[发明专利]一种基于原子构型的合金分类方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于原子构型的合金分类方法及系统，包括：根据合金原子分布构建立体仿真模型，以中心原子与近邻原子连线的垂直平分面构建多面体；根据多面体的边在立体仿真模型截面上的分布得到多面体中多边形的个数及边数，根据多边形的个数及边数构建特征向量；对特征向量进行分类，并根据数量最多的特征向量类型判断合金类型。以中心原子与其近邻原子连线的垂直平分面形成封闭的多面体，通过对多面体的面、边进行统计形成该多面体的特征向量，实现全面统计与识别边的数量与分布，准确判断合金类型。

技术领域

本发明涉及材料科学技术领域，特别是涉及一种基于原子构型的合金分类方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

合金结构中内部原子的排列方式以原子为中心，以包围该原子的多面体表示原子构型，根据表示原子构型的多面体的面进行多边形的识别和统计，辅助分析合金的硬度、延展性等性质，对合金分类。

现有技术中，较为普遍采用的技术是基于周期性边界条件的逐次切割构算法，在计算机模拟所获瞬态构象经周期性边界条件扩展的基础上，对一个从粒子提供的面中选构出来的初始四面体，用其余各粒子提供的面逐一进行切割来获得Voronoi多面体；在逐次切割的过程中，根据各种不同的切割情况不断地修正多面体的侧面、顶点、棱等信息，从而最终获得Voronoi多面体的一切几何信息。

而，发明人发现，利用该方法对Voronoi多面体进行分析计算时，在切割的过程中，积累了中间多面体的顶点、侧面、棱的全部信息；也就是说，在切割过程中需要不断地记忆和修正中间多面体的全部信息，由于这样的记忆和修正必须区别各种不同的切割情况，如考虑是否有侧面或棱被切去等不同情况进行，因此这样的信息积累显然是极其繁复的，也可能因为考虑不当对多面体的信息出现重复统计或者部分统计的情况。

另外，现有方法大都利用原子间的成键半径方法确定中心原子的近邻原子集，以中心原子与其近邻原子连线的垂直平分面形成封闭的多面体，但是发明人发现原子间的成键半径是与原子类型、温度等有关系。例如，因此在不同的温度下，中心原子的近邻原子集会发生变化，并且不是统一值，如果利用成键半径的方法来确定中心原子的近邻原子集，在分析不同的数据时，还需要该数据所对应的原子类型、实验温度值等条件，而且由于数据的不统一性，容易出现多面体边统计不全的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于原子构型的合金分类方法及系统，以中心原子与其近邻原子连线的垂直平分面形成封闭的多面体，通过对多面体的面、边进行统计形成该多面体的特征向量，实现全面统计与识别边的数量与分布，准确判断合金类型。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种基于原子构型的合金分类方法，包括：

根据合金原子分布构建立体仿真模型，以中心原子与近邻原子连线的垂直平分面构建多面体；

根据多面体的边在立体仿真模型截面上的分布得到多面体中多边形的个数及边数，根据多边形的个数及边数构建特征向量；

对特征向量进行分类，并根据数量最多的特征向量类型判断合金类型。

第二方面，本发明提供一种基于原子构型的合金分类系统，包括：

仿真模块，用于根据合金原子分布构建立体仿真模型，以中心原子与近邻原子连线的垂直平分面构建多面体；

统计模块，用于根据多面体的边在立体仿真模型截面上的分布得到多面体中多边形的个数及边数，根据多边形的个数及边数构建特征向量；

判断模块，用于对特征向量进行分类，并根据数量最多的特征向量类型判断合金类型。