Machine-learning and High-throughput Studies for High-entropy Materials
應用機器學習與快篩高通量技術於高熵材料之研發
E.-W. Huang*(黃爾文), W.-J. Lee*(李玟頡), S. S. Singh*, P. Kumarf, C.-Y. Lee, T.-N. Lam, H.-H. Chin, B.-H. Lin(林碧軒), and P. K. Liaw*(廖楷輝)
2022/03/17
緣起於台灣的高熵合金 (High Entropy Alloys, HEAs)又稱多主元素合金 (Multi-principal Element Alloys, MPEAs)，是材料領域新興的研發方向。高熵概念已從結構材料的開發拓展到功能性材料的應用，現已衍生為包含高熵陶瓷在內全方位的高熵材料 (High Entropy Materials, HEMs)。相對於用十的六十次方當單位以估算可能合成小分子(Small Molecule Universe, SMU)的有機分子結構數量，高熵多元素的本質使得所有可能存在的高熵材料其配方的組合數總和可以用googol（十的一百次方）當單位。如果以傳統的試誤法處理天文數字的高熵配方暨製程組合，將花費高昂的成本與時間。相對的，應用新興的機器學習與快篩高通量，有望大幅加速研發。本文回顧機器學習與快篩高通量於高熵材料的研發與展望。展示應用同步輻射與即時中子繞射等先進光源技術在高熵研究的重要性與里程碑。尤其台灣同步輻射在發現並探討應用高熵合金於高溫環境下的空孔效應提供了重要的成果(Element effects on high-entropy alloy vacancy and heterogeneous lattice distortion subjected to quasi-equilibrium heating, Scientific Reports)。同時同步輻射中心的中子用戶計畫，是全世界前幾個應用中子光源於高熵合金的研究計畫。提供世界首個以中子繞射實驗探討高熵合金的晶格張量異向性與疊差 (A study of lattice elasticity from low entropy metals to medium and high entropy alloys, Scripta Materialia)、高溫蠕變(In-situ neutron diffraction studies on high-temperature deformation behavior in a CoCrFeMnNi high entropy alloy, Intermetallics)、疲勞裂紋展開(Enhancement of fatigue resistance by overload-induced deformation twinning in a CoCrFeMnNi high-entropy alloy, Acta Materialia)等研究成果。
研究動態
