用于变形与断裂纳米尺度模拟的机器学习势：以 TiB$_2$ 陶瓷为例
材料科学
2024-06-14 v1
摘要
机器学习原子间势(MLIPs)为超越第一性原理方法的长度与时间尺度的模拟提供了有力途径。然而，将其发展用于力学性质与断裂研究远非易事，因为主导大多数材料塑性与裂纹形核的扩展缺陷过大，无法纳入训练集。以 TiB 作为模型陶瓷材料，我们提出一种拟合 MLIPs 的策略，适用于模拟单晶直至断裂的力学响应。我们的 MLIP 在原子尺度( 个原子)准确复现了 TiB 室温单轴拉伸变形过程中的第一性原理应力与失效机制。更真实的纳米尺度(--10 个原子)拉伸测试（低应变率、泊松收缩）需要 MLIP 向上拟合，即从附加的第一性原理构型中学习。据此，我们阐明了不同加载方向下理论强度、韧性与裂纹起始模式的趋势。为识别有益于进一步向上拟合（即使 MLIP 适用于更广模拟谱）的环境，我们评估了其对未显式训练的其他变形条件与相的转移性。
引用
@article{arxiv.2309.00996,
title = {Machine-learning potentials for nanoscale simulations of deformation and fracture: example of TiB$_2$ ceramic},
author = {Shuyao Lin and Luis Casillas-Trujillo and Ferenc Tasnádi and Lars Hultman and Paul H. Mayrhofer and Davide G. Sangiovanni and Nikola Koutná},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.00996},
year = {2024}
}