维度网讯，加拿大多伦多大学工程学院的研究人员利用人工智能驱动的发现平台，研发出六种新型金属合金，可提升喷气发动机、核电站等极端环境下部件的耐久性。该平台在数周内即识别出有前途的合金配方，大幅缩短了高性能材料的搜索周期。这些新合金还可适用于3D金属打印，用于制造传统工艺难以实现的复杂部件。
该研究由加拿大极端环境材料与制造研究主席（Canada Research Chair in Materials and Manufacturing for Extreme Environments）于舟（Yu Zou）领导，并与杰森·哈特里克-辛珀斯（Jason Hattrick-Simpers）合作。团队构建了一套集成计算机建模、机器学习与机器人技术的自动化制造系统。其采用的方法称为主动学习，类似于一个自主实验室：系统并非手动测试数千种金属组合，而是自主挑选最有潜力的方案进行制造和性能测试，并将测试结果反馈以指导后续实验。
该项目部分获得了多伦多大学加速联盟（Acceleration Consortium）的支持。该联盟利用AI与自动化加快新材料发现。大多数AI系统依赖大量实验数据才能做出准确预测，当研究尚未测试过的材料时，这一局限尤为突出。实验室博士生、研究第一作者阿贾伊·塔尔博特（Ajay Talbot）解释，为解决数据缺失问题，团队使用了数据精简模型：“我们的主动学习模型战略性地选择样品进行制造和测试，并将实验数据反馈给模型，以指导下一步，这确实加快了速度。”
为演示该系统，研究人员聚焦于由镍、钴和铬制成的成分复杂合金。数周内，自动化平台便确定了六种性能强劲的新型合金配方。其中一种针对高达1,112°F（600°C）温度下的抗穿刺能力进行优化——这对应喷气发动机前段的工作环境。该领域的行业标准为镍基合金（如Inconel 625），而团队发现一种由12%镍、62%钴和26%铬制成的合金，在极高温下保持硬度的能力表现突出。在实验室测试中，这种仅含三种元素的合金比含有十多种元素的Inconel 625高出4.5%。此外，团队还开发了另一种专为喷气发动机高温段（温度可达1,832°F，即1,000°C）设计的合金。塔尔博特指出，在高温下氧化皮的形成会导致材料损耗，而一种由36%镍、14%钴和50%铬制成的材料，在这些高温下的抗氧化性能比Inconel 625高出85%。该团队的长远目标是进一步提升至高达2,192°F（1,200°C）的工作温度。
研究人员表示，目前的合金是AI驱动发现平台的早期示范。镍-钴-铬系统仅涉及三种元素，塔尔博特认为这验证了整个闭环发现平台的有效性。下一步计划增加复杂度，探索可能包含10到12种不同元素的合金系统，以获得不同强化机制和更多有用性能。该研究成果发表于《npj先进制造》（npj Advanced Manufacturing）期刊。
