Как искусственный интеллект изменил разработку магнитных сплавов для высокомощной электроники?

Исследователи из Института материаловедения и технологий Нинбо (Китайская академия наук) совершили прорыв в создании новых магнитных материалов с использованием искусственного интеллекта. Их работа, опубликованная в журнале Advanced Functional Materials, демонстрирует значительный прогресс в разработке железосодержащих аморфных сплавов для высокочастотных электронных устройств.
Как искусственный интеллект изменил разработку магнитных сплавов для высокомощной электроники?
Изображение носит иллюстративный характер

Традиционные мягкие магнитные материалы, такие как кремнистая сталь, сталкиваются с серьезной проблемой при работе на высоких частотах в диапазоне МГц и ГГц. Они демонстрируют высокие потери в сердечнике, что приводит к снижению эффективности, чрезмерному нагреву и рискам теплового разгона в высокомощных приложениях. Существующие аморфные сплавы на основе железа, хотя и обладают низкой коэрцитивной силой, имеют недостаточную намагниченность насыщения для устройств с высокой плотностью мощности.

Для решения этой проблемы ученые применили методы машинного обучения для прогнозирования и оптимизации намагниченности насыщения. Среди использованных алгоритмов наилучшие результаты показал XGBoost с коэффициентом детерминации R² более 0,85 и среднеквадратичной ошибкой менее 0,12 Тесла.

В ходе исследования были выявлены критические факторы, влияющие на магнитные свойства сплавов. Содержание железа должно превышать 75 атомных процентов, энтальпия смешения должна находиться в диапазоне от -18,7 до -14 кДж/моль, а разница электроотрицательности должна быть ниже 0,07.

Для улучшения свойств материала исследователи ввели в состав кобальт, чтобы использовать эффект обменного взаимодействия Fe-Co. Это привело к созданию новых серий сплавов: Fe-Co-Ni-Si-B и Fe-Co-Ni-B-P-C.

Разработанные материалы демонстрируют впечатляющие характеристики. Намагниченность насыщения (Bs) достигает 1,85 Тесла, с некоторыми образцами, показывающими значения до 1,92 Тесла. При этом коэрцитивная сила (Hc) составляет всего 1,2 А/м, что значительно превосходит свойства традиционной кремнистой стали.

Новые аморфные сплавы на основе железа имеют широкий спектр применений в высокочастотной, высокомощной электронике. Они могут использоваться в оборудовании для 5G-коммуникаций и электромобилях. Благодаря своим свойствам, эти материалы позволяют создавать более компактные и легкие магнитные компоненты, что критически важно для технологий следующего поколения, требующих высокой плотности мощности и минимальных тепловых потерь.

Использование искусственного интеллекта для разработки новых материалов демонстрирует эффективность этого подхода и открывает новые возможности в материаловедении. Сочетание машинного обучения с традиционными методами исследования позволяет значительно ускорить процесс создания материалов с заданными свойствами и решать сложные технологические задачи современной электроники.


Новое на сайте

19521Банковский троян VENON на Rust атакует Бразилию с помощью девяти техник обхода защиты 19520Бонобо агрессивны не меньше шимпанзе, но всё решают самки 19519Почему 600-килограммовый зонд NASA падает на Землю из-за солнечной активности? 19518«Липовый календарь»: как расписание превращает работников в расходный материал 19517Вредоносные Rust-пакеты и ИИ-бот крадут секреты разработчиков через CI/CD-пайплайны 19516Как хакеры за 72 часа превратили npm-пакет в ключ от целого облака AWS 19515Как WebDAV-диск и поддельная капча помогают обойти антивирус? 19514Могут ли простые числа скрываться внутри чёрных дыр? 19513Метеорит пробил крышу дома в Германии — откуда взялся огненный шар над Европой? 19512Уязвимости LeakyLooker в Google Looker Studio открывали доступ к чужим базам данных 19511Почему тысячи серверов оказываются открытой дверью для хакеров, хотя могли бы ею не быть? 19510Как исследователи за четыре минуты заставили ИИ-браузер Perplexity Comet попасться на... 19509Может ли женщина без влагалища и шейки матки зачать ребёнка естественным путём? 19508Зачем учёные из Вены создали QR-код, который невозможно увидеть без электронного... 19507Девять уязвимостей CrackArmor позволяют получить root-доступ через модуль безопасности...
Ссылка