1 上海大学计算机工程与科学学院, 上海 200444
2 上海市智能计算系统工程技术研究中心, 上海 200444
3 上海大学材料科学与工程学院, 上海 200444
4 上海大学材料基因组工程研究院, 上海 200444
数据驱动的机器学习凭借其准确高效的预测能力广泛应用于材料的性能预测和构效关系研究。数据决定了机器学习的上限。然而, 目前材料领域的数据存在来源广、噪音大、样本少、维度高等数据质量问题, 阻碍了机器学习在材料领域更广泛的应用。本文从数据品质和数据数量2个视角系统梳理并全面剖析了材料领域数据质量问题及其相关治理工作, 发现数据品质与数据数量共同决定数据质量。基于此, 提出了面向材料领域机器学习全过程的领域知识嵌入的数据质量治理框架。该框架定义了12种维度用于解析材料数据质量的内涵; 构建了数据质量治理的生命周期模型以确保数据质量治理活动有序进行; 建立了一系列数据质量治理处理模型, 从领域知识与数据驱动2个方面对数据质量进行精准全面治理, 为生命周期模型的具体实施提供技术支持。该框架实现了材料数据质量的综合评估与提升, 为高质量数据获取提供理论指导与候选方案, 加速机器学习在材料研发中的深入应用。
材料科学 机器学习 数据质量 领域知识 materials science machine learning data quality and quantity domain knowledge
1 中国科学院金属研究所分析测试中心， 辽宁 沈阳 110016
2 中国科学院金属研究所国家金属腐蚀控制技术中心， 辽宁 沈阳 110016
3 中国科学院金属研究所联合研究部， 辽宁 沈阳 110016
为了从微观角度分析材料服役损伤机理，快速准确地测量材料表面微观形貌， 对白光干涉技术进行了理论分析，并采用白光干涉技术对磨斑、蚀坑两种不同类型的材料损伤形貌进行了具体的测试研究。测试结果表明，白光干涉仪可以准确地测量出磨斑、蚀坑的二维和三维形貌及深度分布数据。测得磨斑深度为45.68 μm，腐蚀后的材料表面最大点蚀坑的深度为5.14 μm。白光干涉仪适合于测试材料服役损伤后表面的三维形貌和数据。利用此技术可以对材料微观表面形貌进行快速精确的测量，对深入理解材料服役行为及寿命预测具有参考意义。
材料科学 白光干涉仪 表面测试 磨斑 蚀坑 material science white light interferometer surfacetest wear spot pit
1 钢铁研究总院, 北京100181
2 北京有色金属研究总院, 北京100088
3 钢研纳克检测技术有限公司, 北京100094
4 重庆大全新能源有限公司, 重庆404000
激光烧蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术不仅可以对导体及非导体进行元素的成分含量分析, 而且还可进行元素分布及涂层深度表面微区分析, 故在元素分析领域引起广泛的关注。主要介绍了LA-ICP-MS的仪器装置及其表面微区分析理论, 同时对LA-ICP-MS在钢铁、 有色金属及半导体等材料科学领域中的元素分布及涂层深度表面微区分析应用进展情况进行回顾, 与SEM/EDS(扫描电子显微镜/能谱仪)、 EPMA(电子探针微区分析)、 AES(俄歇电子能谱)等传统经典的表面分析方法的比较, LA-ICP-MS具有无需或很少样品制备、 空间分辨率可调、 多元素同时分析及灵敏度高等优点, 目前LA-ICP-MS已成为这些经典表面微区分析工具强有力的补充。随着LA-ICP-MS分析技术进一步的发展与成熟, 相信不久的将来越来越多的元素分析工作者会使用这一强有力的分析工具, 它像LIBS(激光诱导击穿光谱)一样, 将会成为元素分析领域非常耀眼的一颗新星。
激光烧蚀 电感耦合等离子体质谱仪(ICP/MS) 材料科学 表面微区分析 Laser ablation Inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-M Material science Surface microanalysis 光谱学与光谱分析
2014, 34(8): 2238
1 钢铁研究总院， 北京100081
2 北京纳克分析仪器有限公司， 北京100094
3 北京有色金属研究总院， 北京100088
4 中国地质科学院矿产资源研究所， 北京100037
激光诱导击穿光谱作为表面分析工具是近十年发展起来的， 对表面分析基础理论、 仪器装置及其在材料科学领域中的应用进行详细的综述。 重点阐述了激光诱导击穿光谱在国内外冶金、 半导体、 电子等材料科学领域中的元素分布分析及镀层分析应用进展， 指出激光束单个脉冲能量、 环境气体及气压、 激光束能量分布等参数对分辨率的影响， 同时指出在兼顾灵敏度的前提下提高分辨率的途径。 与传统经典表面分析工具相比较具有扫描面积大、 分析速度快及样品导电与否均可分析等优点， 成为传统表面分析工具的有力补充。
激光诱导击穿光谱 材料科学 表面分析 应用进展 Laser induced-breakdown spectroscopy Materials science Surface analysis Application progress 光谱学与光谱分析
2012, 32(6): 1441
1 上海理工大学理学院凝聚态物理研究所,上海 200093
2 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
利用p-偏振双面反射法、原子力显微术及激光损伤实验,对经不同化学清洗的K9平板玻璃基片表面的光学特性进行了综合表征.实验结果表明,经酸洗的玻璃表面,其消光系数明显减小,而光洁度和激光损伤阈值明显提高;通过进一步的碱洗,玻璃表面的光学性能仍可得到一定的改善.另外,随玻璃基片清洗程序的不断深入,p-偏振双面反射法测得的玻璃表面层光学参量的变化趋势,与观测的表面粗糙度及激光损伤阈值的变化趋势一致.
材料科学 玻璃表面层 p-偏振光 化学清洗 光学参量 激光损伤阈值
长春理工大学材料与化工分院, 吉林 长春 130022
以PbF2+GeO2+WO3+SiO2+NaF为基质组份,双掺Yb^{3+}/Er^{3+}稀土离子,采用熔融技术,熔化温度为950℃,恒温20min,退火温度为380℃,恒温4h以上关炉,随炉降至室温,制得样品,采用Hatachi F4500型荧光光度计测试样品,激发波长为980nm,样品在550nm处呈现较强的发射峰,在528nm处有一个次发射峰,在680nm处有一个相对较弱的发射峰,并对上述结果进行了讨论分析,建立了该系统上转换发光机制。该样品具有化学稳定性好、机械强度高、激发谱带宽等优点,可做进一步开发应用。
材料科学 上转换发光 稀土离子 玻璃陶瓷
长春理工大学材料与化工分院, 吉林 长春 130022
报道了PbF2+GeO2+SiO2+WO3系统,双掺Yb^{3+}/Ho^{3+}稀土离子玻璃陶瓷的制备,通过对该系统制备工艺参数的探索及对掺杂浓度的选择,制备出了上转换发光玻璃陶瓷的样品,该样品测试采用了Hatachi F4500型荧光光度计,激发波长为980nm,激发光谱在545nm处呈现较强的发射峰,建立了该系统上转换发光机制,该样品具有制备工艺简单、尺寸大、化学稳定性好、机械强度高、激发谱带宽等优点,可做进一步开发研制。
材料科学 上转换发光 稀土离子 玻璃陶瓷
复旦大学信息学院光科学与工程系先进光子学材料与器件国家重点实验室, 上海 200433
用溶胶-凝胶方法合成了掺饵含量为5×10^{-3}(Er/si摩尔比)的二氧化硅凝胶玻璃。研究了不同温度条件下用四氯化碳除水处理的效果。结果表明在900℃下,四氯化碳可以很好地去除样品中的羟基,而且荧光寿命与样品中水的含量表现出明显的关联性。经过处理的样品在室温下使用978nm激光抽运,测得1550nm的荧光寿命大于6ms。
材料科学 掺铒凝胶玻璃 溶胶-凝胶 四氯化碳 荧光寿命
1 徐州师范大学物理系,江苏,徐州,221009
2 苏州大学物理系,江苏,苏州,215006
以在连续调制光辐照下的各向异性介质的热传导理论为基础,通过So(3)群转动理论,导出不透明各向异性介质的热导张量和热导主轴方向的光热测量方法。
材料科学 各向异性介质 So(3)群 热导张量 热导主轴方向
