用炼金压缩建模高熵过渡金属合金
材料科学
2023-04-10 v2 化学物理
摘要
由若干元素以近似等摩尔组成构成的合金，常被称为高熵合金，长期以来因其热力学与奇特力学性质而受到关注，且近来因其潜在催化应用而备受瞩目。它们对传统原子尺度建模以及数据驱动势均是相当大的挑战，后者在大多数情况下其内存占用、计算开销与数据需求随所含元素数量的增加而严重恶化。我们应用一种近期提出的在较低维空间中压缩化学信息的方案，其以可忽略的精度损失大幅降低模型代价，从而构建可描述 25 种 d 区过渡金属的势。该模型对原型合金具有半定量精度，并且在外推至训练集之外的结构时异常稳定。我们利用该框架通过计算实验研究元素偏析，该实验模拟了全部 25 种元素的等摩尔合金，复现了 Cantor 等人开创性实验，并利用我们对元素间短程有序关系的观察定义了一套数据驱动的 Hume-Rothery 规则，可作为合金设计的指导。我们以对三种原型合金 CoCrFeMnNi、CoCrFeMoNi 与 IrPdPtRhRu 的研究作结，确定了它们的稳定性及其组元的短程有序行为。
引用
@article{arxiv.2212.13254,
title = {Modeling high-entropy transition-metal alloys with alchemical compression},
author = {Nataliya Lopanitsyna and Guillaume Fraux and Maximilian A. Springer and Sandip De and Michele Ceriotti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.13254},
year = {2023}
}