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对最小耗能原理在设计及制造各种新型优质材料中的应用前景展望

已有 673 次阅读 2021-9-24 20:29 |系统分类:论文交流

如所周知,非平衡过程已成为当今材料科学研究十分活跃的前沿。一系列非平衡高新技术的共同特点,都是在很短的时间内,在反应体系中产生与外界交换高密度能量(即高密度耗能),使一些在平衡状态下很难实现的过程得以实现,从而获得性能优异的材料。一个典型而众所周知的事例,就是金刚石和石墨的成份虽然相同,但由于生成(即制备它们的)条件不同,因而性质迥异。遗憾的是,目前在如何才能用同一成份的原材料制备出性质更优良的材料(就像由碳元素如何制造出金刚石)时,究竟需要满足一些什么样条件的研究方面,基本上还是处于一种摸索和依赖于实验来确定的状态。然而,根据[1]之最小耗能原理解决问题的途径1),则有可能为解决此问题提供一种理性而可行且具有普适性的新途径。因为材料的本构关系由材料的性能决定,所以根据人们的期望而设定的材料优良性能,就可决定与之相应的以“流”和“力”表示的材料本构关系。若把制备这种优良性能材料所需满足的条件,作为生成(即制备)该材料的耗能过程所必须满足的约束条件中的待定约束条件,那么只要根据已知的材料本构关系中所包含的“流”和“力”,建立起与该材料生成过程相应的耗能过程的耗能率表达式[[1](1)],则根据[1]解决问题之途径1),就可确定该待定约束条件(即制备优良性能材料所应满足的条件),从而为解决“如何才能按人们的需要来设计并制造新材料”这一材料科学中的难题开辟一条新途径。另文献[2,3]还对上述解决问题的思路作了进一步的阐述。显然,这都仅是一种初步的设想,期盼着认同以上观点的材料科学研究者们,能进行更深入的研究和探索。

 

参考文献

[1] 为笔者<科学网>博客题为“应用最小耗能原理解决问题的三种途径”的博文.

   http://blog.sciencenet.cn/blog-3355154-1301847.html

[2] 周筑宝,唐松花. 最小耗能原理在材料科学研究中的应用. 中国科技信息,2019215日,总第599.

[3] 为笔者<科学网>博客题为“最小耗能原理在材料科学研究中的应用”的博文.

   http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3355154&do=blog&id=1164297




http://wap.sciencenet.cn/blog-3355154-1305566.html

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