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文摘
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历经数十年的发展,计算材料学已成为与实验和理论同等重要的研究手段。集成材料计算已实现跨越多时间尺度和空间尺度来研究材料的行为,同时发展了微观-介观-宏观尺度的系列模型方法和计算工具(见图1)。其中宏观尺度的广义有限元方法是工程问题的主要数值模拟工具;在微米与亚微米的介观尺度,相场、MonteCarlo、元胞自动机等方法可用于模拟材料的微观组织演化过程,动态揭示相变和晶粒生长机制;而在原子尺度,分子动力学方法可用于研究微观尺度的物理现象和元素交互作用机制;基于密度泛函理论的第一性原理计算(也叫从头算)可进一步研究材料在原子层次的电子和声子等相互作用、晶体结构与各类缺陷等及材料各类性质等。这些模型和计算工具是建立在对复杂物理现象及机理深层理解基础上的,引导科研工作者对复杂物理现象、不同物理和化学过程之间的相互作用以及体系各类性质和服役行为等进行更深层的阐述,以此指导实验,并预测和设计新合金,发现新性能等。在金属材料研究领域,可以依赖强大的计算能力、复杂的模拟手段和先进的数值算法实现对材料工艺、组织结构与性能的预测,进而优化材料的加工过程,获得较佳的材料使役性能等。换句话说,计算材料学让经典的物理冶金学焕发了新的活力。 |
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来源
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金属学报
,2018,54(2):129-130 【核心库】
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DOI
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10.11900/0412.1961.2018.00038
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关键词
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微观
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介观
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宏观尺度
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地址
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中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心, 沈阳, 110016
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语种
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中文 |
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文献类型
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研究性论文 |
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ISSN
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0412-1961 |
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学科
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一般工业技术 |
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文献收藏号
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CSCD:6197970
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