冶金物理化學的案例
諾貝爾物理化學獎全給了AI，你不試試這個機器學習軟件？
2024年的諾貝爾物理和化學獎暗示了：交給AI。
AI預測的核心有兩個，一個是原始數據，一個是訓練模型，缺一不可。
在本論文中，原始數據是皇甫川河、賈魯河、大理河等7條河流在1960—2010年這50年間水文站辛苦收集的流量數據，及流域內63個氣象站在這50年里辛苦采集的氣象數據。
訓練模型，用的工具是南京天洑軟件公司的智能數據建模軟件DTEmpower。是的你沒看錯，正是我司的！
展（無）開（聊）說，模型訓練過程分別基于對數正態函數分布、廣義帕累托分布和H2018模型三種函數形式，擬合算法采用了DTEmpower內置的隨機森林、多項式、K近鄰回歸和多層感知器四種機器學習算法。
訓練完成后，再采用納什效率系數（Nash efficiency coefficient）等多個參數對模型的準確性進行評判。
明白了吧？別緊張，不明白沒事（我也不懂。
最終論文得出結論：利用隨機森林算法訓練的H2018模型，性能優異（superior performance），即可利用降水數據預測同區域的河流流量。
是不是不！明！覺！厲！
包括水利行業在內的各行各業，無時無刻不在產生數據。俗話說數據是天數據是地，數據是個大金礦，如何從或微量或海量的數據中挖掘價值，就很考驗技術人員的智慧了。
我司的DTEmpower就是一把金鏟鏟。別擔心不會用，圖形化、零編碼建模，拖拽、拉線就完事了。
數據清理、特征生成、敏感性分析和模型訓練等各環節都有豐富的AI算法，零基礎小白也能快速挖掘得到優秀漂亮的數據模型。
軟件開發不容易，同事們熬夜加班更不容易，頭發都快沒了。
但談錢實在傷感情，你免費拿去用吧……唉。
到天洑軟件官網下載，自帶一個月免費試用。到期之后不好用，刪了就是。
要是它真的好用，幫你挖到了金，我們再談傷感情的事也不遲。
展開 西北大學范代娣教授課題組：治療動態燙傷創面愈合的物理化學雙交聯多功能水凝膠
通過分子和化學結構設計，能夠賦予可注射自愈合水凝膠良好的組織粘附性、力學性能和生物功效。因此，可注射自愈水凝膠作為動態燙傷創面敷料具有很大的潛力。
范代娣教授等人首次針對動態燙傷傷口提出了一種具有形狀適應性，可注射自愈合性質，強粘附性的物理化學雙交聯多功能水凝膠。將氧化透明質酸（OD）與氨基化小分子膠原（AG）作為水凝膠的兩條主鏈，并通過交聯席夫堿鍵和鄰苯二酚-Fe3+配位鍵制備了AG-OD-Fe(III)水凝膠。與單交聯AG-OHA和OD-Fe（III）水凝膠相比，雙交聯增強了AG-OD-Fe（III）水凝膠的力學性能、粘附強度和自愈合性能，該水凝膠同時具有良好的形狀適應性。這些增強的物理化學性質使該水凝膠適用于動態不規則傷口。除此之外，AG-OD/1.0-Fe（III）水凝膠具有良好的生物相容性、生物降解性、抗菌性能和止血性能。AG-OD/1.0-Fe（III）水凝膠通過降低促炎細胞因子的表達以及血管生成和膠原沉積的促進，顯著促進了燙傷創面愈合，加速了皮膚結構和功能的重建，將愈合時間縮短至13天。
綜上，該研究論文首次報道了一種適用于動態燙傷的水凝膠敷料，為治療動態燙傷傷口提供了新策略。范代娣教授為通訊作者，博士生袁揚和博士后申世紅為共同第一作者。
該研究得到了國家重點研發計劃（2019YFA0905200）、國家自然科學基金（21838009），國家自然科學基金（22008196）、國家博士后基金（2019M663951XB）、陜西省自然科學基金(2020JQ-570) 的支持。
展開 華南理工大學張水洞教授課題組：基于類Fenton試劑實現淀粉/微晶纖維素的水溶還原性、抗菌、物理和化學交聯劑特性
為克服上述問題，華南理工大學機汽學院張水洞教授課題組近年來通過類Fenton反應實現了對淀粉和微晶纖維素的定位氧化，獲得結構可控的羧基淀粉/微晶纖維素并分別將其應用于氯金酸的均相還原，熱塑性淀粉(TPS)、羧基丁 腈橡膠(XNBR)等基體的高性能，初步發現，高羧基含量的羧基淀粉/微晶纖維素展示出水溶還原性、抗菌、對TPS和XNBR具有物理和化學交聯作用，可顯著提升這兩類材料的綜合性能。
作者利用H2O2和低濃度的金屬離子的類Fenton試劑實現了對淀粉C-6羥基的定位氧化，制備了羧基含量為42.1%的羧基淀粉（OST-42.1）。由于羧基的親水性和低分子量（1.85×105 g/mol），OST-42.1表現出良好的水溶性和低粘度特性。將羧基淀粉用于水相還原氯金酸可獲得納米金顆粒，并進一步通過溶膠負載法制備了納米金催化劑。隨著OST-42.1濃度由5 g/L上升至40 g/L，納米金顆粒直徑呈現先降低后上升的趨勢。以20 g/L的OST-42.1制備的催化劑負載量和顆粒平均直徑分別為0.5%和1.8 nm，比表面積和容積率分別為353.01 m2/g和0.293 cm3/g，將其用于催化丙烯環氧化反應，轉化率、氫氣效率和丙烯環氧化選擇性分別達到18.5%，31.1%和68%（Shuidong Zhang et al, Starch - St?rke 2020, 72: 1900313）。
圖1. 通過CCS對AuNPs進行生物還原的機理圖.
圖2. 納米金催化劑的制備及形貌表征
此外，羧基淀粉富含羧基，具有潛在的抗菌性能。
展開 中科院化學所郭玉國&物理所禹習謙Angew：一種具有3.7 V高電壓的O3型鈉離子電池正極材料
【成果簡介】
最近，中國科學院化學研究所郭玉國研究員和中國科學院物理研究所禹習謙研究員（共同通訊作者）報道了一種反常的高電壓O3-Na0.7Ni0.35Sn0.65O2正極材料。這個材料的反常之處在于：（1）擁有P2相的定量組成，結構卻屬于O3相；（2）這個材料表現出基于Ni2+/Ni3+的3.7 V高電壓，這個電壓值在O3型正極材料里面屬于最高值。結合一系列電化學反應機制分析和理論計算，發現Na0.7Ni0.35Sn0.65O2的反常O3型結構是由于采取R3 ?m的空間占位，熱力學上更為穩定。另外由于Sn4+（[Kr]4d10）d軌道上沒有單電子，無法跟O 2p軌道發生雜化，因此過渡金屬層的軌道重疊以及電子離域都受到了限制，這樣Ni-O鍵的離子度就明顯增強，因此O3-Na0.7Ni0.35Sn0.65O2材料的Ni2+/Ni3+氧化還原電勢處于高達3.7 V的水平。進一步通過宏觀尺度的原位XRD和原子尺度的球差電鏡發現當Na+從Na0.7Ni0.35Sn0.65O2晶體結構中脫出0.35摩爾時，O3相才轉變為P3相，而且兩相共存區只有0.02 Na狹窄的范圍。這個工作從分子軌道水平角度理解了O3型正極材料的氧化還原電勢和平均工作電壓，近期以"An Abnormal 3.7‐V O3‐Type Na‐Ion Battery Cathode”為題發表在德國應用化學上。
【圖文導讀】
圖1 O3-Na0.7Ni0.35Sn0.65O2的晶體結構
(a) Na0.7Ni0.35Sn0.65O2樣品的XRD精修譜圖。(b) NaxNix/2Sn1-x/2O2不同鈉含量的計算的DFT總能量。(c) Na0.7Ni0.35Sn0.65O2樣品的SEM圖。Na0.7Ni0.35Sn0.65O2 樣品在[010]帶軸的(d) ABF和(e) HAADF-STEM圖。
展開 
中科院化學所郭玉國&物理所禹習謙Angew：一種具有3.7 V高電壓的O3型鈉離子電池正極材料
【成果簡介】
最近，中國科學院化學研究所郭玉國研究員和中國科學院物理研究所禹習謙研究員（共同通訊作者）報道了一種反常的高電壓O3-Na0.7Ni0.35Sn0.65O2正極材料。這個材料的反常之處在于：（1）擁有P2相的定量組成，結構卻屬于O3相；（2）這個材料表現出基于Ni2+/Ni3+的3.7 V高電壓，這個電壓值在O3型正極材料里面屬于最高值。結合一系列電化學反應機制分析和理論計算，發現Na0.7Ni0.35Sn0.65O2的反常O3型結構是由于采取R3 ?m的空間占位，熱力學上更為穩定。另外由于Sn4+（[Kr]4d10）d軌道上沒有單電子，無法跟O 2p軌道發生雜化，因此過渡金屬層的軌道重疊以及電子離域都受到了限制，這樣Ni-O鍵的離子度就明顯增強，因此O3-Na0.7Ni0.35Sn0.65O2材料的Ni2+/Ni3+氧化還原電勢處于高達3.7 V的水平。進一步通過宏觀尺度的原位XRD和原子尺度的球差電鏡發現當Na+從Na0.7Ni0.35Sn0.65O2晶體結構中脫出0.35摩爾時，O3相才轉變為P3相，而且兩相共存區只有0.02 Na狹窄的范圍。這個工作從分子軌道水平角度理解了O3型正極材料的氧化還原電勢和平均工作電壓，近期以"An Abnormal 3.7‐V O3‐Type Na‐Ion Battery Cathode”為題發表在德國應用化學上。
【圖文導讀】
圖1 O3-Na0.7Ni0.35Sn0.65O2的晶體結構
(a) Na0.7Ni0.35Sn0.65O2樣品的XRD精修譜圖。(b) NaxNix/2Sn1-x/2O2不同鈉含量的計算的DFT總能量。(c) Na0.7Ni0.35Sn0.65O2樣品的SEM圖。Na0.7Ni0.35Sn0.65O2 樣品在[010]帶軸的(d) ABF和(e) HAADF-STEM圖。
展開 為華為造手機的比亞迪，可不是一家簡單的汽車廠
出生于安徽農村的他，通過高考走出了山村，于1987年畢業于中南工業大學冶金物理化學專業，并進入北京有色金屬研究總院攻讀碩士。
作為正經高學歷出身的名校精英，王傳福碩士畢業后順風順水的留在了北京有色金屬研究總院，開始了自己在體制內的學術研究生涯，當時，他主攻的方向正是未來比亞迪的主營業務之一——電池。
1993年，還沒到30的王傳福，已經升任處長職位，并被外派到深圳，成為北京有色金屬研究總院下屬一家合資電池企業的董事長。
如果當年的王傳福不是被外派到深圳，而是留在北京或者外派到其他城市，那么今天的王傳福很有可能已經成為體制內一名高級領導干部。
但那時的深圳，可以說是國內最讓人“心癢癢”的地方。在濃烈的“下海經商”氛圍下，1995年，王傳福毅然辭去體制內工作，創建了比亞迪。
為什么取了一個如此怪異的企業名稱呢？
據王傳福說，“深圳的企業很多，起兩個字的名字的話不容易通過，于是又想起五個字的名字，最后一查全都有了，那就只能取三個字。比亞迪這種名字就比較怪，但是比較怪也有好處，就是容易通過。比亞迪在當時并沒有明確的意義，就是為了容易通過企業名稱的注冊。當時創業艱難，能不能活下去還不知道，先成立下來通過注冊再說。”
所以，比亞迪之所以叫比亞迪，與隨便在字典上翻到3個字隨機組合在一起沒什么區別。
至于后來演化為“Build Your Dreams”，則純粹是企業做大做強后再引申出來的意思罷了。
當然，相比“Build Your Dreams”，很多網友更愿意調侃BYD為“Be Your Dad”的縮寫。
創立之初的比亞迪，干的就是王傳福的“祖傳手藝”——電池，再具體點說，是手機電池。
展開 【技巧分析】元器件失效分析方法
1、進行失效分析往往需要進行電測量并采用先進的物理、冶金及化學的分析手段。
2、失效分析的目的是確定失效模式和失效機理，提出糾正措施，防止這種失效模式和失效機理的重復出現。
3、失效模式是指觀察到的失效現象、失效形式，如開路、短路、參數漂移、功能失效等。
4、失效機理是指失效的物理化學過程，如疲勞、腐蝕和過應力等。
失效分析的一般程序
1、收集現場場數據
2、電測并確定失效模式
3、非破壞檢查
4、打開封裝
5、鏡驗
6、通電并進行失效定位
7、對失效部位進行物理、化學分析，確定失效機理。
8、綜合分析，確定失效原因，提出糾正措施。
1、收集現場數據：
2、電測并確定失效模式
電測失效可分為連接性失效、電參數失效和功能失效。
連接性失效包括開路、短路以及電阻值變化。這類失效容易測試，現場失效多數由靜電放電（ESD）和過電應力（EOS）引起。
電參數失效，需進行較復雜的測量，主要表現形式有參數值超出規定范圍（超差）和參數不穩定。
確認功能失效，需對元器件輸入一個已知的激勵信號，測量輸出結果。如測得輸出狀態與預計狀態相同，則元器件功能正常，否則為失效,功能測試主要用于集成電路。
三種失效有一定的相關性,即一種失效可能引起其它種類的失效。功能失效和電參數失效的根源時常可歸結于連接性失效。在缺乏復雜功能測試設備和測試程序的情況下，有可能用簡單的連接性測試和參數測試方法進行電測，結合物理失效分析技術的應用仍然可獲得令人滿意的失效分析結果。
3、非破壞檢查
X-Ray檢測，即為在不破壞芯片情況下，利用X射線透視元器件（多方向及角度可選），檢測元器件的封裝情況，如氣泡、邦定線異常，晶粒尺寸，支架方向等。
展開 分析 | 元器件失效分析方法
1、進行失效分析往往需要進行電測量并采用先進的物理、冶金及化學的分析手段。
2、失效分析的目的是確定失效模式和失效機理，提出糾正措施，防止這種失效模式和失效機理的重復出現。
3、失效模式是指觀察到的失效現象、失效形式，如開路、短路、參數漂移、功能失效等。
4、失效機理是指失效的物理化學過程，如疲勞、腐蝕和過應力等。
失效分析的一般程序
1、收集現場場數據
2、電測并確定失效模式
3、非破壞檢查
4、打開封裝
5、鏡驗
6、通電并進行失效定位
7、對失效部位進行物理、化學分析，確定失效機理。
8、綜合分析，確定失效原因，提出糾正措施。
1、收集現場數據：
2、電測并確定失效模式
電測失效可分為連接性失效、電參數失效和功能失效。
連接性失效包括開路、短路以及電阻值變化。這類失效容易測試，現場失效多數由靜電放電（ESD）和過電應力（EOS）引起。
電參數失效，需進行較復雜的測量，主要表現形式有參數值超出規定范圍（超差）和參數不穩定。
確認功能失效，需對元器件輸入一個已知的激勵信號，測量輸出結果。如測得輸出狀態與預計狀態相同，則元器件功能正常，否則為失效,功能測試主要用于集成電路。
三種失效有一定的相關性,即一種失效可能引起其它種類的失效。功能失效和電參數失效的根源時常可歸結于連接性失效。在缺乏復雜功能測試設備和測試程序的情況下，有可能用簡單的連接性測試和參數測試方法進行電測，結合物理失效分析技術的應用仍然可獲得令人滿意的失效分析結果。
展開 技術 | 熱處理工藝對TC18電子束焊焊接接頭力學性能的影響
通常這些特殊承力部件采用較為先進的電子束焊接技術進行連接，但是電子束焊接同樣是一個復雜的熱物理化學冶金過程，會造成焊接接頭部位材料組織和力學組織性能的不均勻性。
為充分發揮TC18鈦合金電子束焊接結構件的潛在優越性，需要對電子束焊接接頭進行焊后處理。已有的研究表明，焊后熱處理會對焊接接頭的力學性能產生顯著影響。
本文將分別采用3種焊后熱處理工藝對TC18電子束焊接接頭進行處理，檢測其拉伸力學性能、沖擊韌度、疲勞壽命，對比分析不同熱處理工藝對TC18電子束焊接接頭力學性能的影響，這對大規模生產選擇能夠提高TC18電子束焊接接頭力學性能的焊后熱處理工藝提供借鑒參考。
二、試驗材料及試驗方法
2.1 試驗材料
TC18鈦合金是一種新型材料，其成分為Ti－5Al－5Mo－5V－1Cr－1Fe，本試驗中TC18鈦合金供貨狀態為雙重退火處理。從模鍛件上線切割切取200mm×200mm×20mm的焊接試板，進行表面加工，使焊接部位的粗糙度Ra=3．2μm。
2.2 焊接工藝及焊后熱處理工藝
試板采用機械打磨的方式去除表面氧化膜，焊前用酒精或丙酮擦洗待焊接部位。本試驗采用ZD150－15A型高壓電子束焊焊機，電子束焊焊接工藝參數見表1。
焊后，根據HB5484—1991標準，采用X射線探傷檢測焊縫內部質量，所有焊縫均達到Ⅰ級焊縫標準。選擇多個焊接試樣，分別采用普通退火、去應力退火、雙重退火熱處理工藝進行焊后熱處理。
所選擇的普通退火工藝：750℃，保溫2h，爐冷至350℃，空冷；去應力退火：650℃，保溫4h，空冷；雙重退火：熱處理工藝為835℃，保溫2h，爐冷至750℃，保溫2h，空冷＋600～630℃，保溫4h，空冷。
展開 不銹鋼壓力容器的焊接技術
“焊接性”是從英文“Weldability”得來的，它把焊接、結構材料的性能(力學、冶金、物理、化學性能等)以及材料的發展結合在一起。自20世紀40年代初派生出焊接性概念以來,焊接性的含義一直在不斷發展著，人們給它下了多種定義，這是由于理解的角度不同、分析目的不同和由于焊接技術的不斷發展而引起的。
分析焊接性的目的,在于闡明一定的材料在指定的焊接工藝條件下可能出現的問題，以確定焊接工藝的合理性、材料或產品改進的方向。必須對整個焊接過程中的材料(母材、焊材)和焊接區(焊縫、熔合區和熱影響區)的成分、組織及性能，包括工藝參數的影響和焊后接頭區的使用性能等，進行系統的研究，才能加深對焊接性的理解
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