一種在三元相圖中表示任意成分夾雜物數(shù)量的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種在三元相圖中表示任意成分夾雜物數(shù)量的方法，包括以下步驟：a)制備金屬試樣；b)檢測(cè)金屬材料中非金屬夾雜物成分，該成分可以是元素或化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)；c)將夾雜物中所關(guān)注的三種主要成分做歸一化處理；d)制定計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算每個(gè)夾雜物的重?cái)?shù)；e)將夾雜物的四個(gè)變量，即三種成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)以及重?cái)?shù)，投影到三元相圖中。夾雜物的三種主要成分的表示方法與傳統(tǒng)三元相圖一致，夾雜物的重?cái)?shù)用不同的顏色表示，繪制成三元相云圖。本發(fā)明成功地解決了表示不同成分夾雜物的符合在三元相圖中重疊的問(wèn)題，能夠準(zhǔn)確、直觀地表達(dá)出夾雜物主要成分的分布區(qū)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 一種在三兀相圖中表不任意成分夾雜物數(shù)量的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬材料夾雜物分析領(lǐng)域，具體涉及一種在三元相圖中表示任意成分夾雜物數(shù)量的方法。
[0002]

【背景技術(shù)】
夾雜物的成分、數(shù)量和尺寸在一定程度上決定了金屬材料的質(zhì)量和性能。在金屬材料中對(duì)非金屬夾雜物進(jìn)行分析時(shí)，常用三元相圖或偽三元相圖對(duì)夾雜物成分進(jìn)行投影，以描述夾雜物的成分分布特征。但是該方法的缺陷在于，當(dāng)所分析夾雜物的數(shù)量較多時(shí)，在三元相圖中夾雜物成分較集中的區(qū)域表示夾雜物的數(shù)據(jù)點(diǎn)符號(hào)會(huì)發(fā)生重疊，不能準(zhǔn)確、直觀地表達(dá)夾雜物主要成分的分布區(qū)域。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種能夠準(zhǔn)確、直觀地表達(dá)出夾雜物主要成分的分布區(qū)域，為夾雜物的分析提供便捷，提高準(zhǔn)確性的在三元相圖中表示任意成分夾雜物數(shù)量的方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種在三元相圖中表示任意成分夾雜物數(shù)量的方法，具體包括以下步驟:
步驟1:先將金屬試樣進(jìn)行預(yù)處理，使其滿足在電鏡下分析的要求，備用；
步驟2:檢測(cè)經(jīng)過(guò)步驟I處理過(guò)的金屬試樣中夾雜物的成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)，備用；
步驟3:確定夾雜物中所關(guān)注的主要的三種成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)，并進(jìn)行歸一化處理，即將夾雜物中所關(guān)注的三種主要成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)按此三種成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)的比例關(guān)系轉(zhuǎn)換成總和為100%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)，備用；
步驟4:設(shè)置參考值M%，M的取值范圍為0〈M〈100，根據(jù)計(jì)算參考值M%計(jì)算每個(gè)夾雜物的重疊個(gè)數(shù)；
步驟5:將所有的夾雜物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)以及重疊個(gè)數(shù)投影到三元相圖中，夾雜物的重疊個(gè)數(shù)用不同顏色以云圖形式表示，即得到能表示夾雜物數(shù)量分布的三元相云圖。
[0005]進(jìn)一步，所述步驟3中計(jì)算所有夾雜物重疊個(gè)數(shù)的計(jì)算過(guò)程如下:
3.1設(shè)所分析夾雜物的總數(shù)為sum，并對(duì)夾雜物依次進(jìn)行編號(hào)1,2，3…i…sum，第i個(gè)夾雜物三相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)記為i [I]、i [2]、i [3];
3.2計(jì)算第i個(gè)夾雜物的重疊個(gè)數(shù)時(shí)，設(shè)第i個(gè)夾雜物重疊個(gè)數(shù)Ni的初始值為O ;
3.3將第i個(gè)夾雜物三相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)依次與第1，2，3…j -sum個(gè)夾雜物三相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)做減法運(yùn)算，第i個(gè)夾雜物三相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)與第j個(gè)夾雜物三相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)差值的最大絕對(duì)值記為
4’即 4 =max{|i[l]-1[l]|, i[2]-j[2]|, i [3] -j [2] |}； 3.4若4彡M%,則第i個(gè)夾雜物與第j個(gè)夾雜物重疊，記nfl，否則Iij=O ；
3.5第i個(gè)夾雜物的重疊個(gè)數(shù)Ni=IiArv^n3+...η」+...nsum ；
3.6依次重復(fù)步驟3.2,3.3,3.4和3.5，即可計(jì)算出所有夾雜物的重疊個(gè)數(shù)。
[0006]進(jìn)一步，所述夾雜物的成分為夾雜物中的元素或元素所對(duì)應(yīng)的化合物。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)上述技術(shù)方案，在三元相圖中既可以表示夾雜物的成分，又可以表示在任意成分范圍內(nèi)夾雜物的數(shù)量，準(zhǔn)確、直觀地表達(dá)出夾雜物主要成分的分布區(qū)域。
[0008]

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
圖1為本發(fā)明的步驟的流程框圖。
[0009]圖2為本發(fā)明實(shí)施例Al2O3-Ti2O3-CaO夾雜物在以2%為標(biāo)準(zhǔn)的三元相云圖中的分布示意圖。
[0010]圖3為本發(fā)明實(shí)施例Al2O3-Ti2O3-CaO系夾雜物在三元相圖中的分布示意圖。
[0011]

【具體實(shí)施方式】
結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012]實(shí)施例:
將試樣進(jìn)行機(jī)械磨光、拋光后，使其滿足在掃描電鏡下分析的要求。
[0013]將試樣置于Aspex自動(dòng)掃描電鏡下分析尺寸大于0.4 μ m的夾雜物,并用EDS分析夾雜物成分，該成分為夾雜物中各元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，夾雜物中的主要成分為Al、T1、Ca。
[0014]將Al、Ti和Ca的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別換算成A1203、Ti2O3和CaO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，將這三種化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行歸一化處理，即將這三種化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)按此三種成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比例關(guān)系轉(zhuǎn)換成總和為100%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
[0015]以2%為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算每個(gè)夾雜物的重疊個(gè)數(shù)。本專(zhuān)利對(duì)重疊個(gè)數(shù)及其計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的定義為:對(duì)于任意一個(gè)夾雜物，若有N個(gè)夾雜物的三相質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)與該夾雜物的三相質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)差值的最大絕對(duì)值小于2%，則認(rèn)為該夾雜物所在的成分區(qū)域有N個(gè)夾雜物與之重合，即該成分夾雜物的重疊個(gè)數(shù)為N+1。
[0016]所有夾雜物重疊個(gè)數(shù)的計(jì)算過(guò)程如下:
1)設(shè)所分析夾雜物的總數(shù)為sum，并對(duì)夾雜物依次進(jìn)行編號(hào)1，2，3…i…sum，第i個(gè)夾雜物三相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)記為i [I]、i [2]、i [3];
2)計(jì)算第i個(gè)夾雜物的重疊個(gè)數(shù)時(shí)，設(shè)第i個(gè)夾雜物重疊個(gè)數(shù)Ni的初始值為O;
3)將第i個(gè)夾雜物三相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)依次與第1，2，3…j…sum個(gè)夾雜物三相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)做減法運(yùn)算，第i個(gè)夾雜物三相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)與第j個(gè)夾雜物三相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)差值的最大絕對(duì)值記為4 ,即=max{|i[l]-1[l]|, i[2]-j[2]|, i[3] -j[2]|}；
4)若4< 2%,則第i個(gè)夾雜物與第j個(gè)夾雜物重疊，記nfl，否則η」=0 ；
5)第i個(gè)夾雜物的重疊個(gè)數(shù)Ni=]^+?+?+...η」+...nsum ；
6)重復(fù)過(guò)程2)、3)、4)和5)，可計(jì)算出所有夾雜物的重疊個(gè)數(shù)。
[0017]將所有夾雜物的四個(gè)變量，即Al203、Ti203和CaO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及重疊個(gè)數(shù)，投影到三元相圖中。夾雜物中Al2O3Ji2O3和CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表示方法與三元相圖一致，夾雜物的重疊個(gè)數(shù)用不同的顏色表示，繪制成三元相云圖，如圖2所示,其所對(duì)應(yīng)的Al2O3-Ti2O3-CaO系三元相圖如圖3所示。通過(guò)與Al2O3-Ti2O3-CaO系三元相圖對(duì)比可知，Al2O3-Ti2O3-CaO系三元相云圖能夠準(zhǔn)確、直觀地表達(dá)出夾雜物主要成分的分布區(qū)域，而在三元相圖中則出現(xiàn)夾雜物成分符號(hào)重疊問(wèn)題。
[0018]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。值得注意的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、同等替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種在三元相圖中表示任意成分夾雜物數(shù)量的方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟: 步驟1:先將金屬試樣進(jìn)行預(yù)處理，使其滿足在電鏡下分析的要求，備用； 步驟2:檢測(cè)經(jīng)過(guò)步驟I處理過(guò)的金屬試樣中夾雜物的成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)，備用； 步驟3:確定夾雜物中所關(guān)注的主要的三種成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)，并進(jìn)行歸一化處理，即將夾雜物中所關(guān)注的三種主要成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)按此三種成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)的比例關(guān)系轉(zhuǎn)換成總和為100%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)，備用； 步驟4:設(shè)置參考值M%，M的取值范圍為0〈M〈100，根據(jù)計(jì)算參考值M%計(jì)算每個(gè)夾雜物的重疊個(gè)數(shù)； 步驟5:將所有的夾雜物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)以及重疊個(gè)數(shù)投影到三元相圖中，夾雜物的重疊個(gè)數(shù)用不同顏色以云圖形式表示，即得到能表示夾雜物數(shù)量分布的三元相云圖。
2.如權(quán)利要求1所述的一種在三元相圖中表示任意成分夾雜物數(shù)量的方法，其特征在于，所述步驟3中計(jì)算所有夾雜物重疊個(gè)數(shù)的計(jì)算過(guò)程如下: 3.1設(shè)所分析夾雜物的總數(shù)為sum，并對(duì)夾雜物依次進(jìn)行編號(hào)1,2，3…i…sum，第i個(gè)夾雜物三相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)記為i [I]、i [2]、i [3]; 3.2計(jì)算第i個(gè)夾雜物的重疊個(gè)數(shù)時(shí)，設(shè)第i個(gè)夾雜物重疊個(gè)數(shù)Ni的初始值為O ; 3.3將第i個(gè)夾雜物三相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)依次與第1，2，3…j…sum個(gè)夾雜物三相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)做減法運(yùn)算，第i個(gè)夾雜物三相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)與第j個(gè)夾雜物三相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)差值的最大絕對(duì)值記為4.,即? =max{|i[l]-1[l]|, i[2]-j[2]|, i[3] -j[2]|}； 3.4若4彡M%,則第i個(gè)夾雜物與第j個(gè)夾雜物重疊，記nfl，否則η」=0 ； 3.5第i個(gè)夾雜物的重疊個(gè)數(shù)Ni=IiArv^n3+...η」+...nsum ； 3.6依次重復(fù)步驟3.2,3.3,3.4和3.5，即可計(jì)算出所有夾雜物的重疊個(gè)數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種在三元相圖中表示任意成分夾雜物數(shù)量的方法，其特征在于，所述夾雜物的成分為夾雜物中的元素或元素所對(duì)應(yīng)的化合物。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104182615SQ201410364865
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】黃琦, 王新華, 姜敏, 王萬(wàn)軍 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)