計算科學在材料科學中的應用

計算科學在材料科學中的應用1精選課件材料是人類社會可經濟地制造有用物品的物質2精選課件公元前10萬年，石器時代公元前3000年，青銅器時代公元前1000年，鐵器時代公元前0年，水泥時代1800年，鋼時代1950年，硅時代1990年，新材料時代3精選課件材料金屬材料無機非金屬材料：水泥、陶瓷、玻璃等高分子材料：橡膠、塑料、粘接劑等復合材料：金屬基、陶瓷基、高分子基等黑色金屬：鐵、鎢有色金屬：鋁、銅、鎂、金、銀等材料的分類4精選課件成分、組織結構性能合成與制備使用效能材料科學材料工程材料研究的四要素5精選課件材料研究的方法實驗研究計算模擬10-910-610-3(m)6精選課件材料的量子力學研究7精選課件初始電荷密度n(r)電子波函數?i(r)電荷密度nKS(r)nKS(r)=n(r)?基態(tài)能量ENY修正多粒子體系的薛定諤方程的求解E是電荷密度n(r)的函數8精選課件ABINIT密度泛函理論（DFT）軟件包9精選課件第一性原理方法研究材料性質的案例不同Al含量的bcc和fcc結構高熵合金AlxCrMnFeCoNi楊氏模量E的三維分布圖10精選課件材料基因組—高通量計算11精選課件87.2%77.0%高通量第一性原理方法探索新材料12精選課件機器學習在材料研究中的應用13精選課件機器學習在材料研究中的應用14精選課件機器學習在材料研究中的應用15精選課件機器學習在材料研究中的應用16精選課件人工智能程序“重新發(fā)現”元素周期表Atom2Vec17精選課件18精選課件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:ahigh-throughputab-initioapproach[J],ActaMate