精选优质文档-倾情为你奉上浅述第一性原理内容及应用计算材料学，是材料科学与计算机科学的交叉学科，是一门正在快速发展的新兴学科，是利用计算对材料的组成、结构、性能以及服役性能进行计算机模拟与设计的学科。它涉及材料、物理、计算机、数学、化学等多门学科。计算材料学主要包括两个方面的内容：一方面是计算模拟，即从实验数据出发，通过建立数学模型及数值计算，模拟实际过程；另一方面是材料的计算机设计，即直接通过理论模型和计算，预测或设计材料结构与性能。前者使材料研究不仅仅停留在实验结果和定性的讨论上，而是使特定材料体系的实验结果上升为一般的、定量的理论；后者则使材料的研究与开发更具方向性、前瞻性，有助于原始性创新，可以大大提高研究效率。因此，计算材料学是连接材料学理论与实验的桥梁。1. 第一原理的发展背景材料的组成、结构、性能、服役性能是材料研究的四大要素。传统的材料研究以实验室研究为主，是一门实验科学。但是，随着对材料性能的要求不断提高，材料学研究对象的空间尺度在不断变小，只对微米级的显微结构进行研究已经不能揭示材料性能的本质，纳米结构、原子像已成为材料研究的内容，对功能
