近期，安徽理工大學胡標教授團隊在相圖熱力學與合金材料設計領域取得新進展，研究成果以安徽理工大學為第一單位在Corrosion Science（中科院1區top，腐蝕頂刊，IF: 7.4）、Materials Today Physics（中科院1區，Materials Today系列期刊，IF: 10.0）、Journal of Materials Research and Technology（中科院1區，IF: 6.2）、Transactions of Nonferrous Metals Society of China（中科院1區，中國高質量科技期刊T1級別，IF: 4.7）、Calphad（中科院2區，國際相圖領域權威期刊，IF：1.9）等國內外期刊相繼發表。
當前新材料的研發模式仍主要停留在依賴于經驗和實驗的“試錯法”，存在研發效率低、成本高等瓶頸問題，遠遠無法滿足高新技術和高端裝備對新材料迭代發展的需求。材料高通量計算和集成計算材料工程為新材料研發提供了一種全新的范式。胡標教授團隊致力于開發新材料研發所必需的熱/動力學、熱導率、粘度等材料熱物性數據庫，推動計算-實驗-大數據的深入融合，運用高通量計算技術，快速獲取大量相關候選材料的性質，實現面向目標性能的材料理性設計，加速新材料的研發與應用。基于此，團隊近期取得的研究成果如下：
鈦合金的腐蝕行為與其成分和微觀結構密切相關，研究發現Ti合金的耐腐蝕性主要受(αTi)和(βTi)相的影響，Ti-Al-Mo合金的有序相B2與(βTi)、AlTi3和AlTi相比具有更高的電位，容易在合金表面產生電位差，導致低電位相發生腐蝕。因此，在設計鈦合金成分時，避免B2相并將相組成保持為AlTi3和(βTi)相是提高鈦合金耐腐蝕性能的關鍵。胡標團隊通過鈦合金熱力學數據庫高通量計算篩選出吉布斯能最正的Ti55Al40Mo5合金，通過電化學實驗驗證了該合金的耐腐蝕性最好。本研究證明了相圖計算（CALPHAD）方法在合金設計中的重要作用，熱力學數據庫為新型合金的高效開發提供了重要的理論支持。相關研究結果以“Corrosion resistance investigation of the Ti-Al-Mo system supported by CALPHAD approach and key experiments”為題發表在Corrosion Science（2024, 229, 111857）上，論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0010938X24000416。
在進行新型合金材料設計時，了解合金的熱導率可以掌握合金的熱傳導能力，較高的熱導率會促使合金在凝固和加工過程中均勻散熱，從而消除對力學性能有害的“熱蝕現象”，同時可以降低合金基體的熱應力，以提高其抗疲勞性能。胡標團隊通過銅合金熱力學數據庫高通量計算設計了11個二元合金并測試了其熱導率，建立了熱導率隨溫度與成分變化的熱物性模型，通過實驗數據進行優化獲得模型參數，并與熱力學數據庫進行耦合，最終計算得到了各合金體系熱導率隨溫度與成分變化趨勢圖，可為設計新型銅合金提供可靠的熱導率信息。相關研究結果以“Experimental investigation and CALPHAD modeling of thermal conductivities of the Cu-Ag-Cr-Zr system”為題發表在Materials Today Physics（2024, 46, 101502）上，論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542529324001780。
CALPHAD方法可通過少量的關鍵實驗結合熱力學計算得到多元多相體系的相平衡信息，進而掌握材料組成與結構的關系。胡標團隊基于CALPHAD方法針對Cu-Cr-Ag-X (X=Y, Zr)體系設計了18個關鍵合金，研究了多個溫度下不同合金成分的相平衡，通過優化計算建立了多元合金體系的熱力學數據庫，并對合金的凝固組織進行了模擬。相關研究結果以“Phase equilibria and solidification sequences of the Cu-Cr-Ag-X (X=Y, Zr) alloys supported by key experiments and CALPHAD method”為題發表在中科院1區期刊Journal of Materials Research and Technology（2024, 32, 967-984）上，論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2238785424017630。
材料摩擦磨損性能與材料成分、結構之間的關系，是設計特定結構功能一體化材料時需要掌握的必要信息。胡標團隊通過CALPHAD高通量計算，設計了5個Cu-Zr-Si合金，測量了維氏硬度和摩擦磨損性能，以及使用掃描電鏡和3D輪廓技術分析了磨損形態。結果表明，合金Cu80Zr19Si1具有良好的性能，硬度為342 HV，摩擦系數為0.23，磨損率為2.19 (10-7mm3/(N·m))。磨損表面主要以犁溝、剝落坑和氧化顆粒為特征，磨損機制主要為粘著磨損和磨粒磨損，為新型耐磨銅基合金的開發提供了理論指導與數據支持。相關研究結果以“Investigation on the phase equilibria and friction and wear mechanism of Cu-Zr-Si alloys”發表在Transactions of Nonferrous Metals Society of China上，目前正在出版中。
此外，多元多相合金材料的相平衡、相變、凝固、粘度等方面的研究成果相繼發表在Calphad（2024, 86, 102724；2023, 83, 102623；2023, 82, 102597；2023, 82, 102581）、Journal of Materials Research and Technology（2024, 30, 8731-8739；2023, 26, 260-266）、Transactions of Nonferrous Metals Society of China（2023, 33, 2784-2798；2023, 33, 997-1014；2023, 33, 824-838）等期刊上。
胡標為上述論文的第一或通訊作者，碩士生曾港、金程剛、石愈超、李奔富、劉玉玲、王雨霏、左銳等以及團隊成員王慶平教授、盛紹頂副教授、張超教授、蘭新月博士等為成果的完成做出了重要貢獻。
上述研究成果獲國家自然科學基金面上項目（52071002）、安徽省高校杰出青年項目（2023AH020027）、安徽省高校協同創新項目（GXXT-2023-019）、安徽省自然科學基金（2008085QE200）等項目的支持。（撰稿：材料科學與工程學院 劉玉玲、胡標 編輯：宣傳部 夏雅鳳、郭會霞）
