合成合金,可以根據材料預期的性能,反推合成需要的元素,金屬結構或者金相什麼的嗎?又或者完全是根據元素性質,瞎貓碰上死耗子的去調出合金,再去測試其性能。


就是瞎貓碰上死耗子,瞎試出來的,隨便整幾個元素弄成合金,然後取個好聽的名字「高熵合金」,就成了現在金屬材料的熱門領域了!


(1)重複性的實驗,用類似窮舉法的方式等著瞎貓碰上死耗子。材料科學成型前一直到現在,這個方法一直存在,面臨淘汰,目前只有是最菜雞的人會使用的方法。

(2)基於經驗的成分設計。通過大量的實驗數據積累,掌握了不同合金元素對合金性能的影響後,總結提出經驗公式,在此公式基礎上設計成分,比較典型的是鋼的成分設計中的當量法。

(3)基於理論的成分設計。材料是凝聚態物理向工程的延伸。利用凝聚態物理的理論,對合金成分—相—組織做簡單的預測,從而進行成分設計,如鈦鋁合金的發展。

(4)基於材料基因工程技術的成分設計。材料基因工程是美國提出、中國跟風,旨在通過發展以及整合高通量計算、高通量實驗和材料資料庫技術(目前應該是基於信息學的資料庫技術),大大加快新材料的發現到應用過程。材料基因工程技術中包含了數項目前已經在實驗室得到應用的合金設計方法,典型的如利用數據挖掘學習方法(如人工神經網路、機器學習等),在過往積累的實驗數據基礎上,根據目標進行成分、工藝預測。這是基於材料資料庫技術的。通過整合不同尺度的材料計算模擬方法,如第一性原理計算(成分篩選、本徵性質預測)—熱力學計算(相圖預測)—有限元(成型工藝預測),從而實現合金成分設計。這是基於高通量計算的合金設計方法。


記得幾年前上材料專業的課程的時候,有一位老師把做材料比作炒菜


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