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材料基因组工程专用数据库 被引量:8
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作者 岳溪朝 冯燕 +3 位作者 刘健 于烨泳 席慷杰 钱权 《上海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期399-412,共14页
材料数据具有多源、异构、高维等特点,收集纷繁复杂的材料数据,建立材料基因工程专用数据库,是实现数据驱动的新材料研发的基础.以材料数据的规范化表示、机器学习建模及模型跨域部署、材料数据隐私保护下的机器学习、利用知识图谱从材... 材料数据具有多源、异构、高维等特点,收集纷繁复杂的材料数据,建立材料基因工程专用数据库,是实现数据驱动的新材料研发的基础.以材料数据的规范化表示、机器学习建模及模型跨域部署、材料数据隐私保护下的机器学习、利用知识图谱从材料数据库到知识库等材料基因专用数据库的若干核心技术为基础,介绍了材料基因数据库平台的系统架构及实现、平台超算部署及运行.最后以反钙钛矿负膨胀材料为例,介绍了材料基因工程数据库平台从数据归档到机器学习建模,再到逆向设计,以及最终实验验证的整个流程. 展开更多
关键词 材料基因组工程 数据库 机器学习 知识图谱
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数据驱动的机器学习在电化学储能材料研究中的应用 被引量:16
2
作者 施思齐 涂章伟 +3 位作者 邹欣欣 孙拾雨 杨正伟 刘悦 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期739-759,共21页
储能电池的关键是材料。继实验观测、理论研究和计算模拟之后,数据驱动的机器学习具有快速捕捉材料成分-结构-工艺-性能间复杂构效关系的优势,有望为电化学储能材料的研发提供新的范式。本文从结构化和非结构化数据驱动两方面,系统评述... 储能电池的关键是材料。继实验观测、理论研究和计算模拟之后,数据驱动的机器学习具有快速捕捉材料成分-结构-工艺-性能间复杂构效关系的优势,有望为电化学储能材料的研发提供新的范式。本文从结构化和非结构化数据驱动两方面,系统评述了机器学习在电化学储能材料研究中的最新进展。全面概括了可用于电化学储能材料机器学习的国内外材料数据库,分析了其数据的收集、共享和质量检测存在的问题;重点阐述了电化学储能材料中机器学习的工作流程和应用,包括结构化数据驱动下数据收集、特征工程和机器学习建模以及图形、表征图像和文献文本这类非结构化数据驱动下的模型构建和应用。进一步,厘清电化学储能材料领域机器学习面临的三大矛盾且给出对策,即高维度与小样本数据的矛盾与协调、模型复杂性与易用性的矛盾与统一、模型学习结果与专家经验的矛盾与融合,并提出构建“领域知识嵌入的机器学习方法”有望调和这些矛盾。本文将为机器学习在电化学储能材料设计和性能优化中的应用提供参考。 展开更多
关键词 电化学储能材料 机器学习 材料数据库 领域知识
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热电材料的第一性原理高通量研究 被引量:6
3
作者 李鑫 席丽丽 杨炯 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期236-246,共11页
热电材料是一种新型能量转换材料,在温差发电或通电制冷等领域具有广泛应用。热电优值ZT值是衡量热电材料能量转换效率的关键参数,ZT值要求热电材料具有优异的电输运性能及较低的热导率。传统第一性原理热电材料研究往往关注少量样本下... 热电材料是一种新型能量转换材料,在温差发电或通电制冷等领域具有广泛应用。热电优值ZT值是衡量热电材料能量转换效率的关键参数,ZT值要求热电材料具有优异的电输运性能及较低的热导率。传统第一性原理热电材料研究往往关注少量样本下的电热输运性质理解与优化,很难得到系统性的规律,也不利于新体系的设计优化。材料基因组计划力求通过大数据、高通量手段去加速材料设计与发现,具有广阔的发展前景。在热电材料研究领域,第一性原理高通量计算也将在新材料预测与性能优化等方面起到越来越重要的作用。另一方面,高通量研究也带来了新的挑战,譬如电热输运性质的高通量算法发展、大数据分析手段等等,这些方面的问题决定了高通量方法在材料应用中的效率与准确性。本文综述了热电材料中现有的电热输运性质高通量计算方法,介绍了这些方法具体的应用案例,并对高通量与热电材料结合的未来发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 高通量 第一性原理 热电材料 电热输运 综述
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电流变液智能材料的研究进展 被引量:3
4
作者 梁宇岱 徐志超 +2 位作者 袁欣 巫金波 温维佳 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期803-810,共8页
电流变液是一种电响应智能材料,由微纳米尺寸的介电颗粒分散在绝缘油中组成。从发现到现在的70余年中,虽然出现了种类繁多的电流变液,但是由于存在力学性能、沉降性能、再分散性能、零场黏度和电流密度等方面的问题,制约了电流变液在实... 电流变液是一种电响应智能材料,由微纳米尺寸的介电颗粒分散在绝缘油中组成。从发现到现在的70余年中,虽然出现了种类繁多的电流变液,但是由于存在力学性能、沉降性能、再分散性能、零场黏度和电流密度等方面的问题,制约了电流变液在实际工业中的应用。巨电流变液的出现在一定程度上推进了电流变液的发展,但距离实现真正的工业化还有一些问题有待解决。主要从电流变液分散相、连续相和添加剂3个方面介绍了近期的研究成果,着重介绍了近期出现的4类具有代表性的分散相颗粒。并简单总结了电流变液的应用方向和前景、研究现状和未来发展方向。 展开更多
关键词 电流变液 巨电流变液 连续相 分散相 添加剂
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定制电解液或隔膜实现锂离子各向异性输运从而抑制枝晶生长:相场模拟研究
5
作者 李亚捷 陈斌 +4 位作者 王依平 邢辉 赵伟 张更 施思齐 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第3期71-72,共2页
电池内部不可控的枝晶生长问题严重地影响着电池的循环性能和安全性能,这对于锂金属电池的实际应用是一个严峻的挑战。尽管已有较多的实验和理论研究工作聚焦于电极间锂离子各向异性输运特性对枝晶形貌的影响,但仍有一些开放性的问题有... 电池内部不可控的枝晶生长问题严重地影响着电池的循环性能和安全性能,这对于锂金属电池的实际应用是一个严峻的挑战。尽管已有较多的实验和理论研究工作聚焦于电极间锂离子各向异性输运特性对枝晶形貌的影响,但仍有一些开放性的问题有待进一步研究,例如,如何将枝晶生长的动态演变与电解液性质、电势分布或隔膜多孔结构诱导的锂离子各向异性输运关联起来。我们通过将锂离子在电解液中的扩散系数(D_(L))表示为二阶张量的形式并进行相场模拟,发现D_(yy):D_(xx)比值的增加,以及电势诱导的电极/电解液界面锂离子快速扩散层均可以降低界面处锂离子浓度梯度和电势梯度,从而减弱枝晶生长的驱动力。我们还发现隔膜基体与y方向之间夹角的增大也会显著促进电解质中的锂离子各向异性输运特性,以利于抑制枝晶生长。籍此本文提出设计D_(yy):D_(xx)=10:1的电解液和基体倾斜角为arctan(0.5)的隔膜用于锂金属电池。该相场研究有望为设计具有抑制枝晶能力的电解质或隔膜提供指导。 展开更多
关键词 锂枝晶 相场模拟 电解质 隔膜 锂离子扩散系数
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基于粉末床技术的增材制造AlSi10Mg合金研究进展 被引量:2
6
作者 龚弟亮 卞华康 +3 位作者 潘登 徐圣航 杨鑫 汤慧萍 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1091-1112,共22页
基于粉末床技术的增材制造AlSi10Mg合金,因其快速制造、设计灵活性高、成本低等优势,在汽车和航空航天等领域具有广泛的应用前景。然而,由工艺参数不当引起的孔隙和裂纹等缺陷,以及与熔池相关的独特微观结构,仍然影响打印部件的性能,这... 基于粉末床技术的增材制造AlSi10Mg合金,因其快速制造、设计灵活性高、成本低等优势,在汽车和航空航天等领域具有广泛的应用前景。然而,由工艺参数不当引起的孔隙和裂纹等缺陷,以及与熔池相关的独特微观结构,仍然影响打印部件的性能,这是激光选区熔化(SLM)面临的主要问题之一。而在电子束选区熔化(EBM)制造AlSi10Mg合金中,元素蒸发导致的强度下降是其主要问题,且技术应用较少。本文对SLM和EBM两类技术在AlSi10Mg合金中的应用现状和难点问题进行了总结与对比,两类技术所制造的打印部件在组织和性能上呈现出明显的差异。求解工艺−组织−性能之间的关系,以及开发增材制造技术(AM)专用合金粉末体系,是SLM和EBM技术打印AlSi10Mg合金共同面临的挑战,因此有必要进行综合考虑。同时,针对这些问题,本文讨论了未来的研究方向与发展趋势。 展开更多
关键词 激光选区熔化 电子束熔化 AlSi10Mg 工艺参数
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热电材料高通量实验制备与表征方法 被引量:6
7
作者 骆军 何世洋 +3 位作者 李志立 李永博 王风 张继业 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期247-259,共13页
高通量材料实验旨在利用较少的实验次数快速获得成分?物相?结构?性能之间关系,筛选出组分最优的材料体系,目前已在超导材料、荧光材料以及巨磁阻材料等方面有较多应用。热电材料是可以实现热能和电能直接相互转换的功能材料,在温差发电... 高通量材料实验旨在利用较少的实验次数快速获得成分?物相?结构?性能之间关系,筛选出组分最优的材料体系,目前已在超导材料、荧光材料以及巨磁阻材料等方面有较多应用。热电材料是可以实现热能和电能直接相互转换的功能材料,在温差发电和废热利用等领域有着重要的应用价值,但热电材料的传统实验制备与表征方法存在着实验周期长和效率低等问题。因此,将高通量实验的方法和理念引入新型热电材料的研发和优化具有重要的理论和实际意义。本文主要总结和梳理了现有在热电材料实验研究中具有较好应用前景的高通量实验制备与表征技术,包括高通量样品制备、成分?结构高通量表征、电?热输运性能高通量表征等,并分析了各高通量实验技术在实验热电材料研究中的优势和局限性,希望为今后热电材料高通量实验优化和筛选提供一定的参考。 展开更多
关键词 高通量实验 热电材料 电输运性能 热导率 综述
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纳米多孔铜银双金属的制备及其SERS性能
8
作者 吴琳 张玲 潘登 《上海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期134-142,共9页
纳米多孔双金属不仅具有独特的三维纳米结构,还可提供双金属协同光学特性,成为表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)的良好候选材料.以锆铜银非晶合金为前驱体,采用脱合金工艺制备纳米多孔铜银双金属SERS基底.具... 纳米多孔双金属不仅具有独特的三维纳米结构,还可提供双金属协同光学特性,成为表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)的良好候选材料.以锆铜银非晶合金为前驱体,采用脱合金工艺制备纳米多孔铜银双金属SERS基底.具有均匀纳米孔隙的基底表现出优异的SERS性能,对罗丹明6G(rhodamine 6G,R6G)和结晶紫(crystal violet,CV)的检测限分别达到10^(−16)和10^(−10) mol/L.同时,所制备基底具有良好的均匀性和稳定性.简单、高效、低成本纳米多孔铜银的制备为高性能SERS基底的实现提供了新思路. 展开更多
关键词 表面增强拉曼散射 纳米多孔铜银双金属 超灵敏检测
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聚丙烯复合材料老化数据集成学习 被引量:1
9
作者 武星 高进 丁鹏 《上海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期440-450,共11页
聚丙烯复合材料老化实验周期长,且单次实验采集的数据样本少,使用传统机器学习方法进行预测的准确度较低.为了解决聚丙烯复合材料老化数据样本少与预测准确性低的问题,提出了一种虚拟样本生成(virtual sample generation,VSG)的集成学... 聚丙烯复合材料老化实验周期长,且单次实验采集的数据样本少,使用传统机器学习方法进行预测的准确度较低.为了解决聚丙烯复合材料老化数据样本少与预测准确性低的问题,提出了一种虚拟样本生成(virtual sample generation,VSG)的集成学习预测方法.首先,对聚丙烯复合材料老化数据使用高斯混合模型(Gaussian mixed model,GMM)虚拟样本生成方法平滑生成验证有效的虚拟样本;然后,使用生成后的数据集建立集成学习预测模型,该模型包含随机森林(random forest,RF)、极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)算法、轻量级梯度提升机(light gradient boosting machine,LightGBM)算法以及分类梯度提升(categorical boosting,CatBoost)算法.实验表明:集成学习模型的LightGBM算法与CatBoost算法性能最优,在测试数据上均方误差为0.0013与0.0001,比RF算法与XGBoost算法分别高出0.4与0.2.聚丙烯复合材料老化虚拟样本生成与集成学习方法可以有效解决实验周期长、单次实验采集的数据样本少的问题,并可取得比单一机器学习算法更优的性能. 展开更多
关键词 聚丙烯复合材料 材料老化 集成学习 高斯混合模型
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陶瓷涂层材料多模态数据表征学习 被引量:1
10
作者 武星 胡明涛 丁鹏 《上海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期492-503,共12页
陶瓷涂层具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损等特性,其热膨胀系数和热导率等参数与其性能息息相关.为解决陶瓷涂层性能实验成本高、测试困难等问题,提出了陶瓷涂层材料多模态数据表征学习的性能预测方法.首先利用高斯混合模型虚拟样本生成(G au... 陶瓷涂层具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损等特性,其热膨胀系数和热导率等参数与其性能息息相关.为解决陶瓷涂层性能实验成本高、测试困难等问题,提出了陶瓷涂层材料多模态数据表征学习的性能预测方法.首先利用高斯混合模型虚拟样本生成(G aussian mixture model virtual sample generation,GMMVSG)算法生成符合真实陶瓷涂层数据分布的样本来扩充数据集;其次利用卷积神经网络VGG16对陶瓷涂层的显微结构图像数据进行特征提取,利用TabNet对结构化数据进行特征提取,将提取到的图像数据特征与结构化数据特征融合;最终根据多模态数据表征建立基于K-最近邻(K-nearest neighbor,KNN)、支持向量机回归(support vector regression,SVR)和多层感知机(multi-layer perceptron,MLP)3种机器学习算法的预测模型,对陶瓷涂层的性能指标,即热膨胀系数和热导率进行了预测.实验结果表明:提出的多模态数据表征学习模型的预测结果要优于单模态数据表征学习模型,其中基于MLP算法训练的多模态数据表征学习模型对陶瓷涂层性能的预测效果最好;在测试集中,对陶瓷涂层热膨胀系数预测的平均绝对误差(mean absolute error,MAE)和均方误差(mean square error,MSE)分别为0.0266和0.0017,对热导率预测的MAE和MSE分别为0.0179和0.0007.所提出的陶瓷涂层材料多模态数据表征学习方法有效融合了结构化数据与非结构化数据,联合学习了各模态数据的潜在共享信息,成功提升了对陶瓷涂料层材料性能预测的准确度. 展开更多
关键词 陶瓷涂层 高斯混合模型 多模态数据表征 机器学习算法
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高通量小样品CuCrZr合金电弧熔炼工艺及微观组织
11
作者 郑晨 刘艳洁 +3 位作者 李学文 余童昕 胡涵 刘轶 《上海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期94-104,共11页
高通量合金制备实验系统通过多工位、小样品的自动化合成,可以降低单个样品的制备时间和成本,提高材料的合成效率.为了阐明新型高通量合金制备的工艺和微观结构特点,使用自主设计的高通量自动电弧熔炼系统制备了CuCrZr小样品合金,优化... 高通量合金制备实验系统通过多工位、小样品的自动化合成,可以降低单个样品的制备时间和成本,提高材料的合成效率.为了阐明新型高通量合金制备的工艺和微观结构特点,使用自主设计的高通量自动电弧熔炼系统制备了CuCrZr小样品合金,优化电弧熔炼的工艺参数,探究合金元素收得率,并考察其微观组织形貌.研究结果发现,在熔炼电流为200 A时铜合金样品的烧损稳定、铸锭质量较好,并根据Cr和Zr烧损情况拟合了相应元素的收得公式.选取3种典型成分铜合金(低Cr高Zr、低Cr低Zr和高Cr低Zr)的铸态组织进行分析,发现合金铸锭组织中心区域为粗大柱状晶,铜坩埚底部靠近水冷区域存在薄的细晶层.铸态CuCrZr合金中析出相分布在枝晶间隙,富Cr相为(Cu+Cr)共晶相,富CuZr相为Cu_(51)Zr_(14)和Cu_(5)Zr,与相图和文献报道一致.性能测量表明,合金元素的添加能够提高合金的硬度,但降低了其电导率.证明了高通量小样品合金制备的可行性和有效性,为其推广到常规样品制备和工业化生产提供了参考依据. 展开更多
关键词 高通量实验 小样品 CUCRZR 合金 电弧熔炼工艺 微观组织
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合金成分和加工参数对Fe-Cu-Mn-Ni四元系合金微结构的影响机制
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作者 刘昱含 丁家瑞 +1 位作者 周微宇 邱嫡 《上海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期454-464,共11页
通过相场模型系统研究了Fe-Cu-Mn-Ni合金成分、热处理温度及外部加载对α→γ相变行为的影响机制,并重点考察了体系成分、α/γ两相结构瞬时分布及二者随时间的演化规律.研究结果表明:较低含量的Cu元素,能促使该Fe基合金形成颗粒中心区... 通过相场模型系统研究了Fe-Cu-Mn-Ni合金成分、热处理温度及外部加载对α→γ相变行为的影响机制,并重点考察了体系成分、α/γ两相结构瞬时分布及二者随时间的演化规律.研究结果表明:较低含量的Cu元素,能促使该Fe基合金形成颗粒中心区域Cu富集但结构仍保持与母相(bcc结构)一致α的析出相;较高含量的Cu元素,则倾向于使其形成颗粒边缘区域Cu富集但为fcc的γ析出相.在Fe-Cu合金中添加少量Mn、Ni元素可以形成Mn/Ni成分环状富集的析出相结构,而增加Mn、Ni元素的含量会加速相变过程的发生,且Mn的促进作用大于Ni.通过改变热加工参数及外加载荷可以调控Fe基合金α+γ的两相微结构.时效温度越低或冷却速率越快,相变起始点越早,且随着相变的进行和析出相的增大,会出现Cu元素外排至边缘的现象;同时,外加载荷的增加也促使Cu富集γ相的形成.该研究结果为优化Fe-Cu-Mn-Ni合金性能提供了理论支持,并可对其他多元合金体系的相场模型研究提供参考. 展开更多
关键词 Fe-Cu-Mn-Ni合金 环状结构 加工参数 过冷度 相场模拟
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基于图像处理的高熵合金图像定量分析技术
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作者 张尊帅 刘昱含 +2 位作者 郎志远 周生华 杨炯 《中国材料进展》 北大核心 2025年第7期622-628,共7页
扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)在材料表征领域具有广泛的应用前景,然而所获得的图像通常难以直接提取定量信息。针对一种共晶高熵合金的扫描电镜图像,提出了一种基于机器学习和图像分割技术的自动化、定量化分析方... 扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)在材料表征领域具有广泛的应用前景,然而所获得的图像通常难以直接提取定量信息。针对一种共晶高熵合金的扫描电镜图像,提出了一种基于机器学习和图像分割技术的自动化、定量化分析方法,该方法能够有效测量共晶高熵合金板条状区域的面积、长度、宽度、周长以及不同组分的占比。实验结果表明,本研究所提出的方法在高熵合金图像上具有良好的鲁棒性和准确性,为研究高熵合金材料的表面结构提供了重要的技术支持。 展开更多
关键词 机器学习 扫描电子显微镜 图像分割 图像处理 定量分析
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热处理工艺对30CrMnSiNi2A钢微观组织和力学性能的影响机理
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作者 王春蛟 胡华彦 +4 位作者 赵天吉 冯国斌 张检民 宋淼 王淑娟 《电子显微学报》 北大核心 2025年第3期295-306,共12页
30CrMnSiNi2A超高强度低合金钢具有良好的强度、冲击韧性和抗疲劳性能,热处理工艺对其微观组织和力学性能的影响很大。本工作结合微观组织表征与力学性能测试,研究了不同热处理制度对30CrMnSiNi2A钢的微观组织和力学性能影响的规律。结... 30CrMnSiNi2A超高强度低合金钢具有良好的强度、冲击韧性和抗疲劳性能,热处理工艺对其微观组织和力学性能的影响很大。本工作结合微观组织表征与力学性能测试,研究了不同热处理制度对30CrMnSiNi2A钢的微观组织和力学性能影响的规律。结果表明:固溶温度的升高使30CrMnSiNi2A钢原奥氏体晶粒中更易观察到由平行马氏体块组成的马氏体包,固溶温度升高到1050℃后原奥氏体晶粒尺寸显著长大,但固溶温度的改变对拉伸性能的影响较小。回火温度的升高改变组织内板条结构并促进过渡碳化物向合金碳化物转变,对30CrMnSiNi2A的拉伸性能影响显著。随回火温度的升高,30CrMnSiNi2A钢的强度先增后减,而塑性先减后增。 展开更多
关键词 30CRMNSINI2A 热处理 微观组织 碳化物 力学性能
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融合材料领域知识的数据准确性检测方法 被引量:7
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作者 施思齐 孙拾雨 +3 位作者 马舒畅 邹欣欣 钱权 刘悦 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1311-1320,I0001-I0005,共15页
材料数据由于小样本、高维度、噪音大等特性,用于机器学习建模时常常会产生与领域专家认知不一致的结果。面向机器学习全流程,开发材料领域知识嵌入的机器学习模型是解决这一问题的有效途径。材料数据的准确性直接影响了数据驱动的材料... 材料数据由于小样本、高维度、噪音大等特性,用于机器学习建模时常常会产生与领域专家认知不一致的结果。面向机器学习全流程,开发材料领域知识嵌入的机器学习模型是解决这一问题的有效途径。材料数据的准确性直接影响了数据驱动的材料性能预测的可靠性。本研究针对机器学习应用过程中的数据预处理阶段,提出了融合材料领域知识的数据准确性检测方法。该方法首先结合材料专家认知构建了材料领域知识库。然后,将其与数据驱动的数据准确性检测方法结合,从数据和领域知识两个角度对材料数据集进行基于描述符取值规则的单维度数据正确性检测、基于描述符相关性规则的多维度数据相关性检测以及基于多维相似样本识别策略的全维度数据可靠性检测。对于每一阶段识别出的异常数据,结合材料领域知识进行修正,并将领域知识融入到数据准确性检测方法的全过程以确保数据集从初始阶段就具有较高准确性。最后该方法在NASICON型固态电解质激活能预测数据集上的实验结果表明:本研究提出的方法可以有效识别异常数据并进行合理修正。与原始数据集相比,基于修正数据集的6种机器学习模型的预测精度都有不同程度的提升。其中,在最优模型上R2提升了33%。 展开更多
关键词 机器学习 材料科学 数据质量 领域知识
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基于不同机器学习算法的钙钛矿材料性能预测 被引量:19
16
作者 郑伟达 张惠然 +4 位作者 胡红青 刘尧 李盛洲 丁广太 张金仓 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期803-809,共7页
钙钛矿材料由于在各领域具有广泛的应用前景而备受材料学家的关注,对其各种物理化学性能的研究一直是材料领域研究的热点。本文建立随机森林(Randomforest,RF)、岭回归(Ridgeregression,RR)、以及基于径向基核函数和线性核函数的支持向... 钙钛矿材料由于在各领域具有广泛的应用前景而备受材料学家的关注,对其各种物理化学性能的研究一直是材料领域研究的热点。本文建立随机森林(Randomforest,RF)、岭回归(Ridgeregression,RR)、以及基于径向基核函数和线性核函数的支持向量回归(Support vector regression,SVR)等4种机器学习算法的预测模型,对钙钛矿材料数据集中的密度、形成能、带隙、晶体体积等4种性能参数进行预测。结果表明:RF方法可以对钙钛矿材料的密度、带隙性能进行有效预测;RR方法可以实现对密度性能的预测;线性核函数的SVR方法可以实现对形成能性能的预测。该研究表明,不同的机器学习算法对数据样本分布的敏感程度不同,因此针对不同的性能参数预测需要选择不同方法。 展开更多
关键词 钙钛矿材料 机器学习 性能预测 算法选择
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基于特征工程和机器学习的铝基高熵合金稳定性预测 被引量:3
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作者 胡瑞 刘庆 +4 位作者 张光捷 李俊杰 陈晓玉 魏晓 戴东波 《上海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期476-484,共9页
铝基复合材料具有众多优异的性能,应用前景较好.以简单稳定相的高熵合金可以作为增强颗粒来制备铝基复合材料,其各方面力学性能都显著提升.提出了一种基于结合了特征工程和机器学习的新方法来研究高熵合金相稳定性.该方法利用特征工程... 铝基复合材料具有众多优异的性能,应用前景较好.以简单稳定相的高熵合金可以作为增强颗粒来制备铝基复合材料,其各方面力学性能都显著提升.提出了一种基于结合了特征工程和机器学习的新方法来研究高熵合金相稳定性.该方法利用特征工程筛选出影响目标属性的重要因素,然后选择相应的回归方法预测相稳定性.使用50%的数据集进行训练,并在其余数据集上进行测试验证.研究结果表明,该方法在预测高熵合金的相稳定性方面具有较高的准确性(R^(2)=0.994),且能辅助找到影响相稳定性的关键因素. 展开更多
关键词 铝基复合材料 高熵合金 特征工程 机器学习 相稳定性预测
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锂电池研究中的X射线多晶衍射实验与分析方法综述 被引量:10
18
作者 张杰男 汪君洋 +2 位作者 吕迎春 禹习谦 李泓 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2019年第3期443-467,共25页
X射线多晶衍射技术是研究晶体结构的重要手段,通过对衍射数据的分析,能够得到材料的晶胞参数、原子占位、晶粒大小、晶粒取向、应力分布等信息,对研究材料结构与性能之间的关系具有重要意义。在锂离子电池研究领域,X射线衍射技术广泛应... X射线多晶衍射技术是研究晶体结构的重要手段,通过对衍射数据的分析,能够得到材料的晶胞参数、原子占位、晶粒大小、晶粒取向、应力分布等信息,对研究材料结构与性能之间的关系具有重要意义。在锂离子电池研究领域,X射线衍射技术广泛应用于材料合成、电芯检测及失效分析中的物相检测,极大地推动了电池材料的进步与发展。本文主要介绍了X射线多晶衍射基本原理与实验方法、测试过程常用参数设置、数据处理与结构精修方法,并结合实例介绍了X射线衍射技术在研究锂离子电池材料结构演化、反应机制、安全性能等方面的应用。 展开更多
关键词 X射线衍射 多晶分析 测试方法 锂电池
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采用相场法研究γ′相的析出动力学 被引量:3
19
作者 孙向尚扬 赵彦 +2 位作者 鲁晓刚 孙晓峰 周廉 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期116-125,共10页
通过相场法研究了1073K时效过程中Ni-Al高温合金γ′相的析出动力学。结果表明:在形核长大阶段,随Al成分增加,γ′相的生长动力学指数m值总体呈下降趋势,当ρ≈0.5(ρ为γ′相半径与平均半径的比值)时,γ′相数目达到最大,小于该尺寸的... 通过相场法研究了1073K时效过程中Ni-Al高温合金γ′相的析出动力学。结果表明:在形核长大阶段,随Al成分增加,γ′相的生长动力学指数m值总体呈下降趋势,当ρ≈0.5(ρ为γ′相半径与平均半径的比值)时,γ′相数目达到最大,小于该尺寸的γ′相几乎不存在。在γ′相的粗化阶段,γ′相的生长动力学指数m值介于2~3之间,γ′相的生长机制为溶质扩散与界面迁移共同作用的混合机制。粗化阶段γ′相的尺寸分布符合Gamma分布,且粗化后期满足标度律。在γ′相的粗化后期,随时间的延长,γ′相的尺寸均匀性越好,且随Al成分增加,γ′相的粗化机制有从溶质扩散机制向界面迁移机制的过渡。 展开更多
关键词 镍基高温合金 相场法 析出动力学 生长机制 动力学指数
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石墨炔与锡烯层状体系的形变势和电声耦合及载流子传输理论研究 被引量:8
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作者 奚晋扬 中村悠马 +2 位作者 赵天琦 王冬 帅志刚 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2018年第9期961-976,共16页
我们对sp+sp^2杂化的碳同素异形体—石墨炔,以及锡烯等层状体系的电子结构、形变势、电声耦合和电荷输运性质进行了回顾。有些二维石墨炔具有类似石墨烯的狄拉克锥,同时石墨炔电子结构可通过将其沿不同方向裁剪成不同宽度一维纳米带来... 我们对sp+sp^2杂化的碳同素异形体—石墨炔,以及锡烯等层状体系的电子结构、形变势、电声耦合和电荷输运性质进行了回顾。有些二维石墨炔具有类似石墨烯的狄拉克锥,同时石墨炔电子结构可通过将其沿不同方向裁剪成不同宽度一维纳米带来调节。采用玻尔兹曼输运方程和形变势近似,结合第一性原理计算,我们预测石墨炔电荷载流子室温迁移率可达10~4–10~5 cm2?V^(-1)?s^(-1),尤其6,6,12-石墨炔,因有两个狄拉克锥及比石墨烯弱的电声耦合,其室温迁移率甚至能高于石墨烯。因此具有独特电子结构和高迁移率的石墨炔能成为继石墨烯之后未来的纳米电子器件材料。此外我们着重分析了形变势方法的适用性:密度泛函微扰理论和瓦尼尔插值技术能精确计算任意波矢和模式的声子对载流子散射,该方法在石墨烯和石墨炔上的运用表明二维平面碳材料中对载流子输运起主导作用的是长波长纵声学声子散射,因而形变势方法是适用的;但通过对锡烯等二维非平面buckling结构的材料声子散射和迁移率的计算,发现此类不具备σh对称性的材料有较强的面外声子散射和横声学声子谷间散射,使得常用的形变势失效。 展开更多
关键词 石墨炔 锡烯 电子结构 形变势 电声耦合 迁移率
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