几乎每一个研究和工程领域(包括材料科学)都以惊人的速度被来自各种来源(实验和模拟)的大量数据所淹没。因此,第四种研究范式——数据驱动科学应运而生。它建立在前三种科学范式(实验、理论和模拟)产生的海量数据之上。为了以一种有助于加快新材料发现和实现材料基因组计划 (MGI) 目标的方式来研究这些数据,需要先进的数据驱动分析方法。第四种科学范式利用可扩展的机器学习 (ML) 和数据挖掘工具从如此大量的数据中得出可以付诸实践的结论,并指导各个层面的材料设计计划 (Agrawal & Choudhary, 2019)。
电火花沉积 (ESD) 技术已用于在 9Cr 还原活化钢上涂覆铁铝化物涂层,该钢是用于聚变反应堆测试包层模块的结构材料。在 X 射线衍射技术、光学显微镜、扫描电子显微镜和纳米压痕硬度测量的支持下,对铝化物涂层以及界面区域进行了相位识别和微观结构分析。微观结构检查表明,通过 ESD 工艺处理的钢的近界面微观结构发生了显著变化。涂层/基材界面的基材侧由可能具有准非晶性质的软区和该界面下方的 M 23 C 6 型碳化物偏析富集区组成。然而,涂层显示出广泛的裂纹缺陷,需要将其去除才能可靠地评估其作为包层应用的阻挡层的适用性。
镁合金具有生物相容性和可生物降解性,并能促进骨长入,使其成为未来治疗大面积骨缺损时替代自体和同种异体移植的理想候选材料。这些合金的粉末床熔合 - 激光束 (PBF-LB) 增材制造将进一步允许生产针对骨移植进行优化的复杂结构。然而,通过 PBF-LB 加工的结构的腐蚀率仍然太高。更好地了解 PBF-LB 期间产生的微观结构对腐蚀性能的影响被认为是其未来在植入物中应用的关键。在本研究中,研究了 PBF-LB 加工和随后的热等静压 (HIP) 对不同样品方向的微观结构和织构的影响,并将其与 Mg-Y-Nd-Zr 合金的腐蚀行为联系起来。将结果与挤压的 Mg-Y-Nd-Zr 合金进行了比较。与挤压材料相比,PBF-LB 加工材料的二次相数量越多,其局部腐蚀速率就越高。由于二次相的生长,HIP 之后的腐蚀速率进一步增加。此外,在 PBF-LB 材料中观察到了强烈的纹理,而在 HIP 材料中这种纹理也得到了增强。虽然这会影响通过动电位极化测试测得的电化学活性,但在长期质量变化和氢释放测试中,任何纹理效应似乎都被二次相的贡献所掩盖。未来的工作应该进一步研究各个工艺参数对材料微观结构和由此产生的腐蚀行为的影响,以进一步阐明其相互依赖性。
微观结构分析是实验土力学的重要组成部分,每项实验室土力学研究都应通过一种微观结构分析来完成。土力学中的微观结构分析包括扫描电子显微镜 (SEM) 分析和 X 射线粉末衍射分析 (XRD) 两个主要元素。在 SEM 分析中,通过视觉呈现土壤和/或药剂颗粒之间发生的相互作用,并突出显示形态变化。在 XRD 分析中,将研究土壤和/或药剂的组成元素。事实上,在 SEM 分析中研究的是微粒的物理特性,而在 XRD 分析中研究的是它们的化学特性。本研究回顾了在岩土工程领域进行的一系列研究,特别是在地基改良领域,微观结构分析在这些领域非常有效,取得了可靠的结果。
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105,也可以根据CC0许可使用。(未通过同行评审认证)是作者/资助者。本文是美国政府的工作。在17 USC下不受此预印版的版权持有人的版权,该版本发布于2024年1月12日。 https://doi.org/10.1101/2024.01.11.575206 doi:Biorxiv Preprint
磁共振成像 (MRI) 已成为脑部活体检查的主要成像技术。除了解剖和功能 MRI 之外,扩散 MRI (dMRI) 还广泛用于临床和研究,以评估组织结构和纤维方向,尤其是在神经系统中。虽然扩散张量成像是评估方向测量的最广泛方法,但也提出了其他更复杂的模型。然而,dMRI 的验证是一项具有挑战性的工作,需要专门的测试样本。本文显示,双光子聚合 (2PP) 3D 打印允许制造此类测试对象,也称为幻影。在升级 2PP 制造工艺后,可以创建具有高空间分辨率和足够尺寸的 3D 结构,以便在人体 7T MRI 扫描仪中成像。这些幻影可靠地模拟了人类白质,从而能够系统地验证和确认 dMRI 数据及其分析。 3D 打印结构包含多达 51,000 个微通道,可模拟较大轴突的扩散行为,每个微通道的横截面积为 12 × 12 μ m 2,平行和交叉排列。获取的 dMRI 数据显示并验证了这些新型脑模型的实用性。