[发明专利]一种基于卷积网络耦合微合金元素对主元素浓度影响的方法及装置

摘要

本发明公开一种基于卷积网络耦合微合金元素对主元素浓度影响的方法及装置，属于材料分析测试与计算机算法设计与分析技术领域。本发明所述方法根据主元素的EDS线扫描数据、微合金元素的熔化热数据，以及环境温度，通过卷积算法，获得主元素的浓度分布与过饱和程度数据。本发明所述装置包括多个分频器、多个输入振荡器、多个1位DAC、一个求和节点、一个输出振荡器、一个低通滤波器、一个异步数字缓存器，以及一个模拟输出缓存器。本发明能够在保留EDS线扫描信号的函数特征的前提下，精确地耦合微合金元素对主元素浓度的影响。

主权项

1.一种基于卷积网络耦合微合金元素对主元素浓度影响的方法，其特征在于：(1)根据主元素的EDS线扫描原始数据y_W％(x)与基于快速傅里叶变换的数据k∈N^*，获得基于快速傅里叶变换的未添加微合金元素时的扫描点主元素浓度γ_W％(x)；其中，x为扫描点位置，y_W％(x)为未添加微合金元素时的扫描点主元素浓度，y_W％,0为基于快速傅里叶变换的扫描振幅，f为基于快速傅里叶变换的扫描频率；(2)根据微合金元素的熔化热数据Δ_fusH、环境温度T、扩散方程φ(χ)＝y_W％,0exp(αχ)、y_W％,0∝Δ_fusH，以及获得微合金元素的卷积因子φ(χ)、微合金元素的卷积因子跨度χ₀；(3)根据卷积算法获得添加微合金元素时的扫描点主元素浓度Y_W％(x)；同时，根据微合金元素的卷积因子跨度χ₀与基于快速傅里叶变换的扫描周期跨度X之间的关系，将基于快速傅里叶变换的未添加微合金元素时的扫描点主元素浓度γ_W％(x)与添加微合金元素时的扫描点主元素浓度Y_W％(x)进行对比，确定耦合微合金元素对主要元素浓度的影响：①若χ0∈(nX,nX+X+),n∈N，则YW％(x)的值域最小，振幅最大，γW％(x)与YW％(x)之间的相位差为零，主元素浓度未超过饱和值，无法由浓度高处向浓度低处扩散，相邻扫描点之间的浓度位置不发生偏移，降低成分偏析程度仅通过添加微合金元素挤走主元素途径实现，YW％(x)随γW％(x)同步变化，持续震荡；X为基于快速傅里叶变换的扫描周期跨度，X+为扫描周期增跨度，X‑为扫描周期减跨度；②若χ0∈(nX+X+,(n+1)X),n∈N，则YW％(x)的值域适中，振幅适中，γW％(x)与YW％(x)之间的相位差高于零，主元素浓度已超过饱和值，由浓度高处向浓度低处扩散，相邻扫描点之间的浓度位置发生偏移，降低成分偏析程度通过添加微合金元素挤走主元素与大量过饱和主元素发生扩散两种途径实现，YW％(x)不随γW％(x)同步变化，YW％(x)的值域先上升到某数值再围绕该数值持续震荡，相位差在上升阶段产生；③若χ0＝nX,n∈N，则YW％(x)的值域最大，振幅为零，γW％(x)与YW％(x)之间的相位差不存在，成分偏析不存在，YW％(x)的值域上升到某数值持续。