随着材料信息学的快速发展和语义Web的出现，为解决传统搜索技术缺乏对语义的理解，不能方便、直观地从材料数据信息中发现隐含知识等诸多问题提供了新的途径。然而在实际应用中，用户面临以下困难：首先是语义查询语句的构造过于困难。其次是基于关键字的查询难以提供语义相关的结果，且语义查询结果往往以RDF/XML的数据格式返回给用户，不利于用户阅读和发现知识的内在联系。为解决上述问题，本文设计了材料科学数据语义查询及可视化系统，并主要做了如下工作：首先提出了基于材料领域本体概念的语义查询语句自动生成方法，可依据用户输入的领域概念术语和查询条件，按照给定的查询模板动态地、自动地生成符合规范的SPARQL查询语句；其次从材料领域知识中发现并设定推理规则实现了基于逻辑规则的语义推理扩展方法，提供更丰富、更接近用户目标的查询结果；最后通过对可视化技术的探索，设计了语义数据可视化模型，利用可视化技术将查询结果以动画视图直观、动态、交互的展示，使用户能有效、快速的获取材料领域信息和发现隐性知识。本文采用JSF技术实现了语义查询生成界面，为材料用户提供交互式的查询接口，通过JenaAPI将材料本体模型中的概念术语展现在用户界面。利用Jena API和Pellet结合实现了基于规则的语义推理，并最终使用flare类库实现了查询结果的可视化展现。