[发明专利]含缺陷金属材料的新型动力学蒙特卡洛建模方法

权利要求书

1.一种含缺陷金属材料的新型动力学蒙特卡洛建模方法，其特征在于，包括：

获取含缺陷金属材料面向动力学蒙特卡洛模拟的微观动力学事件的演化行为模型；其中，所述微观动力学事件包括缺陷结合/解离事件、缺陷发射/吸收事件和缺陷扩散事件中的任意一个或多个事件；

基于高效物理建模算法获取所述动力学演化行为模型中的目标参数，建立所述目标参数的高效物理模型；其中，所述高效物理模型为反映所述目标参数随缺陷信息的高概率变化规律的近似模型，所述缺陷信息包括缺陷类型和缺陷尺寸。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标参数随缺陷信息的高概率变化规律的近似，包括：

所述含缺陷金属材料的缺陷及其团簇近似为球形，所述含缺陷金属材料中缺陷运动的尝试频率随所述缺陷尺寸的增加而降低，所述含缺陷金属材料中的稳定杂质缺陷团簇为球形，及所述含缺陷金属材料中的缺陷团簇的整体扩散是通过团簇边缘原子迁移的微观机制完成的中任意一个或多个。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微观动力学事件包括所述缺陷结合/解离事件和/或所述缺陷扩散事件，所述动力学演化行为模型为：

其中，k_B为玻尔兹曼常数，T为温度，Kⁱ为事件i下发生缺陷结合/解离事件，或者缺陷扩散事件的跃迁频率，为事件i下的尝试频率，为事件i下跃迁激活能；

当所述含缺陷金属材料的缺陷为纯缺陷团簇时，所述事件i下包括所述缺陷类型为空位型缺陷V且所述缺陷尺寸为N_V的缺陷发生的结合/解离事件或者扩散事件、所述缺陷类型为间隙型缺陷I且所述缺陷尺寸为N_I的缺陷发生的结合/解离事件或者扩散事件，以及所述缺陷类型为杂质型缺陷X且所述缺陷尺寸为N_X的缺陷发生的结合/解离事件或者扩散事件；

当所述含缺陷金属材料的缺陷为混合型缺陷时，所述事件i下包括所述缺陷尺寸为N_V的空位型缺陷V与所述缺陷尺寸为N_X的杂质型缺陷X发生的结合/解离事件或者扩散事件，以及所述缺陷尺寸为N_I的间隙型缺陷I与所述缺陷尺寸为N_X的杂质型缺陷X发生的结合/解离事件或者扩散事件。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述微观动力学事件为所述缺陷结合/解离事件，所述目标参数包括所述缺陷结合/解离事件的跃迁激活能；当所述含缺陷金属材料的缺陷为纯缺陷团簇时，所述缺陷结合/解离事件的跃迁激活能的高效物理模型为：

其中，d为空位型缺陷V、间隙型缺陷I或杂质型缺陷X，N_d为缺陷d的缺陷尺寸，为所述结合/解离事件的跃迁激活能，为纯缺陷团簇结合/解离的初态形成能，为纯缺陷团簇结合/解离的末态形成能，为纯缺陷团簇的形成能，为最小尺寸纯缺陷的形成能，所述最小尺寸纯缺陷的形成能为待求解参数。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述微观动力学事件为所述缺陷结合/解离事件，所述目标参数包括所述缺陷结合/解离事件的跃迁激活能；当所述含缺陷金属材料的缺陷为混合型缺陷时，所述缺陷结合/解离事件的跃迁激活能的高效物理模型为：

其中，n为空位型缺陷V或间隙型缺陷I，N_n为缺陷n的尺寸，X为杂质型缺陷，N_X为杂质型缺陷的尺寸，为缺陷n与杂质团簇结合产生的跃迁激活能，为混合型缺陷结合/解离的初态形成能，为混合型缺陷结合/解离的末态形成能，k_n和b_n与所述缺陷类型n相关，为最小缺陷的形成能，k_n和b_n为待求解参数。