使用COMSOL实现材料列表管理的技术探索

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COMSOL软件及其大多数附加模块均有内置材料库，这些材料库包含材料及相关材料特性数据。自 5.5 版本开始，COMSOL 软件中还增加了一个附加产品-材料库，包含多达 24 种材料属性，可以模拟 3800 多种材料。所有这些属性均带有参考信息。几乎所有的材料属性都可以定义为温度T的函数，我们可以将传热仿真中的温度场仿真结果作为此函数的输入值。

材料属性包括：

导热系数、热膨胀系数、恒压热容、电导率、密度、杨氏模量、泊松比、屈服应力和硬化曲线、动态黏度

注意：特定材料的材料属性取决于材料的类型。

材料库中的大多数材料还包含了不同的取向或其他变量信息，这些信息可以表述同一种材料在不同工况或者不同变化时的材料属性。

材料库中的所有材料属性均具有参考信息。在“属性”列表中选择一个属性，可以查看材料属性的参考信息。参考信息通常包括一些期刊或论文，有时为电子文献的网址链接，也可能包含材料相关特性值的准确性、参考温度或压力的注释。

除了附加材料库之外，COMSOL 及其附加模块中还提供了以下内置材料库：

1、comsol内置材料库：包含 30 多种常用材料，例如空气，铝，砖，混凝土，铜，硅玻璃，硅，结构钢和水一些材料特性取决于压力和温度该库中的材料属性值为某些常见材料的典型示例值。

2、AC/DC 材料库：包含对电磁材料属性，包括铜，软铁，石英，石墨，吉尔斯–阿瑟顿磁滞材料，非线性永磁体和硬磁材料材料特性包括电磁特性上，例如电导率，相对介电常数，相对磁导率以及磁通密度和磁场范数。

3、电池与燃料电池材料库：包含许多电极和电解质，主要用于锂离子，镍氢和铅酸电池的建模材料特性包含电导率和电解质电导率，盐和参考浓度，扩散系数，平衡电势和密度。

4、生物热材料库：包含许多与人体有关的材料属性，例如骨骼，脂肪，肝脏，肌肉，心肌，前列腺和皮肤热材料特性包含热导率，恒定压力下的热容量和密度，适用于生物加热建模。

5、建筑材料库：包含建筑材料（如混凝土，木材，铜版纸和不同类型的木板）的热和湿气属性除了常见的热特性外，这些材料还具有水蒸气渗透性、耐蒸汽性以及水含量等该库中的材料可用于热，空气和湿气（HAM）建模。

6、平衡放电材料库：包含与空气，氩气，氦气，氢气，氮气和氧气有关的随温度变化的电学和热学性质适用于等离子体仿真中的平衡放电建模。

7、液体和气体材料库：包含与温度相关的热和流体材料属性

8、MEMS材料库：材料属性包含多种金属，半导体，绝缘体和聚合物的机械，热和电材料

9、非线性磁性材料库：材料属性为非线性磁化曲线，适用于用于各种铁磁合金（如各种类型的钢）仿真。

10、非线性结构和地质力学材料模型：使用材料模型表示非线性结构材料，而不是使用材料库中的材料特性来表示。

11、光学材料库：包含折射率的随频率变化的实部和虚部，用于光学仿真，该仿真由实验、模型和仿真共同验证

12、压电材料库：包含各种压电材料：氮化铝，钛酸钡，锗酸铋，硫化镓，钛酸锆钛酸铅和石英的变体，罗谢尔盐，二氧化碲等

13、压阻材料库：包含在对压阻模型化时使用的材料特性，例如弹性矩阵，压阻和弹性耦合矩阵，损耗因子，相对介电常数，电导率和 p- 硅和 n- 硅的轻掺杂单晶和多晶密度材料

14、射频材料库：包含多种基材材料，可用于射频组件建模

15、半导体材料库：包含半导体材料，例如硅，锗，砷化镓，砷化铟，金刚石等

16、热电材料库：包含热和电材料属性，包括用于模拟热电效应

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