[发明专利]基于功能涂层的三元化合物中组元扩散系数的确定方法

说明书

本公开提供了一种基于功能涂层的三元化合物中组元扩散系数的确定方法。该方法包括：基于预设处理方式对三元化合物进行处理，得到组元浓度标签值以及厚度标签值；获取初始扩散系数；将初始扩散系数输入至扩散相变模型中，以便根据初始扩散系数与组元化学势之间的关系、组元化学势与组元浓度之间的耦合关系以及初始扩散系数与相界面移动速度之间的关系，输出组元浓度评估值和厚度评估值；根据组元浓度标签值和组元浓度评估值以及厚度标签值和厚度评估值调整初始扩散系数，直至根据组元浓度标签值和组元浓度评估值以及厚度标签值和厚度评估值构建的目标函数满足预设收敛条件；将目标函数满足预设收敛条件情况下得到的扩散系数确定为组元扩散系数。

技术领域

本公开涉及三元化合物中组元扩散系数测定领域，更具体地涉及一种基于功能涂层的三元化合物中组元扩散系数的确定方法、装置、设备、介质和程序产品。

背景技术

由功能涂层和基体材料确定的三元化合物，一般会同时存在有浓度梯度组元和无浓度梯度组元。在该类三元化合物中，组元的示踪扩散系数一般用于表征功能涂层与基体之间的组元扩散行为。在实现本公开发明构思的过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题：由于基于功能涂层的三元化合物内同时存在有浓度梯度组元和无浓度梯度组元，相关技术在确定这类化合物内的组元示踪扩散系数时一般使用基于浓度梯度或化学势梯度的多组元扩散方程模型，这类多组元扩散方程模型由于无法同时兼顾到有浓度梯度组元和无浓度梯度组元，所以不能准确得到组元示踪扩散系数，进而导致表征功能涂层扩散相变过程的准确性低，降低了功能涂层的性能，影响了功能涂层的使用寿命。

发明内容

鉴于上述问题，本公开提供了提高表征功能涂层扩散相变过程准确性、延长功能涂层使用寿命的基于功能涂层的三元化合物中组元扩散系数的确定方法、装置、设备、介质和程序产品。

本公开的一个方面提供了一种基于功能涂层的三元化合物中组元扩散系数的确定方法，包括：基于预设处理方式对三元化合物中的多个组元进行处理，得到上述多个组元中的每个组元在上述三元化合物中的组元浓度标签值，其中，上述三元化合物是从由功能涂层和基体材料组成的三元化合物体系中确定的，上述三元化合物体系还包括多个物相；基于上述预设处理方式对上述三元化合物体系中的上述多个物相进行处理，得到上述多个物相中每个物相的厚度标签值；获取上述每个组元在上述三元化合物中的初始扩散系数；将上述初始扩散系数输入至扩散相变模型中，以便根据上述初始扩散系数与组元化学势之间的关系、上述组元化学势与组元浓度之间的耦合关系以及上述初始扩散系数与上述组元所在物相的相界面移动速度之间的关系，输出组元浓度评估值和每个物相的厚度评估值；根据上述组元浓度标签值和上述组元浓度评估值以及上述厚度标签值和上述厚度评估值迭代调整上述初始扩散系数，直至根据上述组元浓度标签值和上述组元浓度评估值以及上述厚度标签值和上述厚度评估值构建的目标函数满足预设收敛条件；将上述目标函数满足上述预设收敛条件的情况下得到的扩散系数确定为组元扩散系数。

根据本公开的实施例，上述扩散相变模型包括组元扩散子模型和相界面迁移子模型；上述组元扩散子模型是基于组元扩散时间、组元扩散位置、组元化学势梯度构建的；上述相界面迁移子模型是基于上述组元所在物相的相界面移动速度、上述组元化学势梯度构建的。

根据本公开的实施例，上述将上述初始扩散系数输入至扩散相变模型中，以便根据上述初始扩散系数与组元化学势之间的关系以及上述组元化学势与组元浓度之间的耦合关系包括：将上述初始扩散系数输入至上述组元扩散子模型；根据上述初始扩散系数构建上述组元化学式梯度，确定上述初始扩散系数与组元化学势之间的关系；根据上述组元扩散时间、上述组元扩散位置、上述组元化学势梯度，确定上述组元化学势与上述组元浓度之间的耦合关系。

根据本公开的实施例，上述初始扩散系数与上述组元所在物相的相界面移动速度之间的关系是通过如下方式确定的：将上述初始扩散系数输入至上述相界面迁移子模型；根据上述组元所在物相的相界面移动速度、上述组元化学势梯度，确定上述初始扩散系数与上述相界面移动之间的关联关系，其中，上述组元化学势梯度是基于上述初始扩散系数构建的；根据上述关联关系，确定上述每个物相的厚度评估值。