[发明专利]采用非平衡直流电弧等离子体进行晶体结构编辑的方法

说明书

本发明公开了一种采用非平衡直流电弧等离子体进行晶体结构编辑的方法，包括1)主运行流程：1.1)判断被编辑物质是否存在于经由建立参数流程建立的运行参数数据库中，如果是则调用其中的运行参数，否则转入建立参数流程；1.2)依据调用的运行参数进行直流电弧等离子体处理；1.3)对处理后的被编辑物质的晶体结构进行测量，判断是否为目标晶体结构，如果是则输出产品；2)建立参数流程：2.1)进行预实验；2.2)确定主运行参数；2.3)进行验证实验，得到对应不同主运行参数的晶体结构数据；2.4)将运行参数数据录入运行参数数据库中。该方法利用直流电弧对晶体结构进行编辑，具有编辑效率高、稳定可靠、适应性好的优点。

技术领域

本发明涉及一种晶体结构编辑方法，特别是指一种采用非平衡直流电弧等离子体进行晶体结构编辑的方法。

背景技术

自然界存在的固态物质可分为晶体和非晶体两大类，固态的金属与合金大都是晶体。晶体与非晶体的最本质差别在于组成晶体的原子、离子、分子等质点是规则排列的，而非晶体中这些质点除与其最相近外，基本上无规则地堆积在一起。晶体结构是决定固态金属的物理、化学和力学性能的基本因素之一。

晶体结构即晶体的微观结构，是指晶体中实际质点(原子、离子或分子)的具体排列情况。在实际应用和科学研究中，晶体结构是极其重要的物性特征之一，通常由X射线衍射图谱(XRD)相关数据进行表征，包含晶态以及供参考的晶胞信息。然而至今为止，晶体结构的改变在很大程度上仍然依靠温度和压力这两种方法，耗能、费时的同时也很难做到对晶体结构有效的编辑。在本发明中，晶体结构编辑，包括晶体类型的改变和各晶体类型比例的调整。

在现代科学研究和生产实践过程中，对晶体结构影响的细致研究以及工业生产中快速、低耗、量产的需求，使得能在低温常压下进行的高效晶体结构编辑成为亟待攻克的技术关键。

等离子体态作为固、液、气以外的第四态因其特殊的物性特征收到了广泛的应用。等离子体中，电子和重粒子(离子、分子和原子)间能量传递的速率与碰撞频率(单位时间内碰撞的次数)成正比。在稠密气体中，碰撞频繁，两类粒子的平均动能(即温度)很容易达到平衡，因此电子温度和气体温度大致相等，这是气压在一个大气压以上时的通常情况，一般称为热等离子体或平衡等离子体。在低气压条件下，碰撞很少，电子从电场得到的能量不容易传给重粒子，此时电子温度高于气体温度，通常称为冷等离子体或非平衡等离子体。非平衡直流电弧等离子体因结构简单、适用性强、造价便宜等逐渐受到关注。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够精确可控地编辑晶体结构的采用非平衡直流电弧等离子体进行晶体结构编辑的方法。

为实现上述目的，本发明所提供的采用非平衡直流电弧等离子体进行晶体结构编辑的方法，包括1)主运行流程和2)建立参数流程；其中，主运行流程具体包括如下步骤：

1.1)判断被编辑物质是否存在于经由建立参数流程建立的运行参数数据库中，如果是则调用运行参数数据库中的运行参数，否则转入建立参数流程中建立该物质的运行参数数据后返回主运行流程；

1.2)依据调用的运行参数数据调整直流电弧等离子体处理装置，对被编辑物质进行直流电弧等离子体处理；

1.3)直流电弧等离子体处理完成后，对处理后的被编辑物质的晶体结构进行测量，判断是否为目标晶体结构，如果是则输出产品。

建立参数流程具体包括如下步骤：

2.1)进行预实验：选择等离子体处理装置的多个运行参数，对待建立数据物质进行预实验，预实验包括多个子实验，每个子实验选择一组运行参数进行直流电弧等离子体处理，并对获得的晶体结构进行测量；

2.2)确定主运行参数：对比各个子实验的测量结果，评价各运行参数对晶体结构的影响，选取出对待建立数据物质晶体结构影响最显著的运行参数，作为其晶体结构编辑中的主运行参数；同时择优选择其它运行参数；