[00330296]高通量材料计算与数据挖掘技术

自美国2011年实施材料基因组计划(MaterialsGenomeInitiative，MGI)，现已成为全球材料创新研发的强大助推剂，将高通量实验、材料数据和高通量计算三要素有机结合，加速材料创新性研发并降低成本。MGI将成分-工艺-组织-性能的关联集成化、跨尺度分析，将材料的研发由传统经验式提升到科学设计。高通量材料计算和数据挖掘技术是材料基因工程的重要组成部分，通过材料的高通量热力学/动力学计算、高通量相场模拟、数据挖掘和性能预测，实现材料台金成分、制备工艺、微观组织结构和宏观力学性能的调控及优化，为新材料的开发设计提供指导，实现产品全制备周期的数字化、智能化管理，提高产品质量稳定性、降低产品研发周期和成本、提升企业的核心竞争力。

成熟程度及推广应用情况：

已投入成本300万元，目前处于技术成熟的研发阶段。

推广应用情况：已形成全流程多层次跨尺度的材料计算与设计体系，支持从纳观、微观、介观和宏观尺度对材料进行多场、多尺度研究，剖析材料从电子结构、原子运动、热力学、动力学、微观组织模拟到宏观处理所引起的性能演变规律与关键控制要素，建立以材料成分-工艺-结构-服役性能四大研究要素为研究基础。该技术已广泛应用于钢铁企业、有色企业、粉末冶金行业等，如沙钢高端线材智能制造产线、中铝瑞闽铝台金高强汽车板产线等。

期望技术转移成交价格：面议。

市场分析：

材料科学-物理学-计算科学的交叉融合，发展了纳观-微观-介观-宏观尺度计算模拟，包括第一性原理、热力学、动力学、相场组织模拟、宏观模拟的多场、多相耦台跨尺度计算。跨尺度的计算可划分为纳观(<10-7m)、介观(介于10-6m与10-4m之间)、微观(介于10-7m到10-6m)和宏观(>10-4m)。目前，基于材料基因工程的高通量材料计算与数据挖掘已广泛应用于国内外新材料设计与制备领域，实现了新产品的开发和已有产品的工艺性能优化。

投资估算和经济效益分析：

投资金额较为灵活，需针对具体问题制定服务方案。基于材料基因工程的高通量材料计算与数据挖掘技术能够用于新产品的开发和已有产品的工艺性能优化，可提高新产品的研发速度并降低成本。

成果亮点：

1、具有自主知识产权，研究成果已授权多项专利。

2、技术先进性：材料基因工程是目前最先进的材料设计理念，其中的高通量材料计算与数据挖掘技术摆脱了实验试错法的思维范式，能够有效连接多尺度之间的数据关联，合理分析成分-工艺-组织-性能的影响机理，为产品开发设计和工艺性能优化提供可靠保障。

3、获奖情况：国家“863”计划和十三五国家重点研发计划的支持。