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公開番号2024169898
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-06
出願番号2023086748
出願日2023-05-26
発明の名称材料設計装置及び方法
出願人株式会社プロテリアル
代理人弁理士法人平田国際特許事務所
主分類G16C 60/00 20190101AFI20241129BHJP(特定の用途分野に特に適合した情報通信技術)
要約【課題】実施可能な材料設計が可能な材料設計装置及び方法を提供する。
【解決手段】材料設計装置1は、複数の物質を組み合わせて材料を設計するための装置であって、複数の物質のそれぞれは、予め設定されたベース物質と、ベース物質の一部を置換する複数の置換物質とを組み合わせて構成されており、複数の物質のそれぞれについて、ベース物質と複数の置換物質の組み合わせ及び配合割合を決定すると共に、複数の物質の配合割合を決定した材料候補を複数生成する材料候補生成処理部22を備え、材料候補生成処理部22は、複数の物質のそれぞれについて、ベース物質と置換する置換物質の数の上限を設定可能に構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の物質を組み合わせて材料を設計するための装置であって、
前記複数の物質のそれぞれは、予め設定されたベース物質と、前記ベース物質の一部を置換する複数の置換物質とを組み合わせて構成されており、
前記複数の物質のそれぞれについて、前記ベース物質と前記複数の置換物質の組み合わせ及び配合割合を決定すると共に、前記複数の物質の配合割合を決定した材料候補を複数生成する材料候補生成処理部を備え、
前記材料候補生成処理部は、前記複数の物質のそれぞれについて、前記ベース物質と置換する前記置換物質の数の上限を設定可能に構成されている、
材料設計装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記ベース物質及び前記置換物質が元素である、
請求項１に記載の材料設計装置。
【請求項３】
前記材料候補生成処理部が生成した複数の前記材料候補から、所定数の前記材料候補を抽出し、抽出した所定数の前記材料候補の相関性の度合を求めることを繰り返し、相関性の低い所定数の前記材料候補を抽出する抽出処理部を備えた、
請求項１に記載の材料設計装置。
【請求項４】
前記抽出処理部は、抽出した複数の前記材料候補を構成する前記複数の物質それぞれの前記ベース物質と前記置換物質の配合割合、及び前記複数の物質の配合割合を行列Ａとし、前記行列Ａの転置行列Ａ
ｔ
と前記行列Ａとの積を演算して正方行列を求めると共に、前記正方行列の行列式を演算して求めた相関性指標値を、前記相関性の度合として用いる、
請求項３に記載の材料設計装置。
【請求項５】
前記材料は、
Ｒ（Ｔ
１－ｘ
Ｍ
ｘ
）
ｙ
ただし、Ｒ：第１物質
Ｔ：第２物質
Ｍ：第３物質
ｘ，ｙ：配合割合
の組成式で表され、
前記第１物質Ｒは、前記ベース物質がサマリウムであり、前記置換物質がイットリウム、ジルコニウム、ランタン、セリウムのうち１つ以上を含み、
前記第２物質Ｔは、前記ベース物質が鉄であり、前記置換物質がコバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、錫、マグネシウム、ビスマスのうち１つ以上を含み、
前記第３物質Ｍは、前記ベース物質がバナジウムであり、前記置換物質がチタン、クロム、マンガン、モリブデン、タングステン、アルミニウム、ケイ素のうち１つ以上を含む、
請求項１に記載の材料設計装置。
【請求項６】
複数の物質を組み合わせて材料を設計するための方法であって、
前記複数の物質のそれぞれは、予め設定されたベース物質と、前記ベース物質の一部を置換する複数の置換物質とを組み合わせて構成されており、
前記複数の物質のそれぞれについて、前記ベース物質と前記複数の置換物質の組み合わせ及び配合割合を決定すると共に、前記複数の物質の配合割合を決定した材料候補を複数生成する材料候補生成工程を備え、
前記材料候補生成工程では、前記複数の物質のそれぞれについて、前記ベース物質と置換する前記置換物質の数の上限を設定可能とされる、
材料設計方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料設計装置及び方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、材料設計技術として、例えば、成分組成や製造条件と、材料の特性値とを関連づけた数理モデルを作成し、所望の特性値に対応する成分組成と製造条件を導く技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１１５２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、新規材料を探索する場合、なんらかの方法で新規材料の候補とする物質の組み合わせを決定し、決定した新規材料の候補（材料候補という）を実際に試作（実験）する。材料候補を決定するにあたっては、可能な限り多種多様な物質の組み合わせを適用することが望ましいといえる。
【０００５】
しかしながら、ベースとなる物質（元素など）の一部が他の物質（元素など）に置換可能である場合には、置換する物質の種類が多くなり過ぎると、試作に非常に時間と手間がかかってしまい、現実的に実施が困難となる場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、実施可能な材料設計が可能な材料設計装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、複数の物質を組み合わせて材料を設計するための装置であって、前記複数の物質のそれぞれは、予め設定されたベース物質と、前記ベース物質の一部を置換する複数の置換物質とを組み合わせて構成されており、前記複数の物質のそれぞれについて、前記ベース物質と前記複数の置換物質の組み合わせ及び配合割合を決定すると共に、前記複数の物質の配合割合を決定した材料候補を複数生成する材料候補生成処理部を備え、前記材料候補生成処理部は、前記複数の物質のそれぞれについて、前記ベース物質と置換する前記置換物質の数の上限を設定可能に構成されている、材料設計装置を提供する。
【０００８】
また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、複数の物質を組み合わせて材料を設計するための方法であって、前記複数の物質のそれぞれは、予め設定されたベース物質と、前記ベース物質の一部を置換する複数の置換物質とを組み合わせて構成されており、前記複数の物質のそれぞれについて、前記ベース物質と前記複数の置換物質の組み合わせ及び配合割合を決定すると共に、前記複数の物質の配合割合を決定した材料候補を複数生成する材料候補生成工程を備え、前記材料候補生成工程では、前記複数の物質のそれぞれについて、前記ベース物質と置換する前記置換物質の数の上限を設定可能とされる、材料設計方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、実施可能な材料設計が可能な材料設計装置及び方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の一実施の形態に係る材料設計装置の概略構成図である。
（ａ），（ｂ）は生成条件データの一例を示す図であり、（ｃ）は抽出条件データの一例を示す図である。
（ａ）は、置換数の上限を２とした場合における物質Ｒの置換物質の組み合わせパターンであり、（ｂ）は材料候補の生成を説明する図である。
（ａ）は置換数の上限を２とした場合における第１物質Ｒの置換物質の組み合わせパターンを示す図、（ｂ）は第１物質Ｒの決定を説明する図である。
生成材料候補データ３３の一例を示す図である。
相関性指標値Ｃの求め方を説明する図である。
本発明の一実施の形態に係る材料設計方法のフロー図である。
材料候補生成処理のフロー図である。
抽出処理のフロー図である。
実施例および比較例で抽出した材料候補の置換数の分布を示すグラフ図である。
（ａ）は条件設定画面の一例、（ｂ）は詳細設定画面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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