碳納米管/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合薄膜力學(xué)性能的支持向量回歸預(yù)測(cè)

程文德， 張家偉

(重慶科技學(xué)院 數(shù)理與大數(shù)據(jù)學(xué)院，重慶 401331)

以環(huán)氧樹(shù)脂為基礎(chǔ)的納米復(fù)合材料具有黏結(jié)性強(qiáng)、收縮率低、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)異的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于功能涂料、電子封裝膠、航空航天材料等領(lǐng)域，因而一直受到材料科研者特別關(guān)注[1，2]。但其韌性差、機(jī)械力學(xué)性能低等不足極大地限制了其應(yīng)用。一些科學(xué)家通過(guò)添加顆粒或者晶須填料來(lái)增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂基材料的力學(xué)性能，并取得了一定的成功[3，4]。近年來(lái)，由于碳納米管獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)性質(zhì)[5，6]，可將碳納米管作為填料添加到聚合物中，通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)參數(shù)大大增強(qiáng)了碳納米管/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的各種性能[7，8]。通常的做法是改變一種實(shí)驗(yàn)參數(shù)，保持其他實(shí)驗(yàn)參數(shù)不變，找出該實(shí)驗(yàn)參數(shù)的改變對(duì)碳納米管/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合薄膜力學(xué)性能的影響，再用同樣的方法研究其他實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)力學(xué)性能的影響，這種方法實(shí)驗(yàn)工作量大，要消耗大量的人力、物力，而且實(shí)驗(yàn)參數(shù)之間相互依賴，相互影響，無(wú)法區(qū)分哪個(gè)實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)力學(xué)性能影響占主導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)參數(shù)與力學(xué)性能之間關(guān)系復(fù)雜。因此，很有必要建立不同實(shí)驗(yàn)參數(shù)下合成的碳納米管與環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合薄膜力學(xué)性能的預(yù)測(cè)模型來(lái)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，以制備滿足器件要求的力學(xué)性能樣品。但常規(guī)的建模方法很難建立一個(gè)精確的數(shù)學(xué)模型，而支持向量回歸機(jī)是解決這一問(wèn)題的有效方法。支持向量回歸機(jī)(Support Vector Regression，簡(jiǎn)稱SVR)是Vapnik和其合作者[9]在1995年提出來(lái)的，是一種基于結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最小化的新的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，能較好地解決小樣本、非線性、局部極小和過(guò)學(xué)習(xí)等問(wèn)題，已被成功應(yīng)用于很多實(shí)際領(lǐng)域[10-13]。……