计算机在材料科学中的应用浅析

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【摘要】材料科学是一门新兴的学科，无论是学术研究还是操作经验都不算成熟，要对其进行系统、完整的研究还需要一个很长、很艰难的过程。材料科学的研究需要涉及到大量的人力难以解决的问题，这就需要结合现代技术，计算机技术的应用也就显得极为必要。本文主要介绍计算机在材料科学中的应用方向和计算机应用的几个比较重要的作用，本文研究的目的是希望计算机技术能在材料科学的研究中有进一步的发展。

【关键词】计算机 材料科学 应用

材料科学是多个专业结合下新产生的学科，我国目前对于材料科学的研究还处于发展阶段，没有成熟。但在实际之中，我们对于材料的性能、质量有了更高的要求，这在一定程度上提升了材料科学理论研究的动力，但也给研究带来了很大的压力。计算机在材料科学中的应用是材料科学发展的必经之路，也是材料科学进一步发展的台阶。这是实际中对材料要求更严格的体现，计算机的快速、便捷、高精度能够给材料科学的研究带去很大的便利，材料科学的发展也离不开计算机技术的引进。

一.计算机在材料科学中的应用方向

1.利用计算机进行新材料设计

随着社会经济的发展，人们对于材料的质量、功能都有了更高的要求，同时，人们也不再满足原有的材料类别，而是希望能够研究并设计出新的材料用于生产、生活。新材料的设计需要将大量的理论和实验对比数据、图像进行分析，从而提出设计新材料的方法。其中涉及到的大量的数据和图像，如果根据以往的采取人工分析的方法，需要投入大量的人力、物力，并且人工进行数据的分析，因为人力的精力有限，无法达到计算机的精确程度，在数据分析过程中极容易出现错误。而新材料的设计是一个需要极高的精准度的工作，其中即便是一点小失误，也会引起新材料的特性的变化，所以新材料的设计必然是离不开计算机的加入的，只有计算机才能保证设计过程中的错误少发生甚至是不发生。

2.利用计算机进行数据和图像处理

计算机在材料科学中的应用主要体现的就是数据和图像的分析能力，其准确性和高强度的分析能力是人工所不能比拟的。一般而言，对于数据的分析最便捷、最直观的是利用图表进行分析，而计算机拥有良好的存储系统，将数据录入计算机并保存，即可在计算机上通过简易的方式绘出图表进行分析，除此之外，计算机储存系统还拥有很强的查询功能，面对如此庞大的研究数据，也只有计算机的查询功能能够在分析中便捷的找出研究人员所需要的数据。

3.利用计算机对系统进行模拟

众所周知，材料科学的研究过程中，需要根据理论做出许多的模拟实验，再从实验中总结需要的数据，并对数据进行分析，从而再进行试验。任何一门科学在进行新材料的设计或是新理论的提出时，都需要这一个“研究―实验―分析”的循环的过程。计算机强大的数据分析能力和对比能力在材料科学是模拟试验中就可以派上用场。计算机模拟的主要操作过程就是将模拟得出的分析数据和实际体系的实验数据进行比较，发现其中的缺陷，即是检验其准确程度。一般而言，一次对比是远远不够的，需要不断的分析、实验、对比，这一循环过程涉及到的庞大的工作量就需要计算机来完成。

二.计算机在材料科学中的作用分析

1.方便查阅资料和人员之间的交流

研究人员要在某一领域进行研究，必须要能够掌握该领域科研的最新消息，即要能够知道该领域的其他研究人员都在做什么，该领域未来的发展前景如何，以及研究出成果之后发表途径是什么等。计算机网络对于科研人员查阅资料以及各科研人员之间研究成果的交流是有很大便利的，研究人员可以在网络平台上找出自己需要的资料，计算机很多的数据库，总会找到满意的资料。除此之外，研究人员科研通过阅读别的研究人员的科研论文，以此来了解别人的研究成果，而当自己的研究有了成果时，也可以通过网络平台发表出来，供他们学习参考。材料科学作为新兴的学科，需要各研究人员相互沟通共同努力，唯有这样才能更进一步推动材料科学的发展。

2.计算机是材料科学的开发设计中的重要工具

材料科学还处于发展阶段，其研究还不成熟，这就需要材料科学的学者不能停下脚步，需要不停的进行学习和研究。但是研究人员的精力是有限的，这就需要计算机的加入，研究人员利用计算机进行研究，其效果会好很多，效率也会更高，这就更有利于材料科学的发展。在新材料的开发中，需要利用计算机进行材料的组成、性能的分析，因此，计算机在新材料的研究、设计中有着重要的作用。而另一方面，材料科学的研究中，必须要经历实验、模拟这一过程，计算机凭借其强大的运行能力，可以被研究人员用来进行模拟操作，从而检验材料的各种属性。

3.计算机图像分析功能

材料科学的研究过程中，研究人员面对的最大的困难应该是大量的数据的分析，首先，数据的分析不能出错，其次，数据过于庞大，人力难以完成。所以这就需要借助计算机对于数据的分析能力。将数据录入计算机并保存，计算机同时又拥有查询功能，可以即时查询数据。计算机在数据、图像的分析上也有着极强的能力，并且也拥有很强的准确度，这也正是计算机可利用之处。

三.总结

现代技术的发展已经到达一定程度，计算机也已经融入到了各个领域。而对于材料科学这样的新兴的学科，研究中必然会涉及到许多的数据、图像，所以对于计算机的应用也就显得极为重要，一般来说，要促进材料科学的发展，计算机成了必要的工具。材料科学的研究还不成熟，在计算机的应用之后，还需要研究人员坚持不懈的努力，为材料科学的发展贡献力量。

【参考文献】

[1]黄少鹤.计算机在材料科学中的应用分析[J].信息科技，2013.

[2]黄万.计算机在材料科学中的应用[J].包钢科技，2009.

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