1.1 工艺-微观结构关系 ...................................................................... 1 1.2 基于物理的建模 ...................................................................... 4 1.3 微观结构预测中的机器学习 ...................................................... 6 1.4 生成对抗网络 ...................................................................... 8 1.5 激光烧结 ...................................................................................... 9 1.6 基于激光的先进制造中的现场监测
研究领域涵盖使用激光增材制造工艺开发与核工业、航空航天工业和其他工业相关的各种先进工程材料。通过使用不同的先进表征技术研究激光加工材料的微观结构和相场演变,建立微观结构和性能相关性。了解相变和相稳定性对使用激光增材制造工艺开发的原始材料和后处理材料性能的影响。通过近表面微观结构改性和产生压缩残余应力,使用激光冲击喷丸增强材料性能。
Balasubramaniam Radhakrishnan 橡树岭国家实验室 高性能计算在结构合金工业加工过程中微观结构演变的相场模拟中的应用 Radhakrishnan 博士是 ORNL 计算科学与工程部多尺度材料组的杰出研究员。他在材料科学与工程相关的多个主题上进行了广泛的研究,特别涉及结构合金中的结构-加工-性能关系、热机械加工过程中微观结构和纹理演变的高级计算机模拟、凝固加工和使用多尺度建模方法的固态相变。他最近的研究重点是金属增材制造,特别关注加工条件和合金化学对微观结构演变的影响。作为这项工作的一部分,他积极参与合作,开发可用于控制增材制造工艺参数的降阶模型,以在具有复杂几何形状的部件中开发特定位置的微观结构。他积极致力于开发与金属合金微观结构演变相关的高性能代码,这些代码可在橡树岭领导级计算设施上高效运行。
摘要:改善脆性底物上纳米化薄膜的界面稳定性对于诸如微电子等技术应用至关重要,因为所谓的脆性 - 延性 - 延性 - 延性界面限制了其整体可靠性。通过调整薄膜特性,由于分层过程中的外部韧性机制,可以改善界面粘附。在这项工作中,在模型的脆性 - 凝胶界面上研究了膜微结构对界面粘附的影响,该模型由脆性玻璃底物上的纳米化cufim插头组成。因此,使用磁控溅射将110 nm薄的Cu纤维沉积在玻璃基板上。虽然在溅射过程中保持纤维厚度,残留应力和纹理的质地可比,但在沉积过程中和通过等温退火过程中,纤维微结构变化了,导致四个不同的cufifms产生了晶粒尺寸分布。然后使用应力的MO覆盖剂确定每个Cufim的界面粘附,这触发了直接自发扣的形状的Cufifm分解。每个薄膜的混合模式粘附能的范围从较大晶粒的膜的2.35 j/m 2到4.90 j/m 2的纤维,对于纳米晶粒量最高的薄膜。使用聚焦的离子束切割和通过共聚焦激光扫描显微镜对扣子进行额外研究,可以通过对扣的额外研究进行清晰的效果,以将其切换并量化固定在弯曲的薄膜中的弹性和塑性变形的量。关键字:薄膜粘附,脆性 - 延性界面,自发扣,纤维微观结构,纳米化的cufifms可以证明,具有较小晶粒的膜表现出在分层过程中吸收更高量的能量的可能性,这解释了它们较高的粘附能量。
关键功能•自动微观结构生成工具,以生成微观结构模型的几何形状和网格,包括连续纤维,切碎的纤维,切碎的纤维,颗粒物,空隙,(堆叠)织物,(堆叠)织物,包括不同夹杂物,层压板的组合,以及从第三部分工具等进口,以及进口
samuel.cooper@imperial.ac.uk在这项工作中,我们演示了生成人工智能(AI)的最新进展如何通过将制造参数与微观结构直接联系起来,并最终与全电池性能相关联[1]。我们的方法解决了电极设计中的基本挑战:只有几个常见参数(例如主动材料分数和日历压力)可以导致广泛的可实现的微观结构,每个微结构具有不同的传输属性和电化学行为。传统上,弥合此“制造对绩效”差距将需要昂贵或耗时的基于物理的模拟和/或广泛的实验活动。我们通过在电极横截面图像的小数据集上训练数据驱动的,有条件的生成模型来克服这些挑战。这些图像捕获的微结构数据改变了三个关键参数:活动材料重量百分比,孔隙率和粘合剂粘附度量。至关重要的是,在仅看到21个培训样本后,我们的生成模型准确地重现了看不见的微观结构,同时还可以预测有效的运输和界面特性。通过比较微观结构指标(例如曲折度因子,表面积),可以验证这些生成的微观结构的保真度。平均相对误差低于几%,表明在整个参数空间上可靠的插值。因此,它可以嵌入贝叶斯优化环中。每次迭代首先选择一组制造参数。一旦受过训练,生成模型就可以比基于最先进的物理制造模拟生成准确的微观结构数据五个数量级。该模型生成相应的微观结构,从中我们提取有效的特性(例如,有效材料体积分数,孔曲折度因子,如图1所示)。我们使用了自己的GPU加速求解器Daufactor2 [2],
上下文。薄膜和涂层广泛应用于各种技术应用,如微电子、封装或光学。它们在沉积过程中通常会产生高残余应力,有时压缩应力约为几 GPa。如此大的压缩应力可能导致屈曲结构的成核和生长,这通常会导致最初赋予此类薄膜/基材复合材料的功能特性的丧失。因此,我们研究的目的是通过确定相关参数来防止、限制或控制屈曲现象的发生,从而更好地理解屈曲现象。过去,我们的研究主要集中于基材的弹性和塑性的影响、特定起泡结构作为所考虑薄膜机械性能的函数的观察、施加在起泡结构上的外部压力问题、弹性理论框架在观察到塑性褶皱时理解屈曲的局限性、二维材料(如石墨烯)的起泡结构由于其最终厚度而存在争议等。我们现在想将注意力集中在薄膜/基材的粘附性能上,这控制着界面裂纹的扩展,并最终控制起泡结构的生长。最近的实验观察突出了在固定机械应力/载荷下起泡的增长,表明粘附性随时间发生显著变化。例如,图 1 显示了一个圆形水泡(Si 晶片上厚度为 60 nm 的 Au),其中有无数连续的塑性褶皱,这是其生长动力学的标志。
1 磁膜物理实验室,SSPA“白俄罗斯国家科学院科学与实用材料研究中心”,P. Brovki 街 19,220072 明斯克,白俄罗斯;fix.tatyana@gmail.com (TIZ);zheludkevich27@gmail.com (ALZ);ir23.by@gmail.com (IUR);bondruk625@gmail.com (AAB);katenickerd@gmail.com (EKZ);truhanov86@mail.ru (AVT) 2 南乌拉尔国立大学单晶生长实验室,列宁大街 76,454080 车里雅宾斯克,俄罗斯 3 联合核研究中心弗兰克中子物理实验室,Joliot-Curie 街 6,141980 杜布纳,俄罗斯; vershinina@nf.jinr.ru 4 杜布纳国立大学自然科学与工程科学学院,Universitetskaya Str. 19, 141980 Dubna,俄罗斯 5 白俄罗斯国立信息与无线电电子大学微纳米电子系,P. Brovki Str. 6, 220013 Minsk,白俄罗斯 6 东北大学资源环境系,沈阳市文化路 3-11 号 110819,中国;mg_dong@163.com 7 乌拉尔联邦大学物理与技术研究所,Mira Str. 19, 620002 Yekaterinburg,俄罗斯;mokhamed.khanfi@urfu.ru 8 核材料管理局,El Maadi,开罗 PO Box 530,埃及 9 伊斯拉大学理学院物理系,Al Hezam Road,安曼 1162,约旦; dr.mabualssayed@gmail.com 10 核医学研究系,医学研究与咨询学院,伊玛目阿卜杜拉赫曼·本·费萨尔大学,沙特阿拉伯达曼 31441 11 莫斯科谢切诺夫第一国立医科大学生物医学科技园,Bolshaya Pirogovskaya Str. 2/4,119991 莫斯科,俄罗斯;sil_m@mail.ru 12 国立科技大学 MISiS 电子材料技术系,列宁大街 4/1,119049 莫斯科,俄罗斯 * 通讯地址:dashachushkova@gmail.com (DIT);sv_truhanov@mail.ru (SVT);电话:+375-29-562-81-87 (DIT);+375-29-536-86-19 (SVT)
基于长丝挤压的金属增材制造为广泛使用的基于梁的增材制造提供了一种替代方案。从基于挤压的技术获得的微观结构与基于梁的增材制造获得的微观结构有很大不同,因为挤压技术采用了烧结工艺,而不是熔池的快速凝固。在本研究中,研究了通过长丝挤压制备的 316L 不锈钢的微观结构与脱脂和烧结条件的关系。采用与能量色散 X 射线映射相关的高速纳米压痕来表征微观结构。发现 1350 ◦ C 的高烧结温度、纯 H 2 气氛和 60 K/m 的冷却速度可产生最佳微观结构。由于加速致密化,可获得高密度,这是通过引入由于 𝛿 铁素体形成而产生的扩散路径实现的。同时,可以避免氧化物或𝜎 沉淀物等硬质相对机械性能产生不利影响。结果表明,可以通过分析纳米压痕映射的硬度和模量数据来量化孔隙率。所得值与光学和阿基米德浸没法测量值高度一致。与文献相比,3D 打印和烧结样品的拉伸试验显示出出色的延展性和强度。我们证明,316L 细丝的 3D 打印和在优化条件下烧结可产生与块体值相当的材料性能。