【技术实现步骤摘要】
本申请涉及焊接，具体而言，涉及一种高氮无磁钢/陶瓷异质钎焊界面行为预测方法。
技术介绍
1、随着近年来热电转换技术在新能源汽车、空间探测可穿戴设备等领域的广泛应用，也受到了工业界和学术界的高度关注。由于高氮钢具有的无磁性、高强度等优异的理化性质和陶瓷具有的高强度、耐高温等的特点，均是热沉板的极佳选择，所以陶瓷与高氮无磁钢的连接研究具有重要的应用价值。
2、目前，在陶瓷与高氮无磁钢的连接中，由于陶瓷与高氮钢是两种理化性质差异较大的材料，在钎焊连接中会存在残余应力过大、钎料元素难以润湿陶瓷等问题，使得陶瓷与高氮钢的钎焊界面的连接质量较差，因此往往通过进行钎焊实验、物相表征与力学性能测试来测试钎焊界面行为，从而根据测试结果调控钎料组分。
3、但是，由于需要大量实验和测试，消耗了较多的人力和物力，使得钎焊材料研发周期较长，研发效率较低，且难以精准调控钎料组分。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请的目的在于提供一种高氮无磁钢/陶瓷异质钎焊界面行为预测方法，通过基于切割面切割由晶体模型参数构建的陶瓷晶体模型和钎料晶体模型得到陶瓷表面模型和钎料表面模型，进行收敛性测试得到目标陶瓷表面模型和目标钎料表面模型来构建得到陶瓷-钎料界面模型，并对陶瓷-钎料界面模型进行替位掺杂得到陶瓷-钎料掺杂界面模型，最终对陶瓷-钎料界面模型和陶瓷-钎料掺杂界面模型的界面行为进行对比来确定目标钎料，无需进行钎焊实验、物相表征与力学性能测试等各种实验和测试，通过构建界面模型进行界面行为的对比，即可
2、第一方面，本申请实施例提供了一种高氮无磁钢/陶瓷异质钎焊界面行为预测方法，所述方法包括：
3、获取基础钎料对应的钎料晶体模型参数和氧化铝对应的陶瓷晶体模型参数，基于所述钎料晶体模型参数构建钎料晶体模型以及基于所述陶瓷晶体模型参数构建陶瓷晶体模型；
4、确定所述陶瓷晶体模型和所述钎料晶体模型分别对应的切割面，并基于所述切割面切割所述陶瓷晶体模型和所述钎料晶体模型，得到切割后的陶瓷表面模型和钎料表面模型；
5、对切割后的所述陶瓷表面模型和所述钎料表面模型的表面的原子层进行收敛性测试，根据收敛性测试结果确定第一目标原子层厚度的目标陶瓷表面模型和第二目标原子层厚度的目标钎料表面模型，并基于所述目标陶瓷表面模型和所述目标钎料表面模型构建陶瓷-钎料界面模型；其中，所述陶瓷-钎料界面模型对应第一钎料组分；
6、对所述陶瓷-钎料界面模型进行结构优化，得到优化后的所述陶瓷-钎料界面模型，并基于多种第二钎料组分对所述优化后的所述陶瓷-钎料界面模型进行替位掺杂，得到对应的多种陶瓷-钎料掺杂界面模型；其中，所述陶瓷-钎料掺杂界面模型对应第二钎料组分；所述第二钎料组分包括多种掺杂原子；
7、对所述陶瓷-钎料界面模型和所述陶瓷-钎料掺杂界面模型的界面行为进行多个维度的对比，并根据对比结果确定符合预设筛选条件的目标钎料。
8、在一种可能的实施方式中，所述钎料晶体模型参数包括：结构为六方密堆积结构，空间群为r-3c，密排面为(0001)晶面，α＝90°；
9、所述陶瓷晶体模型参数包括：结构为面心立方结构，空间群为fm-3m，密排面为(111)晶面，α＝90°。
10、在一种可能的实施方式中，所述收敛性测试包括表面能收敛测试和原子层间距收敛测试，所述对切割后的所述陶瓷表面模型和所述钎料表面模型的表面的原子层进行收敛性测试，根据收敛性测试结果确定第一目标原子层厚度的目标陶瓷表面模型和第二目标原子层厚度的目标钎料表面模型，包括：
11、基于预设的表面能收敛公式对切割后的所述陶瓷表面模型进行表面能收敛测试，和/或基于预设的原子层间距收敛公式对切割后的所述钎料表面模型进行原子层间距收敛测试；
12、响应于所述陶瓷表面模型在表面的原子层厚度为第一目标原子层厚度时表面收敛，所述钎料表面模型在表面的原子层厚度为第二目标原子层厚度时表面收敛，则确定所述第一目标原子层厚度的陶瓷表面模型为目标陶瓷表面模型，所述第一目标原子层厚度的钎料表面模型为目标钎料表面模型。
13、在一种可能的实施方式中，所述表面能收敛公式为：
14、
15、其中，ebulk和eslab分别对应单晶胞和表面模型的总能量，nbulk和nslab分别对应单晶胞和表面模型中的原子数，a对应表面模型的面积；
16、和/或，所述原子层间距收敛公式为：
17、
18、其中，和dij分别表示表面模型驰豫前后第i层和第j层之间的距离。
19、在一种可能的实施方式中，在所述对所述陶瓷-钎料界面模型和所述陶瓷-钎料掺杂界面模型的界面行为进行多个维度的对比之前，所述方法还包括：
20、基于所述陶瓷、所述基础钎料的属性确定第一优化参数；所述第一优化参数至少包括泛函、赝势、k点网格、截断能、最大应力与最大位移；其中，所述泛函为gga of pbe，所述赝势为超软赝势，所述k点网格为4×4×1，所述截断能为517ev，所述最大应力为0.05gpa，所述最大位移为
21、基于所述第一优化参数对所述陶瓷-钎料界面模型和所述陶瓷-钎料掺杂界面模型进行结构优化，得到结构优化后的所述陶瓷-钎料界面模型和所述陶瓷-钎料掺杂界面模型。
22、在一种可能的实施方式中，所述根据对比结果确定符合预设筛选条件的目标钎料，包括：
23、根据所述对比结果确定符合预设筛选条件的目标掺杂原子；
24、将所述目标掺杂原子对应的钎料组分为目标钎料组分，并基于所述目标钎料组分确定对应的目标钎料。
25、在一种可能的实施方式中，所述多个维度包括界面黏附功、电荷密度、差分电荷密度、态密度与马利肯布居数分析布局数，所述界面黏附功通过以下计算公式计算得到：
26、wad＝(ex+ey-einterface)/ainterface
27、其中，wad为界面黏附功；exey为单独的a、b层能量；einterface为界面结构总能量；ainterface为界面面积。
28、第二方面，本申请实施例还提供了一种高氮无磁钢/陶瓷异质钎焊界面行为预测装置，所述装置包括：
29、构建模块，用于获取基础钎料对应的钎料晶体模型参数和氧化铝对应的陶瓷晶体模型参数，基于所述钎料晶体模型参数构建钎料晶体模型以及基于所述陶瓷晶体模型参数构建陶瓷晶体模型；
30、切割模块，用于确定所述陶瓷晶体模型和所述钎料晶体模型分别对应的切割面，并基于所述切割面切割所述陶瓷晶体模型和所述钎料晶体模型，得到切割后的陶瓷表面模型和钎料表面模型；
31、测试模块，用于对切割后的所述陶瓷表面模型和所述钎料表面模型的表面的原本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高氮无磁钢/陶瓷异质钎焊界面行为预测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钎料晶体模型参数包括：结构为六方密堆积结构，空间群为R-3C，密排面为(0001)晶面，α＝90°；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述收敛性测试包括表面能收敛测试和原子层间距收敛测试；所述对切割后的所述陶瓷表面模型和所述钎料表面模型的表面的原子层进行收敛性测试，根据收敛性测试结果确定第一目标原子层厚度的目标陶瓷表面模型和第二目标原子层厚度的目标钎料表面模型，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述表面能收敛公式为：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述对所述陶瓷-钎料界面模型和所述陶瓷-钎料掺杂界面模型的界面行为进行多个维度的对比之前，所述方法还包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据对比结果确定符合预设筛选条件的目标钎料，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个维度包括界面黏附功、电荷密度、差分电荷密度、态密度
8.一种高氮无磁钢/陶瓷异质钎焊界面行为预测装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至7任意一项所述的高氮无磁钢/陶瓷异质钎焊界面行为预测方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至7任意一项所述的高氮无磁钢/陶瓷异质钎焊界面行为预测方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种高氮无磁钢/陶瓷异质钎焊界面行为预测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钎料晶体模型参数包括：结构为六方密堆积结构，空间群为r-3c，密排面为(0001)晶面，α＝90°；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述收敛性测试包括表面能收敛测试和原子层间距收敛测试；所述对切割后的所述陶瓷表面模型和所述钎料表面模型的表面的原子层进行收敛性测试，根据收敛性测试结果确定第一目标原子层厚度的目标陶瓷表面模型和第二目标原子层厚度的目标钎料表面模型，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述表面能收敛公式为：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述对所述陶瓷-钎料界面模型和所述陶瓷-钎料掺杂界面模型的界面行为进行多个维度的对比之前，所述方法还包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：施建军，王星星，原志鹏，潘昆明，贾连辉，彭岩，张雨雷，温国栋，陈卓，王沛，孙华为，陈金虎，田宏杰，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：
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