《计算热、动力学及其驱动的材料设计》正式出版

近日，由课题组张利军教授、易旺博士、钟静博士合著的《计算热、动力学及其驱动的材料设计》正式出版。

高性能材料是推动现代工业与科技革新的核心基石，但其关键性能往往相互制约，传统经验试错研发普遍面临周期长、成本高、盲目性突出等瓶颈。随着计算材料学的发展，构建材料“成分—工艺—组织—性能”的定量关系，实现高效设计与可控开发，已成为重要方向。其中，计算热力学与计算动力学在相平衡、相变路径、扩散行为及微观组织演化预测等方面优势独特，已成为现代材料研究的核心手段。本书即面向这一需求，系统构建从理论基础到工程应用的知识体系。

全书共5章。第1章概述高性能材料设计面临的核心挑战及计算材料学的兴起背景。第2章介绍相图热力学原理、相图计算方法、各类热力学模型及热力学数据库建立原则，并展示其在平衡相图预测、亚稳相图计算、热力学性质计算及非平衡凝固模拟中的应用。第3章聚焦相变与计算动力学，涵盖相变分类、相变驱动力、经典形核与长大理论、多元体系形核新模型、扩散动力学及相场方法，结合实例展示凝固组织演化、调幅分解、晶粒粗化等过程的定量预测能力。第4章阐述计算热力学与动力学驱动的材料设计原理，通过高强韧铸造铝合金、高温高压热处理铝合金、增材制造铝合金等案例，展示计算设计方法在突破材料性能瓶颈方面的实际成效。第5章总结全书，并展望模型拓展、跨尺度融合、人工智能赋能及软件生态建设等方向。

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