MaterialsStudio教案分析Word格式文档下载.docx
- 文档编号:13073880
- 上传时间:2022-10-04
- 格式:DOCX
- 页数:302
- 大小:3.39MB
MaterialsStudio教案分析Word格式文档下载.docx
《MaterialsStudio教案分析Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《MaterialsStudio教案分析Word格式文档下载.docx(302页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
1.8保存项目、结束本教程 15
第2章VISUALIZER教程 16
2.1项目管理 16
2.2绘制简单的分子 21
2.3绘制卟啉(porphyrin) 30
2.4绘制有机金属结构 36
2.5覆盖和对齐分子 43
2.6精确定位和移动原子 46
2.7在表面对接分子 49
2.8使用polymerbuilder 54
2.9使用layerbuilder 65
2.10使用crystalbuilder 72
2.11建立中尺度分子 81
2.12用AnalogBuilder枚举库 84
2.13用等位面(isosurfaces)和切片工作(slices) 88
2.14域隔离和分析 94
第3章ADSORPTIONLOCATOR、BLENDS教程 99
3.1用AdsorptionLocator决定SO2在Ni(111)晶面上的位置 99
3.2共混聚合物相容性筛选 102
第4章AMORPHOUSCELL教程 109
•I•
4.1计算两种聚合物的可混合性 109
4.2使用限制性剪切协议 114
第5章CASTEP教程 120
5.1用第一性原理预测AlAs的晶格参数 120
5.2在Pd(110)表面CO分子的吸附 126
5.3使用LST/QST工具搜索过渡态 136
5.4计算BN的弹性常数 144
5.5预测锗的热力学性质 150
5.6计算铁磁性铁的声子谱 155
5.7在Pd(110)面上吸附CO后电荷密度的变化 159
5.8模拟CO_Pd(110)体系的STM图 163
第6章DISCOVER教程 167
6.1金属氧化物中的原子定型 167
6.2聚合物与金属氧化物表面的相互作用 169
6.3使用Discover计算振动模式 177
6.4测量气体在聚合物中扩散系数 181
第7章DMOL3教程 190
7.1在DMol3中使用离域内部坐标对固体进行几何优化 190
7.2使用LST/QST工具搜索过渡态 195
7.3计算化学反应的自由能 201
7.4使用DMol3的LST/QST和NEB工具探索化学反应的最低能量路径 206
7.5用DMol3计算能带结构和态密度 213
第8章FORCITE教程 219
8.1氢在钨表面的物理吸附 219
8.2尿素的几何优化 223
8.3寻找分子在表面的低能结构 228
8.4使用MaterialsStudio编辑力场 237
第9章REFLEX教程 247
9.1用粉末衍射图工作 247
9.2粉末衍射图的指标化 254
9.3使用X-Cell指标化4-nitrophenylhexylurethane 260
9.4无机物的Rietveld精修 266
9.5有机物混合样品的定量相分析 271
•1•
第0章绪论
0.1计算机材料设计的概念
所谓材料设计,是指通过理论上地计算来设计新型材料,并预测新材料的成分、组织结构与性能,也可以认为是一种通过理论上的计算来设计具有特定性能材料的方法。
由于涉及的计算量非常大,通常需要在计算机环境下进行,因此也可称为计算机材料设计。
传统的材料研究方法属于典型的实验研究,研究对象为人们在生产、生活中以及特殊环境中使用的各种材料。
研究方法一般是应用各种实验设备对材料的化学成分、组织、结构、性能进行分析。
因此,传统的材料研究不仅在实验过程中要消耗大量的实验材料和能源,同时需要大量的实验设备,其中许多实验设备是非常昂贵的,比如扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、扫描透射电子显微镜(STM)等,少则上百万元(人民币),多则上千万元,这在很大程度上限制了材料研究的发展。
此外,传统的材料研究方法由于研究对象的复杂性,使其具有很大的偶然性甚至是盲目性。
近年来,随着固体物理、量子化学、统计力学、计算方法等相关学科的发展,以及计算机数据处理能力的空前提高,使计算机材料设计成为可能。
其作用在材料研究中越来越重要,直至不可或缺。
相比于传统的材料研究方法,计算机材料设计可以实现材料的“零消耗”,这在资源日益紧缺的今天显得相当重要,可以使研究成本大大降低。
同时,随着计算机运算速度的日益提高,利用计算机进行材料设计的周期越来越短,效率极大地增加。
计算机材料设计是以严格的理论为基础的,因此在最大程度上消除了设计计算过程中的偶然性,使结果具有较高的可信度。
0.2计算机材料设计的发展
如前所述,计算机材料设计是以基础理论和计算机技术的发展为基础的,因此,其发展在很大程度上受到上述学科发展水平的限制。
在20世纪50年代初期,前苏联便开展了有关合金设计以及无机化合物的计算机预测研究。
20世纪70年代美国首次应用计算机设计方法开发了镍基超合金。
这一阶段可视为计算机材料设计的初始阶段。
到了20世纪80年代,计算机材料设计取得了重大进展。
1985年,日本出版了《新材料开发与材料设计》一书,书中首次提出了“材料设计学”这一研究方向。
1988年,日本科学技术厅组织功能性梯度材料的研究任务,提出将材料的设计、合成、评估这三者结合起来,按预定要求做出材料。
1989年美国出版了《90年代的材料科学与工程》研究报告,对材料的计算机分析与模型化进行了充分的论述。
该报告认为,随着现代基础理论与计算机技术
的进步,材料科学与工程学科的性质也在发生变化。
计算机分析与模型化的发展,将使材料科学研究从定性研究阶段逐渐进入定量研究阶段。
在1990年和1992年,先后召开了以计算机辅助设计新材料开发为主题的第一、第二届国际会议,同时诞生了与材料设计有关的国际性杂志,如英国物理学会的“ModellingandSimulationinMaterialsScienceandEngineering”和荷兰的“ComputationalMaterialsScience”等。
同时在日本的一些大学的材料系中开始设置与材料设计有关的课程。
在美国,美国国家标准和试验研究院、麻省理工学院等研究院所和大学在材料设计方面作出了突出的贡献。
与国外相比,我国在计算机材料设计方面相对落后,但对材料设计重要性的认识比较深刻,在“973计划”设立了专题研究方向,从2000年开始将材料设计作为重大基础研究项目,并且把材料计算设计的研究正式列入了计划。
在国内的许多单位,如清华大学、北京大学、北京科技大学、中科院化学研究所、中科院半导体研究所、钢铁研究总院等高校和研究单位都先后设立了计算机材料设计研究方向,并招收硕士生和博士生。
0.3计算机材料设计的途径
计算机材料设计主要是应用计算机技术对经验规律进行归纳或者应用第一性原理进行计算(演绎),更一般的情况是将两相互结合,互为补充。
概括起来,计算机材料设计的主要途径有以下几个:
一、计算机材料设计的知识库与数据技术
材料数据库一般应包括材料的性能及重要参数的相关数据、材料成分、材料处理工艺、试验条件、材料的应用与评价等方面的内容。
材料知识库则应包括材料的成分、组织结构、加工工艺与材料的性能之间的关系,以及材料工程与科学的有关理论。
材料知识库的本质是计算机材料设计中的一系列数理模型,可用于定量计算或半定量描述。
比较而言,材料数据库存储的是具体的数据,只能进行查询,不能进行推理或分析,而材料知识库存储的则是规则、规律等,通过数理模型的推理或运算,可以给出所需的性能数据,也可以进行成分或工艺的计算设计。
利用数据库和知识库可以实现材料性能的预测或设计。
二、计算机材料设计的专家系统
计算机材料设计专家系统是指具有相当数量的材料方面的背景知识,并能运用这些知识解决材料设计中的相关问题的计算机程序。
第1章快速启动教程
1.1创建项目(Creatingaproject)
目的:
介绍MaterialsStudio(MS)中project(项目)概念
模块:
MaterialsVisualizer
时间:
先决条件:
无介绍:
为了尽可能容易的管理文档,在MS中使用项目的概念,在使用MS过程中,可以通过使用ProjectExplorer(项目浏览器)来查看和管理项目数据。
MS系统允许你save(存储)、reload(载入)、share(共享)MS项目,并且可以向其他用户发送数据和结果,无论是以单独文档还是完整的项目都可以。
本教程说明了怎么创建一个项目,在本章随后的其他教程中用到了所建立的项目。
1.启动MaterialsStudio
从Windows“启动”菜单中选择“程序”| Accelrys Materials Studio4.0|MaterialsStudio。
如果在桌面上有MaterialsStudio图标,也可以通过双击图标来启动MaterialsStudio。
在启动MaterialsStudio时,首先会出现一个所谓的欢迎界面(WelcometoMaterialsStudio),必须创建一个新的项目或从对话框中载入一个已经存在的项目。
注意:
如果是第一次打开MaterialsStudio,会看到一个叫做MaterialsStudio
文件关联的对话框,如果出现这种情况,按照提示点击OK按钮即可。
2.创建项目
在欢迎界面对话框上选择创建一个新的项目,然后点击OK。
然后会出现新建项目对话框,选择要存储文件的位置并且键入myquickstart作为文件名,然后点击OK。
现在就开始了MaterialsStudio的学习,使用的项目叫做myquickstart,此时的项目管理器如图所示:
图1-1显示myquickstart项目的项目管理器
现在已经建立了一个新的MaterialsStudio项目。
3.恢复默认的项目设置
在默认情况下,每一个新建的项目都使用在模板项目中定义的设置,模板项目由MaterialsStudio自动建立,如\Accelrys\MaterialsStudio4.0\Templates
\Normal.stp。
对于本教程,应该确保myquickstart项目的设置为默认设置。
从菜单栏中选择Tools|SettingsOrganizer,显示SettingsOrganizer
对话框。
SettingsOrganizer对话框允许定义模板项目,它包括MaterialsStudio模块和MaterialsVisualizer中不同工具的默认设置。
也可以使用SettingsOrganizer对话框将外部项目的设置应用到当前的项目,或者将当前项目中任何设置恢复到Accelrys的默认设置
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- MaterialsStudio 教案 分析