近日，云南省稀贵金属材料基因工程高通量计算平台在高通量计算、机器学习、逆向设计等前沿技术领域取得了一系列突破性成果，为智能材料设计开辟了新路径，积极推动提升数字赋能稀贵金属新材料产业发展效能、因地制宜发展新质生产力。

依托稀贵金属材料基因工程高通量计算平台，通过大规模并行计算，在短时间内计算形成海量材料性能数据，成功预测了Ti-V-Nb-Ta合金的弹性性能（如图1所示），实验验证结果与预测高度吻合，展现了高通量计算在材料设计中的强大潜力。相关成果发表在《Materials Genome Engineering Advances》（《材料基因工程前沿》）期刊（论文链接：https://doi.org/10.1002/mgea.70004）。

图1 高通量计算成功预测Ti-V-Nb-Ta合金的弹性性能

通过开发的堆叠集成学习模型结合多层感知机（MLP）和梯度提升决策树（GBDT），成功预测了中等温度Ag基焊料的屈服强度（如图2所示），实验验证结果与预测值一致，展现了机器学习在材料设计中的强大潜力。逆向设计则完全颠覆了这一模式，它以目标性能为导向，直接从性能需求出发，通过计算和模拟手段反向推导出满足需求的材料配方。相关成果发表在《Materials & Design》（《材料与设计》）期刊（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.matdes.2025.113736）。

图2 机器学习预测中等温度Ag基焊料的屈服强度

利用原位电子背散射衍射（EBSD）、透射电子显微镜（TEM）以及第一性原理密度泛函理论（DFT）计算等手段，对AuSn-Au5Sn共晶合金的微观结构与塑性变形行为进行了深入研究（如图3所示）。研究发现，随着合金相尺寸从纳米级增大到微米级，其室温塑性显著提高，这一现象与传统双相合金的微观结构细化增强塑性规律截然不同，为材料科学领域带来了新的启示。相关成果发表在《Acta Materialia》（《材料学报》）期刊（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2023.119603）。

图3 AuSn-Au5Sn共晶合金的微观结构与塑性变形行研究

通过系统的实验和理论计算，设计了一种新型的贵金属多主元素合金（PdAgCuAuPtZn），实现了显著的固溶强化和时效强化效果（如图4所示），使得合金在500°C时效1.5小时后，抗拉强度显著提升至1126MPa，同时保持了良好的导电性。相关成果发表在《Advanced Science》（《先进科学》）期刊（论文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202410936）。

图4 智能设计贵金属高熵合金

稀贵金属材料基因工程高通量计算平台依托云南大学建设，于2020年建成了全国首个稀贵金属新材料高通量计算平台—“云岭1号”，平台配置了1.7万核CPU/GPU服务器，是目前云南省算力最强的高性能计算中心，确保了云南省稀贵金属材料基因工程重大科技战略的顺利实施，服务云南稀贵金属产业发展。

       （供稿：省科学技术院科研平台处（高新技术中心） 黄琳）