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答:两者在一定程度上都是由先进材料制成的,而不是通常的几十年——在麻省理工学院(MIT)开创的计算机领域的帮助下。现在,麻省理工学院的八位教授——其中包括该领域的一名发明者,该领域被称为计算材料设计——旨在使该领域更加强大,这要感谢海军研究办公室五年720万美元的拨款。
这项工作是奥巴马总统在2011年宣布的材料基因组计划(MGI)下一阶段的一部分。麻省理工学院材料科学与工程系(DMSE)的热计算实践教授格雷戈里·b·奥尔森(Gregory B. Olson)说,MGI正在开发“一个指导材料结构组装的参数基本数据库”,就像人类基因组计划“是一个指导生命结构组装的数据库”。材料的特殊基础数据库结构被称为“CALPHAD”,它是在20世纪50年代由麻省理工学院发明的,由支持奥尔森教授职位的thermocalc公司率先商业化。
据MGI网站介绍,目标是使用MGI数据库发现、制造和部署先进材料,速度是传统方法的两倍,成本是传统方法的一小部分。
麻省理工学院的研究人员将把他们的努力集中在钢铁上,“因为它仍然是[世界上]研究时间最长的材料,所以我们对它的性能有最深刻的基本理解。”项目首席研究员奥尔森说。这些基本性能是不断增长的钢铁数据库的关键,该数据库管理着从化学成分到工艺温度顺序,再到设计新型高性能钢的一切。
今年1月,大约60名研究人员在麻省理工学院(MIT)举行了为期两天的会议,旨在分享迄今为止的进展和未来在这种完全由计算设计的钢方面的计划。会议由多机构“CHiMaD”分层材料设计中心、麻省理工学院钢铁研究小组(SRG)、QuesTek Innovations和麻省理工学院材料研究实验室主办。奥尔森是SRG、QuesTek和CHiMaD的联合创始人,目前仍隶属于这三家公司以及MRL。
从可印刷的钢材到先进的船体
cybersteel可以有多种应用,包括3D打印制造的钢材正在改变海军飞机部件的制造方式。奥尔森的材料设计公司QuesTek已经使用计算设计技术将赛博钢用于海军航空部件的飞行鉴定。海军研究办公室也对开发船体用无磁性钢感兴趣。奥尔森说:“对潜艇的探测是基于磁性的,所以如果你能去除磁性,你就有了一种新的隐身能力。”奥尔森在1985年与已故麻省理工学院教授莫里斯·科恩(Morris Cohen)一起领导了计算材料设计。
奥尔森记得,在1985年,没有人知道计算机是否能使新材料设计成为可能。然而,他和同事们最终证明了这一点,最终奥巴马总统宣布了MGI计划。
研究
麻省理工学院的cybersteel项目将包括各种工作,从扩大我们对熔融钢的知识——由DMSE冶金学教授Antoine Allanore领导——到新钢的经济建模——由DMSE埃斯特和哈罗德·埃哲顿职业发展教授Elsa A. Olivetti领导。
另一个主要的研究领域涉及构成钢的微观晶粒之间的边界。虽然钢的体热力学已经很好地建立起来,但奥尔森说,“我们需要在界面热力学上取得进展”——晶界。为此目的的实验工作将由DMSE的Thomas B. King冶金副教授C. Cem Tasan和DMSE的副教授James M. LeBeau进行。关于晶界的理论工作将由DMSE冶金学教授Christopher A. Schuh和环境系统的Morton和Claire Goulder和家庭教授以及材料科学与工程系主任Jeffrey C. Grossman负责。
Olson与机械工程系的David M. Parks教授一起,将致力于在设计过程的早期纳入钢铁增韧机制的模拟。从历史上看,模拟一直被用于设计的后期阶段。
奥尔森对未来感到兴奋。“我们(已经)取得了超出我预期的成功。看到它起飞真是太神奇了。”
注:本文由院校官方新闻直译,仅供参考,不代表指南者留学态度观点。