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技術創新/AI「煉金術」 智造未來航空物料

時間:2025-06-06 05:02:36來源:大公报

  高溫合金作為航空航天、燃汽輪機、核能裝置等高端裝備中的「關鍵材料」,其本質是一類能在極端高溫、高應力、強腐蝕環境下長期穩定工作的金屬合金。它不但要「扛得住熱」,還要「撐得住壓」「頂得住疲勞」,因此被譽為「材料皇冠上的明珠」。

  過去幾十年,高溫合金從第一代鎳基鑄造合金發展到第四代單晶合金,性能不斷躍升。

  高溫合金設計長期以來面臨「試錯周期長、成本高、變量多」的難題。傳統方法往往依賴經驗+反覆實驗。人工智能(AI)技術為高溫合金設計插上「加速器」翅膀。從材料成分的智能篩選、組織結構的精準預測,到性能模擬、熱處理優化,再到3D打印的過程控制,AI已經滲透到研發的每一個環節。

  例如,北京科技大學團隊融合機器學習、遺傳算法與聚類分析,在2024年實現了高溫合金的高效智能設計。中國航發北京航空材料研究院通過熱力學計算與機器學習相結合,開展鎳基高溫合金的逆向設計,實現精確成分優化以滿足極端高溫工況。

  國際方面,賓夕法尼亞州立大學利用生成對抗網絡設計出在2000℃以上仍具高強度的高熵合金。這些案例共同展示了AI在材料成分篩選、性能預測、熱處理優化和實驗替代等方面的全面能力,標誌着高溫合金設計正從傳統經驗驅動向數據驅動、模型驅動的智能時代邁進。\綜合報道

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