非等原子比高熵合金

900°C 自限氧化

突破等原子比限制，AI设计的非等原子比单相高熵合金在900°C下呈现自限制氧化动力学，优于传统高熵合金的抗氧化性能。

79530829 · Yeyong, Yu · Weilun, Deng · 钱权 · 郑红星

npj Computational Materials 2026

具体参数

稳态氧化速率常数

{'zh': '1.41 × 10⁻⁸', 'en': '1.41 × 10⁻⁸'} mgⁿ cm⁻²ⁿ h⁻¹

FCC 相预测 F1 分数

{'zh': '0.96', 'en': '0.96'}

BCC 相预测 F1 分数

{'zh': '0.94', 'en': '0.94'}

技术优势

打破等原子比限制

框架整合物理引导机器学习与大语言模型代理，能探索等原子比之外的单相固溶体成分空间，发现实验证实的非等原子比合金。

相预测准确

机器学习模型在 FCC 和 BCC 相预测上分别达到 0.96 和 0.94 的 F1 分数，且两个非等原子比合金实验验证了预测可靠性。

高温自限氧化

Co22Cr24Fe20Ni25Mo5Mn4 在 900 °C 形成稳定的 Cr2O3/(Mn,Fe)Cr2O4 双层氧化皮，稳态氧化速率常数低至 1.41 × 10⁻⁸ mgⁿ cm⁻²ⁿ h⁻¹，呈自限氧化动力学。

机理明确

LLM 引导的氧化机理推理确定其优异抗氧化性源于 Cr2O3/(Mn,Fe)Cr2O4 双层氧化皮的协同屏障-缓冲保护机制。

应用场景

• 高温结构材料：在高温下形成自限氧化皮，延长构件寿命。
• 航空发动机热端部件：抗氧化性能优异，可用于涡轮叶片等热端部件。
• 高超声速飞行器热防护：在高温氧化环境中保持稳定，可用于热防护系统。
• 耐热合金：作为新型耐热合金设计，替代传统等原子比高熵合金。