【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氢能储运，特别是涉及一种临氢服役材料的氢扩散预测方法、装置、介质及产品。
技术介绍
1、氢能具有来源多样、利用高效、清洁环保、应用广泛等特点，是全球能源转型升级的重要方向。氢能产业链包括制氢、储氢、运氢及用氢，其中氢能储运是连接产业链上下游的关键环节。高压气态储运以其设备结构简单、充放氢速度快、适应温度范围广等特点，成为目前主流的氢能储运方式。在储氢设备的服役过程中，不仅受到压力载荷、温度等工况影响，氢原子扩散到设备内部还容易导致氢致损伤失效，因此，了解应力耦合作用下设备结构中的氢扩散、应力和变形，建立扩散浓度场和应力、温度等耦合作用下氢扩散的理论预测模型，分析温度、外力和氢扩散的交互作用，对深入认识多场耦合作用下的扩散问题，进一步研究受扩散控制的化学和力学耦合作用下储氢装备的失效和寿命预测等具有极其重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种临氢服役材料的氢扩散预测方法、装置、介质及产品，能够提高氢能储运材料的氢扩散状态预测的精度和合理性，进而提高储氢装备寿命预测的精度。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种临氢服役材料的氢扩散预测方法，包括：
4、扫描待测材料的氢陷阱状态；所述氢陷阱状态包括待测材料上的氢陷阱种类，以及待测材料上的每种氢陷阱种类的氢陷阱数量；
5、基于所述待测材料的氢陷阱状态，构建待测材料的有限元模型；
6、基于电化学氢渗透实验，确定待测材料的氢扩散系数和
7、基于热脱附能谱实验，测得待测材料的不同氢陷阱对应的陷阱能；
8、基于所述有限元模型、所述氢陷阱状态、所述氢扩散系数和所述氢溶解度，以及不同氢陷阱对应的陷阱能，构建氢扩散方程；
9、基于所述有限元模型对待测材料进行网格划分，并施加恒浓度边界条件和载荷边界条件，基于氢扩散方程运行所述有限元模型，得到待测材料在不同温度下的氢浓度-时间曲线。
10、可选的，所述氢陷阱种类包括晶界、析出相或位错。
11、可选的，在基于所述有限元模型对待测材料进行网格划分，并施加恒浓度边界条件和载荷边界条件，基于氢扩散方程运行所述有限元模型，得到待测材料在不同温度下的氢浓度-时间曲线之后，还包括：
12、基于待测材料在不同温度下的氢浓度-时间曲线，确定待测材料的热脱附速率-温度曲线。
13、可选的，在基于待测材料在不同温度下的氢浓度-时间曲线，确定待测材料的热脱附速率-温度曲线之后，还包括：
14、根据待测材料的热脱附速率-温度曲线，确定待测材料制备的储氢装备的寿命。
15、可选的，所述氢扩散方程为：
16、
17、其中，vl为晶格位点占有率因子；nl为单位体积内的晶格位点总数；vt为氢陷阱位点占有率因子；nt为单位体积内的氢陷阱位点总数；kt为出单个捕获位点与晶格位点占有率之间的平衡表达式；θt为氢陷阱位点占有率；θt＝ct/nt，ct为氢陷阱内氢的浓度，θl为晶格位点占有率；θl＝cl/nl，cl为晶格内氢的浓度，δet为陷阱能；r为理想气体常数，t为理想气体绝对温度，为氢扩散系数，为微分算子，σh为静水应力，为热脱附过程中的温度加热速率，d为氢扩散系数。
18、一种计算机装置，包括：存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述所述的一种临氢服役材料的氢扩散预测方法。
19、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述所述的一种临氢服役材料的氢扩散预测方法。
20、一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述所述的一种临氢服役材料的氢扩散预测方法。
21、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
22、本专利技术提供的一种临氢服役材料的氢扩散预测方法、装置、介质及产品，基于扩散动力学和有限元分析方法，构建考虑温度场、力场以及扩散场耦合的氢原子扩散与捕集模型，澄清了储氢部件材料在服役过程中微观缺陷对氢扩散与捕集的影响规律，揭示了服役过程中氢原子的偏聚状态，解决了“热-力-化”耦合作用下氢扩散预测等关键问题，模型支撑临氢环境下储氢部件材料的损伤机理研究与疲劳寿命预测。
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1.一种临氢服役材料的氢扩散预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种临氢服役材料的氢扩散预测方法，其特征在于，所述氢陷阱种类包括晶界、析出相或位错。
3.根据权利要求1所述的一种临氢服役材料的氢扩散预测方法，其特征在于，在基于所述有限元模型对待测材料进行网格划分，并施加恒浓度边界条件和载荷边界条件，基于氢扩散方程运行所述有限元模型，得到待测材料在不同温度下的氢浓度-时间曲线之后，还包括：
4.根据权利要求3所述的一种临氢服役材料的氢扩散预测方法，其特征在于，在基于待测材料在不同温度下的氢浓度-时间曲线，确定待测材料的热脱附速率-温度曲线之后，还包括：
5.根据权利要求4所述的一种临氢服役材料的氢扩散预测方法，其特征在于，所述氢扩散方程为：
6.一种计算机装置，包括：存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-5中任一项所述的一种临氢服役材料的氢扩散预测方法。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在
8.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述的一种临氢服役材料的氢扩散预测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种临氢服役材料的氢扩散预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种临氢服役材料的氢扩散预测方法，其特征在于，所述氢陷阱种类包括晶界、析出相或位错。
3.根据权利要求1所述的一种临氢服役材料的氢扩散预测方法，其特征在于，在基于所述有限元模型对待测材料进行网格划分，并施加恒浓度边界条件和载荷边界条件，基于氢扩散方程运行所述有限元模型，得到待测材料在不同温度下的氢浓度-时间曲线之后，还包括：
4.根据权利要求3所述的一种临氢服役材料的氢扩散预测方法，其特征在于，在基于待测材料在不同温度下的氢浓度-时间曲线，确定待测材料的热脱附速率-温度曲线之后，还包括：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙彬涵，张显程，成慧杰，张丁午，王晓博，王志申，涂善东，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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