AI赋能高性能材料创新与产业化应用
1.成果简介
依托“中南大学粉末冶金全国重点实验室”核心技术，采用AI+专用材料数据库，通过大规模高保真计算模拟和实验迭代模式，突破传统铝合金牌号性能限制，针对压铸、旋压、砂模铸造等工艺定制开发了系列高性能合金材料。团队创新研制的免热处理一体化大压铸铝合金、高硬压铸铝合金、高强韧旋压铸造铝合金、砂模铸造铝合金和高强铝箔等产品，已成功应用于新能源汽车轻量化后底板、前舱、动力电池壳体/铝箔、电池包横梁、高性能轮毂等零部件。产品已服务于小米汽车、宝武集团、宁德时代、中信戴卡等龙头企业，形成从材料设计研发到产业化应用的全链条服务体系，持续为先进制造领域提供变革性材料支持。
2.研发平台介绍
TopMat Studio材料计算模拟平台
依托中南大学在材料数据库、热动力学模型与数值模拟算法领域的深厚积淀，集成了TopData材料数据库、TopThermo热力学计算、TopPhi相场模拟和TopDiff扩散动力学四大核心模块。平台内置涵盖20余种常规材料体系的热动力学数据库，并拥有轻质难熔高熵合金、高压压铸轻合金及超高温陶瓷等特色专有数据库，可精准实现多元体系相图计算、材料扩散动力学过程模拟以及材料制备与服役过程中微观结构演变的定量预测。
平台包含高阶材料研发功能：专用材料数据库调用功能（热力学、动力学、热物性、工业数据）、热力学性质计算模块，扩散过程模拟模块，材料微结构演变相场模拟模块，赋能材料创新研发。
图1 TopMat Studio材料计算模拟平台展示
TopMat Agent 材料智能研发助手平台
TopMat Agent是一款在制造型企业材料研发与生产场景为技术人员提供专业知识解答的材料智能助手。深度融合经过数据处理的IT+OT数据和外部科研数据，结合材料本体设计和混合关联关系，构建工业增强知识图谱，同时集成热力学计算与机器学习模型，构建“成分-组织-性能”的精准预测与优化闭环并创新性地融合了材料模拟算法的先验知识进行联合训练。
通过智能体有效实现产品生产流程的端到端串联，可有效实现材料性能预测，产品生产工艺优化等功能。
图2 TopMat Agent 材料智能研发助手平台展示
3.储备成果示例
产品材料分类
产品名称
性能指标
UTS
（MPa）
YS
（MPa）
EL
低硅压铸铝合金材料
ZN-HP01
291
146
12.50%
ZN-HP02
304
154
10.30%
ZN-HP03
292
147
14.10%
高硅压铸铝合金材料
ZN-HP04
276
138
11.00%
图3 转化应用案例1：小米SU7轿车后底板零件
图4 转化应用案例2：新能源动力电池壳体
合作对接方式
有意向的合作方请联系：
中南（贵州）贵阳贵安产业技术研究院有限公司
电话：13595275569 何老师
地址：贵州省贵阳市贵阳国家高新区沙文生态科技产业园高海路3492号-13-6号1、2、3层2号
中南（贵州）贵阳贵安产业技术研究院于2024年7月20日正式成立，依托中南大学科技创新优势和贵州贵阳贵安的资源优势，聚焦新材料、新能源、先进装备制造、大数据、生物医药等领域，致力于科技攻关、人才培养、成果转化和产业孵化。研究院通过“一院一园一基地”的模式，构建起科技攻关-成果转化-产品孵化-商业化-产业化的完整链条，加速科技成果落地，打造国内一流的科技成果转化平台和科技企业孵化基地。研究院通过中南大学科研成果引进机制、贵阳贵安企业技术需求匹配机制、省外和校外企业资源引入机制、国家级省级项目资源导入机制“四大机制”，实现企业、政府、学校、专家、研究院和社会参与方的“六方共赢”，为贵州“富矿精开”战略和经济社会高质量发展注入新动能。
来源/中南贵州产业技术研究院
编辑/刘婷 责编/陈萌 审核/王营 终审/谢涛
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