(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210648613.0 (22)申请日 2022.06.09 (71)申请人 中国科学院金属研究所 地址 110016 辽宁省沈阳市沈河区文化路 72号 (72)发明人 王绍钢　宋苾莹　李长记　张磊　 (74)专利代理 机构 沈阳优普达知识产权代理事 务所(特殊普通 合伙) 21234 专利代理师 张志伟 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种精准快速高通量评价异质相对材料性 能影响的方法 (57)摘要 本发明属于先进 材料评价技术领域， 特别涉 及一种精准快速高通量评价异质相对材料性能 影响的方法。 该方法包括： 选 择三维成像仪器， 实 现对样品的三维无损高分辨全体积分析； 利用三 维重建软件， 建立三维数字模型； 利用三维可视 化及数据分析软件， 提取所有异质相； 选择具有 代表性的三维复杂不规则异质相， 分别建立独立 文件； 建立具有特定三维外观轮廓的样品几何模 型； 将特定外观 轮廓的样品几何模 型和三维复杂 不规则异质相放入同一三维坐标系； 在三个方向 精确调整二者的单一或多个特征参数。 本发明克 服现有技术手段的理想化、 片面化、 随机化和定 性的弊端， 实现三维真实复杂不规则异质相单一 或多个特征参数的连续变化和微小变化可调可 控。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 115048834 A 2022.09.13 CN 115048834 A 1.一种精准快速高通量评价异质相对材料性能影响的方法， 其特征在于， 包括如下步 骤： 步骤1： 根据 材料成分， 考虑样品的穿透性和异质相的空间分辨率， 选择三维成像仪器， 实现对块体样品的三维无损高分辨全体积分析； 步骤2： 利用三维重建软件， 去除样品中的假象， 建立 三维数字模型； 步骤3： 利用三维可视化及数据分析 软件， 提取样品中的所有异质相； 步骤4： 选择同一类型异质相， 针对该类型异质相， 选择两个以上具有代表性形状的异 质相， 分别建立独立文件； 步骤5： 利用三维可视化及数据分析软件， 根据需要， 建立具有特定三维外观轮廓的样 品几何模型A； 步骤6： 基于步骤5 中建立的特定三维外观轮廓的样品几何模型A和选取步骤4中的其中 一个具有代表 性形状的异质相B， 将二者放入同一三维空间坐标系(x,y,z)， 使 得异质相B和 样品几何模型A在同一 三维空间坐标系(x,y,z)中分别具有确定的三维坐标； 步骤7： 调整步骤6中所选异质相B的三维坐标， 使其处于样品几何模型A中的特定三维 空间位置； 步骤8： 在异质相B和样品几何模型A的相对三维空间位置确定的情况下， 调整异质相B 的体素尺寸， 在保留异质相B的所有三维复杂不规则特征 的前提下， 实现异质相B的等效直 径从纳米级到毫米级的连续变化和微小变化的精 准快速定制， 针对具有不同等效直径的异 质相B得到一组三维样品几何模型； 步骤9： 重 复步骤4‑8， 通过分别调整异质相的类型、 数量、 形状、 体积以及三维空间位置 这五个参数中的至少一个， 实现所有异质相的类型、 数量、 形状、 位置以及体积与样品三维 外观轮廓几何模型的精准快速匹配定制， 获得批量的三维样品几何模型C； 步骤10： 利用网格划分技术， 对步骤9所获得的三维样品几何模型C分别进行自适应网 格划分， 获得批量的三维网格样品D； 步骤11： 将步骤10获得的批量的三维网格样品D 分别进行有限元模拟， 实现精准快速评 价异质相对材 料性能的影响； 步骤12： 将步骤10获得的批量的三维网格样品D进行3D打印， 实现包含异质相类型、 数 量、 形状、 位置以及体积信息的批量模 型样品的真实构筑， 进而进 行高通量真实样品物理性 能评价。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤1的三维成像仪器包括工业、 微米、 亚 微米或纳米X射线CT、 X射线显微镜或同步辐射成像线站。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤2 的三维重建软件包括仪器自配三维 重建软件或各种开源三维重建软件。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤3的三维可视化及数据分析软件， 包括 各种商业 三维可视化及数据分析 软件， 或者 开源三维可视化及数据分析 软件。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤4的异质相指不是利用数学软件随机 生成的， 而是与实际制备工艺相关联的样品中真实存在的， 具有三维、 复杂、 不规则特征 的 异质相。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 不规则特征指在x,y,z三个方向都具有不权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115048834 A 2规则特征， 而且三个方向的空间不规则程度不同， 包括但不限于厚度起伏程度不同的扁 片 状、 粗细程度不同的杆状、 尖锐程度不同的锥角状、 连通程度不同的结构或凹凸不一的结 构。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤5的特定三维外观轮廓的样品几何模 型A， 是步骤1中样品的外观轮廓， 或者是体积可调控的按需定制的各类规则或不规则的三 维外观轮廓。 8.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤8的保留异质相B的所有三维复杂不规 则特征是指所有三维复杂不规则几何特征不变； 调整异质相B的体素尺寸既不是部分区域 变大， 也不是部分区域缩小， 而是整体等比例放大或缩小。 9.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤9的精准快速匹配定制， 是指异质相的 类型、 数量、 形状、 体积以及三维空间位置的任意组合均按需调控， 实现单一或两个以上特 征参数的连续变化以及微小变化可调可控， 从而抽丝剥茧， 快速找到精确的定量 规律。 10.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤10的自适应网格划分， 是指在无异质 相的基体区域采用粗网格， 在异质相区域， 针对三维复杂不规则的需求， 设置与之相匹配的 细网格， 进而有效减少整体网格数量， 减小计算量， 消除或减小对特殊计算资源的依赖， 提 高运算效率。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115048834 A 3