Predicción de Fases y Proceso de Diseño Visualizado de Aleaciones de Alta Entropía a través de Metodología Aprendida por Máquina
Autores: Gao, Jin; Wang, Yifan; Hou, Jianxin; You, Junhua; Qiu, Keqiang; Zhang, Suode; Wang, Jianqiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Aleaciones de alta entropía
Modelos de aprendizaje automático
Constitución de fases
Métodos de aprendizaje en conjunto
XGBoost
Proceso de diseño de aleaciones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
Las aleaciones de alta entropía, que contienen cinco o más elementos en concentraciones atómicas iguales, tienden a exhibir propiedades mecánicas y físicas notables que dependen típicamente de su constitución de fase. En este trabajo, se llevan a cabo un modelo de aprendizaje automático basado en un enfoque más simple y cuatro modelos de aprendizaje automático en conjunto para predecir la fase de aleaciones de alta entropía en una base de datos que consta de 511 datos etiquetados. Antes de entrenar los modelos, se seleccionan características basadas en los principios de diseño empírico a través de XGBoost, teniendo en cuenta la importancia relativa de cada característica. Los métodos de aprendizaje en conjunto de Voting y Stacking se destacan entre estos algoritmos, con una precisión predictiva de más del 92%. Además, el proceso de diseño de aleaciones se visualiza mediante un árbol de decisión, introduciendo un nuevo criterio para identificar fases de FCC, BCC y FCC + BCC en aleaciones de alta entropía. Estos hallazgos proporcionan información valiosa para seleccionar características importantes y modelos de aprendizaje automático adecuados en el diseño de aleaciones de alta entropía.
Descripción
Las aleaciones de alta entropía, que contienen cinco o más elementos en concentraciones atómicas iguales, tienden a exhibir propiedades mecánicas y físicas notables que dependen típicamente de su constitución de fase. En este trabajo, se llevan a cabo un modelo de aprendizaje automático basado en un enfoque más simple y cuatro modelos de aprendizaje automático en conjunto para predecir la fase de aleaciones de alta entropía en una base de datos que consta de 511 datos etiquetados. Antes de entrenar los modelos, se seleccionan características basadas en los principios de diseño empírico a través de XGBoost, teniendo en cuenta la importancia relativa de cada característica. Los métodos de aprendizaje en conjunto de Voting y Stacking se destacan entre estos algoritmos, con una precisión predictiva de más del 92%. Además, el proceso de diseño de aleaciones se visualiza mediante un árbol de decisión, introduciendo un nuevo criterio para identificar fases de FCC, BCC y FCC + BCC en aleaciones de alta entropía. Estos hallazgos proporcionan información valiosa para seleccionar características importantes y modelos de aprendizaje automático adecuados en el diseño de aleaciones de alta entropía.