为什么材料创新对我们很重要?

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汽车行业不仅关系着老百姓的日常出行,它还是一条庞大的产业链,对于“稳就业、保增长”具有举足轻重的意义。与传统的燃油车不同,我国电动汽车产业凭借电池、电驱、智能化等技术因素已经形成了局部优势,有望成为出口领域的新增长点。但是,以欧洲出台“欧七”标准为代表,发达国家通过不断攀升的准入标准,试图阻断中国电动汽车的出口之路。在“欧七”标准中,不仅有燃油消耗、尾气排放的标准,而且把“魔掌”伸向了轮胎,理由是:轮胎磨损导致的粉尘污染物质(微塑料)也会对环境造成影响,轮胎污染物排放量是排气管颗粒物排放量的400倍。这就对轮胎行业的研发能力提出了更高的要求,不仅要提升轮胎的燃油经济性,也要降低轮胎的颗粒物排放指标。

总之,我国已进入工业化中后期,材料的作用显得尤为重要,开展新材料强国战略研究,对支撑我国制造强国战略实施具有重要战略意义。同时,发达国家对关键技术和产品的出口不断设置壁垒,也迫使我国头部企业纷纷转向正向研发的队列。只有从材料的源头出发研究,我们才能更好地突破创新。

计算机辅助工具在材料研究领域的应用

为了促进新材料的使用或替代,材料科学专业知识在各个行业和市场中都非常有价值。在材料科学领域,需要研究材料的组成、结构和性能。

以新能源汽车为例,电池技术作为电动汽车的核心和瓶颈,是电动汽车研究的重点和热点方向,也是关系到新能源汽车成本、续航里程、安全性及使用寿命的关键。为进一步提升电池的综合性能,研发的重心也开始转向探索新材料。

电池中发生的一些现象肉眼可见(例如硅阳极的膨胀),但其原因可追溯到原子尺度上的物理、化学变化(例如阳极上锂的枝晶化),这是一种多尺度的耦合过程。庭田科技提供的仿真软件可从分子级、电极级、单电池级、模组级、动力系统级等多种尺度,为电池中发生的耦合现象提供全栈仿真技术。

同时,针对电池具体使用过程中遇到的热管理、结构强度、振动性能、疲劳、跌落、挤压、冲击碰撞等问题,庭田科技也有对应的CAE仿真解决方案。

庭田科技助力企业新材料的正向研发

庭田科技始终致力于为新材料的研发提供整套解决方案。从第一性原理到分子动力学的研究,再到跨尺度分析建模,及宏观的材料性能分析(声、光、电、热、磁、力、流体等),庭田科技都有诸多解决方案。与此同时,为响应国家2060前实现碳中和的战略目标,庭田科技也提供专业的碳足迹追踪工具。

审核编辑 黄宇

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