材料设计与材料物理

来源: 时间:2015-06-04【字号:

计算材料科学是随着计算机技术的不断发展而迅速发展起来的一门新兴学科,是一个多学科的交叉领域,需要材料学家,物理学家、数学家和计算科学家进行跨学科的协同研究。计算材料学能够为材料科学家提供设计分子和材料的“虚拟”环境,从而替代传统的试错法的研究手段,为材料科学领域带来一场科学革命。

钢铁研究总院在本研究方向的特色包括:从电子、原子到介观层次的跨尺度研究,并涉及物理学、化学以及材料科学的多学科交叉。既从固体量子理论为出发点的第一原理研究,建立了自有的跨尺度理论研究体系,在原子、电子层次上探索决定材料宏观性能的本征特征;又有在非平衡统计物理基础上发展的非平衡晶界偏聚理论;同时建立了在物理冶金学基础上的我国权威性的钢铁材料数据库,进而实现准确的组织性能预报。通过数十年来的研究,取得了大量的研究成果,论文发表在国际权威刊物,并数百次被引用,达到国际先进水平。

计算材料科学紧密结合实际及对测试环境的优化,并做到在虚拟环境下,材料的计算设计与高技术材料及元器件的制造、成形过程模拟与产品设计实现集成。如日本在单晶高温结构材料研制及1997年开始的“超级结构钢”研究计划中,安排了材料计算设计、晶体生长模拟系统、性能评价模拟系统,原子定位原子探针测定溶质原子分布等项目,使新材料的探索一开始就利用计算材料科学的方法,走经验与理论指导并重的道路。

当代材料科学的发展,越来越重视新材料研究的先导性和前瞻性,同时,许多新型功能材料的制备和测试手段的新突破,使得在材料研究的结构控制和性能测试的准确性上有极大的提高,要求理论与实验的互动,不但实验测量能得到理论的印证,也使得理论的设计能够在实验上容易地实现。这样大大地加速了新材料研制的速度,减少了研制费用,使得材料设计在当今新材料研究,特别是具有前瞻性的新材料研究中扮演重要的角色。

学术梯队名单:

王崇愚  院士

徐庭栋  博导

赵栋梁 博导

苏  航  硕导

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