《材料科学中的信息技术应用基础》-第1讲

1.数据处理的基本理论2.正交试验设计3.数据库系统、专家系统、人工神经网络4.典型物理场理论E-studyExcelOriginJadeVESTAANSYSMatlab操作本节内容：一、绪论二、信息技术在材料科学研究中的应用第1讲一、绪论绪论用于材料设计用于建立材料数据库材料科学中的信息技术用于材料设计在材料科学研究中的应用在材科科学数据与图形处理中的应用在材料设计与结构分析中的应用在材料科学数学模型与模拟计算中的应用在材料加工与检测中的应用在材料科学研究中的应用文献检索文献管理E-studyEndnote在材料科学数据与图形处理中的应用数据存储、计算、拟合分析、绘图ExcelOrigin在材料科学数据与图形处理中的应用图像处理（提取图像信息，获取如孔隙率、晶体大小、分布、聚集方式等信息。）在材料设计与结构分析中的应用对成分-组织-性能关系的调整作多次反复实验传统方法“炒菜式”的方法盲目、费功、费时、经济损耗大计算机方法按所需材料性能来设计、制备新材料和新合金，并使所设计的合金成分、组织或工艺达到最佳配合。在材料设计与结构分析中的应用在材料设计与结构分析中的应用基于材料科学中的数据库在材料设计与结构分析中的应用专家系统通过模拟人类专家来解决某领域专业问题的智能计算机软件系统人工神经网络

人工神经网络简称神经网络，是以计算机网络系统模拟生物神经网络的智能计算系统，是对人脑或自然神经网络若干基本特性的抽象和模拟。在材料设计与结构分析中的应用在材料设计与结构分析中的应用在材料科学数学模型与模拟计算中的应用

采用模拟技术进行材料研究的优势在于它不但能够模拟各类实验过程，了解材料的内部微观性质及其宏观力学行为，并且在没有实际制备出这些新材料前就能预测它们的性能，为设计出优异性能的新型结构材料提供强有力的理论指导。建立在工艺模拟、优化基础上的热加工工艺设计技术，可以将“隐患”消灭在计算机拟实加工的反复比较中，从而确保关键大件一次制造成功。模拟层次空间尺度模拟对象电子层次0.1-1nm电子结构原子分子层次1-10nm结构、力学性能、热力学和动力学性能微观结构层次~1μm晶粒生长、烧结、位错、粗化和织构宏观层次>1μm铸造、焊接和锻造和化学气相沉积等不同工艺条件下等离子喷涂YSZ涂层的温度场（b）（a）（c）（d）在材料科学数学模型与模拟计算中的应用ANSYS不同坡口形状下的铝合金焊接残余应力在材料科学数学模型与模拟计算中的应用基于Magma软件的转向摇臂铸造工艺计算机模拟在材料科学数学模型与模拟计算中的应用#1浇注系统模型在材料科学数学模型与模拟计算中的应用#2浇注系统模型在材料科学数学模型与模拟计算中的应用#3浇注系统模型在材料科学数学模型与模拟计算中的应用#1浇注系统有宏观缩孔出现，#2和#3浇注系统纠正了宏观收缩，#3浇注系统进一步提高了铸件端部质量，并且不需要横浇道。#2浇注系统工艺出品率大约71%，#3浇注系统工艺出品率大约77%,是比较经济的设计方法。多层吸波材料性能计算在材料科学数学模型与模拟计算中的应用在材料科学数学模型与模拟计算中的应用在材料科学数学模型与模拟计算中的应用形变图凝固图Re=430形变图凝固图Re=549Re=430Re=549等离子喷涂中YSZ熔滴在不同雷诺数下的形变图和凝固图在材料科学数学模型与模拟计算中的应用在材料加工与检测中的应用计算机技术和微电子技术、自动控制技术相结合，使工艺设备、检测手段的准确性和精确度等大大提高渗碳、渗氮全过程进行控制精密控制注塑机的注射速度炉温控制，其后迅速扩展到气氛控制，真空热处理控制，气体渗碳、渗氮控制，离子化学热处理控制，激光热处理的控制，渗碳、淬火、清洗和回火的整个生产过程的控制等材料组成和微观结构的表征成分检测：分析电子显微方法：EDS、EPM、AES、EELS、STEM等光谱分析：吸收光谱、发射光谱、拉曼光谱组织结构检测：金相图像分析显微组织计算机仿真材料缺陷计算机分析力学性能检测物理性能检测磁性测量介电参数测量光学特性测量二、计算机在材料科学研究中的应用文献检索1.文献的类型依据文献加工程度：一次文献二次文献三次文献纸质文献类型标识类型图书期刊论文集学位论文标准报告专利报纸标识MJCDSRPN文献检索(1)图书、会议论文集、学位论文、报告等参考文献[序号]作者.题名[类型标识].出版地:出版者,出版年.起止页码(任选).举例：[1]高大钊.岩土工程的回顾与前瞻[M].北京:人民交通出版社,2010.2~18.

[2]张筑生.微分半动力系统的不变集[D].北京:北京大学数学系数学研究所,2004.[3]冯西桥.核反应堆压力管道与压力容器的LBB分析[R].北京:清华大学核能技术设计研究院,2001.文献检索(2)期刊参考文献[序号]作者.篇名[J].刊名,年,卷(期):起止页码.举例：[4]袁建新.环境岩土工程问题综述[J].岩土力学,2009,30(2)：88~93.[5]S.Shi,L.Zhang,J.Li.ComplexpermittivityandelectromagneticinterferenceshieldingpropertiesofTi3SiC2/polyanilinecomposites[J].JournalofMaterialScience,2009,44:945-948.[6]D.Chen,Y.Z.Liu,F.Luo,J.J.Tang,Y.Y.Zhou.NASICON-typeLi1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3ceramicswithfrequencydispersioneffectandmicrowaveabsorptionpropertiesin8.2-12.4GHz[J].JournalofMaterialsScience:MaterialsinElectronics,2020,/article/10.1007/s10854-020-03931-5.文献检索(4)专利参考文献[序号]

专利所有者.专利题名[P].专利国别:专利号,出版日期.例：[9]姜锡洲.一种温热外敷药制备方案[P].中国:881056073,2008-07-26.(5)报纸参考文献

[序号]作者.文章名[N].报纸名,出版日期(版次).

例：[10]谢希德.创造学习的新思路[N].人民日报,2010-12-25(10).(3)国际、国家标准参考文献[序号]标准编号,标准名称[S].举例：[7]GB/T50279-98,岩土工程基本术语标准[S].[8]TB/T10059-98,铁路工程制图标准[S]．文献检索2.常用的文献检索网站中国知网万方维普文献检索WOSElsevierSCI-HubSpringerLink文献管理:在本地建立个人数据库，随时检索收集到的文献记录通过检索结果，准确调阅所需PDF全文、图片和表格将数据库与他人共享，对文献进行分组，查重对比和自动获取全文论文撰写：

随时调阅、检索相关文献，按照期刊要求的格式插入文后的参考文献迅速找到所需图片和表格，将其插入论文相应的位置在转投其他期刊时，可迅速完成论文及参考文献格式的转换文献管理为什么要文献管理软件?文献管理均为文献管理软件针对英文数据库更加友好主要用于中文数据库能够直接从SCI，springer,Elsevier等英文数据库导入论文

能够直接从中国知网导入论文

文献管理例：以ZnO吸波材料的制备方法为研究课题，采用E-study软件进行相关文献整理，撰写一段总结并附上参考文献。新建专题文件夹文献管理添加参考文献文献管理补充题录信息文献管理生成笔记文献管理导出笔记文献管理插入参考文献文献管理获取文献总结总结绪论——材料科学中的信息技术

在材料科学研究中的应用

在材料科学数据与图形处理中的应用

在材料设计与结构分析中的应用

在材料科学数学模型与模拟计算中