Healthy Research Rewards
ResearchHub is incentivizing healthy research behavior. At this time, first authors of open access papers are eligible for rewards. Visit the publications tab to view your eligible publications.
Got it
ZZ
Zhisen Zhang
Author with expertise in Anaerobic Methane Oxidation and Gas Hydrates
Achievements
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
9
(33% Open Access)
Cited by:
400
h-index:
33
/
i10-index:
102
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Effect of total content of Zn and Mg on microstructure and mechanical properties of Al-3.2xZn-xMg-1.66Cu-0.15Zr aluminum alloy sheet

Ni Tian et al.Jun 5, 2024
The effects of total Zn and Mg content on the microstructure, tensile properties, and fatigue properties of Al-3.2xZn-xMg-1.66Cu alloy sheets were systematically investigated after aging at 120 °C for 24 h. As the total content of Zn and Mg increased, the recrystallized grains were gradually refined, and the types of precipitate particles did not change, all of which comprised Guinier Preston (GP) zones and η' metastable-phase particles, whereas both the number and volume fraction of η'-phase particles increased gradually, where the particles were first coarsened and then refined. The η'-phase particles were largest (∼8.2 nm) in the alloy with the total Zn and Mg content of 5.15 wt.%. The grain boundary precipitate (GBP) gradually coarsened and the width of the precipitates free zone (PFZ) gradually decreased. When the total content of Zn and Mg was increased from 2.61 to 11.40 wt.%, the yield strength and tensile strength increased from 173 and 309 MPa to 554 and 620 MPa, respectively, whereas the elongation decreased from 29.9% to 8.5%. However, the fatigue strength of the alloy sheet first decreased from 149 to 119 MPa and then increased to 183 MPa under the condition of R = 0.1. The fatigue strength of the alloy sheet with total Zn and Mg contents of 5.15 and 11.40 wt.% were the lowest one and the highest one, respectively, and the latter was 54% higher than the former.
0

Diffusion, mechanical and thermal properties of sT hydrogen hydrate by machine learning potential

Zixuan Song et al.Jan 7, 2025
Abstract Newly-synthesized structure T (sT) hydrate show promising practical applications in hydrogen storage and transport, yet the properties remain poorly understood. Here, we develop a machine learning potential (MLP) of sT hydrogen hydrate derived from quantum-mechanical molecular dynamics (MD) simulations. Using this MLP forcefield, the structural, hydrogen diffusion, mechanical and thermal properties of sT hydrogen hydrate are extensively explored. It is revealed that the translational and rotational mobilities of hydrogen molecule in sT hydrate are limited due to unique shape and finite cavities, and tiny windows of neighboring cavities. sT hydrogen hydrate exhibits unique uniaxial tension stress-strain response, with first nonlinear increase to GPa-level but followed by deep drop in the stretching stress, indicating brittle failure, similar to that by DFT and empirical forcefields. Moreover, temperature-dependent thermal conductivity in sT hydrogen hydrate is mainly contributed by hydrogen-bonded network formed by host water molecules, while hydrogen guest molecules play an insignificant role in the thermal transport.
0

Mechanical properties and cage transformations in CO2-CH4 heterohydrates: a molecular dynamics and machine learning study

Yu Zhang et al.Aug 10, 2024
Abstract The substitution of natural gas hydrates with CO 2 offers a compelling dual advantage by enabling the extracting of CH 4 while simultaneously sequestering CO 2 . This process, however, is intricately tied to the mechanical stability of CO 2 -CH 4 heterohydrates. In this study, we report the mechanical properties and cage transformations in CO 2 -CH 4 heterohydrates subjected to uniaxial straining via molecular dynamics (MD) simulations and machine learning (ML). Results indicate that guest molecule occupancy, the ratio of CO 2 to CH 4 and their spatial arrangements within heterohydrate structure greatly dictate the mechanical properties of CO 2 –CH 4 heterohydrates including Young’s modulus, tensile strength, and critical strain. Notable, the introduction of CO 2 within clathrate cages, particularly within 5 12 small cages, weakens the stability of CO 2 –CH 4 heterohydrates in terms of mechanical properties. Upon critical strains, unconventional clathrate cages form, contributing to loading stress oscillation before fracture of heterohydrates. Intriguingly, predominant cage transformations, such as 5 12 6 2 –4 1 5 10 6 3 or 4 2 5 8 6 4 and 5 12 –4 2 5 8 6 1 cages, are identified, in which 4 1 5 10 6 2 appears as primary intermediate cage that is able to transform into 4 1 5 10 6 3 , 4 2 5 8 6 2 , 4 2 5 8 6 3 , 5 12 and 5 12 6 2 cages, unveiling the dynamic nature of heterohydrate structures under straining. Additionally, ML models developed using MD data well predict the mechanical properties of heterohydrates, and underscore the critical influence of the spatial arrangement of guest molecules on the mechanical properties. These newly-developed ML models serve as valuable tools for accurately predicting the mechanical properties of heterohydrates. This study provides fresh insights into the mechanical properties and cage transformations in heterohydrates in response to strain, holding significant implications for environmentally sustainable utilization of CO 2 –CH 4 heterohydrates.