一种超硬过渡金属碳化物高熵陶瓷的机器学习设计方法技术

本发明专利技术公开了一种超硬过渡金属碳化物高熵陶瓷的机器学习设计方法，包括：搜集过渡金属碳化物高熵陶瓷硬度的历史实验数据信息以及第一性原理仿真计算信息，根据高熵陶瓷元素组分配比及元素固有性质计算输入特征描述符，构建初始数据集；对所述初始数据集进行特征工程，删除冗余特征，并对优化后的数据集进行标准化处理，获得高熵陶瓷硬度预测训练集和测试集；利用所述训练集训练所选机器学习模型，通过十折交叉验证对模型进行超参数优化；利用所述测试集评估和筛选训练后的机器学习模型，选取性能最优的模型；根据所述最优模型建立未知组分空间的过渡金属碳化物高熵陶瓷的硬度预测数据集，并结合特征分析，设计出新型超硬过渡金属碳化物高熵陶瓷，本发明专利技术涉及陶瓷材料设计技术领域。该方法解决了多主元陶瓷材料设计难、成本高等问题，为新型超硬碳化物高熵陶瓷提供了一种高通量、面向性能需求的高效快速设计方法。计方法。计方法。

【技术实现步骤摘要】
一种超硬过渡金属碳化物高熵陶瓷的机器学习设计方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷材料设计
，具体为一种超硬过渡金属碳化物高熵陶瓷的机器学习设计方法。

技术介绍

[0002]现今，传统单主元陶瓷材料已无法满足新技术的需求，高端制造业对高性能新材料的需求愈发迫切。高熵陶瓷由高熵合金概念拓展而来，是一种由五种或五种以上金属阳离子以等物质的量或近等物质的量组成的多主元陶瓷材料。凭借着优异的热学、力学、介电、磁学、催化等性能，高熵陶瓷在国防军工、航空航天、新能源等众多领域具有巨大的应用潜力。因此，研发新型高性能高熵陶瓷材料对于推动高新技术产业和国防工业关键领域的创新发展具有重要战略意义。
[0003]高熵陶瓷复杂的元素配比和相对广阔的组分空间导致高熵陶瓷材料体系的设计相当困难，主要依赖于实验试错法，例如中国专利公布了一种超硬五组元过渡金属碳化物单相高熵陶瓷材料及其制备方法(公开号：CN110194667A)，该专利技术获得了一种超硬五组元过渡金属碳化物单相高熵陶瓷材料，提高了碳化物的致密度和力学性能；中国专利公布了一种过渡金属碳化物高熵陶瓷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超硬过渡金属碳化物高熵陶瓷的机器学习设计方法，其特征在于，该方法包括：搜集过渡金属碳化物高熵陶瓷硬度的历史实验数据信息以及第一性原理仿真计算信息，根据高熵陶瓷元素组分配比及元素固有性质计算输入特征描述符，构建初始数据集；对所述初始数据集进行特征工程，删除冗余特征，并对优化后的数据集进行标准化处理，获得高熵陶瓷硬度预测训练集和测试集；利用所述训练集训练所选机器学习模型，通过十折交叉验证对模型进行超参数优化；利用所述测试集评估和筛选训练后的机器学习模型，选取性能最优的模型；根据所述最优模型建立未知组分空间的过渡金属碳化物高熵陶瓷的硬度预测数据集，并结合特征分析，设计出新型超硬过渡金属碳化物高熵陶瓷。2.根据权利要求1所述的一种超硬过渡金属碳化物高熵陶瓷的机器学习设计方法，其特征在于：所述过渡金属包括Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W九种金属元素，所述碳化物高熵陶瓷为所述过渡金属元素中的任意五或六种元素组成的多主元高熵陶瓷体系。3.根据权利要求1所述的一种超硬过渡金属碳化物高熵陶瓷的机器学习设计方法，其特征在于：所述输入特征描述符包括电子亲和力、熔点、原子半径、晶格常数、总能量、价电子浓度、泡利电...

【专利技术属性】
技术研发人员：周潜，马震宇，娄陈旭坤，李润涵，舒磊，施仙庆，葛旺，徐锋，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：