【摘 要】
:
材料是国民经济的基础,新材料的发现是推动现代科学发展与技术革新的源动力之一,传统的实验“试错型”研究方法具有成本高、周期长和存在偶然性等特点,难以满足现代材料的研究需求。近些年,随着人工智能和数据驱动技术的飞速发展,机器学习作为其主要分支和重要工具,受到的关注日益增加,并在各学科领域展现出巨大的应用潜力。将机器学习技术与材料科学研究相结合,从大量实验与计算模拟产生的数据中挖掘信息,具有精度高、效率高等优势,给新材料的研发和材料基础理论的研究提供了新的契机。机器学习技术结合了计算机科学、概率论、统计学、数据
【基金项目】
:
国家重点研发计划项目(2016YFB0301100),重庆市自然科学基金(cstc2017jcyjBX0040),国家自然科学基金(51531002)。
论文部分内容阅读
材料是国民经济的基础,新材料的发现是推动现代科学发展与技术革新的源动力之一,传统的实验“试错型”研究方法具有成本高、周期长和存在偶然性等特点,难以满足现代材料的研究需求。近些年,随着人工智能和数据驱动技术的飞速发展,机器学习作为其主要分支和重要工具,受到的关注日益增加,并在各学科领域展现出巨大的应用潜力。将机器学习技术与材料科学研究相结合,从大量实验与计算模拟产生的数据中挖掘信息,具有精度高、效率高等优势,给新材料的研发和材料基础理论的研究提供了新的契机。机器学习技术结合了计算机科学、概率论、统计学、数据
其他文献
高强高导高耐热铜合金作为现代高新技术用关键材料之一,已被广泛应用于轨道交通、电子通信和导航控制等众多领域。本文以服役温度超过300℃的Cu-Ag、Cu-Ni-Si、Cu-Cr-Zr、Cu-Al2O3和Cu-Cr-Nb等高强高导高耐热铜合金为对象,概述了它们的合金设计原则、制备特点和相关物理特性,分析了它们开发应用中所存在的问题,并对它们的发展趋势进行了讨论和展望。
X射线被广泛用于科研、工业和医学等领域。由于X射线对人体有害,使用X射线时需进行合理的防护,柔性X射线防护材料可开发防护围裙等装置。X射线防护材料通过光电效应、康普顿效应和电子对效应衰减X射线。铅的原子序数高、密度大、能屏蔽和衰减X射线,但具有毒性且质量大。传统含铅X射线防护材料有着寿命短、对特定能量的X射线防护性能低及透气性差等缺点。与含铅材料相比,使用高原子序数的W、Bi、Ta、Sn等材料开发的无铅柔性X射线防护纤维和织物具有无毒、屏蔽效率高、轻薄等优点,弥补了含铅材料的不足,是柔性X射线防护材料的发
我国以煤为主的能源结构以及日趋严格的氮氧化物排放标准催生了选择性催化还原法(SCR)脱硝技术的广泛应用,由于化学失活或物理结构破损等导致大量的废弃脱硝催化剂产生,造成严重的环境污染。然而,SCR催化剂的主要成分钒、钨、钛等有价金属具有重要的经济和战略价值。随着SCR催化剂的广泛使用,脱硝领域将面临严峻的环境污染和资源浪费问题。针对从废SCR催化剂回收TiO2、WO3、V2O5等金属元素,目前主要有酸法、碱法或氯化法等主
磁性材料是一种既古老又新颖的功能材料,磁性材料本身具有诸多特殊性质,正是基于此类特性,磁性材料可以完成外界物理量与磁信号之间的相互转换,由此制成各种类型的磁性传感器。随着传感器向着智能化、微型化、多功能化、高灵敏度、低功耗、高可靠性发展,新型磁性传感器种类也迅速增加,应用场景愈加广阔。然而,由于人类对磁信号的探测及处理远不如电学信号成熟,磁性传感器的应用仍有诸多问题尚未解决。材料的研究者们更关注新
陶瓷膜过滤技术具有经济高效、过滤稳定、环境适应性强等优势,在水处理、气体过滤、化工、医药及食品生产等众多领域有着广泛应用,并且在分离、澄清、纯化、浓缩、除菌、除盐等生产工艺过程中展现出巨大潜力。然而,在过滤过程中,原料中的有机物、无机盐、胶体粒子和污泥絮体等物质在膜表面或膜孔中的吸附和沉积作用会导致膜污染。膜污染是阻碍陶瓷膜过滤技术发展的主要问题之一。通过计算流体动力学(CFD)模拟仿真对陶瓷膜过滤过程的渗透机理、膜污染机理及浓差极化机理等进行探讨是一种经济有效的研究方法。现已经能通过CFD控制方程和压降
工业水平的发展对低合金低碳钢的性能提出了更高的要求。较高的强度、良好的韧性和抗疲劳能力以及优异的耐蚀性等是低合金高强钢开发的主要方向。微合金化处理通过在钢中加入微量的合金元素可以明显地改善材料的性能。钛微合金化成本较低,能够明显细化奥氏体晶粒,提高材料的强度,具有广泛的应用价值。微合金化元素钛与钢中的碳元素、氮元素反应生成的TiN、TiC以及Ti(C,N)第二相粒子所产生的沉淀强化、细晶强化等作用能够明显改善材料的性能。TiN粒子析出温度较高,细小的TiN粒子可以抑制高温下晶粒的长大;而粗大的TiN粒子对
钙钛矿结构的压电陶瓷具有压电系数高、机电耦合性能良好、性能稳定可靠等优点,其应用环境广泛,是当前重要的商用传感器及半导体元件制造材料之一。其中薄膜结构的钙钛矿压电材料的尺寸小,有利于集成复杂电路结构,在精密电子元件的制造上具有不可替代的优势。然而,宏观上的尺寸降低、界面间的晶格失配以及成型过程中产生的气孔缺陷限制了畴壁的运动,致使薄膜材料表现出较低的铁电、压电、介电特性。近年来,研究者不断调整基体的种类并探索压电薄膜成型工艺的改进方法,试图优化压电薄膜因受结构特点限制而降低的电学性能。研究认为,(100)
冲蚀磨损是材料在流体或含固体颗粒流体的冲击作用下造成的表面磨损现象,在传统材料表面熔覆粉末可以有效改善其表面性能,抑制材料损伤速度,降低制造成本。采用激光熔覆制备的涂层具有结合强度高、对基材的稀释率低和热影响程度小等优点,用于解决恶劣环境下服役零件的冲蚀磨损问题,具有很好的应用前景。熔覆材料主要包括铁基、钴基、镍基三个体系。其中,铁基涂层抗磨性好、成本低,但涂层易产生裂纹缺陷,自溶性、抗氧化性差;钴基涂层耐磨耐蚀性好,但是价格昂贵;镍基涂层抗高温氧化性和耐磨耐蚀性好,价格适宜,综合起来优势明显,应用前景广
金属离子印迹聚合物是以金属离子为模板,在静电、络合、配位等作用下与功能单体相互作用,在一定条件下交联聚合后去除模板离子,获得具有许多特定形状和大小的孔穴的聚合物。由于离子印迹聚合物具有与模板离子大小、电荷和空间结构相匹配的稳定空腔,对模板离子有较高的特异识别性和亲和性,在离子分离、富集以及传感识别等领域有着广阔的应用前景。在金属表面离子印迹材料的制备过程中,载体材料的选择不仅在材料稳定性方面起着至关重要的作用,而且对重金属的特异识别性有一定的协同作用。本文对近年来硅基类、碳基类、磁性类、树脂基类、纤维类为
钙钛矿太阳电池及其叠层电池发展迅速,成为当前光伏领域的研究热点。有机无机卤化钙钛矿材料具有吸收系数高、带隙可调、制备工艺简单等优点,其单结太阳电池实验室效率从2009年的3.8%迅速提升到25.2%,两端钙钛矿/硅叠层太阳电池效率达到29.15%。钙钛矿太阳电池种类丰富,依据器件结构主要分为介孔型钙钛矿太阳电池和平面型(nip结构和pin结构)钙钛矿太阳电池。大量研究工作通过钝化工程、添加剂工程、能级匹配工程、组分工程等先进技术获得高质量的钙钛矿吸收层和光电性能好、低成本、无污染的电荷传输层,提升电荷提取