01 前沿导读
多伦多大学博士生阿贾伊·塔尔博特手里拿着几块不大的金属样品。它们没有装进航空发动机,也没有进入核电站蒸汽发生器,只是刚从实验室的一轮轮筛选里留下来。

多伦多大学工程学院于2026年7月介绍了这项工作。塔尔博特、余邹和贾森·哈特里克-辛珀斯带领的团队,把镍、钴、铬三种元素交给一套“自驱实验室”:模型先挑一个配比,机器人辅助制样并测试,数据再送回模型,让它决定下一炉做什么。面对数以万计的组合,团队没有把它们逐个熔出来,几周内实际找到了6种可以增材制造的新配方。
其中,镍12%、钴62%、铬26%的合金在600℃下仍保持较高硬度;另一种镍36%、钴14%、铬50%的合金经过1000℃氧化测试,氧化增重比对照的常规高温合金降低85%。论文还给出一个容易被忽略的数字:这6种材料在室温下的硬度,最高比等原子比镍钴铬合金高约40%。
这里的爆点不是“AI已经造出发动机新材料”。研究人员真正缩短的,是决定下一炉合金配比的时间。
02 下一炉不再靠人猜
做新合金有一个很慢的环节。元素比例稍微挪动,硬度、氧化行为和打印时是否开裂都可能跟着变。工程师凭经验给出配方,制样,测试,发现不合适,再换一个比例。很多时候,失败样品并没有白做,却很难马上告诉研究人员下一炉该往哪个方向走。
计算模型先从镍钴铬成分空间里选出少量候选,实验设备把候选制成样品,测试得到的硬度和高温氧化数据重新进入模型。模型并不只挑自己认为“最强”的配方,它还会挑那些最能消除不确定性的配方。某一炉表现一般,也可能很有用,因为它能让一大片相近配比被排除。
所以6种不是一次计算给出的6个答案。它们是在制样、测试、回灌之后,一轮轮留下来的。
600℃和1000℃也不是同一张成绩单。镍12钴62铬26这组配方看的是高温硬度保持;镍36钴14铬50看的是氧化增重。前者要扛住材料变软,后者要减慢表面继续氧化。航空发动机热端部件、核能设备确实需要这类能力,但实验室硬度和氧化试验,还没有覆盖零件长期服役中的蠕变、疲劳、热循环和批次稳定性。
塔尔博特他们先用三种元素,是有意把问题收窄。三元体系尚且存在数以万计的比例,元素增加到十几种,候选空间会迅速膨胀。传统高温合金Inconel 625就包含十余种元素。多伦多大学的两种三元配方在部分实验指标上超过了它,却不能据此把整套商用材料替换掉。
一块新合金样品和一片能在发动机里工作的叶片,中间还隔着制造窗口与服役验证。
03 中国团队只做了9次实验
2026年6月,北京有色金属研究总院、北京科技大学等机构的吕晶、李亚楠、李锡武团队公布了铝锂合金多目标主动学习结果。他们不是只追一个硬度数字,而是同时盯住强度、延伸率和刚度。三项性能彼此牵制,锂加多了可以减轻重量,材料未必还能保持所需的塑性。
团队整理了88组成分数据,提取81项特征,模型面对的候选约有2800万种。每一轮,它先找出一批强度、塑性和刚度相互折中的候选,再只拿排名靠前的3种去做实验。三轮,一共验证9种。
其中表现最好的一种,比强度达到266 MPa·cm³/g,延伸率为5%,比模量为30.5 GPa·cm³/g。2800万并没有变成2800万次实验,真正进实验室的只有9种。中国团队做的是铝锂体系和多性能折中,多伦多大学做的是可打印镍钴铬合金与高温性能,两边没有使用同一把尺子,但动作很接近:模型不能替代实验,它负责把最值得做的下一炉送到研究人员面前。
这对中国航空材料研发的意义也落在这里。我国并不缺合金牌号,更难的是在强度、重量、耐热、加工和成本之间反复取舍。把一次失败实验迅速变成下一轮配方的依据,省下来的不是一次计算时间,而是熔炼、热处理、机加工和测试组成的整段周期。
多伦多大学团队已经把下一阶段的温度写到1200℃,还准备把目前的镍钴铬三元体系扩到10至12种元素。可那套更大的成分空间尚未跑完,1200℃下能留下哪一种配方,实验室现在还没有样品。
夜雨聆风