[发明专利]基于相场法的瞬态双相不锈钢微电偶腐蚀过程模拟方法

权利要求书

1.一种基于相场法的瞬态双相不锈钢微电偶腐蚀过程模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于实验实际情况，建立双相不锈钢微电偶腐蚀简化模型；

建立用于简化模型的电位分布和相场变量分布的引导方程以及将电位分布和相场变量分布结合的联系方程；

获取所述简化模型的初始条件和边界条件，基于所述联系方程实现双相不锈钢微电偶腐蚀过程的模拟。

2.根据权利要求1所述的基于相场法的瞬态双相不锈钢微电偶腐蚀过程模拟方法，其特征在于，所述简化模型的初始状态是一个以X轴为对称轴的二维平面形态，对称轴上侧代表电解液，对称轴下侧代表铁素体和奥氏体组成的阴阳极，且左侧为奥氏体相组成的阴极，右侧为铁素体相组成的阳极，阴极和阳极都均匀的浸在所述电解液中。

3.根据权利要求2所述的基于相场法的瞬态双相不锈钢微电偶腐蚀过程模拟方法，其特征在于，所述奥氏体相组成的阴极和铁素体相组成的阳极之间紧密接触。

4.根据权利要求2所述的基于相场法的瞬态双相不锈钢微电偶腐蚀过程模拟方法，其特征在于，所述初始条件具体是：

电解液区域内c(x,0)＝0，φ(x,0)＝0，阳极区域内c(x,0)＝1，φ(x,0)＝1，c为模拟区域内摩尔浓度，φ为相场变量，x代表模拟区域内坐标。

5.根据权利要求1所述的基于相场法的瞬态双相不锈钢微电偶腐蚀过程模拟方法，其特征在于，所述电位分布的引导方程基于电偶腐蚀理论获得，为：

式中，为局部电势，为哈密顿算子。

6.根据权利要求1所述的基于相场法的瞬态双相不锈钢微电偶腐蚀过程模拟方法，其特征在于，所述相场变量分布的引导方程基于金兹堡—朗道理论获得，为：

式中，φ为相场变量，M为扩散系数，f为系统自由能密度函数，c'为标准摩尔离子浓度，β₁为能量梯度系数，L为界面动力学参数，为哈密顿算子，x代表模拟区域内坐标，t为模拟时间，ζ为系统自由能。

7.根据权利要求1所述的基于相场法的瞬态双相不锈钢微电偶腐蚀过程模拟方法，其特征在于，所述联系方程为：

式中，L为界面动力学参数，n为双相不锈钢电偶腐蚀过程中阳极反应所失去的平均电子数，F为法拉第常数，v为电偶腐蚀界面移动速率，i为电流密度，c_solid＝c_s是固相中金属离子的摩尔浓度。

8.根据权利要求1所述的基于相场法的瞬态双相不锈钢微电偶腐蚀过程模拟方法，其特征在于，所述边界条件包括基于巴勒特-沃尔默方程的阴阳极边界条件。

9.根据权利要求1所述的基于相场法的瞬态双相不锈钢微电偶腐蚀过程模拟方法，其特征在于，进行所述双相不锈钢微电偶腐蚀过程的模拟时，具有以下附加条件：

式中，c'_S和c'_L分别为固相和液相的标准化浓度，为局部电势，f(c'_S)和f(c'_L)分别是固相自由能密度和液相自由能密度，σ为界面能，r是双势阱函数的高度，l为扩散界面层厚度，α^*为常数，β₁为能量梯度系数。