计算机在材料科学与工程中的应用-完整版20130925

为X轴数据源，若
要使第二列为X轴
数据源，必须注意
50
100 150 200 250 第一个单元格不能
氧化时间
含非数字字符，否
以增重量为X轴
则所得的图像会不 正确。
250
200
150
100
50
20
40
60
80
100
0
增重量
0 -50
50
100
150
200
250
300
课后练习
1、自己创建一个纯文本文件“Excel基础练习.txt”，在文 件中写入两行数据，内容如下（标点符号均为中文字符）：
EXCEL图表设置
Excel 2010版本图表设置界面
默认情况下， 不显示横、纵 坐标的标题和 纵向网格线， 只显示图表的 标题、图例和 横向网格线。
图表的标题 图例
网格线
EXCEL图表设置
Excel 2010版本图表设置界面
利用Word2010进行“表格—文本”双向转换
利用Word2010进行“文本—>表格” 转换
A：图表区；B：标题；C：绘图区； D：坐标轴；E：网格线
EXCEL图表设置
点击选中网格线，按Delete 键即可去除网格线。
增重量mg/cm2
增重量mg/cm2
100 80 60 40 20 0 0
无涂层氧化增重量变化情况
50
100
150
200
250
氧化时间/h
无涂层氧化增重量变化情况
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
A（mg/cm2） A（mg/cm2）
50 100 150 200 250
EXCEL 绘图
1 2
3 Excel 2010版本绘图界面
增重量mg/cm2
A
B 无涂层氧化增重量变化情况
A
100
C 80
60
B D 40 20
CE C
0 0
A
50
100
D 150
200
250
B 氧化时间/h
A
EXCEL 图表的构成
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 氧化时间/h
右键点 击趋势 线，可 改变趋 势线格 式，或 选取其 他更适 合的趋 势线。
有涂层试样
3.5
在空白处点
3
2.5
击右键，在
2 1.5
“图表选项”
1 0.5
中可改变图
0 0
50
100
150
200
250
表坐标轴、
用于数据和图像处理及其他
材料科学研究在实验中获得的大量实验数据可以借 助计算机的存储设备进行保存，并利用计算机对这 些数据进行处理（计算、绘图、拟合分析）和快速 查询等。
同时，利用光学显微镜和电子显微镜技术，可以以 二维图像的方式表述材料的凝聚态结构，利用计算 机的图像处理和分析功能可以从图像中获取有用的 结构信息如晶粒的大小、分布、聚集方式等，从而 可以把这些结构信息与材料的性能建立起相应的联 系。
不同试样随时间变化的氧化增重量（A：无涂层；B：有涂层）
试样氧化时
间/h
0 5 10 20 30 50 70 90 110 130 150 175 200
A（mg/cm2） 0 2.2 13.4 22.3 30.8 41.8 48.8 59.6 66.6 71.97 78.84 85.66 92.2
计算机在材料科学与 工程中的应用
广西大学材料科学与工程学院 2013.08.28
第一章 绪言
计算机在材料科学与工程中的应用简介
• 用于新材料和新合金的设计 • 用于材料科学研究中的模拟 • 用于材料工艺过程的优化及自动控制 • 用于材料组成和微观结构的表征 • 用于数据和图像处理及其他
用于新材料和新合金的设计
有涂层试样 3.5
网格线、标 题等内容；
3 2.5
在“图表类
2
型”中可改
1.5
1
变散点图为
0.5
0
平滑散点图
0
50
100
150
200
250
等。
氧化时间
增重量
100 80 60 40 20 0 0
250 200 150 100
50 0 0
以氧化时间为X轴
注 意 ： Excel 默 认
第一行或第一列作
温度：1、2、3、4、5、6 蒸汽压：2、2.5、3.5、5.5、8.5、12.5 （1） 利用Excel软件打开该文件，并画出以第一行数据为 X轴坐标，第二行数据为Y轴坐标的散点图，要求相邻两数 据点间以平滑曲线相互连接。
（2）为整幅图像添加标题“温度与蒸汽压的关系”，并 分别为X轴和Y轴添加标题：“温度（K）”、“蒸汽压 （Pa）” （3）为图像添加纵向网格线，并删除横向网格线。 （4）将X轴的坐标范围由原来默认的0改为从1开始。 （5）为曲线添加合适的趋势线并在图上显示出相应的公式。 温度
用于材料组成和微观结构的表征
目前，材料组成和结构表征研究主要采用各种大 型分析设备进行，如扫描电镜、透射电镜、扫描 探针显微镜、X射线衍射仪、中子衍射仪、拉曼光 谱仪、原子吸收光谱仪、等离子体发射光谱仪、 荧光光谱仪等，这些大型分析设备几乎无一例外 的是在计算机的控制之下完成分析工作的。这些 分析设备提供有不同的分析模拟软件以及相应的 数据库，而且软件的功能非常强大，大大减轻了 数据处理的工作量，并且可以给出各种图表。
推荐成分与工艺
专家系统中 两个最重要 的部分是材 料数据库和 材料知识库。
NO
实验验证
YES
结果
用于材料科学研究中的模拟
采用模拟技术进行材料研究的优势在于它不但能够模拟各类实验 过程，了解材料的内部性质及其宏观力学行为，在没有实际制备出 这些新材料前就能预测它们的性能，为设计出性能优异的新型结构 材料提供强有力的理论指导。材料科学研究中的模拟“实验”比实 物实验更高效、经济、灵活，并且在实验很困难或不能进行的场合 仍可进行模拟“实验”，特别是在对微观状态与过程的了解方面， 模拟“实验”更具有其独特性甚至有不可替代的作用。
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 氧化时间/h
在坐标 轴上点 击右键， 或左键 双击坐 标轴以 改变坐 标轴格 式（如 刻度）。
增重量mg/cm2
增重量mg/cm2
无涂层氧化增重量变化情况
120 100
80 60 40 20
0 0
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 氧化时间/h
材料设计专家系统
设计要求 性能指标
数据库：存储具体有关材料的数据值， 只能进行查询而不能推理。
知识库：存储的是规则，当从数据库 中查询不到相应的性能值时，能通过 推理机构以一定的可信度给出性能的 估算值，从而实现性能的预测功能。
材料数据库 集
智能化 YES
优化结果
成
化
机器
材料知识库
知识获取
学习
推理机
无涂层氧化增重量变化情况
120 100
80 60 40 20
0 0
y = 0.451x + 11.161 R2 = 0.9496
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 氧化时间/h
左键点击 图中散点， 再点击右 键，可添 加“趋势 线”。还 可选择是 否显示趋 势线公式。
增重量mg/cm2
增重量mg/cm2
无涂层氧化增重量变化情况
100 80 60 40 20 0 0
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 氧化时间/h
无涂层氧化增重量变化情况
100 80 60 40 20 0 0
y = -0.0017x2 + 0.7712x + 3.9898 R2 = 0.9892
？-- 怎样判断相邻数据间是到底是用Tab键还是空 格键分隔呢？
数据没有被 分隔成列
选中匹配的分隔符 后数据被分隔成列
EXCEL电子表格的显示调整
单元格显示不全或过大
按左键不放拖拽
EXCEL电子表格的显示调整
EXCEL 2010 单元格显示格式调整 2
1
3
EXCEL 绘图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
100 80 60 40 20 0 0
快、好、省的研究方法。
用于材料工艺过程的优化及自动控制
在材料加工过程中应用计算机不仅能减轻劳动强度， 而且能改善产品的质量和精度，提高产量。
利用计算机可以对材料加工工艺过程进行优化控制， 例如：可以用计算机对渗碳（氮）全过程进行控制， 也可以利用计算机精密控制注塑机的注射速度。
计算机技术、微电子技术和自动控制技术相结合， 使工艺设备、检测手段的准确性和精确度等都获得了 大幅提高。
B（mg/cm2） 0 1.7 2.18 2.19 2.23 6.09 2.34 2.42 2.53 2.64 2.75 2.84 2.96
数据导入
要 点：
➢充分利用Word的表格转换功能：在主菜单栏中选中 表格 （A）转换（V） 文字转换成表格（X） 或 表格转换 成文字（B） 对于存储在Word文档（即“*.doc”文档）中的数据，利用文 字转换成表格功能将数据转换成表格，便可直接复制相关单 元格到EXCEL中使用。 ➢对于存储在纯文本文件（即“*.txt”文档）中的数据，可利 用EXCEL直接打开或读取 需设置文本文件中数据之间的分隔符号（如Tab键、空格、 逗号等），根据实际情况可同时选中多种分隔符号。