摘 要

    回顧了從手冊(cè)到數(shù)據(jù)庫的材料數(shù)據(jù)活動(dòng)的歷史和現(xiàn)狀，并介紹了一些重要的產(chǎn)品。通過基于數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)科學(xué)方法預(yù)測界面熱阻的實(shí)例，我們展示了材料信息學(xué)在采用過于復(fù)雜或耗時(shí)的傳統(tǒng)理論和實(shí)驗(yàn)方法研究材料的領(lǐng)域方面的優(yōu)勢(shì)和潛力。材料大數(shù)據(jù)是材料信息學(xué)的基礎(chǔ)。在本文中討論了構(gòu)建材料大數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)和策略，并根據(jù)我們構(gòu)建國家材料科學(xué)研究所（NIMS）材料數(shù)據(jù)庫的經(jīng)驗(yàn)，提出了一些解決方案。

    部分附圖

    圖1：材料數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展。

    圖2：實(shí)驗(yàn)值和預(yù)測值：（a）聲失配理模型（AMM）和（b）擴(kuò)散失配模型（DMM）之間的關(guān)聯(lián)。

    圖3：實(shí)驗(yàn)值與高斯過程回歸預(yù)測結(jié)果的相關(guān)性。

    圖4：材料識(shí)別系統(tǒng)的四個(gè)層次。

    圖5：描述SiC/Ti復(fù)合材料的層次結(jié)構(gòu)示例。

    圖6：材料識(shí)別信息管理系統(tǒng)的概念。

    圖7：單相材料識(shí)別記錄的XML框架。

    結(jié) 論

    數(shù)據(jù)科學(xué)正在成為處理試驗(yàn)耗時(shí)和理論計(jì)算方法過于復(fù)雜的材料問題的重要且有效的方法。材料數(shù)據(jù)即時(shí)基礎(chǔ)，也是限制科學(xué)創(chuàng)新的瓶頸所在。為了構(gòu)建材料大數(shù)據(jù)，我們面臨各類挑戰(zhàn)，包括最新數(shù)據(jù)收集，長期數(shù)據(jù)保護(hù)，數(shù)據(jù)共享和最大利用率等。幸運(yùn)的是，所有材料現(xiàn)象下的物理和化學(xué)定律都可以幫助我們減少所需的數(shù)據(jù)量。本文基于構(gòu)建NIMS材料數(shù)據(jù)庫的經(jīng)驗(yàn)，提出了一些解決方案。已經(jīng)得到證明的一個(gè)成功例子是通過機(jī)器學(xué)習(xí)方法預(yù)測界面熱阻性能。

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