长期以来，新材料的研究与开发基本上都是采用试验改进、再试验再改进的“炒菜”方式（trial and error）。这种方式具有很大的盲目性，耗费了大量的人力、物力和时间，经过多次反复，可能达到预期的目的，也可能失败，往往难以预测和把握。为此，降低消耗、少做试验并达到预期已成为许多材料研究工作者的迫切愿望。随着计算机科学和人工智能技术的持续进步，材料设计已经发展成为与材料实验及理论研究并驾齐驱的重要领域之一。天目数材专注于推进陶瓷基复合材料仿真技术的发展，旨在构建一个从物理世界到数字世界，再到智能世界的完整链条。

天目数材的发展规划

纤维增韧陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composite, CMC）以其卓越的高强度、耐高温性能（可达2000℃以上）、低密度、抗烧蚀、低热膨胀系数和抗辐照等特性，在航空航天飞行器及核能设备的关键部件中扮演着至关重要的角色，被誉为“摔不碎的陶瓷”。CMC作为超高温耐热部件的核心材料，在国际科技竞争中占据着战略性地位。复合材料的可设计性使其开展优化设计具有巨大潜力，但是对复合材料的纤维预制体、基体、界面和表面开展跨尺度微结构设计十分复杂，其设计难度远远超过单一材料，建立复合材料设计的跨尺度理论与方法是材料设计中富有挑战性的工作，也是亟待材料科学家解决的难题。

纤维增韧陶瓷基复合材料的多尺度宏微观结构

由于CMC的环境性能测试（如台架实验和装机试飞）成本高、耗时长，而且材料与环境相互作用的过程信息难以获取，因此有必要开展环境性能的演变过程的计算机模拟研究，这有助于从机理上认识材料的环境行为，找到材料的环境性能控制因素，从而降低测试费用。CMC环境性能的分析就是要找到复合材料组元（纤维、界面层、基体和表面涂层）在服役过程中的相互作用关系及各组元在服役时空（如：热物理化学环境的气氛、应力、服役时间、就位状态）中的演化规律。

陶瓷基复合材料的服役性能模拟软件

天目数材团队开发的陶瓷基复合材料数智化设计系统包括制造模拟系统和环境性能模拟系统。环境性能模拟系统由试件断裂行为模拟、热物理化学性能预测、失效机制分析和服役产物计算等4个模块构成。制造模拟系统主要由构件排布位置优化、构件流场模拟、化学气相渗透工艺模拟和沉积产物热力学计算等4 个模块构成。借助于该系统可以实现从材料制造到服役评价全过程的跨尺度闭环模拟，通过对模拟结果的分析，就可以按照服役环境性能要求开展制造工艺设计，缩短材料制造与环境性能考核的周期一半以上，降低研发成本一倍以上，促进航宇陶瓷基复合材料的科学发展。

陶瓷基复合材料的性能评价与工艺优化设计软件

天目数材项目创始人曾庆丰特聘研究员来自天目山实验室-高性能航空材料与先进制造中心宫声凯院士团队，其陶瓷基复合材料优化设计研究曾获得法国赛峰科技一等奖。该项目先后获得国家自然科学基金、国家重点研发计划、浙江省重点研究计划等资助，组织筹建了空天能源动力数字材料实验室，目前已落户浙江省杭州市余杭区中国飞谷进行产业转化，促进浙江航空强省和空天强国创新建设。

天目数材团队研发陶瓷复材设计软件

天目数材团队进行陶瓷复材高温环境性能验证实验

天目数材项目将进一步聚集和培养具有国际水平的陶瓷复材数智设计研发队伍，紧密围绕空天领域亟需的耐高温高性能陶瓷复材战略需求，建立服役环境下材料全生命周期仿真技术，开发航宇材料数字孪生方法与自主仿真软件平台，填补该领域国际空白，促进相关材料与仿真软件平台在航宇企业中获得转化和应用，解决先进陶瓷复材和工业软件双重“卡脖子”难题。