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机器学习在材料结构与性能预测中的应用综述

材料导报 2022年第6期36卷 161-172页

作者：侯腾跃孙炎辉孙舒鹏肖瑛郑雁公王兢杜海英吴隽新大连民族大学信息与通信工程学院辽宁大连116600 宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315020 大连理工大学电子科学与技术学院辽宁大连116024 大连民族大学机电工程学院辽宁大连116600

材料是时代进步的重要标志,不同的材料结构具有不同的物理、化学性质,进而影响材料的功能特性。为了实现材料的最优化设计,常采用交叉实验的方法,通过开展大量实验探寻材料的最佳结构。该方法步骤繁琐,无法解决涉及高度非线性或大规模... 详细信息

材料是时代进步的重要标志,不同的材料结构具有不同的物理、化学性质,进而影响材料的功能特性。为了实现材料的最优化设计,常采用交叉实验的方法,通过开展大量实验探寻材料的最佳结构。该方法步骤繁琐,无法解决涉及高度非线性或大规模组合过程的复杂问题,也很难揭示材料一些罕见特性。随着计算机科学的发展,机器学习作为一种兼顾开发效率以及开发成本的方法,已经逐渐应用于材料发现、结构分析、性质预测、反向设计等诸多领域,并且在材料学研究中展现出惊人的潜力。然而,机器学习在材料科学中的应用仍存在一些瓶颈。数据集的高效获取、异构型数据集的信息处理、基于轻量化数据集的预测模型建立、材料性能的可靠预测等问题制约着该方向的发展,这些也正是该领域亟需解决的关键问题,同时也是机器学习在材料结构与性能预测中研究的热点与难点。近年来,关于机器学习在材料中应用的论文数量逐年增长,利用机器学习指导新型高性能材料合成的案例也比比皆是。通过采用支持向量机、神经网络等机器学习算法训练数据集来构建模型,以预测材料的结构、吸附特性、电学特性、催化性能、力学特性和热力学特性等材料性能,大大推动了机器学习在材料科学领域的发展,并且已经取得重要突破。为了合理地归纳整理该领域的研究成果,指导后续研究,该综述从应用角度出发,讨论了机器学习在材料结构与性能预测中的数据来源、预测模型以及预测结论等,并对机器学习在未来材料领域中的发展进行了展望。

关键词：机器学习材料结构吸附特性电学特性催化性能力学特性热力学特性

金属硒化物储能机理及其在锂离子电容器中的应用

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材料工程 2024年第6期52卷 42-50页

作者：魏文品梁初孙现众王凯张熊马衍伟浙江工业大学浙江碳中和创新研究院杭州310014 中国科学院电工研究所北京100190

锂离子电容器(lithium-ion capacitors,LICs)是一种兼具锂离子电池和双电层电容器优点的新型功率型储能器件。然而,电池型负极的缓慢电化学动力学性能限制LICs的应用。金属硒化物因其良好的导电性、快速的反应动力学和高理论比容量等优... 详细信息

锂离子电容器(lithium-ion capacitors,LICs)是一种兼具锂离子电池和双电层电容器优点的新型功率型储能器件。然而,电池型负极的缓慢电化学动力学性能限制LICs的应用。金属硒化物因其良好的导电性、快速的反应动力学和高理论比容量等优点备受关注。本文对金属硒化物的分类、结构和性质进行系统介绍,并重点讨论插层机制、转化机制和合金化机制的三种储能机制。最后,分析结构调控、碳材料协同和双金属硒化物构筑等改性方案对电化学性能的影响,并介绍由以上三种改性方法制备的结构稳定和高离子/电子传输能力的金属硒化物材料在锂离子电容器中的应用。

关键词：锂离子电容器负极材料金属硒化物材料结构储能机理

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建构区材料结构及投放方式对大班幼儿深度学习的影响研究

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建构区材料结构及投放方式对大班幼儿深度学习的影响研究

作者：杨丁芳河北师范大学

学位级别：硕士

2016年冯晓霞教授发现在安吉游戏中幼儿可以进行深度学习,并指出幼儿的深度学习是有意义的、具有长远效果的学习。此后学前教育界便掀起一番“深度学习”的研究热潮。深度学习的兴起反映了新时代教育理念的革新和人才培养要求的方向。... 详细信息

2016年冯晓霞教授发现在安吉游戏中幼儿可以进行深度学习,并指出幼儿的深度学习是有意义的、具有长远效果的学习。此后学前教育界便掀起一番“深度学习”的研究热潮。深度学习的兴起反映了新时代教育理念的革新和人才培养要求的方向。建构区是大班幼儿喜爱的区域之一,其自主性、开放性、探索性的特征与深度学习理念十分契合,建构材料作为建构区活动的重要载体有巨大的教学价值。因此本研究致力于建构区材料投放,使其有利于幼儿的深度学习。本研究选取了石家庄D幼儿园24名大班幼儿作为研究对象,采用2X2两因素被试内实验设计,自变量为材料结构和投放方式,因变量为大班幼儿深度学习水平,探讨建构区材料结构及投放方式对大班幼儿深度学习的影响。研究结果显示:1.大班幼儿深度学习中的反思维度得分最低。2.男孩在深度学习中的积极主动维度得分显著高于女孩。3.月龄偏大的幼儿在注意力集中、联系与迁移维度得分显著较高,月龄偏小的幼儿积极主动维度得分显著较高。4.不同材料结构下幼儿深度学习水平存在显著差异,低结构材料下幼儿问题意识得分较高。5.不同投放方式下幼儿深度学习水平存在显著差异,高结构化投放方式下幼儿在克服困难、注意力集中、问题意识、联系与迁移、批判性思考和反思维度得分较高。6.材料结构和投放方式对幼儿的深度学习水平交互作用显著。低结构材料下,幼儿在高结构化投放方式中的注意力集中、问题意识、批判性思考维度得分高于低结构化投放方式;高结构材料下,幼儿在高结构化投放方式中的克服困难、注意力集中、问题意识、联系与迁移、批判性思考、反思维度得分高于低结构化投放方式;在低结构化投放方式下,幼儿在低结构材料中的克服困难、问题意识、联系与迁移、批判性思考、反思维度得分高于高结构材料。

关键词：建构游戏幼儿深度学习材料结构投放方式

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材料结构对材料磁学性能的影响分析

造纸装备及材料 2022年第8期51卷 81-83页

作者：李兴照长春汽车工业高等专科学校吉林长春130000

进入21世纪以来,新材料的重要性逐步被人们认知,磁性材料的理论、生产及其应用也得到了快速发展,已经成为信息、航空航天、通信、人体健康等领域的重要材料基础。经研究,材料结构对材料磁学性能具有影响,是涉及材料具体应用的重要因素... 详细信息

进入21世纪以来,新材料的重要性逐步被人们认知,磁性材料的理论、生产及其应用也得到了快速发展,已经成为信息、航空航天、通信、人体健康等领域的重要材料基础。经研究,材料结构对材料磁学性能具有影响,是涉及材料具体应用的重要因素。文章主要介绍了材料的晶体结构及显微结构对磁学性能影响,包括硬磁、软磁等相关特性,重点阐述了材料结构对锰锌铁氧体软磁材料及Nb-Fe-B永磁材料相关性能的影响,并对相关机理进行了分析。

关键词：材料结构软磁材料硬磁材料起始磁导率饱和磁感应强度

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材料结构电子显微分析

RTD／HEMT单片集成中RTD直流参数与材料结构的关系

1989年

作者：刘文西等

木书主要论述了透射电镜在材料科学方面的应用，同时扼要地介绍了晶体学和表面绪构分析原理和方法。书中原理阐述特别注意物理图象的说明。计算方法简捷井附以例题，易于理解，比较实用。

ISBN: (纸本)7561801793

关键词：材料结构

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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汇雅图书（南通市图书馆）

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固体电子学研究与进展 2008年第2期28卷 167-171页

作者：郭维廉牛萍娟苗长云于欣王伟商跃辉冯震田国平天津工业大学信息与通信工程学院天津300160 中国电子科技集团公司十三所石家庄050051

为了研究器件参数与材料结构的关系,设计了三种不同的GaAs基RTD材料结构。通过完全相同的器件制造工艺,研制出三种RTD器件,并测量了它们的9个直流参数。对测量结果进行了对比和分析。最后针对RTD与HEMT集成时,如何处理RTD与HEMT间的电... 详细信息

为了研究器件参数与材料结构的关系,设计了三种不同的GaAs基RTD材料结构。通过完全相同的器件制造工艺,研制出三种RTD器件,并测量了它们的9个直流参数。对测量结果进行了对比和分析。最后针对RTD与HEMT集成时,如何处理RTD与HEMT间的电流匹配问题提出了建议。

关键词：共振隧穿二极管材料结构器件参数

材料结构及投放方式对中班幼儿专注力的影响研究

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材料结构及投放方式对中班幼儿专注力的影响研究

作者：魏洪玉河北师范大学

学位级别：硕士

良好的专注力是幼儿适应社会生活和学习的前提,也是幼儿感知事物、学会记忆和思考的基础和条件。在学习活动中,幼儿能集中精力地完成活动任务,对于培养幼儿良好个性的形成和发展至关重要。游戏是幼儿园活动的主要组织形式,对幼儿的发展... 详细信息

良好的专注力是幼儿适应社会生活和学习的前提,也是幼儿感知事物、学会记忆和思考的基础和条件。在学习活动中,幼儿能集中精力地完成活动任务,对于培养幼儿良好个性的形成和发展至关重要。游戏是幼儿园活动的主要组织形式,对幼儿的发展起着十分重要的作用。结构游戏是以结构材料为依托所进行的游戏活动,是创造性游戏的一种。本研究以结构游戏为媒介,通过投放高低结构材料以及高低投放方式来研究幼儿的专注力。本研究采用文献法、访谈法和观察法对幼儿专注力进行研究,选取一个中班幼儿作为研究对象,通过高、低结构材料分别进行高投放和低投放来观察幼儿的专注力,通过使用《幼儿专注力操作性表现评价表》对幼儿的游戏行为进行量化统计,用spss软件进行数据的分析和讨论,最终提出相关的教育建议,为教师更好地投放结构材料,促进幼儿专注力的发展提供理论依据。研究发现,男孩注意分散行为多于女孩;教养人为父母的幼儿的思考行为多于教养人为祖辈的幼儿,注意分散行为少于教养人为祖辈的幼儿;月龄比较大的幼儿的思考、求助行为多于月龄比较小的幼儿;低结构材料下幼儿的思考、伴随语言、求助行为多于高结构材料;低投放方式下幼儿的思考、伴随语言、注意分散行为多于高投放方式;高结构材料不同投放方式,低投放方式下幼儿的思考、伴随语言、注意分散行为多于高投放方式;低结构材料不同投放方式,低投放方式下幼儿的思考行为多于高投放方式。

关键词：材料结构投放方式中班幼儿专注力

基于碳纳米纸传感器的复合材料结构低速冲击损伤监测

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载人航天 2019年第3期25卷 355-361页

作者：卢少微杜凯王晓强沈阳航空航天大学材料科学与工程学院沈阳110136 沈阳航空航天大学航空宇航学院沈阳110136

针对复合材料对冲击载荷比较敏感、内部损伤不易发现的问题,提出一种利用碳纳米纸薄膜作应变传感器的复合材料结构件低速冲击损伤监测方法。在拉伸条件下,对圆形和矩形碳纳米纸薄膜进行不同方向的传感系数测试,发现圆形碳纳米纸传感器... 详细信息

针对复合材料对冲击载荷比较敏感、内部损伤不易发现的问题,提出一种利用碳纳米纸薄膜作应变传感器的复合材料结构件低速冲击损伤监测方法。在拉伸条件下,对圆形和矩形碳纳米纸薄膜进行不同方向的传感系数测试,发现圆形碳纳米纸传感器具有较高且稳定的传感系数155.63,可以作为全向传感器监测冲击损伤。复合材料结构的冲击损伤由传感器的电阻变化率和超声C扫描结果同步表征。研究结果表明,传感器的电阻随着冲击能量的增加而增加,基于全向碳纳米纸传感器的结构健康监测不仅可以灵敏感知低速冲击损伤,为损伤程度评估提供客观数据,而且通过分析不同方向BP传感器的电阻变化可以判断损伤位置。进一步与传统C扫描结果相比较表明,全向碳纳米纸传感器可以有效预判低速冲击损伤,用于航空航天复合材料结构件的实时在线健康监测。

关键词：材料结构拉伸低速冲击全向碳纳米纸传感器传感系数损伤监测

材料结构及投放方式对幼儿创造性想象的影响研究

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材料结构及投放方式对幼儿创造性想象的影响研究

作者：黄玉娇西南大学

学位级别：硕士

通过操作材料来探索幼儿创造性想象的发展具有重要意义。已有研究指出,材料的结构性与儿童行为的发展具有密切关系,其投放方式更是制约着幼儿创造性想象力的发挥。国内外研究者围绕材料结构与投放方式对儿童行为的影响、儿童创造性想象... 详细信息

通过操作材料来探索幼儿创造性想象的发展具有重要意义。已有研究指出,材料的结构性与儿童行为的发展具有密切关系,其投放方式更是制约着幼儿创造性想象力的发挥。国内外研究者围绕材料结构与投放方式对儿童行为的影响、儿童创造性想象的发展等进行了广泛而深入的研究,但从已有研究文献来看,以学龄前幼儿为被试的研究较少,研究对象不够全面;研究方法多采用问卷法、测量法、作图法、创作法及一些经验总结和对相关理论的探讨等,很少进行严格的实验研究,不成系统;研究内容多关注材料结构及投放方式与儿童行为之间的关系,或是针对创造性想象本身及其教育、发展等做的一些观察或相关研究,基本没有涉及从不同材料结构及其投放方式角度入手,来深入、系统地分析、验证对幼儿创造性想象的影响的;此外,在研究结论上,相关的一些研究结果也存在一定的争议,适用性不强。因此,本研究选取了3-6岁共72名幼儿为被试,以材料结构、投放方式及年龄为实验因子,以幼儿的创造性想象为实验结果,以幼儿的熟悉度、顺序性等因素为非实验因子,通过幼儿的材料操作活动,了解学前幼儿创造性想象的特点,并初步探讨材料结构及其投放方式对3-6幼儿创造性想象的影响。另外,在幼儿的操作过程中还运用访谈法考察了幼儿的创造性想象能力,通过量化与质性的综合分析,以期客观、深入、全面地挖掘材料结构及投放方式对幼儿创造性想象的影响,最终根据实验结果提出相关的教育建议,从而帮助教师在教学中提高幼儿的创造性想象能力。本研究的主要结论如下： 1.3岁幼儿与5岁幼儿在创造性想象总分上的差异较为显著,虽然4岁幼儿与其他两个年龄段的幼儿相比差异表现得不是特别明显,但就总体上而言,幼儿创造性想象能力的发展是随幼儿年龄的增长而不断提高的,且不同年龄阶段幼儿具有不同的创造性想象特点。 2.材料结构会影响幼儿的创造性想象,相对于高结构材料,低结构材料更有利于幼儿创造性想象能力的发展,只是低结构材料具有年龄的适用性,中大班幼儿更能驾驭。 3.投放方式会影响幼儿的创造性想象,相对于高结构投放方式,低结构投放方式更有利于幼儿创造性想象能力的发展,且同种材料既可高结构投放,也可低结构投放,其具有不同的效益。 4.根据量化分析结果,材料结构与投放方式在创造性想象总分上无交互效应,但通过综合分析幼儿在材料操作中其语言及作品等的表现,显示出相对于高结构材料高结构投放和低结构材料高投放来说,低结构材料低结构投放和高结构材料低结构投放更能促进幼儿创造性想象能力的发展。

关键词：材料结构投放方式幼儿创造性想象年龄