[發明專利]一種熱障涂層厚度的優化方法

有效

• 申請號: 201310119966.2
• 申請日: 2013-04-08
• 公開（公告）號: CN103198221A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 劉徹;韓玉君;陸冠雄;葉福興
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G05D5/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王秀奎

1.一種熱障涂層厚度的優化方法，其特征在于，按照下述步驟進行：

首先，確認涂層成份中各個金屬元素的下述參數

（1）各個金屬元素的摩爾分數x_i，單位為%；

（2）各個金屬元素原子的自擴散系數單位為m²/s；

（3）涂層服役的熱力學溫度T，單位為K；

（4）熱力學常數R=8.314J/(mol·K)；

（5）各個純金屬在服役溫度下的摩爾吉布斯自由能單位為kJ/mol；

（6）x_i和x_j分別是金屬原子i和j的摩爾分數，單位為%；

（7）V_i和V_j分別是金屬i和j的摩爾體積，單位為cm³/mol；

（8）(n_ws)_i和(n_ws)_j分別是金屬i和j的Wigner-seitz原胞邊界的電子密度平均值，單位為cm^-3；

（9）和分別是金屬i和j的電負性參數，單位為V；

（10）Miedema經驗參數p，單位為J/(mol·V²·cm³)；

（11）Miedema經驗參數r，單位為J/（mol·cm³）；

（12）Miedema經驗參數u，單位為V^-1；

（13）Miedema經驗參數a無量綱的，沒有單位；

然后設定涂層厚度h的變量范圍和步進量，并根據下述公式進行逐步迭代計算，直至得到每一種金屬元素的D_i最大時對應的h，此時對應的h即為最終優化結構參數，h的單位為μm；

Di=Di*xiRT∂μi∂xi;]]>

μi=G+Σj=2n(δij-xj)∂G∂xj,]]>j=i時δ_ij=1；j≠i時δ_ij=0；

G=Σi=1nxiGi0+RTΣi=1nxi1nxi+12Σi=1ni≠jΣj=1nΔHijmix;]]>

ΔHijmix=2p(ViVj)23·9.4(nwsA1/3-nwsB1/3)2-(φi-φj)2-ar/pnwsA-1/3+nwsB-1/3·gf·(1+8·g2f4);]]>

g=xixj[1+uixj(φi-φj)][1+ujxi(φj-φi)];]]>

f=xiVi2/3[1+uixj(φi-φj)]+xjVj2/3[1+ujxi(φj-φi)].]]>

2.根據權利要求1所述的一種熱障涂層厚度的優化方法，其特征在于，所述涂層厚度h的變量范圍和步進量分別為10μm—500μm和10μm。