PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Journal of Advanced Ceramics· 2026Q1

Nadir-toprak disilikat fazlarını yüksek sıcaklık kaplamaları için makine öğrenmesi ile tahmin etme

Machine learning empowered compositional design of multiple rare-earth principal component disilicates

Luo Yixiu, Xinyu Gao, Ziyu Wang, Cui Zhou ve diğerleri

Kısa özet

Rastgele orman modeli, çevresel bariyer kaplamaları için çoklu nadir-toprak disilikatlarının ((nRExi)2Si2O7) faz bileşimini doğru bir şekilde tahmin ederek, ortalama RE3+ katyonik yarıçapı ve sapmasını kilit faktörler olarak belirler.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Çoklu nadir-toprak disilikatlarındaki dört faz bileşimi türünü doğru bir şekilde sınıflandıran bir rastgele orman modeli.
  • Ortalama RE3+ katyonik yarıçapı ve sapması, faz tahmini için en etkili faktörler olarak belirlenmiştir.
  • Nicel tasarım kriterleri belirlenmiştir: β-polimorflar için < 0.885 Å ve γ-polimorflar için 0.885 Å < < 0.900 Å, belirli yarıçap sapması sınırları ile.
  • Yüksek verimli DFT hesaplamaları, faz oluşumunu yapısal rastgeleliği barındırmanın enerji maliyetiyle ilişkilendirir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Abstract The targeted design of multi-RE-principal-component RE2Si2O7 disilicates ((nRExi)2Si2O7) for environmental barrier coatings (EBCs) applications requires customizing the multi-RE compositions to achieve maximal optimization of the target properties. A critical prerequisite is the retention of a stable β- or γ-polymorphic phase under high-temperature service conditions. This, however, is challenged by their rich polymorphic phases, which varies with the elemental properties of the RE cationic sites. In this study, a random forest (RF) model with high accuracy is developed to classify the four types of phase composition − single-β, single-γ, single-δ/mixed δ+γ, and separate phase – identifying the average RE3+ cationic radius ( ) and the deviation of RE3+ cationic radius ( ) as the most influential factors. The well-trained model is validated by predicting the phase compositions of (Gdx1Hox2Ybx3Lux4)2Si2O7 and (Ndx1Hox2Ybx3Lux4)2Si2O7 systems, supported by experimental characterization of representative compositions. High-throughput DFT calculations reveal that the formation of their phases correlates with the low energy costs to accommodate configurational randomness into the multicomponent system, characterized by rapid convergence of the configurational entropy of mixing with increased excitation energy. The quantitative design criteria for single-phase β-(nRExi)2Si2O7 and γ-(nRExi)2Si2O7 disilicates are established: (i) < 0.885 Å for β-polymorphs and 0.885 Å < < 0.900 Å for the γ-polymorphs; and (ii) sufficiently small , whose upper bound increases monotonically with , reaching ~ 0.04 at the vicinity of ~ 0.885 and 0.900 Å. This work provides an investigation paradigm enabling the targeted design of (nRExi)2Si2O7 EBCs candidates.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Journal of Advanced Ceramics, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Malzeme Kimyası

Materials ChemistryMaterials Science