【正文】 金屬基復(fù)合材料、梯度功能材料設(shè)計(jì)等。 ? 1970年貝爾研究所林嚴(yán)雄在室溫下可 連續(xù)工作的半導(dǎo)體激光器。 空間尺度 ~ 1 μm，組織結(jié)構(gòu)層次的設(shè)計(jì)。 量子化學(xué) 固體物理 材料科學(xué) 材料工程 系統(tǒng)工程 學(xué)科 尺寸 量子力學(xué) 原子和分子 模擬 微觀組織 結(jié)構(gòu) 連續(xù) 模型 工程 設(shè)計(jì) 時(shí)間 電子 原子分子 組織 材料行為 系統(tǒng)特性 1 ps 1 fs 1 ns 1 ms 102 / min 108 / y 材料設(shè)計(jì)的途徑 （微觀尺度） ? 第一性原理（量子理論） ? 分子動(dòng)力學(xué)方法 ? 蒙特卡羅方法 “從頭算起”，特別適用于靜態(tài)材料性質(zhì)的預(yù)測(cè)和設(shè)計(jì)。 超晶格 超晶格 超晶格 —— 發(fā)光二極管的核心 作用：使注入的電子和空穴在特定區(qū)域復(fù)合，從而增強(qiáng) 發(fā)光效率。 材料設(shè)計(jì)的途徑 （連續(xù)介質(zhì)） ? 相圖方法 ? 有限元法 ? 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法 ? 遺傳算法 ? 分形方法 … … 材料設(shè)計(jì)的意義 * 材料科學(xué)與工程發(fā)展的嶄新階段 物理模型分析、定量預(yù)測(cè)、虛擬研制 * 為高技術(shù)材料的加速開發(fā)提供理論依據(jù) * 材料科學(xué)智能型發(fā)展的基礎(chǔ)，知識(shí)經(jīng)濟(jì)和交 叉學(xué)科的生長(zhǎng)點(diǎn) 可持續(xù)發(fā)展道路 預(yù)言新的超硬材料 * 金剛石的體模量 * 成功的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則 B=(?)/ * 第一原理贗勢(shì)計(jì)算 ?C3N4 有關(guān)參數(shù) : 原子間距： d= 離子鍵程度： ?= 體模量 : B=() * 引起研制 CN超硬薄膜的熱潮 三硼酸鋰 (LiB3O5:LBO)用 Cs（銫）代替 Li的實(shí)驗(yàn)與計(jì)算的消耗比較 消耗 實(shí)驗(yàn) 計(jì)算 人工 10 人 月 1 人 月 時(shí)間 5 10 月 月 材料 5 千美元 100 美元 決定性 接近決定 最佳建議 大功率紫外晶體