Acta Mater.: 機器學習輔助開發(fā)用于低溫應用的Fe2P型磁熱化合物 2023年10月11日 下午2:46 ? 未全平臺發(fā)布, 頂刊 ? 閱讀 12 Fe2P型化合物表現(xiàn)出磁熱效應(MCE)并被廣泛研究用于室溫應用,將其轉(zhuǎn)變溫度降低到77 K以下時可為這些材料在低溫磁制冷氫液化方面的潛在應用鋪平道路。 在此,日本國立材料研究所H. Sepehri-Amin等人為了探索開發(fā)低溫MCE無稀土元素化合物的可能性,通過對已發(fā)表的Fe2P型磁熱化合物實驗結(jié)果進行數(shù)據(jù)挖掘且收集了數(shù)據(jù)集,并使用機器學習進行成分優(yōu)化旨在將轉(zhuǎn)變溫度降低到77 K以下。 其中,作者為基于Fe2P的化合物收集了包含603個樣品的數(shù)據(jù)集,并使用基于成分的特征來評估轉(zhuǎn)變溫度(Ttr)。選擇平均絕對誤差(MAE)作為評價指標,且對數(shù)據(jù)集的10次隨機拆分進行了評估,分別以20:80的比例分為測試和訓練子集。結(jié)果表明,Mn、Fe和Co等金屬元素與非金屬P、Si 和Ge一起對Ttr的調(diào)節(jié)具有最高的特征重要性。此外,作者采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡用于預測 MnxFe2-xPySi1-y組成空間內(nèi)的Ttr,結(jié)果證實Fe的Co取代將擴大顯示低溫 MCE 的區(qū)域。 圖1. Fe2P基磁熱化合物數(shù)據(jù)集的特征向量示意圖 因此,在MnxFe2-xPySi1-y的成分空間內(nèi),作者基于機器學習發(fā)現(xiàn)了一種很有前景的不含稀土元素的Mn1.70Fe0.30P0.63Si0.37合金,其Ttr為97 K,在外部磁場(μ0Hext)為1 T、溫度為5K的條件下具有121 Am2 kg-1的高磁化強度。 此外,在Mn1.7Co0.03Fe0.27P0.63Si0.37合金中,用Co輕微部分取代Fe可以將Ttr降低到73 K,但磁化強度會略微降低到 95 Am2 kg-1。Mn1.7Co0.03Fe0.27P0.63Si0.37合金在μ0Hext = 0~5 T下的熵變?yōu)?7.5 J/kgK,可逆的絕熱溫度變化為 1.4 K,因此仍需進一步的工作來通過合金設計和磁滯工程來增加Fe2P基化合物的磁熵變和可逆絕熱溫度變化。這項工作展示了一種不含稀土元素的磁熱材料用于氫氣液化的新潛力。此外,該研究為通過傳統(tǒng)實驗流程和機器學習相結(jié)合及二者的相互反饋來開發(fā)新型材料提供了一種新策略。 圖2. MnxFe2-xPySi1-y合金磁化強度與溫度的關(guān)系 Machine learning assisted development of Fe2P-type magnetocaloric compounds for cryogenic applications, Acta Materialia 2022. DOI: 10.1016/j.actamat.2022.117942 原創(chuàng)文章,作者:v-suan,如若轉(zhuǎn)載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/11/e6e5310eab/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關(guān)推薦 麻生明團隊Nature子刊:立體選擇性控制銠催化,打造手性戊二烯 2023年12月3日 IF大于62!中科大吳長征/謝毅院士,最新Chemical Reviews! 2024年1月2日 他,師承中科院外籍院士、馬普所高分子研究所所長!發(fā)表最新JACS! 2024年7月16日 ?Nature子刊:對Co3O4(111)、CoFe2O4(111)和Fe3O4(111)析氧反應性能的比較研究 2023年9月30日 郭再萍/王佳兆AFM:乙醇有機催化劑助力電化學過程中Li2S快速氧化 2023年10月5日 ?大工侯軍剛JACS:SAS/Tr-COF催化CO2光還原 2022年9月25日