材料科学基础 - 武汉理工大学

名称：材料科学基础-武汉理工大学描述：通过该课程的学习，使学生掌握晶体结构、晶体结构缺陷、非晶态结构与性质、表面结构与性质、相平衡与相图、基本动力学过程（扩散、材料中的相变、材料制备中的固态反应、烧结）等方面的科学原理与工程方法，全面理解材料科学中的共性规律，即材料的组成-形成（工艺）条件-结构-性能-材料用途之间的相互关系及制约规律，通过科学思维方法的训练，培养学生运用科学原理解决实际问题的工程能力，为将来从事材料设计及研发工作奠定必要的基础。链接：https://www.alipan.com/s/YHT4ySCoJaa大小：NG标签：#学习#知识#课程#资源来自：雷锋版权：频道：@shareAliyun群组：@aliyundriveShare投稿：@aliyun_share_bot

材料科学基础 - 上海交通大学

名称：材料科学基础-上海交通大学描述：上海交通大学“材料科学基础”课程历史悠久，在首批国家精品课程评选中被列入“2003年度国家精品课程”。本课程从教学要求出发，着重于材料科学的基本概念和基础理论，适当地掌握内容的深度和广度，要求科学性、先进性和实用性，并引导学生应用理论于解决材料工程的实际问题。链接：https://www.alipan.com/s/hsPAPunZ8KB大小：NG标签：#学习#知识#课程#资源来自：雷锋版权：频道：@shareAliyun群组：@aliyundriveShare投稿：@aliyun_share_bot

材料科学基础 - 西安交通大学

名称：材料科学基础-西安交通大学描述：本课程内容体现了西安交通大学金属材料强度国家重点实验室以传统的金属材料强度为核心的学科特色。通过本课程学习，使学生了解并掌握材料科学中的共性规律，了解材料的成分-组织结构-制备工艺及性能之间的关系，为将来解决材料领域复杂工程问题、从事材料设计及研发工作奠定必要的基础。链接：https://www.alipan.com/s/5pbcy5s6wsj大小：NG标签：#学习#知识#课程#资源来自：雷锋版权：频道：@shareAliyun群组：@aliyundriveShare投稿：@aliyun_share_bot

科学馆推出新展览　介绍材料科学与设计

科学馆推出新展览介绍材料科学与设计香港科学馆明天起推出新展览，名为「天生我『材』─材料科学与设计」，包括有来自伦敦设计博物馆首次在本港展出的过百件藏品，由史前人类运用石头、青铜等，到现代发展至塑胶甚至纳米产品，介绍人类生活及文明如何透过不同物料得以改善及塑造。康文署表示，展览亦有介绍由本地研发的崭新材料制成品，包括用于建筑比一般混凝土更轻的「轻质泡沫混凝土」、由粟木衣和秆制成的「纳米纤维素羽绒服」、使用「不含生物杀伤剂的斥菌光油」的外卖纸盒和含有回收的植物性废料及可生物降解塑胶的环保餐具等。参观者可透过特别设计的互动展品，认识不同物料的特性和应用。2023-05-1823:08:28

熵 - 可能改变材料科学的新理论

熵-可能改变材料科学的新理论在753开尔文温度下进行的原子分子动力学模拟的快照，显示了极化氧化钛与不同方向的局部四方结构的结合，描绘了局部90度和180度的畴壁。图片来源：刘子魁提供这一理论是由宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系杰出的多萝西-佩特-恩莱特教授刘子奎领导的团队提出的。zentropy中的"Z"源自德语术语"Zustandssumm"，意为熵的"状态总和"。刘说，"zentropy"也可以看作是佛教术语"禅宗"和熵的谐音，用来揭示系统的本质。刘说，这个想法是考虑熵如何在一个系统内的多个尺度上发生，以帮助预测系统受周围环境影响时的潜在结果。刘和他的研究团队发表了关于这一概念的最新论文，证明这种方法可以提供一种预测实验结果的方法，并能更有效地发现和设计新的铁电材料。这项工作结合了一些直觉和大量物理学知识，提供了一种预测先进材料行为的无参数途径，论文发表在《ScriptaMaterialia》上。研究人员说，铁电体具有独特的性质，这使它们在目前和开发材料的各种应用中都很有价值。其中一种特性是自发的电极化，通过施加电场可以逆转，这促进了从超声波到喷墨打印机、电脑的高能效RAM到智能手机中的铁电驱动陀螺仪等技术的发展，从而实现了流畅的视频和清晰的照片。为了开发这些技术，研究人员需要通过实验来了解这种极化及其逆转的行为。为了提高效率，研究人员通常根据预测结果来设计实验。通常情况下，这种预测需要进行被称为"拟合参数"的调整，以便与现实世界的变量紧密匹配，而这需要花费时间和精力来确定。但禅熵可以整合自上而下的统计力学和自下而上的量子力学，预测系统的实验测量结果，而无需进行此类调整。刘说："当然，归根结底，实验才是最终的检验标准，但我们发现，zentropy可以提供定量预测，从而大大缩小可能性的范围。我们可以设计更好的实验来探索铁电材料，研究工作的进展也会更快，这意味着可以节省时间、精力和金钱，效率更高。"虽然刘和他的团队已经成功地应用禅熵理论预测了一系列材料在各种现象下的磁性能，但发现如何将其应用于铁电材料一直是个棘手的问题。在当前的研究中，研究人员报告说他们找到了一种将禅熵理论应用于铁电材料的方法，重点是钛酸铅。与所有铁电材料一样，钛酸铅具有电极性，当施加外部电场、温度变化或机械应力时，电极性可以逆转。当电场使电极化反转时，系统会从一个方向的有序转变为无序，然后在系统稳定到新方向时再次转变为有序。然而，这种铁电性只发生在每种铁电材料特有的临界温度以下。超过这个温度，铁电性--反极化能力--就会消失，而副电性--极化能力--就会出现。这种变化被称为相变。刘说，对这些温度的测量可以显示各种实验结果的关键信息。然而，在实验之前预测相变几乎是不可能的。"没有任何理论和方法能在实验前准确预测铁电材料的自由能和相变，"刘说。"对转变温度的最佳预测与实验的实际温度相差100多度。"造成这种差异的原因是模型中未知的不确定性，以及拟合参数无法考虑影响实际测量的所有突出信息。例如，一种常用的理论描述了铁电性和准电性的宏观特征，但没有考虑动态域壁等微观特征--材料内部具有不同极化特征的区域之间的边界。这些构型是系统的构件，随温度和电场的变化而显著波动。在铁电体中，材料中电偶极子的配置会改变极化方向。研究人员利用禅熵来预测钛酸铅的相变，包括确定材料中三种可能的构型。研究人员的预测是有效的，而且与科学文献中报道的实验观察结果一致。他们利用公开的畴壁能量数据预测出了776开尔文的转变温度，与观测到的763开尔文实验转变温度非常吻合。刘说，研究小组正致力于通过更好地预测畴壁能量与温度的函数关系，进一步缩小预测温度与观测温度之间的差异。刘说，这种预测过渡温度的能力与实际测量结果如此接近，可以为铁电材料的物理特性提供宝贵的见解，并帮助科学家更好地进行实验设计："这基本上意味着，在进行实验之前就可以对材料的微观和宏观表现有一些直觉和预测方法。我们可以在实验前就开始准确预测结果"。与刘一起参与这项研究的宾夕法尼亚州立大学的其他研究人员还包括材料科学与工程研究教授尚顺丽、材料科学与工程研究教授王毅，以及研究时的材料科学与工程研究员杜京莲。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385731.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385731.htm

推进材料科学：计算代码的新“黄金标准”

推进材料科学：计算代码的新“黄金标准”NCCRMARVEL的科学家们领导了迄今为止最全面的材料模拟计算机代码验证工作，为同事们提供了评估和改进现有及未来代码的参考数据集和指南。过去几十年来，世界各地的物理学家和材料科学家一直在忙于开发模拟材料关键特性的计算机代码，现在他们可以从一整套此类工具中进行选择，并利用它们每年发表数以万计的科学文章。了解密度函数理论（DFT）这些代码通常基于密度泛函理论（DFT），这是一种建模方法，使用多种近似值来降低根据量子力学定律计算每个电子行为的复杂性。使用不同代码得出的结果之间的差异，归根结底在于所采用的数值近似方法，以及这些近似方法背后的数值参数的选择，这些参数通常是为研究特定类别的材料或计算特定应用的关键属性（例如，潜在电池材料的导电性）而量身定制的。AiiDA工作流引擎（马克杯上有其标志）的艺术再现，得益于"AiiDA通用工作流"界面，AiiDA工作流引擎可利用多个量子力学模拟代码无缝计算材料特性。平板电脑中的图片是论文中图4的简化版，图中比较了11种不同计算方法和代码的结果（特别是，图中比较了论文中考虑的所有960种材料和化学元素的状态方程参数：平衡体积、体积模量及其导数）。资料来源：GiovanniPizzi/NCCRMARVEL代码验证的挑战鉴于这些代码的复杂性，要确保所有代码都不存在任何可能的编码错误，或者不存在过于粗糙的数值近似，确实非常困难。但是，验证不同代码得出的结果是否具有可比性、一致性和可重复性，对整个社会来说至关重要。在今天（11月14日）发表于《自然-物理评论》（NatureReviewPhysics）的一篇新文章中，一大批科学家对固态DFT代码进行了迄今为止最全面的验证工作，并为他们的同事提供了评估和改进现有及未来代码的工具和一套指南。这项工作建立在2016年发表在《科学》（Science）杂志上的前一项研究的基础上，该研究比较了40种计算方法，用每一种方法计算了一组71种晶体（每种晶体对应元素周期表上的一种元素）的测试能量，得出的结论是主流代码之间的一致性非常好。扩大化学多样性瑞士维利根保罗舍勒研究所（PSI）材料软件和数据组组长、新论文通讯作者乔瓦尼-皮齐（GiovanniPizzi）说："这项工作令人欣慰，但它并没有真正探索足够的化学多样性。在这项研究中，我们考虑了96种元素，并为每种元素模拟了十种可能的晶体结构"。具体而言，对于元素周期表中的前96种元素，他们分别研究了四种不同的单质（即仅由元素本身的原子构成的晶体）和六种不同的氧化物（其中还包括氧原子）。研究结果是由两个独立的、最先进的DFT代码FLEUR和WIEN2k计算得出的包含960种材料及其特性的数据集。这两种代码都是"全电子"（AE）代码，这意味着它们明确考虑了所研究原子中的所有电子。代码测试基准数据集现在，任何人都可以将该数据集用作基准，以测试其他代码的精度，特别是那些基于伪势的代码，在伪势中，与全电子（AE）代码不同，不参与化学键的电子被简化处理，以使计算更轻便。Pizzi解释说："实际上，我们已经开始改进我们论文中的九种此类代码，将它们的结果与我们数据集中的结果进行比较，测量差异，并相应地调整它们的数值参数（如伪势）。"建议和未来方向这项研究还为DFT代码的用户提出了一系列建议，以确保计算研究的可重复性，如何使用参考数据集开展未来的验证研究，以及如何将其扩展到其他代码系列和其他材料特性。Pizzi说："我们希望我们的数据集在未来几年都能成为该领域的参考。"Pizzi是MARVEL九位研究人员之一，他与MarnikBercx、KristjanEimre、SebastiaanHuber、MatthiasKrack、NicolaMarzari、AliaksandrYakutovich、JusongYu和AustinZadoks共同撰写了这项研究。支持计算框架这项研究还通过AiiDA为未来的验证研究提供了一个环境，AiiDA是由国家研究能力中心（NCCR）MARVEL和欧洲卓越中心MaX开发的开放式计算框架。"Pizzi说："AiiDA让我们能够以同样的方式为11种不同的代码编写相同的指令，例如，计算特定结构的请求。然后，它可以为你运行计算，并为每个计算选择正确的数字参数。"除了用更多的结构来扩展参考数据集之外，Pizzi还说，他希望将来不仅能考虑到不同代码的精确度，还能考虑到它们在时间和计算能力方面的昂贵程度，从而帮助科学家找到最具成本效益的计算参数。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1396917.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1396917.htm