Neural networks applied in kinetic analysis of complex nucleation-growth processes: Outstanding solution for fully overlapping reaction mechanisms

Show simple item record

dc.contributor.author Liland, K.H.
dc.contributor.author Svoboda, Roman
dc.contributor.author Luciano, G.
dc.contributor.author Muravyev, N.
dc.date.accessioned 2023-07-12T13:24:54Z
dc.date.available 2023-07-12T13:24:54Z
dc.date.issued 2022
dc.identifier.issn 0022-3093
dc.identifier.uri https://hdl.handle.net/10195/81372
dc.description.abstract Performance of several neural network architectures (convolutional neural network CNN, multilayer perceptron MLP, CNN/MLP hybrid CDD) was evaluated for kinetic analysis of complex processes with overlapping independent reaction mechanisms based on the nucleation-growth Johnson-Mehl-Avrami (JMA) model. Theoretically simulated data used for the testing covered absolute majority of real-life JMA-JMA solid-state kinetics scenarios. The performance of the tested architectures decreased in the following order: MLP > CDD >> CNN. For partially overlapping processes the CDD and MLP architectures provided accurate estimates of the JMA model kinetic parameters, performing on par with traditional methods of kinetic analysis. For the fully overlapping kinetic processes, the accuracy of the estimates provided by the neural networks significantly worsened, however still largely outperforming the traditional approaches of kinetic analysis based on the standard non-linear optimization, such as mathematic or kinetic deconvolution. The corresponding kinetic predictions were of suitable precision for majority of real-life applications preparation (glass-ceramics). eng
dc.format "121640-1"-"121640-11"
dc.language.iso eng
dc.publisher Elsevier Science BV eng
dc.relation.ispartof Journal of Non-Crystalline Solids, volume 588, issue: July eng
dc.rights pouze v rámci univerzity cze
dc.subject CDD eng
dc.subject complex process eng
dc.subject JMA model eng
dc.subject MLP eng
dc.subject theoretical kinetic analysis eng
dc.subject CDD cze
dc.subject komplexní proces cze
dc.subject JMA model cze
dc.subject MLP cze
dc.subject teoretická kinetická analýza cze
dc.title Neural networks applied in kinetic analysis of complex nucleation-growth processes: Outstanding solution for fully overlapping reaction mechanisms eng
dc.title.alternative Neuronové sítě aplikované v kinetické analýze komplexních procesů nukleačního růstu: Vynikající řešení pro plně se překrývající reakční mechanismy cze
dc.type article eng
dc.description.abstract-translated Výkonnost několika architektur neuronových sítí (konvoluční neuronová síť CNN, vícevrstvý perceptron MLP, CNN/MLP hybrid CDD) byla hodnocena pro kinetickou analýzu komplexních procesů s překrývajícími se nezávislými reakčními mechanismy na základě modelu nukleačního růstu Johnson-Mehl-Avrami (JMA) . Teoreticky simulovaná data použitá pro testování pokryla naprostou většinu reálných scénářů kinetiky pevných látek JMA-JMA. Výkon testovaných architektur klesal v následujícím pořadí: MLP > CDD >> CNN. Pro částečně se překrývající procesy architektura CDD a MLP poskytla přesné odhady kinetických parametrů modelu JMA, které fungují na stejné úrovni jako tradiční metody kinetické analýzy. U plně se překrývajících kinetických procesů se přesnost odhadů poskytovaných neuronovými sítěmi výrazně zhoršila, avšak stále do značné míry překonávají tradiční přístupy kinetické analýzy založené na standardní nelineární optimalizaci, jako je matematická nebo kinetická dekonvoluce. Odpovídající kinetické predikce byly dostatečně přesné pro většinu příprav reálných aplikací (sklokeramika). cze
dc.peerreviewed yes eng
dc.publicationstatus published eng
dc.identifier.doi 10.1016/j.jnoncrysol.2022.121640
dc.relation.publisherversion https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022309322002411
dc.identifier.wos 000913318200001
dc.identifier.scopus 2-s2.0-85127934638
dc.identifier.obd 39888463


This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search DSpace


Advanced Search

Browse

My Account