CCSA202022-08-29發布2022-請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國材料與試驗團體標準委員會材料基因工程領域委員會通則技術委員會I材料基因工程是材料研發的新趨勢。近年隨著對材同時，圍繞材料基因工程領域隨之涌現，層出不只有標準的術語才能保證行業規范和健康發展。所以發展，促進材料學術交流，方便文獻檢索，推利數據庫、標準數據庫、國內外學術會議數據庫檢領域使用頻繁的術語中剔除了常見材料術語，保留材料基因工程是一種新興的材料研究模式，具有高度學科交叉性術語。在術語基礎上衍生的詞條以同一索引號下多擴展，所以本術語標準將與時俱進，調整和補充材從而形成材料的系列術語體系，既反映材料基因工程術研究和大數據技術研究工作，共同支撐新材料數據1材料基因工程術語本文件適用于材料基因工程領域的科學研究、教學材料基因工程術語詞條按通用類、計算類、數據類、制備類、表征類和應用類分4.1詞條要素構成c)首選術語（根據GB/T4880.14.2定義中黑體字的用法4.3定義中尖括弧的用法4.4定義中方括弧的用法5.術語和定義1材料基因工程materialsgenomeen一種材料科學的新型研發理念，顛覆了傳統的“試錯法”，以“數據＋人工注：國際上，大數據的4個特征直接用volume、variety、velocity、variability予以表述，分別賦5.1.5.15.1.5.25.1.5.35.1.5.45.1.5.5指將源模式下的數據結構轉換為目標模式下的5.1.5.62通常包括數據項、數據結構、數據流、數據存儲和基本加工五個部分。其中數據項是數據的最小注2：數據字典一般有手工建立和利用計算機輔助建立并維護兩種形式。前者按各條目規范的格式印制、填寫和處理卡片，建立索引目錄;后者可編制程序來生成和管理字典，并在生成字典的同時建立字典的數據庫文件，以便于字典5.1.5.7對于材料研發領域產生的各類數據進行有效存儲和管理5.1.5.8對材料數據的內容、質量、可靠性、價值、生命周期進行5.1.5.9指對數據進行管理、維護、存儲、評價、備份以及對其他用戶授予數據訪問權限指遵循FAIR的原則，FAIR是Finda注：參見可發現(5.1.47),可獲取(5.1.48),可互操作(5.1.49),可再利用(注：與基因類似，材料科學尚無特定的、科學的、明確的、普遍的微靈敏和準確等特點，相關技術可應用于材料制35.1.7.15.1.7.2高通量工藝開發highthroughputpr5.1.7.3高通量計算材料基礎設施highthroughputcomputationalmaterialsin5.1.7.4材料基因工程方法之一,不同于傳統樣品制備實驗手段。這一方式借鑒生物和制藥研究方法，以小尺寸，大批量、并行特征的實驗新型手段應用于材料研發，具有快速、靈敏、準確、高效率特點。5.1.7.55.1.7.65.1.7.75.1.7.8高通量表征highthroughpu5.1.7.9基于高通量測量設備或編寫專門的程序，按一定流程實現材料性能或者特征的基于高通量設備對大批量的實驗樣品進行對比，選擇優化材料成分范圍高通量計算篩選highthroughputcomputat4可能建立起材料組分、結構和性能的定量關系模型用于指導新材從已有的材料數據中通過高通量技術進行數據優化，挑選最佳的材料成分、指材料制備過程中，應用高通量技術對材料樣高通量材料模擬highthroughputmat依據材料基因工程數據通則，指材料樣品的成分、標識，5.1.105.1.115.1.125.1.13任一外部維度、內部或表面結構處于納米尺度（1nm~100nm)范圍5全名稱二維原子晶體材料，指電子僅可在兩個維度的納米尺度（1nm~100nm）上自由運動（平面運5.1.14對一個論域中存在的概念及其關系和性質進行可共享的、可形式的、可顯現的注：使用該本體所建立的模型可以被其他人員5.1.155.1.16材料表征materialschara材料非線性materialsnonl6從而對材料制備、成分、結構與性能以及之間關系認識愈加深入的為了實現應用，對材料進行性能、形狀和尺寸為了研究材料成分、組織和性能關系建立的模材料描述符materialsdesc從多個備選材料中，依據一定要求和規則縮小材料選擇范圍，尋找潛能滿足在豐富的材料數據庫中，通過材料數據庫檢索或者材料分形fractalofmaterials7指以材料科學和認知體系，在材料基因工程領域中，指數據挖掘獲得的材料知識系統materialsknowl數據庫中的知識發現knowledgediscoveryindatabases；KDD材料特性預測materialproperties在于加快研究材料進程。翻倍加快材料研發速度，減半降低材料研發成本是這一計劃的特點。5.1.175.1.18材料成分沿著材料空間變化，常用于表示梯度材料性能與5.1.195.1.205.1.218基于微觀、介觀、宏觀等多尺度進行材料結構設計獲得期5.1.225.1.235.1.245.1.255.1.26指通過光、電、磁、熱、化學、生化等作用后具有5.1.27構效關系structure-activityre5.1.285.1.29基于元素和含量、性能的定量認識，通過模5.1.30集成計算材料工程integratedcomputationalmaterialsengine結合物理、化學、力學、材料等多學科對材料復雜行為進行建模和扼要解釋為使用多尺度材料建模振興科學工程設計的方法學。ICME主要是將計算工具得到的析和制造工藝模擬集成，與美國政府與2011年提出的材料基因組計劃（Material5.1.315.1.32計算材料學computationalmat關于材料組成、結構、性能、服役性能的模擬與5.1.33根據實際問題來建立數學模型，對數學模型來進行求解，然后根據結果去解決實際問題。5.1.34原指是指物體或斜面傾斜、歪斜的程度，現指材料成分或者性能5.1.355.1.365.1.37量（如化學勢、摩爾焓、摩爾熵等）間相互關系的幾何表5.1.38相圖計算calculationofphasediagram；CALPHAD礎上預測和設計具有某種特定結構和性能的5.1.395.1.405.1.415.1.42有序-無序轉變order-disord注：通常高溫有利于向無序相轉化，低溫則有利于向有序相轉化。有序-無序轉化會影響物質的物理性質和化學性5.1.435.1.445.1.45注：受此啟發出現基因組(genome)和基因組學(genomics)兩個名詞，過去10年“組omes”和“組學omics”成為科5.1.465.1.47登記或建立索引，易于被第三方(人員與機器5.1.485.1.495.1.50第一性原理計算firstprinciple解薛定諤方程的算法。被廣泛應用在化學、物理、生命科學和材料學等領格子玻爾茲曼方法latticeBol一種分子模擬方法，依靠牛頓力學模擬分子體系的運動，以粒子位置和動力學信息為基礎，計算體系的熱力學量和進一步獲得其它宏觀性質。屬于微觀尺度的模擬高通量分子動力學計算highthroughputm避免跟蹤固液界面的位置與形狀。在相場模型中，固/液界面不再是厚度為零的尖銳界面，而是具有一定厚度的彌散界面。相場模型的基礎是Ginzburg-Landau方程，通過引入一個或一組僅在界面區域急劇變化但在空間上仍然保持光滑性的場變量—序參量場來描述不同的相(如等于1時表示固相;等于-1或0時表示液相;其他值時為界面)，并與其他場變量5.2.10構關系。它反映了材料性質等因素對上述關系的影響，是金屬塑性加工力學的重要方5.2.11密度泛函理論densityfunction分子和凝聚態的性質，是凝聚態物理計算材料學和計算化學領域最常用的方5.2.12周期性晶格的量子動力學電子波衍射引起的現象。材料的能帶結構決定了多種特性，特別是材料5.2.13在細觀尺度下對非均質材料中呈現出周期性的單胞堆積結構，以單胞作為代表性體積單5.2.14過程不斷調節細化，實現網格點分布與物理解的耦合，計算機通過對數據、事實或自身經驗的自動分析和綜合獲取知5.3.2.1機器學習算法machinelearninga5.3.2.2機器學習方法machinelearn5.3.2.3機器學習模型machinelear5.3.2.4機器學習技術machinelearningt大規模并行處理massivelyparallelproces構建分類函數或者分類模型(也稱為分類器)，具有將5.3.9.25.3.9.3樸素貝葉斯分類器naiveBayesi基于貝葉斯定理，通過計算給定實例屬于一個特定類的概率來對給定實例進5.3.10在材料基因工程領域，一般指研究一組隨機變量(Y1，Y2，?,Yi)和另一組(X1，X2，?,Xk)通過對兩個或兩個以上的自變量與一個因變量的5.3.11通過傳感器等機械、電子實現人類的可視能力，輸出5.3.12通過構建并結合多個學習器完成學習任務，有時也被稱為多分5.3.135.3.14卷積神經網絡convolutionalneu一類包含卷積計算且具有深度結構的前饋神經網絡，是深度學習5.3.15決策支持系統decisionsupportsyste5.3.165.3.17可理解為進行“特征學習”或“表示學習”,通過多層處理，將初始“低層”特征表示轉化為層”特征后，用“簡單模型”實現復雜的分類等學習5.3.18深度卷積神經網絡deepconvolutionalneura5.3.19統計數據分析statisticaldata指運用統計方法及與分析對象有關的知識，結合定量與定性5.3.20統計計算statisticalco基于數理統計、計算數學和計算機科學的交5.3.215.3.22統計推斷statisticalinf5.3.235.3.24相關向量機relevancevectormac5.3.255.3.26學習過程中由學習器挑選未標記樣本,并請求外界提供標記信息，其目標是使用盡可能5.3.275.3.285.3.29人工蜂群算法artificialbeecol5.3.30人工神經網絡artificialne5.3.315.3.325.3.33模擬人腦結構的一種非線性系統，由大量人工神經元按照某一種拓撲結構互聯而成。5.3.34以數據驅動為核心的設計方式，首先建立數據源，然后根據材料對象模型進行數據庫關系設計，根據材料數據關系建立模型，實現數據驅動5.3.35借助于計算機及相關軟件，對抽象的、大規模、非結構化的原始數據、衍生數據實現材料建模、仿真和科學計算的可視化輸出，將材料工藝、組織結構演變、使用場景等各種材料相關動態過程及瞬5.3.365.3.37在多個對象和多個指標互相關聯的情況下分析之間的統計規5.3.38按照時間順序，將數據區塊以順序相連的方式組合成的鏈式數據結構，并以密碼學方式保證的不5.3.39用戶只需要提供計算需求并獲取計算結果，對計算過程不需要了解和干涉，計算過程由網絡服務5.3.40蟻群優化antcolonyoptimizat5.3.41一種用絕緣的塑料或陶瓷材料包圍集成電路成超表面metasurface在單晶基板上沿其晶向連續生長具有特定參數的單晶薄膜方進樣于一體的功能，操作方便，耗時短，測定快速高效的特5.4.10一種借助于特殊微加工技術制造，可用于進行化學反應的三維結構固體基質元件。常見10到1000微米之間的微型反應器，含有多道且小尺寸的通道（當量直徑小于505.4.115.4.12微機械micro-electromechanicalsyst高性能電子集成器件、接口、通信等于一體的微型器件5.4.135.4.14指用高分子等將某種球形芯物質（液體或者固體，直徑數微米~數百微米）包裹而成的粒狀5.4.155.4.165.4.175.4.185.4.195.4.20度的圓片，具備成像能力。如此制作的微透鏡排列可用微小光學領域和光信號處理技術領域。5.4.215.4.22為實現高效率的高通量制備，對微反應器排列5.4.235.4.24物理氣相沉積physicalvapordepositio離子，通過低壓氣體（或等離子體）過程，在5.4.25組合磁控濺射combinatorialmagnetronsp組合濺射combinatorial5.4.26組合材料科學combinatorialmaterials5.4.27組合材料芯片combinatorialmateri5.4.28組合庫combinatoriall組合化學中表示包含數量較多且為不同結構的化5.4.29X射線吸收近邊結構X-rayabsorptionnearedgestructure；XANESX射線光電子能譜X-rayphtoelectronspectroscopy；X子內殼層及價帶中各占據軌道電子結合能和電離能的精表面功能化surfacefunct通過表面處理工藝使材料最外層具備特定性能或者功能的表面和界面surfaceandinte研究固體物質最外層或者吸附原子、分子及薄膜的特性的變化，具有與體內不同的物理化學性質，許多材料的特性與表面張力是一樣的。它們都是表示自動縮小表5.5.105.5.115.5.12注：表面應力一般來自于表面涂層和基底之間的力學性能5.5.13表面增強拉曼散射surface-enhancedRama5.5.145.5.15差熱分析differentialthermalanaly在過程控制溫度下，測量物質和參比物的溫度差和溫度關系的一種技術。利用差熱曲線的吸熱或5.5.16通過光學和計算機圖像合成技術構成拍攝對象立體圖像的5.5.17成像光譜imagingspectr5.5.185.5.19電子背散射衍射electronbackscatte5.5.20多探測器計算機斷層掃描multidetectorcom5.5.21范德華異質結構vanderWaalsheteros5.5.225.5.23能量色散X射線光譜energydispersiveX-rayspec借助于分析試樣發出的元素特征X射線波長和強度實現的，根據不同元素特征X射線波長的不同來5.5.24透射電子顯微鏡transmissionelectronmicrosc以波長極短的電子束作為照明源，通過電磁透鏡聚焦獲得高放大倍數和高分辨成像的電子光學儀5.5.25原子力顯微鏡atomicforcemicroscop5.5.26原子探針斷層掃描atomprobetomogra5.5.27束的角分布和能量變化研究試樣分子結構和動力學特征的一種試在材料內部裂紋萌生后進入生長階段，是決定了材料使用壽命關鍵因素之儲氫材料hydrogenstoragema在一定溫度和氫氣壓力下，能吸收、儲存和釋放氫的材一般包括燃料電池材料、氫能源材料、太陽能5.6.9.1熱電優值figureofmerit5.6.9.25.6.10以無機陶瓷材料經特殊工藝制備而形成的非對稱膜,5.6.115.6.12指物理性質和力學性質表現隨著晶體空間方向變化呈現差5.6.13附錄A陳永彥、沈耀、朱虹、邵承瑾、王一、范秀鳳、陸艷、朱雷[4]GB/T5271.31-20[5]GB/T5271.34-20[12]T/CSTM00120-2[13]材料大