科技名词

构性关系

quantitative structure property relationship

定义：物质的结构与性质之间的本质关系。

学科：机械工程_机械表面与界面_机械表界面行为及特征

相关名词：微观结构 相 缺陷 界面

【延伸阅读】

构性关系是材料科学研究的核心内容之一，它涉及材料的化学组成、晶体结构、微观组织等结构特征与其物理、化学、力学等性能之间的关系。它帮助科学家和工程师理解和预测材料的行为，从而指导新材料的开发和现有材料的性能改进。通过深入研究构性关系，可以揭示材料内部结构与性能之间的微妙联系，实现材料性能的精准调控。

在构性关系的研究中，以下几个关键概念是理解和应用这一关系的基础：

1.微观结构：指的是材料在微观尺度（如原子、分子、晶体结构、晶粒大小、相界面等）上的组织和排列方式，它决定了材料的许多性能，如强度、韧性、导电性等；

2.相：在多相材料中，不同的化学成分或晶体结构可以形成不同的相，相的类型、数量、形状、大小和分布对材料的性能有重要影响；

3.界面：不同相之间的接触面称为界面，界面的性质，如界面能、界面结构和界面反应，对材料的力学、电学和化学性能都有显著影响；

4.缺陷：材料中的缺陷，如空位、位错、晶界、相界等，会影响材料的性能。例如，位错可以影响材料的塑性变形和强度；

5.宏观性质：指的是材料在宏观尺度上表现出来的性质，如密度、硬度、弹性模量、热导率、电导率、磁性等。这些性质通常可以通过实验测量得到。

近年来，随着科学技术的发展，构性关系的研究呈现出以下特点：

1.跨学科研究：结合物理学、化学、生物学和计算机科学等多个学科，全面分析材料的构性关系；

2.计算材料科学：利用计算模拟和机器学习等方法，预测材料的结构和性能，加速新材料的发现；

3.纳米科技：在纳米尺度上研究材料的构性关系，开发具有特殊性能的纳米材料。

国内外已经出台各类计划，通过整合计算科学、实验技术和信息技术，系统地研究材料的构性关系，从而实现新材料的快速发现和应用。近年来，我国实施了自己的材料基因组计划，在研究和开发高性能合金、先进陶瓷、功能高分子和新型半导体等领域取得了一系列重要成果。

（延伸阅读作者：深圳大学增材制造研究所 陈张伟教授）