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氧离子导体领域图景:60年数据集与可解释回归模型

材料科学 2026-01-26 v1

摘要

氧离子导体是固态氧化物燃料电池、传感器和膜组件不可或缺的材料。尽管已对各种结构族进行了广泛研究,但系统数据尚缺乏以进行比较分析的数据。本文提出了一个来自60年间经84个实验报告汇总的氧离子导体精选数据集,覆盖483种材料。每条记录包括从阿瑞恩斯图谱中推导出的活化能(EaE_a)和预系数(AA),以及结构、组成、测量方法和数据来源等详细元数据。当原始论文使用错误的阿瑞恩斯方程σT=Aexp(EaRT)\sigma_T=A\exp{\left(-\frac{E_a}{RT}\right)}(σT\sigma_T为温度TT时的氧离子导电率,RR为气体常数)推导这些参数时,我们重新绘制这些数据,使用正确的方程σTT=Aexp(EaRT)\sigma_{T}T=A\exp{\left(-\frac{E_a}{RT}\right)}进行校正。为说明该数据库的用途,我们构建了用于预测氧离子导电性的可解释回归模型。两个符号回归模型分别用于EaE_aAA,表明氧离子传输主要受局部配位环境和静电相互作用主导。该数据集为数据驱动的氧离子导体发现和预测建模奠定了可靠基础。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.16852,
  title  = {Charting the Landscape of Oxygen Ion Conductors: A 60-Year Dataset with Interpretable Regression Models},
  author = {Seong-Hoon Jang and Shin Kiyohara and Hitoshi Takamura and Yu Kumagai},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.16852},
  year   = {2026}
}