
隨著高gao端裝備和尖jian端技術對材料性能需求的日益提高,合金材料在元素種類、成分跨度、微觀結構等方面的復雜性不斷增加。非晶合金是典型的復雜合金體系,表現出其他和靜不具備的成型特性和機械、物理、化學性質,在關鍵領域有重要作用。然后,非晶合金涵蓋的成分空間巨大,制備過程又依賴環(huán)境氣氛、高溫、冷卻速度等條件,材料研發(fā)難度極大。
材料基因工程能夠同步提升材料探索的廣度和速度。柳延輝團隊聯合相關行業(yè)企業(yè),經過近兩年時間的技術攻關,建設了非晶合金數智研發(fā)平臺。該平臺深度融合材料基因工程理念、人工智能方法、自動實驗技術,為非晶合金研究和新材料探索提供了“數據驅動——智能設計——自動實驗——材料發(fā)現"的新模式(下圖所示)。在智能設計方面,團隊基于非晶合金專業(yè)數據庫和領域文獻,結合大語言模型,開發(fā)了能推薦新合金的智能助手 GlassChat。

▌【非晶合金數智研發(fā)平臺亮點】AI+材料基因工程+自動化實驗
在自動實驗環(huán)節(jié),團隊取得了系列技術突破,這些系統(tǒng)聯動運行,能夠實現智能設計、高通量制備、自動表征、數據反饋的全流程閉環(huán)體系。平臺建設過程中已申請發(fā)明專li 3 件,授quan發(fā)明專li 1 件。這些技術覆蓋配料、制備、表征的核心環(huán)節(jié),將顯著提升非晶合金研發(fā)的效率和精度。該平臺實現了從材料設計到實驗驗證全流程的智能化、自動化部署:
1.智能合金推薦系統(tǒng) GlassChat
依托非晶合金專業(yè)數據庫和大模型算法,可面向未知體系進行成分推薦與可行性評估,讓材料探索不再“盲人摸象"
2.自動配料與自動熔煉系統(tǒng)
實現原料精準稱量與全流程監(jiān)控,工藝穩(wěn)定一致,為可靠數據積累提供保障。
3.組合薄膜高通量制備與測試系統(tǒng)
顯著提升材料驗證速度,助力在巨大成分空間中精準篩選。
這些系統(tǒng)通過數據驅動與反饋迭代,實現了真正意義上的:智能設計 → 自動制備 → 自動表征 → 數據反饋的閉環(huán)體系。
飛納臺式大倉自動化電鏡——自動表征的核心力量
在自動表征環(huán)節(jié),團隊聯合飛納電鏡作為自動表征的關鍵技術組件。系統(tǒng)能夠在極少人工干預下完成從導航、成像到分析的全整流程操作。研究人員只需設定檢測任務,即可實現高一致性、可重復的自動化數據采集,使海量樣品的高通量表征成為現實。大幅提升效率,真正做到 Free to Achieve,讓掃描電鏡更加智能化。

機械手可以精準地將樣品放入樣品倉,隨后,按照設定好的程序,掃描電鏡便自動關閉艙門,開始自動進樣。在這一過程中,它會根據預設的參數,精準地自動調整焦距、放大倍數等,確保每一張照片都清晰、準確。拍攝完成后,數據會自動上傳至指定的平臺,供研究人員隨時查看和分析。此外,系統(tǒng)還支持自動能譜分析,精準檢測樣品成分。
? 機械手自動上樣 無需人工干預,高一致性標準操作
? 全流程自動成像與參數調節(jié) 包括自動對焦、亮度對比度優(yōu)化、批量成像記錄
? 高穩(wěn)定性環(huán)境適應能力 擺脫傳統(tǒng)電鏡昂貴安裝條件束縛,辦公區(qū)也可穩(wěn)定運行
? 數據數字化回傳 直接服務機器學習模型優(yōu)化,助力知識庫不斷壯大
通過與飛納電鏡的技術協作,使得自動化表征成為可能。自動化采集與智能化數據鏈路的建立,顯著提升了材料研發(fā)過程中的效率、一致性與結果可靠性,為高通量研究提供了穩(wěn)健支撐。
從“經驗試錯"到“精準迭代
目前,平臺已申請多項發(fā)明專li,并具備橫向拓展能力:
銅、鋁、鈦及高熵合金等更廣材料體系
航空航天、電力電子、生物醫(yī)療等國家重點產業(yè)
國家材料數智化戰(zhàn)略方向全面契合
該成果充分展示了中國科研團隊材料基因工程領域的實力,以及數智材料研發(fā)平臺未來無限延展價值。飛納將繼續(xù)以技術協作的方式深度參與科研智能化進程,助力國家戰(zhàn)略性新材料體系的建設。飛納電鏡以智慧賦能材料創(chuàng)新,讓每一種未來材料,都能更快抵達未來。
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