色器。同时，这种新型超薄柔性玻璃还有助于开发可弯曲的柔性屏幕，可安装在不平的表面上。WILLOWGLASS玻璃最大的特点就是超薄而且可弯曲，经过查阅文献可以得知，在玻璃弯曲的过程中，最容易产生弯曲应力，弯曲应力由拉伸应力和局部接触诱导挠曲应力组成。一般来说，最大弯曲引起的拉应力在YT/2表面，弯曲应力依赖于厚度、模量和半径。所以由上图可以知道，在设计是最重要的就是要满足弯曲应力和绕曲性能。美国康宁公司在研究这种玻璃的过程中用了一种新型的融合技术，使得薄玻璃有足够的弯曲强度和绕曲度，而且要使薄玻璃的缺陷足够少，这样在生产出来的玻璃才能达到其预测强度在生产屏幕时，由于WILLOWGLASS的可弯曲和耐高温的特性，屏幕就可以通过高温连续的卷式制作方法生产出来，情景就如同在印报纸。康宁WILLOWGLASS的生产采用该公司专有的融合过程。融合成形进展使人们有可能产生玻璃的厚度为100微米约复印纸的片材的厚度。即使在那个厚度，敏感元件提供密封，同时也提供了极佳的光学，热学和表面性质3。参考文献1MULLER,R,ANDERS,N,TITUS,JENKE,DULTRATHINPOROUSGLASSMEMBRANESANINNOVATIVEMATERIALFORTHEIMMOBILIZATIONOFACTIVESPECIESFOROPTICALCHEMOSENSORSTALANTA107,255262,DOI101016/JTALANTA20121203820132HOSHIDE,T,TANAKA,MTSUJIAI,HFATIGUEPROPERTIESOFBOROSILICATEGLASSCOATEDWITHTWOLAYEREDCERAMICTHINFILMSJOURNALOFMATERIALSENGINEERINGANDPERFORMANCE22,10791084,DOI101007/S116650120351820123CORNINGSHOWSOFFNEWFLEXIBLEGLASSCHEMENGNEWS90,16162012将所选用的参考文献导出成“HTML”文件2在一定条件下，测得某种生物活性材料的显气孔率（VP）与晶化时间（T）和晶化温度（T）关系的实验数据如表1所示。15分表1生物活性材料气孔率编号晶化温度T（K）晶化时间T（H）显气孔率VP（）192313470292323335392343119495323118597322886利用多元线性拟合技术，求出它们之间的近似函数关系式。VPAB1TB2T求出系数A、B1、B2的值（取小数点后四位）打开ORIGIN创建BOOK1，输入数据将显气孔率设置为Y其他为X然后点击“ANALYSIS”下拉菜单中“FITTING”中的“MULTIPLELINEARREGRESSION”，进行多元线性回归，选因变量Y和自变量X1，X2，点击“OK”据拟合结果得到的关系式为VP11802420089T0089T即A1180242B100890B2008903计算机辅助设计（正交设计）及其结果的直观分析（结果观察、结果计算、因素影响的主次关系、趋势图），并选出最优实验方案。选用L934正交设计表，同时完成下例。（20分）研究材料的组成NA2O，K2O，CAO，SIO2，对其弹性模量的影响，要求弹性模量指标越大越好，各因素的水平为材料的组成和配比序号SIO2NA2OK2OCAO172072681612682740676766116837606267161068用L9（34）设计实验，结果为列号试验号1（SIO2）2NA2O3K2O4CAO实验方案实验结果（弹性模型）1111172636212227258231333724564212372001522317313062312725607313272558832137198893321730861）实写出实验方案2）编制直观分析程序3）利用所编制的程序，分析上述实验结果，并选出最优方案采用“正交设计助手”对正交实验进行辅助设计。根据试验的要求选择L9（34）正交表安排实验。首先输入各个因素，水平等数据，然后根据选定的正交实验安排输入各项实验结果数据，单击“分析“下拉菜单得到实验计划表单击“分析“下拉菜单，选择”直观分析“命令，得到直观分析表单击“分析“下拉菜单，选择”因素指标“命令，得到效应曲线图因为正交助手中效应曲线图对比度不鲜明，下面用EXCEL重新制图单击“分析“下拉菜单，选择”方差分析“命令，得到方差分析表从直观分析表中可以看出各列的极差是不相等的，这说明各因素的水平改变对实验结果的影响是不相同的，极差越大，表示该列因素的数值在试验范围内的变化会导致试验指标在数值上有更大的变化，所以极差最大的那一列就是因素水平对试验结果影响最大的因素，也就是最主要的因素。在本试验中由于极差RDRCRBRA即RCAOR（K2O）R（NA2O）R（SIO2），所以试验中因素的主次排序为DCBA在本次实验中，实验指标为弹性模量，要求弹性模量指标越大越好，所以应挑选每个因素的K1，K2，K3中最大的值对应的那个水平，从直观分析表与效应曲线图中我们都可以看出CAO含量为主要因素，K2O和NA2O含量为次要因素，SIO2含量对结果的印象很小。对于主要因素，选使指标最好的水平，D选D1，对于次要因素C选C3，B选B3，对于A可以选A1和A2。综上所述，材料组成的最优条件是A1B3C3D1或者A2B3C3D1。4、导入数据ORIGIN习题数据XLS。用ORIGIN软件绘制如下图形。用COPYPAGE命令将图形复制粘贴到WORD文档。用到的相关命令和操作包括BREAK,SKIPPOINT,FITOFLINE，COPYPAGE等。20分将数据黏贴到ORIGIN点击下方的“DOUBLEY”选项制图得到如下图线双击右侧坐标轴，弹出对话框选择BREAK选项卡。在左侧小窗口选择“VERTICAL”，然后勾选“SHOWBREAK”。根据数据在“BREAKREGION”里填写“FROM”值为4232，“TO”为623点击“OK”完成BREAK操作。由于曲线点十分密集为了方便观察，双击曲线在弹出的窗口中“DROPLINES”选项卡下改变“SKIPPOINT”值上面那条为3下面为2，同时在“LINE”选项卡下“SYMBOL/LINEINTERFACE”中，勾掉“GAPTOSYMBOL”选择“DRAWLINEBEHIND”得到图形点击密度曲线选择“ANALYSIS”“FITTING”“LINEARFIT”“OPENDIALOG”使用“COPYPA