Prediction of the Melting Points of Double Halides

N. N. Kiseleva; Киселёва Н. Н.; V. A. Dudarev; Дударев В. А.; A. V. Stolyarenko; Столяренко А. В.; A. A. Dokukin; Докукин А. А.; O. V. Sen’ko; Сенько О. В.; Yu. O. Kuznetsova; Кузнецова Ю. О.

doi:10.31857/S0044457X22602012

Prediction of the Melting Points of Double Halides

Authors: Kiseleva N.N.¹, Dudarev V.A.², Stolyarenko A.V.², Dokukin A.A.²^,3, Sen’ko O.V.³, Kuznetsova Y.O.²
Affiliations:
1. Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science
2. Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences
3. Federal Research Center “Informatics and Control,” Russian Academy of Sciences
Issue: Vol 68, No 5 (2023)
Pages: 623-629
Section: ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
URL: https://ruspoj.com/0044-457X/article/view/665256
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044457X22602012
EDN: https://elibrary.ru/SNDUYN
ID: 665256

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract

The atmospheric pressure melting points of binary halides ABHal3, ABHal4, A2BHal4, A2BHal5, and A3BHal6 (A and B are various elements; Hal = F, Cl, Br, or I) were predicted. Calculations were made using our developed system of machine learning. Computer models were searched by analyzing information on the already known melting points of halides. The unknown melting points of the halides were predicted using only the values of the properties of the elements A, B, and Hal. It was shown that the programs based on the methodology of ensembles of machine learning algorithms make the most accurate estimates of melting points (the mean absolute errors determined by the cross-validation method in the leave-one-out cross validation mode were in the range of 29–52 K, depending on the halide composition and the chosen algorithm). The coefficient of multiple determination for the models used for prediction was no lower than 0.7.

Keywords

halide, melting point, machine learning, prediction

References

Lindemann F.A. // Phys. Z. 1910. Bd. 11. S. 609.
Ross M. // Phys. Rev. 1969. V. 184. № 1. P. 233. https://doi.org/10.1103/PhysRev.184.233
Stacey F.D., Irvine R.D. // Aust. J. Phys. 1977. V. 30. № 6. P. 631. https://doi.org/10.1071/PH770631
Boyer L.L. // Phase Transitions. 1985. V. 5. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1080/01411598508219144
Owens F.J. // Phase Transitions. 2018. V. 91. № 5. P. 503. https://doi.org/10.1080/01411594.2018.1432052
Hong Q.-J., van de Walle A. // Phys. Rev. B: Condens. Matter. 2015. V. 92. № 2. P. 020104. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.92.020104
Andrievskii R.A., Strel’nikova № S., Poltoratskii N.I. et al. // Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 1967. V. 6. № 1. P. 65. https://doi.org/10.1007/BF00773385
Савицкий Е.М., Грибуля В.Б. // Структура и свойства жаропрочных металлических материалов. М.: Наука, 1973. С. 3.
Pedregosa F., Varoquaux G., Gramfort A. et al. // J. Machine Learning Res. 2011. V. 12 (Oct.). P. 2825.
Сайт проекта R: https://www.r-project.org/ (visited on 10.11.2022)
Dudarev V.A., Kiselyova N.N., Stolyarenko A.V. et al. // CEUR Workshop Proceedings (CEUR-WS.org), v. 2790. Supplementary Proceedings of the XXII International Conference on Data Analytics and Management in Data Intensive Domains (DAMDID/RCDL 2020). P. 89. http://ceur-ws.org/Vol-2790/paper09.pdf
Saad Y., Gao D., Ngo T. et al. // Phys. Rev. B.: Condens. Matter. 2012. V. 85. № 10. P. 104104. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.85.104104
Pilania G., Gubernatis J.E., Lookman T. // Phys. Rev. B: Condens. Matter. 2015. V. 91. № 21. P. 214302. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.91.214302
Zhang Z., Peng R., Chen N. // Mater. Sci. Eng., B. 1998. V. 54. № 3. P. 149. https://doi.org/10.1016/S0921-5107(98)00157-3
Seko A., Maekawa T., Tsuda K., Tanaka I. // Phys. Rev. B: Condens. Matter. 2014. V. 89. № 5. P. 054303. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.89.054303
Chen N., Li C., Yao S., Wang X. // J. Alloys Compd. 1996. V. 234. № 1–2. P. 130. https://doi.org/10.1016/0925-8388(95)01963-4
Yan L.-M., Zhan Q.-B., Qin P., Chen N.-Y. // J. Rare Earths. 1994. V. 12. № 2. P. 102.
Seko A., Hayashi H., Nakayama K. et al. // Phys. Rev. B: Condens. Matter. 2017. V. 99. № 14. P. 144110. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.95.144110
Gu T., Lu W., Bao X., Chen N. // Solid State Sci. 2006. V. 8. № 2. P. 129. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2005.10.01
Киселева Н.Н. // Журн. неорган. химии. 2014. Т. 59. № 5. С. 665. https://doi.org/10.7868/S0044457X14050110
Киселева Н.Н., Столяренко А.В., Рязанов В.В. и др. // Журн. неорган. химии. 2014. Т. 59. № 12. С. 1709. https://doi.org/10.7868/S0044457X1412010
БД “Elements”: https://phase.imet-db.ru/elements (visited on 10.11.2022).
БД “Фaзы”: https://phase.imet-db.ru (visited on 10.11.2022).
Сенько О.В., Докукин А.А., Киселева Н.Н., Хомутов Н.Ю. // Доклады Академии наук. 2018. Т. 479. № 1. С. 11. https://doi.org/10.7868/S086956521801-0016
Журавлев Ю.И., Сенько О.В., Докукин А.А. и др. // Доклады Академии наук. 2021. Т. 499. С. 63. https://doi.org/10.31857/S2686954321040172
Ващенко Е.А., Витушко М.А., Дударев В.А. и др. // Информационные процессы. 2019. Т. 19. № 4. С. 415.
Киселева Н.Н., Дударев В.А., Столяренко А.В. и др. // Перспективные материалы. 2021. № 9. С. 1. https://doi.org/10.30791/1028-978X-2021-9-5-23
Kiselyova N.N., Stolyarenko A.V., Ryazanov V.V. et al. // Pattern Recognition and Image Analysis. 2011. V. 21. № 1. P. 88. https://doi.org/10.1134/S1054661811010081
Коршунов Б.Г., Сафонов В.В., Дробот Д.В. Фазовые равновесия в галогенидных системах. Справочник. М.: Металлургия, 1979. 182 с.
Коршунов Б.Г., Сафонов В.В. Галогениды. Диаграммы плавкости. Справочник. М.: Металлургия, 1991. 288 с.
Медведев В.А., Бергман Г.А., Васильев В.П. и др. Термические константы веществ / Под ред. Глушко В.П. Вып. IX (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra). М.: Изд-во АН СССР, 1979. 574 с.
Посыпайко В.И., Алексеева Е.А., Васина Н.А. и др. Диаграммы плавкости солевых систем. Справочник. М.: Металлургия, 1977. Ч. I. 416 с. Ч. II. 304 с.
Медведев В.А., Бергман Г.А., Васильев В.П. и др. Термические константы веществ. Вып. X (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr). Ч. 2. Таблицы принятых значений: K, Rb, Cs, Fr. М.: Изд-во АН СССР, 1981. Ч. 1. 299 с. Ч. 2. 441 с.