计算材料科学

简介：
计算材料科学是一门利用理论、模拟和数据分析来预测新材料性质与行为的跨学科领域，旨在加速材料创新及应用。 计算材料科学是材料科学研究的重要分支领域之一，它通过计算机模拟与理论计算的方法来探究材料的微观结构、性能及其相互关系。Dierk Raabe所著的一本书深入探讨了这一领域的关键问题，包括对材料微观结构及物理性质的研究。 书中详细讨论了分子动力学研究在计算材料科学中的重要性。这是一种利用牛顿运动定律模拟大量粒子受力情况下的动态行为的计算机技术手段，通过将原子或分子作为单独的运算单位来探究它们如何影响材料的整体性能和微观构造。这一方法对于理解材料变形、相变及其他物理化学性质至关重要。 书中还强调了研究材料微观结构的重要性，包括晶体结构、缺陷及界面等要素对宏观属性的影响，并指出计算材料科学可以通过计算机模拟预测这些因素及其形成过程中的作用机制，从而评估它们如何影响材料的整体性能。 此外，该书着重介绍了基于微观构造的物理特性预测与优化的方法。通过这种方法可以预估不同条件下材料的各种性质如力学、电磁和热学等特性，为新材料的设计及性能改进提供理论依据，并显著缩短了新材质的研发周期。 Dierk Raabe在这本书中涵盖了分子动力学模拟、第一性原理计算以及量子力学方法等多个方面的知识，使读者能够深入了解这些技术的应用及其在解决实验难以直接观测问题中的价值。这本书不仅适用于材料科学领域的研究人员，而且对工程技术人员和物理学家来说同样具有参考意义。 作为Wiley-VCH出版的著作之一，《分子动力学模拟与材料性能预测》一书被广泛认为是该领域的重要参考资料。作者Dierk Raabe在卡内基梅隆大学及德国亚琛工业大学担任教授职位，其研究重点在于金属合金微观结构设计、计算机建模以及加工过程中的力学行为分析。 这本书不仅提供了关于计算材料科学领域的理论知识和方法论指导，还通过实际案例说明了如何将这些理念和技术应用于具体的科学研究中。对于从事相关领域工作的学者而言，《分子动力学模拟与材料性能预测》是一本全面且实用的参考书。