[发明专利]一种可拆装多元相图模型及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种可拆装多元相图模型；其特征在于：所述模型为3D实体模型；所述3D实体模型的Z轴方向表示温度，底面表示各元素含量不同时的成分组成；所述3D实体模型由N块可拆装模块组成；任意模块表示一个相区；在同一相区内相组成具有共同的相组元；每个相区的物理意义是：当成分和温度都落在该相区中，此成分在此温度下的相组成种类是一定的；

所述多元相图模型为三元相图模型；

所述可拆装多元相图模型通过下述步骤制备：

步骤一

根据已有多元相图，建立虚拟整体3D模型；

步骤二

对步骤一所建立的虚拟整体3D模型，按照拆分原则进行拆分；得到N个3D虚拟子模型；每个子模型表示一个相区，即拆分后得到N个相区；所述拆分原则为：每个模块表示一个相区；在同一相区内相组成具共同的相组元；

步骤三

按每个3D虚拟子模型，制备其对应的实体子模型；将各个实体子模型拼接起来，得到可拆装多元相图模型；

将各个实体子模型拼接起来方法包括下述几种：

方法一采用外部实物框架进行固定；

方法一中，所述采用外部实物框架进行固定，其步骤包括：

a.针对多元相图的具体形状，设计满足径向和轴向固定的框架形状；

b.建立框架的虚拟模型；

c.对框架的虚拟模型进行3D打印，获得框架的实物模型；

d.在框架中，将每个独立的相区实物模型，按照其在相图中原本的空间位置，从下至上进行拼装；

或

方法二采用孔棍式的方式，对多元相图进行固定；

所述采用孔棍式的方式，对多元相图进行固定，其步骤包括：

2a.使用建模软件，在多元相图的实体模型中，选择合适成分点设计一竖直的孔，孔穿过各个相区，并设计直径与孔相同，长度略大于孔的固定棍进行各个相区的固定；打孔的数量和位置要满足以下原则：在能够完成每个相区的固定的前提下，选择避免破坏相区外观形状的地方，选择最少的数量打孔；

2b.再对打孔的多元相图实体模型，按照所述的拆分原则进行拆分，并进行3D打印，获得带孔的每个相区的实物模型；

2c.采用3D打印，获得固定棍的实物模型；

2d.使用固定棍和孔的配合进行拼装；

或

采用复合式进行固定；复合式是指角钢轴式或斜边轴式与孔棍式的结合；

或

在磁力的作用下，使松散的相区实物模型吸引固定；所述在磁力的作用下，使松散的分区实物模型吸引固定，包括：在相界面上使用磁力贴或涂上磁性涂层，按照多元相图原本的形状，使相邻的相区利用相界面上磁力，能够实现贴合固定；或各实体子模型打印时，先预留一层，预留层打印时，采用磁性材料进行打印，进而在相面上形成一层磁性层；以便固定、组装、拆卸。

2.根据权利要求1所述的一种可拆装多元相图模型；其特征在于：所述3D实体模型的底面为等边三角形，所述等边三角形的三条边分别表示构成三元相图的三种元素；且按顺时针或逆时针方向，从边的一端到另一端，元素的含量从0-100％变化。

3.根据权利要求1所述的一种可拆装多元相图模型；其特征在于：步骤三中，按每个3D虚拟子模型，通过3D打印，制备其对应的实体子模型。

4.根据权利要求1或2所述的一种可拆装多元相图模型；其特征在于；

其中，框架包括角钢轴式和/或斜边轴式；

所述角钢轴式，底部为一正三角形，其三个顶点处分别有一根垂直于三角形的圆柱，每根圆柱沿底边三角形的边伸展出两个长方体构成角钢结构，以角钢结构来实现对松散的分区实物模型的固定；

所述斜边轴式是在角钢轴式的基础上，沿角钢的两边各设计一定数量的斜棍，扩大角钢的周向固定能力，斜棍的数量根据不同相图的相区多少来决定。

5.一种如权利要求1-3任意一项所述可拆装多元相图模型的应用；包括将其用于教学。