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3D Multiphase Heterogeneous Microstructure Generation Using Conditional Latent Diffusion Models

delete2025-09-11
delete0
delete
OA
AI
N
Nirmal Baishnab
E
Ethan Herron
A
Aditya Balu
S
Soumik Sarkar
A
Adarsh Krishnamurthy
B
Baskar Ganapathysubramanian
DOI:10.1039/D5DD00159Edelete
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摘要

摘要

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能够按需生成具有目标属性的3D多相微观结构的能力可以大大加速先进材料的设计。在此,我们提出了一种条件性潜在扩散模型(LDM)框架,该框架能够快速合成符合用户规格的高保真3D多相微观结构。通过这种方法,我们能够在数秒内生成高分辨率的多样化两相和三相微观结构(体积为128×128×64体素,每个代表>10^6体素),从而克服传统基于模拟方法的规模性和时间限制。关键设计特征,如期望的体积分数和迂曲度,被纳入可控输入以指导生成过程,确保输出结构满足规定的统计和拓扑目标。此外,该框架为每个生成的微观结构预测相应的制造(加工)参数,有助于弥合数字微观结构设计与实验制造之间的差距。尽管本方法已在有机光伏(OPV)活性层形貌上得到验证,但其灵活的架构使其易于适应其他材料系统和微观结构数据集。通过结合计算效率、适应性和实验相关性,该框架解决了现有方法的主要局限性,并提供了一种加速材料发现的强大工具。

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IF:
5.6
论文数:
997
被引数:
1.7K

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