一种基于数据驱动的高红外辐射特性高熵稀土钽酸盐材料筛选方法和应用技术

技术编号:46505909 阅读:10 留言:0更新日期:2025-09-26 19:22
一种基于数据驱动的高红外辐射特性高熵稀土钽酸盐材料筛选方法和应用,它属于热障涂层材料技术领域。本发明专利技术旨在突破传统稀土钽酸盐陶瓷材料的红外辐射性能瓶颈,通过构建多体系共性数据集,创新性地开发了稀土钽酸盐红外发射率的高精度预测模型,实现了A位高熵化稀土钽酸盐RE3TaO7材料红外光谱特性的快速评估。基于该模型成功筛选出包括:(Y0.2Dy0.2Gd0.2Sm0.2Nd0.2)3TaO7和(Nd0.2Eu0.2Dy0.2Er0.2Yb0.2)3TaO7在内的具备优异红外辐射特性的多元稀土钽酸盐体系。本发明专利技术通过大数据建模突破了传统小样本材料研究的局限性,为开发新型高熵红外辐射材料提供了高效的理论设计范式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热障涂层材料,具体涉及一种基于数据驱动的高红外辐射特性高熵稀土钽酸盐材料筛选方法和应用


技术介绍

1、辐射热管理通过调控热传导与热辐射实现能量传递优化,在航空航天、核电工程等战略领域具有重要应用价值。研究表明,高温环境(>800°c)下热辐射传递效率显著提升,其贡献率与热传导趋于平衡,这驱动了兼具高红外辐射特性与低热导率新型热防护材料的研发需求。稀土钽酸盐(re3tao7)因其低热导率(<2w/m·k)、优异相稳定性及匹配的热膨胀系数成为理想候选材料。然而,其宽禁带特性与单一晶格振动模式导致红外辐射性能不足(红外发射率<0.5)。高熵设计通过多主元协同效应为调控其红外辐射特性提供了新途径,但多元组分的高维组合空间使传统试错法效率受限。当前材料信息学的发展为突破该瓶颈提供了新思路。尽管机器学习已成功应用于类似性能预测,如热导率预测,但稀土钽酸盐体系仍面临关键挑战:(1)红外辐射性能数据库缺失;(2)现有文献数据集中在有限元素组合,形成高维稀疏数据集。


技术实现思路>

1、为了解决本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于数据驱动的高红外辐射特性高熵稀土钽酸盐材料筛选方法,其特征在于:包含以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于数据驱动的高红外辐射特性高熵稀土钽酸盐材料筛选方法,其特征在于S1所述的RE3TaO7中RE为稀土元素La、Ce、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Y中的单元、两元、三元、四元和五元;S1建立的稀土钽酸盐RE3TaO7红外发射率数据集涵盖一元至五元稀土元素组合的稀土钽酸盐的发射率数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于数据驱动的高红外辐射特性高熵稀土钽酸盐材料筛选方法,其特征在于S2中所述的RE2O3、RE3NbO7、RE...

【技术特征摘要】

1.一种基于数据驱动的高红外辐射特性高熵稀土钽酸盐材料筛选方法,其特征在于:包含以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于数据驱动的高红外辐射特性高熵稀土钽酸盐材料筛选方法,其特征在于s1所述的re3tao7中re为稀土元素la、ce、nd、sm、eu、gd、dy、ho、er、tm、yb、y中的单元、两元、三元、四元和五元;s1建立的稀土钽酸盐re3tao7红外发射率数据集涵盖一元至五元稀土元素组合的稀土钽酸盐的发射率数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于数据驱动的高红外辐射特性高熵稀土钽酸盐材料筛选方法,其特征在于s2中所述的re2o3、re3nbo7、reta3o9中所述的re为稀土元素la、ce、nd、sm、eu、gd、dy、ho、er、tm、yb、y中的单元或多元的组合;s2建立的扩展型多源材料红外发射率数据集涵盖一元至五元稀土元素组合的稀土氧化物、稀土铌酸盐、稀土钽酸盐;s2中所述的x:y:z为2:0:3、2:2:7、3:1:7、1:1:4、1:3:9、2:2:7或1:1:4。

4.根据权利要求1所述的一种基于数据驱动的高红外辐射特性高熵稀土钽酸盐材料筛选方法,其特征在于s3所述的元素的物性参数包括原子量、能级、电负性、熔点、沸点、电子亲和能、第一电离能、半径、硬度、模量、密度、导热率、导电率、熔化热、汽化热、比热容、周期、s轨道电子数、p轨道电子数、d轨道电子数、f轨道电子数。

5.根据权利要求4所述的一种基于数据驱动的高红外辐射特性高熵稀土钽酸盐材料筛选方法,其特征在于s4中基于初始特征间的pearson相关系数矩阵,结合shap特征重要性分析,对初始特征进行降维得到α个特征的过程包括:

6.根据权利要求1所述的一种基于数据驱动的高红外辐射特性高熵稀土钽酸盐材料筛选方法,其特征在于s5中随机森林模型包含10...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢恩雨王亚明王树棋赵昕睿赵乾程陈国梁陈远哲赵清源欧阳家虎周玉
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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