材料科学与工程前沿——特种陶瓷材料张跃zhangy@buaa.edu.cn内容•特种陶瓷简介•特种陶瓷的应用与课题•空天陶瓷•陶瓷制备过程进展2016年3月科技史、人类史上的重大事件计算机(人工智能)计算机不能做什么?材料人应该用计算机做什么?现状如何?数学在材料研究中的作用有没有用?用没用?为什么?计算在材料研究中的作用实验数据处理材料计算计算机在材料研究中的作用1.数据处理软件(excel,origin)2.计算机编程(C、VB)3.科学计算专业平台(MATLAB)4.材料计算专业软件(MaterialStudio,Ansys)5.材料基因组计划材料基因组计划MaterialsGenomeInstitute(MGI)材料创新基础数字化信息平台材料特性——组成、结构、工艺根据应用需求,通过计算选材、配方、选择制备工艺及其条件实验技术、计算技术和数据库数学模型及算法材料基因组3大系统材料大通量计算系统材料性能大通量测试技术系统材料设计性能数据库与信息平台系统材料基因与性能的关系原子参数(半径、价态、电负性等)分子参数(拓扑参数、构象等)凝聚态结构(晶型、径向分布函数等)温度、压力、外场等复杂数学关系(多因子、非线性、高噪声、非高斯分布、非均匀分布等)光、电、磁特性热力学特性力学特性化学特性生物活性。。。。。材料基因组计划的本质依据大量的理论计算及实验数据建立影响因素(基因)与材料性能的数学模型给该数学模型输入各因素的值预测材料性能依据用户对材料性能的需求,反算(设计)材料体系及制备工艺、条件等数学模拟运用数学再现一个系统、过程或现象研究其原理、规律及控制方法数学模型对于一个真实过程,为了一个特定的目的根据内在规律,做出必要的简化假设运用适当的数学工具得到一个数学结构数学模型的内容F(x,y,β)=0y:因变量,x:自变量,β:参数;F:数学结构(代数方程、微分方程)x,y往往是可观测量,数学建模的主要工作是建立合适的数学结构,根据x,y的大量观测值,获得合适的该模型的参数数学模型的分类按经验成分机理模型:基本定律推到而得。偏微分方程半经验模型:主要依据物理定律,同时包括一定经验假设经验模型:以具体系统的考察结果为基础,不反应过程的内部本质和特征扩散过程机理模型)(xCDxtC半经验模型模型22CxCDt经验模型模型taawt102D是具有物理意义的参数;而a0,a1不具物理意义数学模型的分类按表现特征确定性与随机性模型:...