极端条件下自发结晶中亚稳镍形成的贝叶斯优化
材料科学
2023-06-14 v1 统计力学
摘要
金属在极端条件下的自发结晶是一种发生于远离平衡条件下的独特现象，可望催生具异常性质的革命性颠覆性亚稳金属。本工作中，采用非平衡分子动力学 (MD) 模拟研究自发结晶过程中六方密排镍 (hcp-Ni) 亚稳相的形成，旨在最大化终态中该亚稳相的比例。我们采用以高斯过程 (GP) 回归为代理模型的贝叶斯优化 (BO) 来最大化 hcp-Ni 相比例，其中温度与压力为控制变量。MD 模拟提供训练 GP 模型的数据，随后与 BO 结合预测下一次模拟条件。当以面心立方 (fcc) 微晶作为非晶相结晶的种子时，这种 BO 引导的主动学习在 40 次迭代内使终结晶相中 hcp-Ni 比例最高达 43.38%。当使用 hcp 种子时，终晶中 hcp-Ni 最高比例在 13 次迭代内增至 58.25%。本研究表明利用 BO 识别可最大化稀有相的工艺条件大有前景。该方法亦可普遍用于实现目标材料性能的工艺优化。
引用
@article{arxiv.2303.13754,
title = {Bayesian Optimization of Metastable Nickel Formation During the Spontaneous Crystallization under Extreme Conditions},
author = {Sina Malakpour Estalaki and Tengfei Luo and Khachatur V. Manukyan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.13754},
year = {2023}
}