[发明专利]应用于多晶系的缺陷检索方法及系统

说明书

本发明公开一种应用于多晶系的缺陷检索方法及系统，属于晶界分析技术领域，方法包括：基于壳层定义，确定待测晶胞第一壳层的近邻原子数N_p基于近邻原子数N_p，确定参考矢量集和实际矢量集；将参考矢量集中的第一参考矢量两两相加并取最小值，得到第二参考矢量基于参考矢量集和实际矢量集，计算比例参数λ；基于实际矢量集中的实际矢量、第二参考矢量和比例参数，计算E‑CSP值。本发明中对传统的CSP方法进行改进，改进后的E‑CSP方法适用于所有晶系的缺陷检索。

技术领域

本发明涉及晶界分析技术领域，具体涉及一种应用于多晶系的缺陷检索方法及系统。

背景技术

中心对称参数(centrosymmetry parameter，CSP)方法，对于立方晶系和面心立方，最近邻是12，对于体心立方最近邻是8。采用中心对称参数方法进行缺陷检索时，对于无缺陷的情况，产生的CSP值为零，对于有缺陷的晶体区域内的原子场通常具有扰动的非中心对称邻域，在这种情况下，CSP值变为正值。通过选取适当的阈值，允许由于热位移和弹性应变而产生小扰动，可以通过着色的方式对缺陷原子进行鉴别。但是，该方法仅适用于中心对称原子，对于非中心对称原子，比如HCP原子的缺陷鉴别则存在误差过大的问题；而且阈值是人为定义的，阈值选取也会直接影响到计算结果。

近邻分析(Neighbor distance analysis，NDA)方法，通过键长阈值控制的方法，对非中心对称原子结构，进行筛选识别，适用于所有晶系。但是最近邻原子数的选取直接影响计算结果，且不同的晶系如果只取最近邻原子会有误差。

相关技术中，公开号为CN 113903406 A的发明专利申请公开了一种基于对共同邻近方法至多晶系推广的缺陷检索方法，通过对复杂晶体结构进行精简，然后通过累计的近邻数确定分类，通过累计出现的12，14近邻数，利用已知FCC，BCC，HCP结构的配位数，再采用对应的配位数进行筛选，得到有缺陷原子和无缺陷原子，然后再通过DXA方法区别出晶界面和层错界面，再利用检索出除晶界面和层错界面以外的缺陷，从而实现针对多晶系的缺陷全面检索的目的。该方法基于共同近邻方法用3个指标匹配来识别缺陷原子，可以准确的鉴别缺陷原子，但不是针对CSP方法推广至多晶系的缺陷检索，且无程序和算法上的分子动力学的鉴别体系。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何将CSP方法推广至所有晶系材料的缺陷检索。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一方面，本发明提出了一种应用于多晶系的缺陷检索方法，所述方法包括：

基于壳层定义，确定待测晶胞第一壳层的近邻原子数N_p，其中，所述壳层定义为：与中心原子具有相同类型的键的原子称为在同一个壳层；

基于所述近邻原子数N_p，确定参考矢量集和实际矢量集；

将所述参考矢量集中的第一参考矢量两两相加并取最小值，得到第二参考矢量

基于所述参考矢量集和所述实际矢量集，计算比例参数λ；

基于所述实际矢量集中的实际矢量所述第二参考矢量和所述比例参数λ，计算E-CSP值为：

本发明中对传统的CSP方法进行改进，对于中心非对称原子结构，先通过比例参数λ的计算减少误差，再通过与做差得到从0开始的数值，使得中心非对称原子结构转换为中心对称结构，因此不仅适用于中心对称原子结构，对于中心非对称原子结构也同样适应，改进后的E-CSP方法适用于所有晶系的缺陷检索。

进一步地，所述基于壳层定义，确定待测晶胞第一壳层的近邻原子数N_p，包括：

基于所述壳层定义，对14个布拉菲格子的壳层进行分类，得到壳层分类结果；