
随着高gao端装备和尖jian端技术对材料性能需求的日益提高,合金材料在元素种类、成分跨度、微观结构等方面的复杂性不断增加。非晶合金是典型的复杂合金体系,表现出其他和静不具备的成型特性和机械、物理、化学性质,在关键领域有重要作用。然后,非晶合金涵盖的成分空间巨大,制备过程又依赖环境气氛、高温、冷却速度等条件,材料研发难度极大。
材料基因工程能够同步提升材料探索的广度和速度。柳延辉团队联合相关行业企业,经过近两年时间的技术攻关,建设了非晶合金数智研发平台。该平台深度融合材料基因工程理念、人工智能方法、自动实验技术,为非晶合金研究和新材料探索提供了“数据驱动——智能设计——自动实验——材料发现"的新模式(下图所示)。在智能设计方面,团队基于非晶合金专业数据库和领域文献,结合大语言模型,开发了能推荐新合金的智能助手 GlassChat。

▌【非晶合金数智研发平台亮点】AI+材料基因工程+自动化实验
在自动实验环节,团队取得了系列技术突破,这些系统联动运行,能够实现智能设计、高通量制备、自动表征、数据反馈的全流程闭环体系。平台建设过程中已申请发明专li 3 件,授quan发明专li 1 件。这些技术覆盖配料、制备、表征的核心环节,将显著提升非晶合金研发的效率和精度。该平台实现了从材料设计到实验验证全流程的智能化、自动化部署:
1.智能合金推荐系统 GlassChat
依托非晶合金专业数据库和大模型算法,可面向未知体系进行成分推荐与可行性评估,让材料探索不再“盲人摸象"
2.自动配料与自动熔炼系统
实现原料精准称量与全流程监控,工艺稳定一致,为可靠数据积累提供保障。
3.组合薄膜高通量制备与测试系统
显著提升材料验证速度,助力在巨大成分空间中精准筛选。
这些系统通过数据驱动与反馈迭代,实现了真正意义上的:智能设计 → 自动制备 → 自动表征 → 数据反馈的闭环体系。
飞纳台式大仓自动化电镜——自动表征的核心力量
在自动表征环节,团队联合飞纳电镜作为自动表征的关键技术组件。系统能够在极少人工干预下完成从导航、成像到分析的全整流程操作。研究人员只需设定检测任务,即可实现高一致性、可重复的自动化数据采集,使海量样品的高通量表征成为现实。大幅提升效率,真正做到 Free to Achieve,让扫描电镜更加智能化。

机械手可以精准地将样品放入样品仓,随后,按照设定好的程序,扫描电镜便自动关闭舱门,开始自动进样。在这一过程中,它会根据预设的参数,精准地自动调整焦距、放大倍数等,确保每一张照片都清晰、准确。拍摄完成后,数据会自动上传至指定的平台,供研究人员随时查看和分析。此外,系统还支持自动能谱分析,精准检测样品成分。
✓ 机械手自动上样 无需人工干预,高一致性标准操作
✓ 全流程自动成像与参数调节 包括自动对焦、亮度对比度优化、批量成像记录
✓ 高稳定性环境适应能力 摆脱传统电镜昂贵安装条件束缚,办公区也可稳定运行
✓ 数据数字化回传 直接服务机器学习模型优化,助力知识库不断壮大
通过与飞纳电镜的技术协作,使得自动化表征成为可能。自动化采集与智能化数据链路的建立,显著提升了材料研发过程中的效率、一致性与结果可靠性,为高通量研究提供了稳健支撑。
从“经验试错"到“精准迭代
目前,平台已申请多项发明专li,并具备横向拓展能力:
铜、铝、钛及高熵合金等更广材料体系
航空航天、电力电子、生物医疗等国家重点产业
国家材料数智化战略方向全面契合
该成果充分展示了中国科研团队材料基因工程领域的实力,以及数智材料研发平台未来无限延展价值。飞纳将继续以技术协作的方式深度参与科研智能化进程,助力国家战略性新材料体系的建设。飞纳电镜以智慧赋能材料创新,让每一种未来材料,都能更快抵达未来。
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