热力学计算与动力学模拟在材料设计中的应用探索

介绍了材料设计的研究现状,利用热力学计算与动力学模拟方法预测了不同制备条件下复合材料、梯度材料及聚合物太阳能电池的组织演化。结合材料设计理念,提出通过改变混合体系的成分、淬火条件等,从制备过程中组织结构演化控制材料的形态获得所需性能材料的材料设计思路。     

热力学计算在高氮奥氏体不锈钢研究中的应用

采用Thermo-Calc软件,计算了碳、铬、锰、镍元素和压力因素对22Cr高氮奥氏体不锈钢氮溶解度、凝固过程中相转变以及析出相的影响,并对设计的新型高氮奥氏体不锈钢组织及析出相进行了研究。结果表明:铬元素主要增加液态钢的氮溶解度,增加0.1%(质量分数)的碳即能显著增大奥氏体不锈钢在高温凝固时的最小氮溶解度。锰元素既增加液态钢中的饱和氮溶解度,又增加凝固初期的最小氮溶解度。适当的锰含量能扩大并稳定奥氏体相区,避免"铁素体阱"的出现。少量的镍含量既增加奥氏体不锈钢高温凝固时的最小氮溶解度,缩小高温δ铁素体存在的温度区间,也能使钢在室温下有完全的奥氏体组织。加压冶炼能有效促进氮溶解度。新型高氮奥氏体不锈钢的析出相主要为Cr23C6,Cr2N。采用热力学计算工具可以对高氮奥氏体不锈钢的冶炼、组织控制、热处理和热加工提供科学的指导。     

分形理论及其在材料非线性力学行为研究中的应用

分形是一门正处于迅速发展中的新学科 ,其影响范围和应用领域也在日益扩大。本文简要介绍了分形的基本概念 ,以及分形应用于材料力学行为研究中的进展情况。     

分形理论及其在材料非线性力学行为研究中的应用

分形是一门正处于迅速发展中的新学科，其影响范围和应用领域也在日益扩大。本文简要介绍了分形的基本概念，以及分形应用于材料力学行为研究中的进展情况。     

梯度功能材料热弹性力学问题计算方法的研究

介绍了有关梯度功能材料热弹性力学问题的最新研究方法，评述了所采用的研究方法和特点。     

梯度功能材料热弹性力学问题计算方法

介绍了有关梯度功能材料热弹性力学问题的最新研究方法,评述了所采用的研究方法和特点     

计算智能在微尺度力学研究中的应用

微尺度力学的研究常遇到力学模型分析、复杂本构方程求解和跨尺度计算等问题,而传统的数学方法很难给出所研究的微尺度力学问题的解析解。该文探讨运用计算智能方法(主要包括人工神经网络、遗传算法和模糊数学等知识)对微尺度材料的力学行为进行研究。首先,采用人工神经网络建立微尺度材料的纳米压痕硬度随压痕深度变化的力学模型,并用其预测氧化镁材料的纳米压痕硬度;其次,运用遗传算法对A533-B号钢的球形压痕的载荷-位移曲线进行反分析,进而获取其力学参数。     

材料信息学及其在材料研究中的应用

2011年美国奥巴马总统提出的材料基因组计划(MGI),旨在以比原先至少快两倍的速度开发和制造先进材料,且成本仅为原先的几分之一,这促使了材料信息学的快速发展。材料信息学是信息学技术在材料学中的应用,通过建设材料信息数据库、集成材料研究设计平台和材料数据挖掘方法对材料大数据进行分析和预测,快速发现决定材料性能的"基因",也就是材料成分-工艺-组织-性能之间的定量关系,可以有效地加快材料研发设计。介绍了材料信息学的基本概念和主要研究领域,描述了材料信息学中的3个主要组成部分:材料信息数据库、集成材料设计平台和材料数据挖掘技术的主要内容和应用实例。材料信息数据库储存和管理各类材料数据,包括材料基础性能、晶体结构数据、模拟计算数据、试验与工艺数据、专利数据和各类出版物等;集成材料设计平台提供各种模拟计算方法,如第一性原理、分子动力学、CALPHAD方法、相场模拟和有限元分析;数据挖掘是统计学、机器学习、信息学、可视化技术等学科的交叉领域,是从大数据中发现知识的实用方法。并介绍了成都材智科技搭建的"材智云"集成材料设计平台的框架和功能。思考了材料信息学在材料领域中应用时所面临的难题。     

染料热转移成像材料及其在印刷领域中的应用

本文叙述了染料热转移成像材料的类型,特点和成像原理以及它倦印刷领域中的应用,比较了熔融型和升华型材料的印刷特性的印刷质量,介绍了几种利用染料热转移的直接印刷和直接制版体系。     

膜分离材料及其在中药研究中的应用

膜分离技术作为一项新兴的分离技术,日益在中药研究中受到青睐.综述了几种常用的膜材料在中药研究中的应用;探讨了不同材质膜的不同特性,指明选择膜时应考虑截留分子量和材质两方面,特别是不同材质的抗污染能力及植物不同成分、不同部位等对分离效果都有一定的影响;指出应用膜分离处理中药药液时应注意预处理、考察工艺参数及膜清洗等技术要点.随着新型膜材料的研究和开发,膜分离技术在中药研究中将发挥更大的作用.     

高分子材料在热红外伪装中的应用

综述了近年来国内外高分子材料在热红外伪装技术中应用的最新研究进展，并从结构与性能之间相互关系探讨了其应用机理，最后对高分子材料在热红外伪装技术中的发展趋势和应用前景进行了展望。     

空气源低温热泵的热力学计算研究

基于现有理论循环性能分析方法,采用工质状态方程结合实验所得出工质的P-V-T关联式进行有机工质热力学性质的联合计算,同时结合热力学一般关系式计算出该工质的导出热力学参数。应用改进的理论循环性能计算方法,以HFC134a纯工质,在冷凝温度20~50℃、循环温升45~70℃的设计运行工况范围内进行热泵循环的循环效率和循环参数间关系以及循环参数选择和系统回热循环性能的特性研究。对该型工质的低温热泵系统,当循环有合理温升时,其有更高COP和较小的压比,得到了在各种应用条件下热泵的最优参数和最优循环。计算结果表明纯质HFC134a具有作为超低温热泵工质的潜力。     

高通量计算在锂电池材料筛选中的应用

先进电池技术是未来十年世界各国前沿技术竞争的制高点,锂电池由于具有电压高、比能量高、充放电寿命长、工作温度范围宽等优点,已成为许多移动电子产品、电动汽车以及风电和光伏电储能的首选.因此,更快的开发出能量密度高、安全性好、充放电速度快的高性能锂电池材料十分必要.借助高通量计算方法,通过设置合理的筛选条件,可加快锂电池材料的研发.通过使用自主编写的计算软件及高通量自动化计算流程,以无机材料晶体结构数据库中现有的结构为基础,针对电极材料和固体电解质材料分别应具有的特点,实现了对锂电池材料的初步筛选.计算结果与现有的实验数据汇集到一起,形成了庞大的数据库.进一步借助统计方法进行数据挖掘,有望揭示材料的结构-性能关系及内在物理规律,缩短材料从研发到应用的全过程,为开发全新电池材料乃至电池体系提供有力支持.     

多体非连续变形系统的计算力学模型及其应用

针对由不同特性物体所组成的多体系统,探讨了能够涵盖各种变形状态和运动形式的广义有限单元模式及其插值函数形式.对于多体接触问题,发展了能够合理描述界面特性的接触力元模型,即采用某种应力插值函数将界面上的相互作用力由接触对上的接触应力来表达,并将接触对上的接触应力当作需满足界面上屈服准则与流动法则等状态控制条件的参变量,将其作为约束条件加入系统控制方程.根据非连续变形系统的分区参变量最小势能变分原理,联立变分驻值条件与参变量的状态控制条件建立了多体系统非连续变形计算力学分析的基本控制方程,将问题最终归结为一个含有自由变量和等式约束条件的线性互补问题,对此发展了数值解法,并进行了多个算例的数值分析.计算结果表明该模型不仅能够对多体系统进行静、动力耦合分析,而且还能够模拟多体系统的变形与应力及接触界面上的接触应力和相对运动等复杂的非线性过程.     

系统科学原则在上材料研究中的应用

简述了系统科学的基本原则，运用系统论的基本概念与方法，分析卫了复相陶瓷材料中的残余热应力场分布原模型的局限性，定笥提出了残余热应力场干涉疚现象可能自发微裂纹构型并在试验中得到验证，说明了系统科学所具有的普适应性特点。     

冲击波加载技术及其在材料研究中的应用

介绍了常用的冲击波加载技术及其在材料研究中应用的现状,并对其进一步发展进行了探讨.     

分形理论及其在高分子材料研究中的应用

本文介绍了分形、分维的基本概念，评述了分形在高分子材料研究方面的一些应用。     

数字图象系统及其在材料分析与测试中的应用

本文简要地介绍了通用数字图象分析系统的发展过程及其应用。并着重阐明其在材料科学领域中有关材料分析及测试方面的应用,而且介绍了作者研制的能进行材料图象分析、测量和统计的应用软件包的主要内容。