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《Scripta Materialia》太原理工大學(xué)喬珺威等工作：復(fù)雜合金系統(tǒng)相變過程中的合作博弈

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期：2024-11-11  瀏覽次數(shù)：3159
高熵合金（HEAs）因其獨(dú)特的成分設(shè)計(jì)和優(yōu)異的物理、化學(xué)性能而備受關(guān)注。在高熵合金系統(tǒng)中，相變行為的建模因系統(tǒng)的復(fù)雜性和規(guī)模而面臨雙重挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的簡單合金相變理論基于還原論，在處理復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)存在明顯局限性?；诖耍砉ご髮W(xué)的喬珺威教授團(tuán)隊(duì)通過結(jié)合重整化群（RG）理論與機(jī)器學(xué)習(xí)方法，提出了一種實(shí)用的相變描述方法：基于信息論的重整化群。相關(guān)研究成果以“Cooperative Game During Phase Transformations in Complex Alloy Systems”為題在Scripta Materialia上發(fā)表。

研究團(tuán)隊(duì)通過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，構(gòu)建了一個(gè)合金成分的數(shù)據(jù)庫，并基于此驗(yàn)證了模型的有效性。通過機(jī)器學(xué)習(xí)模型，該團(tuán)隊(duì)在測試集上實(shí)現(xiàn)了較高預(yù)測準(zhǔn)確率。此外，團(tuán)隊(duì)還運(yùn)用了合作博弈理論進(jìn)一步解釋所建立的數(shù)學(xué)模型，發(fā)現(xiàn)該模型能夠包含前人提出的一些相變準(zhǔn)則，這為從新的角度理解合金中的有序-無序相變提供了重要見解。在特征構(gòu)建方面，團(tuán)隊(duì)引入了70余種特征參量，包括振動(dòng)熵、彈性熵及元素周期表中的拓?fù)涮卣?。研究使用?XGBoost 算法，并引入了 Shapley 值等特征重要性評(píng)估方法，以提高模型的可解釋性。研究結(jié)果顯示，相變中的合作現(xiàn)象在高熵合金中起著至關(guān)重要的作用，是系統(tǒng)中內(nèi)在有序性的一種反映。本研究不僅為復(fù)雜合金系統(tǒng)提供了高精度的相變預(yù)測模型，也為理解和設(shè)計(jì)復(fù)雜合金提供了新的理論基礎(chǔ)和研究思路。

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