材料综合计算实践的内容建设与能力培养

适应新工科形势要求,践行新材料的"材料基因组"创新研究模式,讨论并精选材料综合计算实践内容,培养学生在材料与零件创新设计中的新材料源头设计(结构与性能)计算、 成形工艺仿真计算和服役与安全评估计算这一全链条、 跨尺度材料开发应用过程中的综合计算能力,减少材料开发研究与零件设计研究中炒菜式试错试验,使材料与零件创新设计的...     

令人神往的变色材料

近几年来,变色材料迅速崛起,并很快成为新材料家族中的一个重要成员。科学家预言,变色材料将以其独特的变色性能实现预期的产品功能。透明度可变的聚合物薄膜是当今材料市场上的新秀。日本住友化工和日本平板玻璃公司合作,最近研制成功一种透明度可变化     

有色金属材料现状及发展

有色金属新材料是新材料的一个极其重要的组成部分。大力发展有色金属新材料产业,加速有色金属新材料的研究和开发,对促进国民经济的可持续发展具有极其重要的战略意义。我国有色金属材料经过几十年的努力,已经在产量和规模方面取得了重大进展,是目前世界上的有色金属生产大国。然而,我国有色金属材料行业在高附加值产品、降低能耗、可持续发展方面与世界先进国家还有很大差距。详细阐述了我国有色金属材料的发展现状,同时指出了今后的发展方向和战略。     

理解和设计锂过量的层状结构锂离子电池材料

锂过量层状锂离子电池正极材料展示了优秀的电化学性能,成为研究热点. 所有材料可以被表达为Li1+xM1-xO2 (M是1种或1种以上的过渡金属元素,x≥0). 在准确理解此类材料的结构定义基础上,进一步诠释此类材料的本质,讨论怎样利用相图援助理解和设计新材料.     

“材料基因组”方法加速热电材料性能优化

通过材料计算、数据库技术的整合与协同,可以快速甄别决定材料性能的基本关键因素,将这种方法用于材料的性能优化和新材料的设计,可以实现科学化"系统寻优"的材料基因组方法,显著加快热电材料的设计与性能优化。以填充方钴矿材料和类金刚石结构化合物为例,从电子和声子优化的不同角度,采用材料基因组方法从成百上千种可能性中快速筛选和制备出高性能热电材料,展示了材料基因组方法可显著加速热电材料研究的能力。     

材料设计：材料科学的发展趋势

材料设计的提出是材料科学发展的一个里程碑，是材料科学方法论的一次革命．本文讨论材料设计的概念，材料设计的各个组成部分及其相互关系，材料设计的发展现状，材料设计前景展望等．材料设计的基础是材料物性数据库，材料设计的理论和模型需用量子化学、固体物理和宏观系统工程知识．现代微观分析技术和人工智能计算机的发展使材料设计真正成为可能．梯度功能材料的发展是材料设计成功的一个实例．材料设计的发展必将大大缩短新材料的研制周期，从而带来巨大的社会、经济效益．     

用于环保的功能材料

当今世界,环境污染威胁着人类的生存,制约着人类的发展。因此,用于环境保护的新材料成为人们关注的热点,产品不断推陈出新,文章综述了几种在环境保护领域有发展前景的功能材料,如陶瓷、纤维等。对它们的性质、应用进行了综述,提出了研究中存在的问题,重点介绍了一种性能优越的新型环保材料——TiO2光催化材料。     

建筑表皮的材料语言表达

现代建筑表皮的物质基础是表皮材料,材料的语言表达可以有效地推动表皮的设计。由于新材料和工艺的不断发展,新颖的建筑表皮构造已成为一种发展趋势而客观存在。最为大家熟知便是"鸟巢"、国家大剧院、水立方,日本的东京Prada,墨尔本的联邦广场等。本文将从材料的概念出发,逐层分析,从材料的形态、色彩、材质角度来分析材料语言,最后总结它们之间的相互关系。     

杭州市新材料产业的现状及发展研究

⒈现状及发展趋势经过近几年的开拓创新,杭州市新材料产业已形成一定的规模。目前新材料产业已涵盖了无机非金属、金属材料、复合材料、精细化工、摩擦材料等领域,具有一定生产规模的新材料企业已有２１家,累计投入到新材料产业的开发资金超过６亿元,１９９７年全市新材料产业的销售额达４６３亿元,预计２０００年将达到８亿元,成为杭州市新技术企业的重要组成部分。主要新材料产品见表１。１１无机非金属新材料产品近年来我市通过技术改造和技术引进及消化吸收,优化了产品结构,产业升级换代,无机非金属新材料有了很大的发展。无机非金属材…     

国内外焊接材料的现状与发展趋势

我国在钢铁行业的地位决定了我国成为焊接材料生产和消费的大国，2D05年焊材总产量达到260多万吨，产品结构以焊条为主体，达到165—170万吨，各种焊丝约90万吨，而其中药芯焊丝只占总产量的约20％。未来焊接材料的发展总体趋势是产品结构将发生改变，电焊条的产量由逐年增加变为稳定并有减少的趋势，焊丝（包括气保护焊丝和埋弧焊丝）、烧结焊剂的产量将逐年增加，通用焊接材料生产的集中度将逐年提高，不断向大型企业集中，小型企业将不断寻求特色产品和特定市场的经营。     

Gd系稀土材料的研究进展

介绍了Gd系稀土新材料及其发展.Gd系稀土材料在磁致伸缩材料、X射线增感屏、荧光材料等领域已获得了很好的应用.Gd系发光材料和磁制冷材料成为稀土新材料研究的热门.Gd系稀土材料,特别是磁制冷材料的研究近年来获得了突破性进展.     

基于材料基因工程的锂离子电池材料数据生成及数据挖掘平台

利用材料基因工程方法探索锂离子电池新材料是目前国际上重要的技术手段.通过高通量计算手段计算生成大量锂离子电池材料的基本物理化学性质数据,利用数据挖掘技术,总结材料物理化学性质与材料的组分、组织结构等的构效关系,进而探索发现新型锂离子电池材料和改性现有材料.利用材料基因工程基本思想,设计了利用无机材料晶体结构数据库中的结构数据为源数据,通过基于Web服务器来产生第一性原理计算软件VASP的输入文件信息,并通过Web网传输到并行计算中心实现材料性能计算,生成的材料性质数据再返回到Web服务器.通过对材料结构和性质数据进行挖掘,总结锂离子电池材料的构效关系,为锂离子电池材料设计提供技术支持.     

超材料：颠覆式创新的物质基础

<正>近年来,超材料技术凭借其优异的产品特性以及革命性的发展前景,已成为全球最热门、最受瞩目的前沿高技术之一。超材料的定义“超材料（Metamaterial）”是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料,它可以突破传统的材料设计思想,直接通过设计材料物理尺度上的有序结构来获得等效的表观性能。     

杭州市新材料产业发展状况及对策分析

新材料是指新出现或正在发展的具有传统材料不具备的优异性能的材料。新材料产业是指主要产品是新材料及其延伸产品的产业。新材料具有极大市场前景,已成为投资热点。据报道,2003年全球新材料销售总额已达4700多亿美元,仅半导体材料就达200亿美元。专家预测,信息功能陶瓷材料及制品的全球销售到2010年将达800亿美元,钕铁硼永磁材料83亿美元,超导材料600～900亿美元。美国科学基金会预测,在未来10年,全球纳米技术市场将达到1万亿美元。新材料产业具有技术密集、研发投入高、附加值高、应用范围广和发展前景好等特点,其研发及产业化水平已成为…     

基于混凝土材料的护栏产品设计研究

为解决混凝土材料在现代公共设施中的应用,拓展混凝土材料的应用范围和实现公共设施的生产的生态化,在分析了混凝土材料的特性及其成型方法后,提出混凝土护栏产品可通过模块化、景观化的设计形式。结合设计工程实践案例,从产品的设计定位、结构构造、施工安装等方面,阐述混凝土景观护栏产品的加工方式、材料组合、造型等方面的应用方法,为混凝土应用于公共设施设计提供参考。     

令人神往的变色材料

近几年来,变色材料迅速崛起,并很快成为新材料家族中的一个重要成员。科学家预言,变色材料将以其独特的变色性能实现预期的产品功能。 透明度可变的聚合物薄膜是当今材料市场上的新秀。日本住友化工和日本平板玻璃公司合作,最近研制成功一种透明度可变化的薄膜,即当阳光的入射角小于20度时,薄膜的不透明度可达80％,随着阳光入射角逐渐大于20度,薄膜的透明度也逐渐增加,直至几乎完全透明。据介绍,这种薄膜将同玻璃组合成一体,成为可取代普通窗玻璃的商品,今年可供首批产品。据悉,住友化工选择生产上述薄膜的原料有聚氯烯、聚乙烯对苯酸盐、聚甲烯丙烯酸酯以及其它塑料等。     

稀土功能材料应用的新进展

对我国稀土材料产品进行了概述,并与世界水平进行了对比,阐述了国内外稀土材料发展状况和存在的问题,对发展稀土新材料进行了分析。     

硅基半导体光电子材料的第一性原理设计

具有特定功能的半导体材料的计算设计，是计算材料科学的一个重要研究领域．由于半导体的诸多性质取决于价带顶和导带底的电子态及其中的载流子分布，因此带隙的大小和能带极值的对称性便成为半导体材料设计最受关注的问题．为了进一步解决硅基光电子集成（OEIC）技术发展的瓶颈．设计具有直接带隙特性的硅基新材料并使其成为有效的光发射体，是一项富有挑战性的工作．本文在分析大量半导体能带结构的基础上，给出类sp系列半导体由间接带隙过渡到直接带隙的主要物理机制，并以对称性概念、芯态效应和电负性差效应为基础，提出一种新的直接带隙半导体材料设计方案．根据这个方案所表达的设计思想，我们对当前十分受关注的硅基光发射材料进行了计算设计．结果发现，用VI族元素在硅生长时进行周期性插层的、具有正交和四角点群对称性的人工微结构材料VIA／Sim／VIB／Sim／VIA具有直接带隙特性．其中当m=5或奇数时，材料有四角结构对称性，而m=6或偶数时是正交结构对称性．VI“。。是在〈001〉生长方向生长的单层VI族元素．这类材料的优点在于可自然地与硅实现晶格匹配，与微电子技术相兼容，并可较容易的用现行的MBE、MOCVD或UHV-CVD生长方法实现．预期这类新材料及其相应器件的研制开发．将大大开拓全硅OEIC和硅光子集成（PIC）技术的进一步发展．     

橡塑隔热节能材料的应用展望

随着橡胶和塑料产品应用的飞速增长,在橡塑产品加工过程中,如何隔热节能已成为不可忽视的问题.橡塑隔热节能材料既要耐高温、高强度,又要隔热节能、抗震降噪,属于结构功能一体化材料.总结了橡塑隔热节能材料的种类和作用,分析其导热机理,给出了材料设计优化机制,对未来重点研究方向进行了展望,以期推动隔热节能材料在橡塑行业的研究、应用和发展.     

材料研究所

上海大学材料研究所是在原上海工业大学理化测试中心基础上,在上海市第一批重点学科及世界银行贷款的共同支持下,于1987年经原上海市高教局批准成立．上海大学材料研究所立足于高技术新材料的基础研究与应用开发研究,装备有各类先进的材料结构分析、性能测试仪器及材料制备设备．