计算机在材料科学应用

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1、Origin软件在材料科学实验数据处理中的应用班级：B100602学号：B10060212姓名：虞梦娜材料研究中获得的大量原始数据需要经过处理才能得到所需结果并加以保存。计算机的飞速发展使得不但可以利用计算机大量保存并方便快速查找实验数据，而且更重要的是可以对数据作进一步的后续处理（如计算、绘图、拟合分析等）。而本文所介绍的Origin软件便是国际流行的数据分析软件之一。美国MicrocalSoftware公司于1991年推出的数据分析和绘图软件——Origin软件是公认的简单易学、操作灵活、功能强大的软件，既可以满足一般用户的制图需求，也可以满足高级用户数据分析、函数拟合的需求。软件适合研究

2、人员、工程师和科学人员使用，在各国科技工作者中使用较为普遍，当前全世界有数以万计的科学和工程技术人员使用Origin。其突出特点是简单易学，采用直观的、图形化的、面向对象的窗口菜单和工具栏操作。Origin软件在材料科学研究和实验中存在着广泛的应用。Origin包括两大类功能，即数据分析和绘图。Origin的数据分析包括数据的排序、求均值和标准差、t-检验、快速傅里叶变换、回归分析、曲线拟合等各种完善的数学分析功能。准备好数据后进行数据分析时，只需选择所要分析的数据，然后再选择相应的菜单命令即可。Origin的绘图是基于模板的，Origin本身提供了几十种二维和三维绘图模板而且允许用户自己定制

3、模板。绘图时，只需选择所要绘图的数据，然后再单击相应的工具栏按纽即可。另外，为了用户扩展功能和二次开发的需要，Origin提供了广泛的定制能和各种接口，用户可以自定义数学函数、图形样式和绘图模板等；可以和各种数据库软件、办公软件、图像处理软件等方便地连接。Origin里面也支持编程，以方便拓展Origin的功能和执行批处理任务，可以用C语言等高级语言编写数据分析程序；还可以使用Origin内置的LabTalk语言编程等。Origin可以导入包括ASCII、Excel、pClamp在内的多种数据。另外，它可以把Origin图形输出到多种格式的图像文件，譬如JPEG、GIF、EPS、TIFF等等。

4、　本文则是利用Origin软件对材料科学学科中“镁合金腐蚀”实验中的数据进行了处理，说明该软件在材料科学中的应用。镁合金是航空业与汽车制造业中首选的替代材料，以达到减重的目的。但是，镁的标准电极电位很低，是常用金属中活泼性最高的，在空气中容易氧化，生成比较疏松的氧化膜，所以镁及镁合金的耐腐蚀性能较差，这就制约了镁合金的使用。因此，研究镁合金的耐腐蚀特征非常有必要。在实验中，我们研究了NaCl质量浓度(ρ)和镁合金在NaCl溶液中的浸泡时间对镁合金接触腐蚀质量损失的影响，测得实验数据如表所示。表镁合金腐蚀实验数据TableTheresultsofmagnesiumalloycorrosion浸泡

5、时间/min306090120150ρ(NaCl)=3.5kg/L0.1070.2120.2400.3380.596ρ(NaCl)=1.0kg/L0.0280.0810.1230.2010.276ρ(NaCl)=0.5kg/L0.0130.0300.0470.0680.094ρ(NaCl)=0.1kg/L0.00560.00940.00750.00150.0225图NaCl浓度和浸泡时间对镁合金腐蚀质量损失的影响FigInfluenceofNaClcncentrationandsoakingtimeonweightlossesofmagnesiumalloycausedbycorrosion由

6、Origin拟合图（如图）可以直观看出：随NaCl质量浓度的增加，镁合金腐蚀质量损失增加，因为NaCl质量浓度的增加使电偶电流增加，电流在镁合金上的作用范围扩大，总的腐蚀量增加。另一方面，电偶电流增加，镁合金上的析氢加剧，由析氢引起的镁合金的自腐蚀速度增加。所以，NaCl质量浓度增加，试样的腐蚀质量损失增加。当NaCl质量浓度一定时，浸泡时间延长,腐蚀倾向加大，试样的腐蚀质量损失也增加。故在镁合金的使用过程中，注意与盐溶液的隔离非常有必要。通过对“镁合金腐蚀”实验的研究，初步展现了Origin软件操作的简单易学，是从事教学、科研和工程技术等有关人员可以较快掌握的软件。总之，Origin软件在数

7、据计算、绘图、曲线拟合等方面具有综合而强大的功能，因此深受欢迎，已成为科研人员、工程技术人员数据处理和绘图的利器，它可使我们从复杂的数据处理和绘图中解放出来，将精力集中到图形的数据分析上，从而得到更多有用的信息。