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高熵材料 (HEM),包括合金、陶瓷、氧化物和半导体,吸引了大量研究者,以研究其诱人/优异的性能和潜在的关键应用( Zhang et al., 2014 ; Santodonato et al., 2015 ; Wang et al., 2017 ; Zhang et al., 2017 ; Ding et al., 2019 ; Qin et al., 2019 ; Shi et al., 2019 ; Li et al., 2020 ; Oses et al., 2020 ; Wright and Luo, 2020 )。由于多个溶质原子的贡献,预计构型熵会更高,从而倾向于形成简单的固溶体(非晶态或晶体),而不是具有许多化合物的复杂微结构。除了高通量实验外,由相图计算(CALPHAD)、从头算分子动力学、相场模拟、有限元计算和蒙特卡罗组成的集成计算材料工程(ICME)方法也得到了材料基因组计划/工程(MGI/MGE)的支持,并正在增强数据库(Liu et al.,2040;The Minerals Metals Materials Society,2015;Wang et al.,2019;Wang et al.,2020)。面向可继承的集成智能制造时代,数据驱动的 ICME 对于加速新型先进 HEM 的发现和应用至关重要。本文回顾并强调了 HEM 领域的前沿研究,介绍了最近对 HEM 的成分 - 加工 - 微观结构 - 性能 - 性能关系的基本理解和理论建模的研究,HEM 具有远超传统合金的可定制性能,例如高强度、延展性、超高熔点、电导率和热导率、耐腐蚀、抗氧化、疲劳和耐磨性。这些特性无疑将使 HEM 在生物医学、结构、机械和能源应用方面引起人们的兴趣。HEM 具有新颖和令人兴奋的性质,有望实现显着增长,并为新的研讨会和研究领域提供了绝佳机会。在本期特刊中,我们汇总了五篇手稿,讨论了与新型 HEM 相关的几个关键方面。在题为“高熵合金的高通量计算:简要回顾”的评论文章中,Li 等人。重点介绍了HEM合成物开发中常用的四种计算方法,包括经验模型、第一性原理计算、CALPHAD和机器学习。经验模型和机器学习都是基于总结和分析,后者由于使用了多种算法而更可信。第一性原理计算基于量子力学和多个开源数据库,也为CALPHAD和机器学习的热力学分析提供了更精细的原子信息。

社论:数据驱动的高熵材料集成计算材料工程

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