过渡金属化合物mo2bc和mo3al2c的力学和电子性质的第一性原理研究-刘海生.pdf

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1、分类号 G45 学 校 代 码 10233 密级 公开 学号 10233120801 硕 士 研 究 生 学 位 论 文 题 目： 过渡金属化合物 Mo2BC 和 Mo3Al2C 的力学和 电 子 性 质 的 第 一 性 原 理 研 究 学 科 门 类 ： 理学 一 级 学 科 ： 物理学 二 级 学 科 ： 凝聚态物理 研 究 方 向: 凝聚态物理 研 究 生: 刘海生 指 导 教 师: 陈玉强 副教授 答 辩 日 期 ： 2015 年 6 月 3 日 _中文摘要 I 中 文 摘 要 本文采 用 基 于 密 度 泛 函 理 论 的 贋 势 平 面 波 方 法 ， 分 别 对 正 交 结 构

2、的 Mo 2 BC 和 立 方 结 构 Mo 3 Al 2 C 的 力 学 和 电 子 性 质 进 行 了 系 统 的 研 究 ， 得 到 以 下 结 论 ： 1. 正交结构的 Mo 2 BC 在 零 压 下 是 稳 定 的 ， 优 化 得 到 的 平 衡 结 构 参 数 与 实 验 值 符 合 的 很 好 。Mo 2 BC 的 块 体 模 量 为 308 GPa 、 剪 切 模 量 为 187 GPa 、杨氏 模量 471 GPa 、 泊 松 比 为 0.245 ， 德 拜 温 度 是 80 K 。 电子结构的分析表明， Mo 2 BC 的 化 学 键 是 共 价 键 和 离 子 键 混 合

3、 ， 表 现 出 一 定 的 金 属 性 。 2. 立 方 结 构 的 Mo 3 Al 2 C 晶 体 在 0-50 GPa 压 力 下 是 稳 定 结 构 ， 块 体 模 量 ， 剪 切 模 量 ， 杨 氏 模 量 和 不 可 压 缩性随着压强的增加而增大而晶格常数和体积逐 渐降低 。 B/G=2.26 ， 表 明 这 个 材 料 是 延 性 材 料 。 电 子 性 质 的 分 析 表 明 ，Mo 3 Al 2 C 表 现 出 金 属 性 ， 化 学 键 是 共 价 键 、金属键 与 离 子 键 的 混 合 。 关 键 词 ：Mo 2 BC ； Mo 3 Al 2 C ； 第 一 性 原 理

4、 ； 力学性质； 电子性质 _牡丹江师范学院硕士学位论文 Abstract We employ ab initio plane-wave pseudo potential density functional theory to study the mechanical and electronic properties of the cubic Mo 3 Al 2 C and the orthorhombic Mo 2 BC. The main results are listed as follows: 1.The results show that the orthorhombic st

5、ructure of Mo 2 BC are stable at zero pressure, and the optimized equilibrium lattice parameters are in good agreement with the experimental data. For the orthorhombic structure of Mo 2 BC, the obtained bulk, shear and Youngs modulus are 308, 187 and 471 GPa respectively. Poissions ratio calculated

6、is 0.245, and Debye temperature is 80 K. The bondings of Mo 2 BC are of the mixture of covalent and ionic bondings by the electron structures, and exhibit some metallic. 2.The results show that the cubic Mo 3 Al 2 C is stable under pressures of 0-50 GPa, the bulk modulus, shear modulus, Young modulu

7、s and incompressi bility is intensified with the increase of the pressure, but the lattice paramete rs and volume are decreased. B/G=2.26 shows that Mo 3 Al 2 C is ductile materi al. The bondings of Mo 3 Al 2 C are of the mixture of covalent, metal and ionicbondings. Mo 3 Al 2 C exhibits metallic. K

8、eywords ：Mo 2 BC; Mo 3 Al 2 C; first-principle; mechanical properties ; electronic properties _目 录 III 目 录 中 文 摘 要 . I Abstract .II 1 绪论 . 1 1.1 计 算 材 料 科 学 . 1 1.2 超 硬 材 料 研 究 进 展 . 2 1.3 过 渡 族 金 属 化 合 物 研 究 进 展 . 3 1.4 Mo 2 BC 与 Mo 3 Al 2 C 的 研 究 现 状 . 3 1.5 本 论 文 的 主 要 研 究 内 容 和 意 义 . 4 2 理 论 依 据

9、 . 5 2.1 第 一 性 原 理 . 5 2.11 多粒子体系薛定谔方程 . 5 2.12 Born-Oppenheimer 绝 热 近 似 和 Hart-Fock 近似 . 6 2.2 密 度 泛 函 理 论 49-52. 7 2.21 Hohenberg-Kohn 定理 . 7 2.22 Kohn-Sham 方程 . 8 2.23 常 用 的 交 换- 关 联 能 泛 函 . 9 2.3 贋势 . 10 2.4 计 算 程 序 简 介 . 10 3 Mo2BC 力 学 和 电 子 性 质 的 第 一 性 原 理 研 究 . 12 3.1 理 论 模 型 与 计 算 方 法 . 12 3

10、.11 理论模型 . 12 3.12 计 算 方 法 . 12 3.2 计 算 结 果 与 讨 论 . 13 3.21 几 何 结 构 优 化 . 13 3.22 力 学 性 质 . 13 3.23 热 力 学 性 质 . 15 3.24 电 子 结 构 特 征 . 16 _牡丹江师范学院硕士学位论文 3 3 本章总结 . 19 4 Mo3Al2C 力学及电子性质的第一性原理研究 . 20 4.1 计 算 方 法 . 20 4.2 计 算 结 果 与 讨 论 . 20 4.21 理 论 模 型 . 20 4.22 力 学 性 质 . 21 4.23 热 力 学 性 质 . 23 4.24 电

11、子 结 构 性 质 . 24 4.3 本 章 总 结 . 27 5 结 论 与 展 望 . 28 参 考 文 献 . 29 致 谢 . 36 攻 读 学 位 期 间 发 表 论 文 . 37 独 创 性 声 明 . 38 学 位 论 文 版 权 使 用 授 权 书 . 38 _1 绪论 - 1 - 1 绪论 1.1 计 算 材 料 科 学 计 算 材 料 科 学 （Computational materials science ） 是 近 年 来 发 展 的 继 理 论 科 学 与 实 验 科 学 后 又 一 认 识 世 界 与 改 变 世 界 的 新 型 方 法 。 伴 随 着 计 算 机

12、科 学 技 术 的 进 步 ， 计 算 材 料 科 学 得 到 了 迅 速 的 发 展 。 计 算 材 料 科 学 已 将 凝 聚 态 物 理 、 算 法 科 学 、 材 料 物 理 等 各 类 学 科 结 合 在 一 起 ， 成 为 一 个 崭 新 的 交 叉 学 科 。 计 算 材 料 科 学 的 问 世 ， 改 变 了 过 去 运 用 单 一 的 理 论 或 者 实 验 研 究 材 料 的 方 法 。 采 用 计 算 材 料 科 学 的 方 法 可 以 加 快 对 新 型 材 料 的 研 发 速 度 并 且 降 低 研 发 成 本 。 人 们 可 以 采 用 计 算 与 模 拟 的 方

13、式 进 一 步 探 索 并 加 深 理 解 材 料 的 特 性 。 科 学 家 通 过 计 算 材 料 科 学 探 索 材 料 的 特 性 并 研 究 物 理 本 质 。 运 用 计 算 材 料 科 学 的 方 法 对 材 料 进 行 计 算 模 拟 可 以 得 到 许 多 材 料 的 基 本 信 息 并 为 材 料 开 发 提 供 理 论 指 导 ， 还 可 以 帮 助 科 学 家 探 索 极 端 条 件 下 的 物 质 性 能 。 目 前 ， 计 算 材 料 科 学 已 经 发 展 为 多 种 方 法 ， 涉 及 物 理 、 材 料 、 化 学 、 生 物 等 领 域 。 基 于 不 同

14、的 理 论 模 型 可 以 对 不 同 尺 度 的 材 料 模 拟 。 目 前 采 用 的 方 法 有 ： 第 一 性 原 理 方 法 ， 介 观 方 法 ， 连 续 体 方 法 ， 分 子 动 力 学 方 法 。 第 一 性 原 理 方 发 是 其 中 研 究 微 观 物 理 最 普 遍 的 一 种 科 学 方 法 。 本 文 采 用 的 就 是 以 第 一 性 原 理 为 基 础 的 研 究 方 法 。 第一性原理计算（first principle calculation ） ， 又 称 从 头 计 算 （ab initio calculation ） ， 是 以 电 子 运 动 的 微

15、 观 角 度 来 研 究 物 质 结 构 与 性 质 的 方 法 。 不 依 赖 任 何 经 验 参 数 ， 预 测 微 观 体 系 的 状 态 与 性 质 是 这 种 方 法 的 优 点 。 第 一 性 原 理 计 算 方 法 可 以 较 为 准 确 的 给 出 电 子 特 性 和 晶 体 结 构 等 信 息 。 但 是 ， 第 一 性 原理方 法 也 存 在 不 足 。 目 前 ， 第 一 性 原 理 方 法 只 能 计 算 原 子 数 较 少 的 体 系 ， 这 限 制 了 其 发 展 。 随 着 计 算 机 技 术 的 迅 速 发 展 ， 人 们 尝 试 着 将 拓 扑 学 、 数 学

16、 算 法 科 学 对 第 一 性 原 理 方 法 进 行 发 展 ， 突 破 了 其 瓶 颈 。 成 功 的 有 ： 结 构 预 测 与 硬 度 预 测 。 如 果 仅 仅 采 用 第 一 性 原 理 对 材 料 进 行 理 论 预 测 ， 计 算 量 很 大 ， 成 功 率 低 。 并且第一性原理只能计算较为简单的体系。因此，人们将随机算法（Random sampling ） 、 遗 传 演 化 算 法 （Genic evolution algorithm ） 、 数 据 挖 掘 （Data mining ） _牡丹江师范学院硕士学位论文 - 2 - 等 算 法 与 第 一 性 原 理 方

17、法 相 结 合 ， 将 结 构 探 索 的 复 杂 而 繁 重 的 任 务 简 化 ， 并 得 到了出 色 的成绩。 硬 度 在 材 料 学 中 是 一 个 难 于 定 义 的 重 要 的 物 理 概 念 。 一 般 采 用 实 验 的 方 法 对 材 料 硬 度 进 行 一 定 测 量 。 为 了 加 快 对 材 料 的 发 展 ， 科 学 家 们 试 图 通 过 探 索 材 料 的 微 观 电 子 结 构 来 研 究 硬 度 的 本 质 。 目 前 ， 人 们 运 用 不 同 的 物 理 思 想 与 第 一 性 原 理 方 法 相 结 合 ， 建 立 起 一 系 列 理 论 硬 度 模 型

18、 如 ：模量硬度模型、键强度模 型 、 电 负 性 硬 度 模 型 等 。 1.2 超 硬 材 料 研 究 进 展 随 着 科 技 的 发 展 ， 对 于 材 料 性 能 的 要 求 越 来 越 高 。 其 中 ， 材 料 的 硬 度 是 一 个 重 要 的 力 学 指 标 。 超 硬 材 料 一 般 认 为 是 维 氏 （Vickers ） 硬 度 Hv 大于 40GPa 的材料 ， 如 ： 立 方 氮 化 硼 （c-BN ） 1-2 。 超 硬 材 料 一 般 应 用 于 切 削 加 工 、 磨 削 和 道 具 加 工 领 域 。 超 硬 材 料 的 发 展 经 历 三 个 阶 段 ： 第

19、 一 阶 段 是 为 传 统 的 金 刚 石 超 硬 材 料 。 其 中 最 硬 的 也 是 当 今 应 用 范 围 最 广 的 材 料 为 金刚石 （Hv=70-150GPa）。 金 刚 石 凭 借 着 优 良 的 导 热 性 3 、 高 硬 度 、 带 隙 宽 以 及 高 色 散 4 等 性 质 ， 使 其 在 应 用 中 占 有 巨 大 地 位 。 金 刚 石 是 碳 的 一 种 同 素 异 形 体 结 构 。 碳 原 子 按 照 面 心 立 方 结 构 排 列 便 得 到 了 立 方 金 刚 石 结 构 。 金 刚 石 具 有 面 心 立 方 结构，C-C 之 间 的 化 学 键 成

20、sp 3 杂 化 。 但 是 ， 金 刚 石 在 应 用 过 程 中 显 示 出 热 稳 定 性 差 的 缺 点 ， 例 如 ， 当 金 刚 石 在 高 于 800 的 温 度 下 暴 露 在 空 气 中 极 易 发 生 完 全 氧 化 5 或 者 与 金 属 铁 元 素 发 生 反 应 6 。 人 们 在 电 气 化 学 7 、 电 子 器 件 8 以 及 对 硬 金 属 的 塑 性 和 切 削 领 域 9 ， 急 需 一 种 类 似 于 比 金 刚 石 稳 定 性 更 好 的 新型 超 硬 材 料 。 为 了 解 决 这 一 问 题 ， 瑞 典 与 美 国 科 学 家 分 别 在 1953

21、 10-11 年和 1954 12 年 合 成 了 人 造 金 刚 石 。 四 年 之 后 ， 继 人 造 金 刚 石 合 成 之 后 人 造 立 方 氮 化 硼 问 世 ， 氮 化 硼 与 碳 的 几 种 结 构 具 有 类 似 的 晶 体 结 构 。 而 闪 锌 矿 的 氮 化 硼 与 金 刚 石 结 构 极其相似。立方氮化硼（c-BN ）是一种硬度仅次于金刚石而热稳定性与化学 稳定性优于金刚石的超硬材料。 人们将 B 、 C 、 N 、 O 等 轻 元 素 组 成 化 合 物 13-21 ， 成 为 第 二 代 超 硬 材 料 。 由 于 轻 元 素 极 易 形 成 键 长 较 短 ，

22、键 强 较 强 的 共 价 键 ， 并 且 容 易 构 成 正 八 面 体 结 构 ， 所 以 常 常 形 成 超 硬 材 料 的 发 展 。 表 现 出 高 硬 度 、 高 熔 点 ， 并 且 在 高 温 环 境 下 具 有 良 好 的 热 稳 定 性 优 点 。 但 是 ， 第 二 代 超 硬 材 料 抗 _1 绪论 - 3 - 氧 化 性 能 比 较 差 ， 并 且 制 造 成 本 极 其 昂 贵 ， 限 制 了 其 发 展 。 第 三 阶 段 主 要 是 过 渡 族 金 属 超 硬 材 料 ， 具 有 高 热 稳 定 性 、 导 电 性 甚 至 是 超 导 电 性 。 基 本 思 想

23、是 在 金 属 中 引 进 B 、C 、N 、O 等 轻 元 素 从 而 增 加 材 料 硬 度 。 1.3 过 渡 族 金 属 化 合 物 研 究 进 展 过 渡 金 属 是 指 元素周期表 d 区 的 一 系 列 金 属 ， 位 于 第 四 周 期 到 第 七 周 期 的 第 三 族 至 第 十 二 族 之 间 。 过 渡 金 属 富 含 价 电 子 ， 并 且 晶 体 内 部 的 原 子 间 隙 较 大 。 过 渡 金 属 虽 然 富 含 价 电 子 ， 但 是 其 硬 度 很 低 。 科 研 人 员 利 用 过 渡 金 属 富 含 价 电 子 与 较 高 的 体 积 模 量 特 点 ，

24、 将 B 、C 、N 、O 等 轻 元 素 融 合 到 过 渡 金 属 元 素 中 而 形 成 新 型 化 合 物 。 新 型 过 渡 金 属 化 合 物 或 许 更 加 容 易 得 到 既 导 电 又 具 有 良 好 的 机 械 性 能 的 新 型 超 硬 材 料 22-43 。 新 型 的 过 渡 金 属 化 合 物 微 观 特 性 不 同 于 传 统 的 第 二 代 B 、C 、N 、O 组 成 的 超 硬 材 料 。 首 先 ， 第 一 ， 过 渡 金 属 化 合 物 将 会 呈 现 共 价 键 、 离 子 键 和 金 属 键 共 存 的 形 式 ； 第 二 ， 过 渡 金 属 化 合

25、 物 的 成 键 轨 道 的 分 布 具 有 多 样 性 ； 第 三 ， 过 渡 金 属 能 够 构成多种多样结构各异的化合物。 通 过 以 上 三 点 我 们 可 以 知 道 ： 通 过 轻 元 素 的 引 入 ， 可 以 有 效 地 增 加 共 价 键 ， 改 变 共 价 键 方 向 并 形 成 极 强 的 共 价 键 ， 减 少 金 属 键 对 材 料 硬 度 的 影 响 。 1.4 Mo2BC 与 Mo3Al2C 的研究现状 随 着 科 技 的 发 展 ， 在 过 渡 金 属 元 素 化 合 物 中 ， 不 同 元 素 的 合 成 成 分 与 比 例 的 不 同 都 会 影 响 材 料

26、 的 性 质 ， 不 断 有 新 的 物 质 ， 新 的 材 料 性 质 出 现 。 人们在氩 气 环 境 下 利 用 电 弧 熔 化 适 当 钼 金 属 屑 、 硼 和 碳 （ 石 墨 ） ， 制 备 出 Mo 2 BC 。1963 年，Jeitschko 等人确 定 了 Mo 2 BC 的 晶 格 常 数 以 及 轻 分 子 位 置 44 。 金 属 碳 化 物 是 一 种 硬 度 很 高 ， 具 有 良 好 热 稳 定 性 和 抗 腐 蚀 性 的 新 型 功 能 材 料 ， 已 经 在 很 多 领 域 得 到 广 泛 应 用 ， 例 如 ： 耐 高 温 、 耐 腐 蚀 和 耐 摩 擦 的

27、 机 械 领 域 。 近 年 来 ， 具 有 优 良 的 催 化 性 的 过 渡 金 属 碳 化 物 成 为 催 化 材 料 领 域 又 一 新 热 点 。 研 究 表 明 ， 过 渡 金 属 碳 化 物 对 于 油 品 的 加 氢 精 制 、 脱 硫 、 脱 氮 具 有 很 好 的 催 化 性 和 选 择 性 ， 是 一 种 应 用 前 景 广 阔 的 催 化 新 材 料 45-47 。 过 渡 金 属 钼 的 碳 化 物 具 有 较 强 的 解 离 吸 氢 能 力 、 加 氢 脱 硫 和 脱 氮 ， 可 与 贵 金 属 铂 、 铱 媲 美 。 因 此 ， 被 誉 为 可 替 代 铂 族 贵

28、 金 属 的 “ 准铂催化剂 ” 。 碳 化 钼 具 有 较 高 的 熔 点 、 良 好 的 _牡丹江师范学院硕士学位论文 - 4 - 热 稳 定 性 和 机 械 稳 定 性 ， 是钼- 碳化钼硬质涂层和其他金属陶瓷涂层的重要 组 成 成 分 ， 亦 可 单 独 用 作 耐 磨 损 、 抗 擦 伤 涂 层 。 为 了 拓 展 碳 化 钼 的 应 用 领 域 ， 本 文 采 用 合 金 化 机 理 ， 通 过 添 加 第 三 种 原 子 ， 从 而 在 微 观 结 构 上 优 化 其 键 合 性 质 。 可 以 在 碳 化 钼 中 加 入 Al 原 子 提 高 碳 化 钼 的 抗 氧 化 性 ，

29、 并 利 用 第 一 性 原 理 预 测 Mo 3 Al 2 C 的相关性质。 但 是 目 前 对 于 Mo 2 BC 与 Mo 3 Al 2 C 的 力 学 性 质 和 电 子 性 质 的 研 究 报 道 还 是 很 少 。 因 此 ， 本 文 利 用 第 一 性 原 理 对 Mo 2 BC 与 Mo 3 Al 2 C 的 力 学 性 质 和 电 子 结 构 进 行 了 研 究 ， 从 而 为 实 验 分 析 及 应 用 提 供 相 关 数据。 1.5 本 论 文 的 主 要 研 究 内 容 和 意 义 目 前 ， 受 到 实 验 条 件 、 成 功 率 等 因 素 的 影 响 ， 无 法

30、有 效 的 对 Mo 2 BC 与 Mo 3 Al 2 C 进 行 实 验 研 究 。 而 通 过 第 一 性 原 理 计 算 方 法 对 Mo 2 BC 与 Mo 3 Al 2 C 进 行 理 论 预 测 研 究 ， 可 以 为 实 验 研 究 提 供 数 据 ， 并 且 可 以 从 微 观 角 度 解 释 一 些 物 理 现 象 ， 为 实 验 研 究 节 省 时 间 。 正 是 出 于 这 样 原 因 ， 本 文 对 Mo 2 BC 与 Mo 3 Al 2 C 进 行 理 论 研 究 为 进 一 步 的 实 验 和 理 论 研 究 提 供 参 考 。 论 文 主 要 内 容 如 下 ：

31、第 二 章 主 要 介 绍 第 一 性 原 理 计 算 方 法 的 理 论 依 据 。 在 介 绍 第 一 性 原 理 计 算 方 法 时 简 单 的 介 绍 了 第 一 性 原 理 中 的 一 些 理 论 基 础 如 ； 密 度 泛 函 理 论 、 贋 势 以 及 计 算 需 要 用 到 的 软 件 程 序 。 在 第 三 章 ， 我 们 对 正 交 结 构 Mo 2 BC 的 力 学 和 电 子 性 质 进 行 了 系 统 的 研 究 。 首 先 ，对 Mo 2 BC 进 行 几 何 结 构 优 化 ， 得 到 了 平 衡 结 构 参 数 并 确 定 了 稳 定 结 构 常 压 下 属 于

32、 正 交 结 构 。 其 次 ， 通 过 计 算 得 到 的 数 据 研 究 了 Mo 2 BC 在 常 压 下 的 力 学 与 电 子 性 质 。 在 第 四 章 ， 在 0-50 GPa 压 力 作 用 下 ， 对 立 方 结 构 Mo 3 Al 2 C 的力学性质和 电 子 性 质 进 行 了 研 究 。 首 先 ， 对 Mo 3 Al 2 C 结 构 进 行 几 何 优 化 ， 得 到 了 稳 定 结 构 为 立 方 结 构 并 确 定 其 平 衡 晶 格 常 数 。 其 次 ， 通 过 加 压 的 方 法 在 0-50 GPa 压 力 作 用 下 分 别 计算其块 体 模 量 ， 剪

33、 切 模 量 ， 杨 氏 模 量 。 最 后 分 析 了 Mo 3 Al 2 C 弹 性 和 电 子 特 性 。 在 第 五 章 ， 对 工 作 进 行 总 结 与 展 望 。 _2 理论依据 - 5 - 2 理 论 依 据 引言 二 十 世 纪 初 量 子 力 学 的 诞 生 ， 意 味 着 现 代 人 们 进 入 了 深 层 次 研 究 物 质 微 观 结 构 的 时 代 。 理 论 上 ， 通 过 求 解 量 子 力 学 Schr dinger 方 程 ， 能 够 得 到 物 质 所 有 相 关 性 质 。 但 是 ， 物 质 中 存 在 的 大 量 周 期 和 非 周 期 排 列 的

34、原 子 间 的 作 用 并 非 简 简 单 单 就 可 以 处 理 的 。 因 此 ， 计 算 过 程 中 必 须 采 用 一 些 近 似 和 简 化 算 法 。 第 一 性 原理（ The first principle ） ， 还 可 以 叫 从 头 算 起 （ab-into ） ， 基 本 思 想 ： 将多原子体系看作是由原子核和电子组成的多粒子体系，并 依 据 量 子 力 学 的 基 本 原 理 对 问 题 进 行“非经验” 化 处 理 （ 非 经 验 化 处 理 是 ， 在 计 算 Schr dinger 方程 时 不 采 用 实 验 所 得 数 据 ， 也 不 使 用 拟 合 的

35、参 量 。 仅 将 错误! 未 找 到 引 用 源 。 0 m （电 子 的 静 止 质 量 ） ，e （ 电 子 电 量 ） ，h （ 普 朗 克 常 量 ） ，c （ 光 速 ） ， B k （波尔兹曼 常 数 ） 这 五 个 量 作 为 基 本 常 量 ） 。 通 过 求 解 多 粒 子 体 系 的 量 子 力 学 Schr dinger 方 程 ， 求 解 出 描 述 微 观 体 系 的 电 子 波 函 数 和 对 应 的 本征 能 量 ， 并 进 一 步 得 到 该 体 系 的 电 学 ， 光 学 ， 和 磁 学 等 性 质 。 第 一 性 原 理 仅 用 五 个 物 理 基 本 常量, 而 不 采 用 任 何 经 验 参 数 而 求 解 Schr dinger 方 程 获 得 材 料 电 子 结 构 ， 就 可 以 预 测 出 体 系 的 物 理 性 质 。 第 一 性 原 理 计 算 方 法 ， 不 仅 在 新 材 料 设 计 过 程 中 具 有 指 导 作 用 ， 而 且 可 以 大 大 减 少 实 验 工作， 并 提