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龙图腾网获悉湖南大学申请的专利一种基于多主元高熵体系的跨尺度仿生梯度涂层设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120197312B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-04发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510307037.7，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种基于多主元高熵体系的跨尺度仿生梯度涂层设计方法是由李伟;李卓;王保东;刘嘉晨;张高峰;邓阳设计研发完成，并于2025-03-15向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于多主元高熵体系的跨尺度仿生梯度涂层设计方法在说明书摘要公布了：本申请属于高性能刀具涂层技术领域，涉及一种基于多主元高熵体系的跨尺度仿生梯度涂层设计方法，在刀具基体表面依次形成高熵合金塑性层、高熵合金高熵陶瓷强韧层、纳米晶高熵陶瓷超硬层，构建梯度过渡结构，匹配高熵合金塑性层与刀具基体粘结相，优化高熵合金高熵陶瓷强韧层材料，提高界面结合力，采用热‑力耦合计算优化梯度过渡设计，构建原子模型并基于分子动力学仿真优化微观结构，建立有限元模型模拟热循环与力学载荷，优化界面性能，利用BP神经网络和粒子群优化算法构建数学模型，实现刀具基体与涂层渐变过渡设计。本申请解决了刀具涂层界面脆性大、粘着性不足及热稳定性有限等问题，提高涂层界面结合性能和涂层刀具的稳定性与耐用性。

本发明授权一种基于多主元高熵体系的跨尺度仿生梯度涂层设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于多主元高熵体系的跨尺度仿生梯度涂层设计方法，其特征在于，所述方法包括： 步骤1：在刀具基体表面依次形成高熵合金塑性层、高熵合金高熵陶瓷强韧层、纳米晶高熵陶瓷超硬层，构建具有梯度过渡结构的仿生梯度涂层； 步骤2：确定刀具基体及梯度涂层各层的材料组成，使梯度涂层中的高熵合金塑性层的材料与刀具基体中的高熵合金粘结相相匹配，根据刀具的目标加工对象选择纳米晶高熵陶瓷超硬层的材料，基于高熵合金塑性层的材料和纳米晶高熵陶瓷超硬层的材料，确定高熵合金高熵陶瓷复合强韧层的材料； 步骤3：采用热-力耦合计算方法对仿生梯度涂层的界面性能进行分析，根据计算分析结果，对界面组分的梯度过渡设计进行优化，确定界面材料组分的渐变过渡方案； 步骤4：构建反映高熵合金塑性层、高熵合金高熵陶瓷复合强韧层及纳米晶高熵陶瓷超硬层界面结构的原子模型，在设定温度、压力及边界条件下，对原子系统进行分子动力学仿真，获得晶格和晶粒参数、晶界宽度及相比例随位置变化的数据，依据获得的数据，确定一种微观结构的渐变过渡方案，使得涂层各层之间在晶格、晶粒、晶界及相结构上实现平滑衔接； 步骤5：根据实际工艺参数及各层材料的温度依赖性力学性能，建立包含刀具基体及梯度涂层各层的有限元模型，在模型中施加热—力耦合载荷条件，模拟工作过程中的热循环及力学载荷，得到界面处应力、应变及残余应力的分布，分析界面区域内的应力集中及变形情况，确定一种适应性优化的界面力学性能过渡设计方案； 步骤6：对所获得的各层材料成分、微观结构及力学性能数据进行预处理和特征提取，形成多维数据集，利用BP神经网络和粒子群优化算法对数据进行训练和优化，构建反映梯度涂层各层间成分、结构和性能相互关联性的数学模型，并将数学模型嵌入MATLAB数学建模平台，实现刀具基体与梯度涂层之间的渐变过渡设计，动态调控界面参数。

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