Ta-Nb-Mo-W refractory high-entropy alloys: anomalous ordering behavior and its intriguing electronic origin
从基于电子结构的热力学线性响应，我们建立了复杂固溶体中的化学有序行为与吉布斯空间如何被遍历-将其应用于原型耐火A2 Ta-Nb-Mo-W高熵合金。接近理想的化学计量比，这种合金具有异常，复杂的化学有序的趋势，与长程化学相互作用，产生竞争的短程秩序（SRO）与交叉到spinodal偏析。这种非典型的SRO产生于正则带行为，与合金化，创建功能附近的费米表面（定义良好，甚至与无序），改变为简单的相称的SRO与（非）填充这些状态。我们的研究结果揭示了复杂性和竞争电子效应如何控制这些合金的有序性。
2018-04-06 cond-mat.mtrl-sci
On the Brittle-to-Ductile Transition of the As-cast TiVNbTa Refractory High-entropy Alloy
采用四点弯曲试验研究了铸态TiVNbTa高温高熵合金（RHEA）在应变速率为10 ~（-3）s ~（-1）、温度为-139 ~20 ℃范围内的断裂性能。从这些试验和断口分析，获得了条件断裂韧性值和脆韧性转变温度。脆韧转变温度在-47 ℃至-27 ℃之间，这给出了该合金的估计活化能值为0.52 ± 0.09 eV。这项研究提供了一个相对韧性的RHEA位错运动的性质的初步认识。
2020-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Low activation, refractory, high entropy alloys for nuclear applications
研究了两种新的低活化高熵合金（HEAs）TiVZrTa和TiVCrTa作为堆芯结构核材料用于堆芯核应用。低活化是核反应堆的理想特性，试图减少退役时的高水平放射性废物的量，并考虑在fusion application.The合金TiVNbTa被用作开发两种新HEAs的起始组合物; TiVZrTa和TiVCrTa。新的合金表现出相当的压痕硬度和模量，在铸态的TiVNbTa合金。经重离子注入后，新合金的抗辐照性能有所提高。
2019-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Generative deep learning as a tool for inverse design of high-entropy refractory alloys
生成式深度学习正在推动材料设计的新创新浪潮。在这篇文章中，我们讨论了这些方法的基本操作原理和合理设计的优势，通过一个案例研究的镜头耐火高熵合金的超高温应用。我们提出了我们的计算基础设施和工作流程的逆设计的新合金供电这些方法。我们的初步研究结果表明，生成模型可以学习复杂的关系，以产生新的需求，使它们成为材料信息学的一个有价值的工具。
2021-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Experimental investigation of the local environment and lattice distortion in refractory medium entropy alloys
对Nb-Zr-Ti-Hf-Ta系中的纯元素、二元和三元等原子耐火合金进行了Nb和Zr K边的EXAFS分析，以分析化学局域环境的演变和晶格畸变。在原子尺度上发现了元素的良好混合。对于某些化合物，中心原子与其相邻原子之间的距离分布表明结构的扭曲。最后，德拜-沃勒参数的分析表明，晶格畸变参数$δ^2$的一些相关性，并允许量化实验中熵合金的静态无序。
2022-01-26 cond-mat.mtrl-sci
A ductility metric for refractory-based multi-principal-element alloys
提出量子力学局部晶格畸变（LLD）度量，结合电负性差异与价电子计数，准确预测难熔多主元合金延性，揭示电子结构起源。
2023-06-26 cond-mat.mtrl-sci
A Low-Cost, Strong, and Ductile Single-Phase Nb-Based Refractory Complex Concentrated Alloy
本文提出了一种低成本、高比强度且具有延展性的铌基耐火合金，通过非等原子比设计提升了性能和经济性。
2026-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Design of high-strength refractory complex solid-solution alloys
镍基高温合金和含钼的近等原子高熵合金以较高的温度强度和耐腐蚀性而闻名。然而，复杂的固溶体合金提供了一个巨大的设计空间，以调整为最佳性能略有减少熵。对于难熔钼钨钽钛锆，我们展示KKR电子结构方法通过相干势近似识别合金在5维设计空间，改善机械性能和必要的全球（形成焓）和本地（短程秩序）的稳定性。变形建模与经典的分子动力学模拟，从我们的第一性原理数据验证。我们预测复杂的固溶体合金的改善的稳定性，大大提高弹性模量（$3\times$在300 K）超过近等原子的情况下，实验验证，并具有更高的模量高于500 K以上的商业合金（$2.3\times$在2000 K）。我们还表明，最佳的复杂的固溶体合金没有很好地描述经典的潜力，由于临界电子效应。
2018-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Edge Dislocations Can Control Yield Strength in Refractory Body-Centered-Cubic High Entropy Alloys
能源效率正在推动对新型高温金属的研究。一些新的基于难熔元素（Cr-Mo-Nb-Ta-V-W-Hf-Ti-Zr）的体心立方无规多组分“高熵合金（HEAs）”在高温下具有优异的强度，但这种优异性能的物理根源尚不清楚。在这里，我们表明，使用集成的中子衍射（ND），高分辨率透射电子显微镜（HRTEM），和理论，NbTaVTi合金和一种新的高强度/低密度CrMoNbV合金的高强度和强度保持归因于刃位错。这是令人惊讶的，因为普遍认为BCC元素金属和稀合金中的塑性流动是由螺旋位错控制的。我们使用的洞察力和理论进行计算引导的搜索超过$10^7$ BCC HEAs和识别超过$10^6$可能的超强高温合金成分，为未来的探索。
2020-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio study of the structural, elastic and dislocation properties of body-centered cubic refractory HfNbTaTiZr high entropy alloy
本文通过第一性原理研究体心立方HfNbTaTiZr高熵合金中1/2<111>螺位错核心的多样性，揭示其与化学短程有序的关联，为调控难熔合金塑性机制提供新思路。
2024-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Hybrid Monte Carlo/molecular dynamics simulation of a refractory metal high entropy alloy
含有难熔金属Mo-Nb-Ta-W的高熵合金具有体心立方结构，考虑到所有组成元素对在BCC固溶体中的完全互溶性，这并不令人惊讶。然而，第一原理总能量计算的二进制文件揭示了一组不同的能量最小化结构，这意味着化学有序的低温相的可能性。我们应用混合蒙特卡罗和分子动力学方法来评估温度依赖的化学顺序。在300 K时，在混合（Nb，Ta）位和混合（Mo，W）位之间出现了氯化铯有序。这种秩序在升高的温度下丧失。
2014-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Ductility mechanisms in complex concentrated refractory alloys from atomistic fracture simulations
通过原子尺度断裂模拟，发现复杂浓缩难熔合金的延性受成分复杂性影响，NbMoTaW促进位错成核，Nb45Ta25Ti15Hf15通过位错积累提高抗裂性。
2025-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Screening of generalized stacking fault energies, surface energies and intrinsic ductile potency of refractory multicomponent alloys
体心立方（bcc）难熔多元合金由于其优异的高温强度而引起人们极大的兴趣。同时，进一步优化这些合金的化学成分以实现高强度和室温延展性的组合仍然具有挑战性，这将需要在广阔的组成空间中系统地预测相关的合金性能。本文采用准随机结构（SQS）方法，通过第一性原理计算预测了非稳定层错能$(1\bar10)[111]$滑移系的（$γ_{usf}$）和$(1\bar10)$ -平面表面能（$γ_{surf}$），用于106个单独的二元、三元和四元bcc固溶体合金，其组成元素为Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W，Re和Ru。此外，与第一性原理数据和一组物理信息的描述符，我们开发了基于统计回归的代理模型，以准确和有效地预测$γ_{usf}$和$γ_{surf}$耐火多组分合金在10元素组成空间。建立在二元和三元数据上的替代模型在高阶多组分体系中显示出突出的预测能力。$γ_{surf}$与$γ_{usf}$的比值是基于裂纹尖端变形的Rice模型的反映合金的本征延展性潜力的参数。因此，使用替代模型，我们对112，378种合金成分中的$γ_{usf}$、$γ_{surf}$及其比例进行了系统筛选，以寻找可能具有增强的强度-延展性协同作用的候选合金。检索结果也通过额外的第一性原理计算得到证实。
2020-08-08 cond-mat.mtrl-sci
A Local Concentration-based Descriptor Predicting the Stacking Fault Energy of Refractory High Entropy Alloys
层错能是表征材料力学性能的重要参数。然而，在高熵合金（HEAs）中，局部化学环境在不同的堆垛层错平面上变化显着，导致SFE值的大幅波动，而不是唯一的值，这禁止了局部SFE的预测。在此，我们提出了一个有效的描述符的基础上的局部浓度比附近的堆垛层错定量预测的局部超临界流体的难治性HEAs。我们发现，一个给定的元素在确定超临界流体的作用强烈依赖于它的价电子数相对于其他组件和它的s-和d-电子的贡献，其凝聚力的性质，这可以理解的紧束缚模型的框架。值得注意的是，该描述符不仅统一了从简单合金到HEA的SFE的局部性质，而且还有助于快速设计HEA，因为所涉及的参数很容易获得。
2023-03-27 cond-mat.mtrl-sci
An innovative materials design protocol for the development of novel refractory high-entropy alloys for extreme environments
为了寻求能够承受用于先进应用（例如裂变反应堆、聚变装置、空间应用等）的严重辐照和机械极限的新材料，设计、预测和控制超越当前材料设计的新材料成为最重要的目标。本文通过实验和模拟相结合的方法，设计了一种新型的纳米晶难熔高熵合金（RHEA）系统。该合金的组合物，在极端环境下和原位电子显微镜下进行评估，显示出高的机械强度和热稳定性，重离子辐照下的晶粒细化和出色的耐辐照性双束辐照和氦注入，显着的电阻缺陷的产生，生长和合并。实验和模拟结果，表现出显着的一致性，可以应用于设计和快速评估其他合金受到极端环境条件。
2022-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Deep Learning Accelerated Phase Prediction of Refractory Multi-Principal Element Alloys
本文提出基于CALPHAD数据库训练的深度学习框架，可在Ti、Fe、Al、V、Ni、Nb、Zr元素空间内以约90%准确率预测难熔多主元合金的相，并分析了域外性能下降原因及改进策略。
2024-08-12 cond-mat.mtrl-sci
High-Throughput Exploration of Refractory High-Entropy Alloys for Strength and Plasticity
本文利用深度学习模型高通量筛选高熵合金，发现同时具备高强度和高塑性的新型材料。
2025-11-20 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio tensile tests applied to BCC refractory alloys
本文采用 ab-initio 拉伸变形模拟研究多种 Nb/Mo 基二元及四元 BCC 难熔合金，揭示峰值应力与价电子数的关系，并比较其与 Pugh 比等延性指标的关联。
2023-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Elevated-Temperature Strength in Refractory Complex Concentrated Alloys via Temperature-Induced Transition from Screw-to-Edge Dislocation Control
University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；University of Tennessee, Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）
通过温度诱导的位错控制转变，提升耐火复杂浓缩合金在高温下的强度保持能力，为超高温应用提供设计策略。
2026-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Predicting Coherent B2 Stability in Ru-Containing Refractory Alloys Through Thermodynamic Elastic Design Maps
Merrimack College（梅里马克学院）
本研究提出一种物理引导的机器学习框架，通过热力学弹性设计图预测含钌难熔合金中B2稳定性，揭示多组分合金化对消除弹性惩罚的重要性。
2026-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Segregation, ordering, and precipitation in WTaV-based concentrated refractory alloys
本研究开发了W-Ta-Cr-V体系的机器学习势，通过混合蒙特卡洛分子动力学模拟和原子探针实验，揭示了WTaCrV中CrV析出物形成半共格界面的机制，为难熔合金设计提供指导。
2025-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Mechanistic Transition from Screw to Edge Dislocation Glide Enhances High-Temperature Strength in Refractory Complex Concentrated Alloys
本研究结合多类表征与模拟方法，揭示Nb-Ta-Ti-V难熔复杂浓缩合金中V含量升高引发位错滑移机制转变、进而提升高温强度的内在机理。
2025-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Machine-Learning-Based Intelligent Framework for Discovering Refractory High-Entropy Alloys with Improved High-Temperature Yield Strength
难熔高熵合金（RHEAs）是一类具有高温屈服强度的合金，具有用作燃气涡轮发动机高性能材料的潜力。然而，探索巨大的RHEA成分空间的实验是具有挑战性的，只有一小部分的空间已被探索。这项工作展示了最先进的机器学习（ML）预测框架的开发，以及优化方法，以智能地探索广阔的成分空间，并推动搜索朝着提高高温屈服强度的方向发展。我们的正向屈服强度模型被证明有一个显着提高的预测精度相对于国家的最先进的方法，也提供了固有的不确定性量化通过使用重复的k折交叉验证。在开发了一个强大的屈服强度预测模型后，耦合框架被用来发现新的RHEAs具有优越的高温屈服强度。我们已经表明，RHEA组合物可以定制为在特定温度下具有最大屈服强度。
2021-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Elastic stability and lattice distortion of refractory high entropy alloys
含有来自周期表的Ti、V和Cr列的元素的难熔高熵合金形成体心立方（BCC）结构。来自Ti柱的元素是值得注意的，因为它们在高温下具有BCC结构，但在低温下经历剪切不稳定性并转变为六方（HCP）结构。我们表明，这些元素的不稳定性影响的HEAs，包含它们的属性。特别是，剪切模量大大降低，导致晶格畸变的动态贡献增加。与常规BCC柱相比，BCC/HCP柱的元件之间的相对大的尺寸差异产生对晶格畸变的额外静态贡献。这些研究结果支持的弹性常数和晶格畸变在四个代表HEAs的直接评估。HEAs与那些成分平均纯元素的模量比较验证了BCC/HCP元素的影响，并允许我们估计BCC相变得弹性不稳定的组合物，预测可能是有用的材料设计。
2017-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Determinants of Self-Interstitial Energetics in Refractory High-Entropy Alloys
Key Laboratory of Automobile Materials (Jilin University), Ministry of Education, Department of Materials Science and Engineering, Jilin University（吉林大学汽车材料教育部重点实验室，材料科学与工程学院）
研究揭示了难熔高熵合金中自Interstitial能的决定因素，提出基于紧束缚模型的框架，揭示d带中心和宽度对形成能的影响，为高性能RHEAs设计提供新工具。
2026-01-20 cond-mat.mtrl-sci
New approach to model the yield strength of body centered cubic solid solution refractory high entropy alloys
采用一种简单的拟合方法，对Al-Hf-Nb-Mo-Ta-Ti-V-Zr系体心立方（bcc）固溶体高熵合金的压缩屈服强度进行了模拟。提出了屈服强度可以用一个多项式来模拟，其中可以使用实验数据来找到多项式系数。结果表明，该多项式能较好地模拟固溶体合金的屈服强度。利用该多项式预测了Hf-Mo-Nb-Ta-Ti-V-Zr系RHEAs的强度。据观察，该系统内的合金的屈服强度增加与添加Mo和Zr和Ti的添加而降低。此外，该模型预测的屈服强度增加的值的价电子浓度（VEC）和原子尺寸差（ASD）。虽然开发的多项式不考虑合金的强化机制，它可以被认为是一个简单的方法来评估固溶体RHEAs的强度。
2020-08-20 cond-mat.mtrl-sci
A Fast and Robust Method for Predicting the Phase Stability of Refractory Complex Concentrated Alloys using Pairwise Mixing Enthalpy
预测难熔高浓度复合合金（RCCA）的成分和温度依赖稳定性的能力对于高温结构合金的设计至关重要。在这里，我们提出了一个基于第一性原理计算的模型，以高通量的方式预测多组分等摩尔固溶体的热力学稳定性，并将其应用于筛选超过20，000个组合物。我们开发了一个数据库，其中包含成对混合焓的17种难熔金属使用密度泛函理论（DFT）为基础的总能量计算。为此，我们拟合了热力学溶液模型，该模型可以准确地捕获多组分BCC固溶体的混合焓。通过比较它们的能量与DFT计算的材料项目数据库中的金属间化合物的焓，并使用凸包分析，我们确定了任何RCCA的稳定相作为温度的函数。NbTiZr，NbTiZrV，NbTiZrVM（M = Mo，Ta，Cr）系统作为温度的函数预测的稳定性与以前的实验观察一致。我们应用我们的模型来预测NbVZr-Tix（0 < x < 1）中的相演化，这是使用高通量的基于激光沉积的合成技术实验证实的。该方法提供了一种快速准确的方法来估计新的RCCA的相稳定性，以加快其实验发现。
2022-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-dependent discovery of BCC refractory multi-principal element alloys: Integrating deep learning and CALPHAD calculations
本文提出用深度学习代理模型加速CALPHAD相分数预测，在Ti-Fe-Al-V-Ni-Nb-Zr空间中筛选单相BCC难熔多主元合金，并开发解析模型实现快速可解释识别。
2025-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Correlating Local Lattice Distortion with Dislocation Pinning in Refractory High-Entropy Alloys
本文建立解析模型，将难熔高熵合金的局域晶格畸变与局域尺寸有序及全局成分耦合，揭示LLD类似表面弛豫机制，并证明LLD而非化学短程有序是固溶强化和相变的根源。
2024-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Ductility Design Rules for Tungsten based Refractory High Entropy Alloys from Sparse Experimental Datasets
Merrimack College（梅里马克学院）
针对钨基难熔高熵合金室温脆性问题，通过编译实验数据集并构建基于成分的物理信息描述符，采用支持向量分类器预测延展性趋势，发现Ti、Ni、Co的适量添加可提高室温延展性，而高Cr含量则促进脆性。
2026-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear deformation and elasticity of BCC refractory metals and alloys
各向同性压力或单轴应变的应用改变了材料的弹性性质;足够大的应变可以驱动结构转变。线性弹性描述了抵抗无穷小应变的稳定性，而非线性弹性描述了对有限变形的响应。先前表明，沿[100]的单轴应变驱动难熔金属和合金朝向机械不稳定性。这些包括拉伸不稳定性，以及由Jahn-Teller-Peierls不稳定性引起的斜方晶系扭曲，该不稳定性使立方晶格矢量发生分裂。在这里，我们深入分析这些转变。华莱士张量的本征值和本征向量识别和分类存在应变的线性不稳定性。我们发现，这两种不稳定性是不连续的，导致离散的晶格参数的跳跃。我们通过分析第一原理能量、应力、键长和键角在施加应变时的变化，为不稳定性提供了物理直观。电子能带结构计算表明，键长的变化导致了成键轨道和反键轨道的不同占据，从而导致了结构的转变。这些不稳定性的应变阈值取决于价电子数。
2022-04-21 cond-mat.mtrl-sci
An Analytic Model to Determine the Interstitial-Solute Energetics and Underlying Mechanism in Refractory High-Entropy Alloys
该研究提出基于紧束缚模型的分析方法，利用邻居原子半径近似键长，揭示间隙溶质能量与d带宽度线性关系，为设计先进耐火高熵合金提供电子级理解工具。
2025-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Machine Learning Guided CALPHAD Design of Ru-Stabilized BCC B2 Refractory Alloys
California Polytechnic State University（加州州立理工大学）；Merrimack College（梅里马克学院）
本研究将CALPHAD计算与随机森林主动学习相结合，系统探索了Ru稳定的Nb基BCC+B2难熔合金成分空间，建立了高温稳定性设计规则，并识别出晶格失配作为关键优化目标。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous local distortion in BCC refractory high-entropy alloys
虽然特殊的机械和辐射性能已被发现在新兴的中熵和高熵合金（MEA和HEAs），其复杂的原子环境的重要性，反映了原子大小和化学的多样性，缺陷传输已在很大程度上未被探索在原子水平。本文采用基于原子对分布函数测量的局域结构方法，结合密度泛函理论计算，研究了一系列体心立方（BCC）膜电极和高分子膜电极.我们的研究结果表明，所有的合金表现出局部晶格畸变（LLD）在一定程度上，但异常的LLD，合并的第一和第二原子壳层，只发生在Zr和/或Hf-含MEA和HEAs。此外，通过从头算模拟，我们表明，元素之间的电荷转移大大降低了尺寸失配效应。LLD和电荷转移之间的竞争共存不仅证明了电子效应对MEA和HEAs中局部环境的重要性，而且为深入理解这些合金中复杂的缺陷输运提供了新的视角。
2019-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Ductile and brittle crack-tip response in equimolar refractory high-entropy alloys
了解耐火高熵合金（HEAs）的强化和变形机制，提出作为新的高温材料，是需要改善其典型的不足的室温延展性。在这里，密度泛函理论模拟和连续介质力学分析进行了系统的研究之间的竞争解理退粘和位错发射从裂纹尖端的体心立方耐火HEAs HfNbTiZr，MoNbTaVW，MoNbTaW，MoNbTiV，和NbTiVZr。这种裂纹尖端的竞争进行评估拉伸载荷和15个裂纹配置和滑移系统的总和。我们的研究结果预测，在裂纹尖端的位错塑性一般是不利的-虽然竞争是接近一些裂纹方向，这五个HEAs在零温度下的内在脆性和低裂纹尖端断裂韧性。局部合金成分的波动，HfNbTiZr的调查，可以局部地减少相对于该滑移系统的配置平均的滑移系统的位错发射的阻力，但不改变占主导地位的裂纹尖端响应。在单晶MoNbTaW的情况下，实验，室温下的断裂韧性值是可用于\{100\}平面上的裂纹，理论和实验结果一致有利。可能限制协议的因素进行了讨论。我们调查材料各向异性的效果上的首选裂纹尖端的取向，这被发现是合金的具体。混合模式加载被发现转移有利于解理或位错成核的竞争，这取决于裂纹的配置和放大的材料各向异性对裂纹尖端应力的影响。
2020-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Elastic tensor-derived properties of composition-dependent disordered refractory binary alloys using DFPT
本研究使用DFPT计算了Mo、Nb、Ta和W的无序难熔BCC二元合金的弹性张量及衍生力学性质，揭示了弹性质的量子驱动异质性，且计算结果与实验数据高度一致。
2025-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Two-Shot Optimization of Compositionally Complex Refractory Alloys
面向Ti-V-Nb-Mo-Hf-Ta-W成分复杂难熔合金，本文结合高通量计算热力学、实验迭代与批量贝叶斯优化，在两轮设计内显著提升比硬度和比弹性模量。
2024-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Cracking the case: fluctuations enhance ductility in refractory alloys
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；Laboratory of materials design and simulation (MADES), Institute of Materials, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院材料研究所材料设计与模拟实验室）；National Centre for Computational Design and Discovery of Novel Materials (MARVEL), École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院新型材料计算设计与发现国家中心）；EMPA - Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology（瑞士联邦材料科学与技术研究院）；Laboratory for Multiscale Modeling in Mechanics (LAMMM), Institute of Mechanical Engineering, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院机械工程学院多尺度力学建模实验室）；School of Engineering, Brown University, Providence, RI 02906 USA（布朗大学工程学院）
本研究提出原子尺度应力波动增强难熔BCC合金延展性的机制，建立局部延展性准则，并通过实验验证了HfMoNbTi合金的室温延展性，为设计延展性多组分合金提供定量基础。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Composition based machine learning to predict phases & strength of refractory high entropy alloys
本研究利用机器学习方法，基于成分预测含铝难熔高熵合金的相和屈服强度，其中CatBoost模型在屈服强度预测上达到R²=0.98，并准确预测未知成分，同时开发了相分类模型。
2025-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Collision Cascade Morphology and Defect Nucleation in Pure Tungsten and an Equimolar Refractory W-Ta-Cr-V Alloy
National Centre for Nuclear Research（国家核研究中心）
通过分子动力学模拟对比纯W与WTaCrV合金的碰撞级联，发现WTaCrV因更频繁的级联分裂及轻元素Cr、V的损伤容纳作用，辐照损伤抗性优于纯W。
2026-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Physics-Informed Machine Learning for Refractory Alloy Design
The University of Texas at El Paso（埃尔帕索德克萨斯大学）
该研究开发结合分位数梯度提升与Born稳定性约束的物理信息机器学习框架，预测难熔高熵合金的力学性能，筛选出高性能候选合金并确立定量设计规则，可加速难熔合金的发现。
2026-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Threshold displacement energies in refractory high-entropy alloys
本研究通过机器学习势模拟MoNbTaVW难熔高熵合金的阈值位移能，发现其低于纯金属，且短程有序提高阈值，缺陷形成主要受元素质量影响。
2024-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Phase Composition of AlTiNbMoV, AlTiNbTaZr and AlTiNbMoCr Refractory Complex Concentrated Alloys: A Correlation of Predictions and Experiment
针对难熔复杂浓缩合金相预测难题，制备三种合金并实验表征其相组成，发现现有半经验参数和TCHEA4数据库下的CALPHAD方法均无法准确预测所有合金相组成，指出了热力学预测工具的现存局限。
2024-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Lattice distortions and non-sluggish diffusion in BCC refractory high entropy alloys
本研究通过放射性示踪和中子全散射技术结合第一性原理计算，系统研究了Co、Mn、Zn在两种BCC难熔高熵合金中的杂质扩散，揭示了局域晶格畸变与短程有序对扩散机制的影响，发现Co以间隙机制快速扩散，为高温合金设计提供了关键依据。
2025-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Active Learning Discovery of High Temperature Oxidation Resistant Refractory Complex Concentrated Alloys
School of Materials Engineering, Purdue University（普渡大学材料工程学院）；School of Mechanical Engineering, Purdue University（普渡大学机械工程学院）
本研究通过主动学习框架发现两种高温度氧化抗性合金，兼具高硬度和热膨胀兼容性，为极端环境材料开发提供新策略。
2025-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Fragmenting Diffusion Pathways Confers Extraordinary Radiation Resistance in Refractory Multicomponent Alloys
University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；University of New Mexico（新墨西哥大学）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Stony Brook University（石溪大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Los Alamos National Lab（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；University of Tennessee, Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）
通过碎裂扩散路径，研究发现多组分合金能显著提高辐射抗性，为设计抗辐射材料提供了新思路。
2026-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Yield Strength-Plasticity Trade-Off and Uncertainty Quantification for Machine-learning-based Design of Refractory High-Entropy Alloys
本文利用深度学习建立难熔高熵合金压缩屈服强度与室温塑性模型，结合统计验证、实验验证和可解释性分析，量化预测不确定性并识别关键成分特征。
2023-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Electronic density of states as the descriptor of elastic bond strength, ductility, and local lattice distortion in BCC refractory alloys
本文利用DFT计算发现，费米能级电子占据数N(Ef)是BCC难熔高熵合金弹性键合强度、延展性和局部晶格畸变的关键描述符，为设计高强度高延展性RHEAs提供了新机遇。
2025-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Uncertainty-aware phase fraction prediction and active-learning-guided out-of-domain discovery of refractory multi-principal element alloys
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Johns Hopkins Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯应用物理实验室）
本文提出基于MDN的深度学习框架，用于预测难熔多主元合金的相分数并量化不确定性，通过主动学习发现新合金，提升发现高绩效合金的可靠性和效率。
2026-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Deformation mechanisms in a TiNi shape memory alloy during cyclic loading
研究了TiNi记忆合金的循环应力-应变行为的变形机制。为了了解这些机制在循环加载过程中的发展，进行了三次低周疲劳试验，并在不同阶段停止。第一次测试在第一次循环后停止;第二次测试在40次循环后停止，对应于循环应变-应力行为的稳定化开始;最后一次测试进行至失效（3324次循环）。TiNi记忆合金在疲劳载荷作用下的响应呈现典型的伪弹性响应。两种变形机制，确定TEM观察，突出显示，第一个由孪晶和第二位错滑移及其与沉淀物的相互作用。这两种机制在循环加载过程中不存在竞争。还检查了合金的纳米力学性能，并监测了显微硬度或压痕模量的演变。
2013-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Machine learning descriptors for predicting the high temperature oxidation of refractory complex concentrated alloys
提出基于物理信息描述符的高斯过程回归机器学习框架，预测难熔复杂浓缩合金的高温氧化比质量变化，加速发现抗极端环境的下一代合金。
2025-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Computational Design of Ductile Additively Manufactured Tungsten-Based Refractory Alloys
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
本文通过机器学习原子间势能设计钨基合金，提高等离子体制造的可打印性与延展性，发现最优合金成分无晶间裂纹。
2026-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Multi-scale Investigation of Chemical Short-Range Order and Dislocation Glide in the MoNbTi and TaNbTi Refractory Multi-Principal Element Alloys
本文结合机器学习原子间势与相场位错动力学，揭示MoNbTi和TaNbTi中化学短程有序通过改变非稳定层错能及其离散程度影响位错滑移应力与硬化行为。
2022-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependent phase stability of Mo-Nb-Ta-W refractory high-entropy alloys
在这项研究中，Mo-Nb-Ta-W耐火高熵合金（R-HEAs）的相稳定性在很宽的温度范围内（100 K至2000 K）进行了研究。平衡热力学相由焓和熵的变化决定。采用基于嵌入原子方法（EAM）势的混合蒙特卡罗（MC/MD）分子动力学模拟方法，模拟了任意温度下的焓变。用拟化学方法计算了反应熵。EAM势都是基于元素的物理输入参数，如原子体积，结合能，弹性常数等计算发现，MC/MD演化的平衡结构和局部化学短程有序/集群（SRO/SRC）的程度在很大程度上取决于不同温度下的有序度。有序化转变温度接近700 K，这也被同步辐射粉末X射线衍射实验所证实。结果表明，Mo-Ta对的次近邻B2型有序度增加，Nb-W对的次近邻B2型有序度降低。这也是预期的趋势，密度泛函理论（DFT）为基础的从头计算模拟在文献中完成，并在这项工作中讨论。模拟的衍射图案和散射强度的变化，由于化学SRO和SRC进行了研究。的衍射趋势进行了解释与演变的纳米结构形态的功能的帮助下。所开发的方法可能有助于事先预测的长期相稳定性在多元素合金中，通过减少昂贵的实验的数量。
2021-03-14 cond-mat.mtrl-sci
