近日，上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院核科學(xué)與工程學(xué)院王亞飛副教授在Cell子刊Matter上發(fā)表了“Nobility vs. mobility: Insights into molten salt corrosion mechanisms of high-entropy alloys via high-throughput experiments and machine learning”研究論文，提出了通過人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)來增強(qiáng)對(duì)熔鹽腐蝕現(xiàn)象的理解和認(rèn)知。王亞飛副教授為該論文的共同一作和通訊作者。
高溫熔鹽傳熱性能好、系統(tǒng)壓力小、使用溫度高、價(jià)格低、安全可靠，是性能優(yōu)良的高溫傳熱蓄熱介質(zhì)，在第四代核反應(yīng)堆冷卻劑及核燃料、反應(yīng)堆乏燃料干法后處理以及太陽能儲(chǔ)能和傳熱上具有廣闊的應(yīng)用前景和市場空間。然而，材料的腐蝕是制約這些前景應(yīng)用的棘手問題。由于高溫熔鹽腐蝕實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的缺乏，熔鹽中材料的腐蝕一直被簡單認(rèn)為是一個(gè)熱力學(xué)控制的過程。王亞飛副教授通過發(fā)展一系列高通量合金材料設(shè)計(jì)、合成與腐蝕測試方法，實(shí)現(xiàn)了100余種不同合金材料熔鹽腐蝕實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累。他基于大批量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過耦合材料腐蝕影響因素，利用人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)方法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析揭示了CrFeMnNi合金系列在熔鹽中的腐蝕機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)CrFeMnNi合金系列的腐蝕受Ni在合金中擴(kuò)散的控制，而非傳統(tǒng)認(rèn)知中合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性。該研究是人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)在分析科學(xué)現(xiàn)象背后機(jī)理上的新應(yīng)用，對(duì)合金的設(shè)計(jì)也具有重要的指導(dǎo)作用。
高通量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
熔鹽中合金腐蝕受Ni擴(kuò)散影響現(xiàn)象
研究工作得到美國能源部、國家自然科學(xué)基金委等相關(guān)研究項(xiàng)目的資助。論文作者還包括美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校Bonita Goh、Phalgun Nelaturu、Michael Moorehead、Dan Thoma、Kumar Sridharan、Adrien Couet，美國伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校Thien Duong、Pikee Priya、Santanu Chaudhuri（阿貢國家實(shí)驗(yàn)室雙聘）、加拿大多倫多大學(xué)Jason Hattrick-Simpers以及復(fù)旦大學(xué)張宏亮。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.matt.2024.05.004
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