气体与金属材料表面吸附类型的确定方法和装置与流程

本申请涉及气体绝缘电力设备技术领域，特别是涉及一种气体与金属材料表面吸附类型的确定方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术：

气体绝缘电力设备，是由绝缘气体与电离设备组成的电力设备，包括气体绝缘金属封闭式组合电器(gis)、气体绝缘输电管道(gil)和气体绝缘变压器(git)等，广泛应用在电力系统中，为电力系统的安全稳定运行起到了至关重要的作用。虽然气体绝缘电力设备具有良好的作用效果，但是在电力设备中各类绝缘气体(例如sf6、干燥空气、氮气以及各种新型环保绝缘气体等)势必与电力设备中各种材料(如金属、橡胶等)等相接触，从而导致气体与材料表面容易发生的相互作用，即气体在材料表面的吸附。其中，吸附分为物理吸附和化学吸附。虽然这两种吸附都会是气体分子与材料形成比较稳定的结构，但吸附一方面影响金属表面性质，另一方面影响气体绝缘的效果。因此，研究气体与材料表面吸附类型就显得尤为重要。

目前，最常用的气体绝缘电力设备中常用的电力设备表面都是金属材料，因此研究气体与金属材料表面吸附类型就更加重要。然而，相关研究并不多。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决气体与金属材料表面吸附类型问题的气体与金属材料表面吸附类型的确定方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种气体与金属材料表面吸附类型的确定方法，所述方法包括：

获取气体绝缘电力设备信息；所述气体绝缘电力设备信息包括气体信息和金属材料信息；

根据所述气体信息和所述金属材料信息，匹配得到预先存储的吸附结构模型；

根据所述吸附结构模型，确定气体与金属材料吸附后的稳定结构；

根据所述稳定结构计算所述气体与所述金属材料的吸附能；

根据所述吸附能来确定所述气体与所述金属材料的吸附类型。

在其中一个实施例中，所述吸附类型包括化学吸附；还包括：

根据所述稳定结构计算所述气体和所述金属材料中距离最近的两个原子之间的mayr键级值；

当所述mayr键级值大于预设值时，判定所述吸附类型为化学吸附。

在其中一个实施例中，生成所述吸附结构模型的方式，包括：

根据所述气体信息对所述气体进行分子结构建模，并根据建模后的所述分子结构利用量子化学计算求解scf方程，生成所述气体的优化分子结构；

根据所述金属材料信息采用簇模型方式对所述金属材料进行金属团簇建模，并根据建模后的所述金属团簇利用量子化学计算求解scf方程，生成所述金属材料的优化金属团簇结构；

根据所述优化分子结构、所述优化金属团簇结构和预设的建模模型，得到所述吸附结构模型。

在其中一个实施例中，在根据建模后的所述分子结构利用量子化学计算求解scf方程，得到所述气体的分子结构的步骤中，包括：

根据建模后的所述分子结构利用量子化学计算求解scf方程，得到所述气体的初步分子结构；

将所述初步分子结构与预先存储的分子结构试验数据进行比较，并对所述初步分子结构进行校正，生成所述气体的优化分子结构。

在其中一个实施例中，在根据建模后的所述金属团簇利用量子化学计算求解scf方程，生成所述金属材料的优化金属团簇结构的步骤中，包括：

根据建模后的所述金属团簇利用量子化学计算求解scf方程，得到所述金属材料的初步金属团簇结构；

将所述初步金属团簇结构与预先存储的金属团簇结构试验数据进行比较，并对所述初步金属团簇结构进行校正，生成所述金属材料的优化金属团簇结构。

在其中一个实施例中，在根据所述吸附结构模型，确定气体与金属材料吸附后的稳定结构的步骤中，包括：

对所述吸附结构模型利用量子化学计算求解scf方程，得到气体与金属材料吸附后的稳定结构。

在其中一个实施例中，根据所述优化分子结构、所述优化金属团簇结构和预设的建模模型，得到所述吸附结构模型，包括：

根据所述优化分子结构和所述优化金属团簇结构确定所述分子与所述金属材料的吸附位点和所述分子方向；

根据所述吸附位点和所述分子方向，得到所述吸附结构模型。

一种气体与金属材料表面吸附类型的确定装置，所述装置包括：

电力设备信息获取模块，用于获取气体绝缘电力设备信息；所述气体绝缘电力设备信息包括气体信息和金属材料信息；

吸附结构匹配模块，用于根据所述气体信息和所述金属材料信息，匹配得到预先存储的吸附结构模型；

稳定结构确定模块，用于根据所述吸附结构模型，确定气体与金属材料吸附后的稳定结构；

吸附能计算模块，用于根据所述稳定结构计算所述气体与所述金属材料的吸附能；

吸附类型确定模块，根据所述吸附能来确定所述气体与所述金属材料的吸附类型。

一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取气体绝缘电力设备信息；所述气体绝缘电力设备信息包括气体信息和金属材料信息；

根据所述气体信息和所述金属材料信息，匹配得到预先存储的吸附结构模型；

根据所述吸附结构模型，确定气体与金属材料吸附后的稳定结构；

根据所述稳定结构计算所述气体与所述金属材料的吸附能；

根据所述吸附能来确定所述气体与所述金属材料的吸附类型。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取气体绝缘电力设备信息；所述气体绝缘电力设备信息包括气体信息和金属材料信息；

根据所述气体信息和所述金属材料信息，匹配得到预先存储的吸附结构模型；

根据所述吸附结构模型，确定气体与金属材料吸附后的稳定结构；

根据所述稳定结构计算所述气体与所述金属材料的吸附能；

根据所述吸附能来确定所述气体与所述金属材料的吸附类型。

获取气体绝缘电力设备信息；所述气体绝缘电力设备信息包括气体信息和金属材料信息；

根据所述气体信息和所述金属材料信息，匹配得到预先存储的吸附结构模型；

根据所述吸附结构模型，确定气体与金属材料吸附后的稳定结构；

根据所述稳定结构计算所述气体与所述金属材料的吸附能；

根据所述吸附能来确定所述气体与所述金属材料的吸附类型。

上述气体与金属材料表面吸附类型的确定方法、装置、计算机设备和存储介质，通过获取气体绝缘电力设备信息，从而，根据气体绝缘电力设备信息的气体信息和金属材料信息，与预先存储的吸附结构模型进行匹配，得到该气体绝缘电力设备对应的吸附结构模型，从而根据吸附结构模型，确定气体与金属材料吸附后的稳定结构，从而稳定结构计算气体与金属材料的吸附能，根据吸附能便可以确定气体与金属材料的吸附类型。该方法处理过程简单方便，能快速确定出气体与金属材料的吸附类型，且准确率高。

附图说明

图1为一个实施例中气体与金属材料表面吸附类型的确定方法的流程示意图；

图2为一个实施例中确定气体与金属材料表面作用类型的方法的流程示意图；

图3为一个实施例中生成吸附结构模型的方式的流程示意图；

图4为一个实施例中气体c4f7n分子结构建模的结构图；

图5为另一实施例中金属铜团簇建模的结构图；

图6为一个实施例中c4f7n与金属铜吸附后的稳定结构图；

图7为一个实施例中气体与金属材料表面吸附类型的确定装置的结构框图；

图8为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的气体与金属材料表面吸附类型的确定方法。本方法运用于终端中，终端可以是个人计算机、笔记本电脑等。

终端中可以运行对应的应用程序，在气体与金属材料表面吸附类型时，可以根据气体绝缘电力设备信息匹配到对应的吸附结构模型，根据吸附结构模型可以确定气体与金属材料吸附后的稳定结构，根据稳定结构计算吸附能，从而通过根据吸附能完成气体与金属材料表面吸附类型的确定。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种气体与金属材料表面吸附类型的确定方法，以该方法应用于终端为例进行说明，包括以下步骤：

步骤102，获取气体绝缘电力设备信息；气体绝缘电力设备信息包括气体信息和金属材料信息。

其中，气体绝缘电力设备电力系统中常用的一种设备，包括气体绝缘金属封闭式组合电器(gis)、气体绝缘输电管道(gil)和气体绝缘变压器(git)。

气体绝缘电力设备信息是气体绝缘电力设备的集合，通常包括气体绝缘电力设备的类型(即是那种类型的气体绝缘电力设备)，根据气体绝缘电力设备的类型可确定气体类型以及金属材料的类型。气体通常是绝缘气体，包括sf6、co2、c4f7n等；金属材料包括常用的金属，例如银、铁、铜。

具体的，在需要确定气体绝缘电力设备中气体与金属材料表面作用类型，通过获取气体绝缘电力设备信息，即可得到气体信息和金属材料信息。

步骤104，根据气体信息和金属材料信息，匹配得到预先存储的吸附结构模型。

具体的，吸附结构模型是存储在终端中，吸附结构模型与气体和金属材料的类型有关，一种气体和一种金属材料至少对应有一种吸附结构模型，因此，根据气体信息和金属材料信息，匹配到对应的吸附结构模型。当一个气体和金属材料有多个吸附结构模型时，通常需要对每一个吸附结构模型进行分析，从而得到最佳的结果。

步骤106，根据吸附结构模型，确定气体与金属材料吸附后的稳定结构；

根据吸附结构模型，对模型进行分析就可以确定气体与金属材料吸附后的稳定结构；对模型进行分析过程中通常是采用量子化学计算求解，例如自洽场分析法。

步骤108，根据稳定结构计算气体与金属材料的吸附能；

在确定气体与金属材料吸附后的稳定结构后，可以对稳定结构进行分析，就可以得到气体与金属材料的吸附能，其中，吸附能通常是根据稳定结构的能量与吸附前的能量来计算的。

步骤110，根据吸附能来确定气体与金属材料的吸附类型。

由于每种吸附类型都对应有相应的吸附能，即吸附能不同吸附类型则不同；因此根据吸附能就可以确定吸附类型。在确定吸附类型后就可以针对不同气体绝缘电力设备性质的要求选择相应的绝缘气体和金属材料。

在一个具体的实施例中，提供了一种吸附能计算方式。其中吸附能用能量表示：

ead＝egas-meatal-egas-emeatal

其中ead表示吸附能，egas-meatal是气体-金属团簇吸附后稳定结构的能量，egas是气体分子的能量，emeatal是单独计算金属团簇时的能量。

上述气体与金属材料表面吸附类型的确定方法，通过获取气体绝缘电力设备信息，从而，根据气体绝缘电力设备信息的气体信息和金属材料信息，与预先存储的吸附结构模型进行匹配，得到该气体绝缘电力设备对应的吸附结构模型，从而根据吸附结构模型，确定气体与金属材料吸附后的稳定结构，从而稳定结构计算气体与金属材料的吸附能，根据吸附能便可以确定气体与金属材料的吸附类型。该方法处理过程简单方便，能快速确定出气体与金属材料的吸附类型，且准确率高。

在一实施例中，如图2所示，提供一种确定气体与金属材料表面作用类型的方法的示意性流程图，具体步骤如下：

其中，吸附类型包括化学吸附；

步骤202，根据稳定结构计算气体和金属材料中距离最近的两个原子之间的mayr键级值。

其中，键级又称键序，是分子轨道法中表示相邻的两个原子成键强度的一种数值。对双原子分子来说，把成键电子数与反键电子数的差值的一半，称为键级。在形成共价键时，成键轨道上的电子称为成键电子，它使体系的能量降低，有利于形成稳定的键；反键轨道上的电子称作反键电子，它使体系的能量升高，不利于形成稳定的键。可见，键级是衡量化学键相对强弱的参数，键级愈大，键愈稳定，若键级为零，则不能成键；键级能反应物质的结构，从而能确定出吸附类型。mayer键级是根据原子密度矩阵重叠矩阵确定的，其物理本质可以认为是衡量相应两个原子间共享的电子对数，能准确反应物质的原子间吸附作用。因此，在本实施例中，通过计算气体与金属材料中最近的两个原子之间的mayr键级值，根据mayr键级值就可以判断吸附类型。常用的mayr键级值计算方法可以是波函数分析。

步骤204，当mayr键级值大于预设值时，判定吸附类型为化学吸附。

具体的，将mayr键级值与预设值进行比较，当mayr键级值大于预设值，判定吸附类型为化学吸附。预设值通常是一个试验值，通常取值为0.5。

本实施例中，给出一种化学吸附确定的方式，通过计算气体和金属材料中距离最近的两个原子之间的mayr键级值，然后根据mayr键级值就可以判定是否是化学吸附。该方法更加直观，且判断过程更加方便。

在另一实施例中，如图3所示，提供一种生成吸附结构模型的方式示意性流程图，具体步骤如下：

步骤302，根据气体信息对气体进行分子结构建模，并根据建模后的分子结构利用量子化学计算求解scf方程，生成气体的优化分子结构。

其中，scf(self-consistentfield)是指自洽场，是一种求解全同多粒子系的定态薛定谔方程的近似方法。它近似地用一个平均场来代替其他粒子对任一个粒子的相互作用，这个平均场又能用单粒子波函数表示，从而将多粒子系的薛定谔方程简化成单粒子波函数所满足的非线性方程组来解。这种解不能一步求出，要用迭代法逐次逼近，直到前后两次计算结果满足所要求的精度为止(即达到前后自洽)，这时得到的平均场称为自洽场。scf方程其实质就是scf计算公式。

为了便于理解scf，给出一个详细的解释。微观体系由着明显的量子效应，需要用量子力学研究，它通过波函数描述粒子的状态。粒子没有确定的位置，行为表现出波粒二象性。体系的运动方程通过薛定谔方程来描述。稳态薛定谔方程可以写成算符形式：

式中，e为粒子能量，ψ为粒子的波函数，为哈密顿算符：

式中，为约化普朗克常数，m为粒子质量，x为粒子坐标，v为外势。利用薛定谔方程需要把电子和原子核一起以量子力学方式考虑，这样处理极为复杂。born-oppenheimer近似是量子化学计算中关键性的近似，它考虑到原子核的质量远比电子要大，故量子效应也远小于电子。所以求解电子波函数时将核位置近似视为固定，每个核坐标r下都能求解出对应的电子能量eele。分子体系的哈密顿算符较为复杂，无法解析地精确求解。因此在本实施例中采用born-oppenheime法。

在born-oppenheimer近似下，分子结构体系的能量是核坐标的多元函数：

e(r1，r2，…rn)(3)

式中，ri，其中i＝1,2，…n为原子核的坐标。一个分子的几何结构对应一个体系能量值，不同核坐标下的能量一起更成了势能面。几何优化的目的是找到体系势能面的极小点，最终收敛到的极小点与建模时给出的初猜结构有关。几何优化在数学上等价于寻找多元函数极值问题：

式中，fi为体系中第i个原子核的受力，其等于能量对该核坐标的导数的负矢量。

量子化学中进行几何优化时常用的算法的根本思想为牛顿法，其寻找极值点过程的位移公式为：

r^k+1＝r^k-h^-1(r^k)g(r^k)(5)

式中，r为全部原子坐标，以列矢量形式表示；h为hessian矩阵；g为梯度矢量，也即受力的负值。

利用式(5)的方法迭代求解式(4)的过程是一个数值过程，在实际研究中通过四个标准来判断收敛精度：

最大受力：

根均方受力：

最大位移：

根均方位移：

式中，i＝1,2…n，当这四个标准都达到一定的收敛限之后，可以认为几何优化已经完成。在该优化完成后，即可得到气体的分子结构。

在一种具体的实施例中，对气体分子选择合适的理论水平来进行结构优化，的到气体的优化分子结构，这既保证了结果的有效性，又能节约计算耗时。对于常见的轻元素(前三周期甚至第四周期)，均在b3lyp-d3/6-311g(d,p)级别下完成几何优化；而当体系中有较重元素(第五周期及以后)时，在b3lyp-d3/def2tvzp级别下完成几何优化，此时采用的基组对重元素使用了赝势，大大减少了计算耗时，同时也考虑到了相对论效应对计算结果的影响。其中，b3lyp是dft理论中一种非常常用的一种泛函，6-31g(d,p)是描述原子的基组，6是对内层轨道的描述，用6个高斯函数(gto表示一个slater函数(sto)，31是把价层轨道用两组sto描述，每组sto分别用3个以及1个gto表示，d是对非h原子做的极化函数，p是对h原子做的极化函数而b3lyp-d3方法是对b3lyp方法引入了色散校正的理论方法，能提高的弱相互作用的计算。

步骤304，根据金属材料信息采用簇模型方式对金属材料进行金属团簇建模，并根据建模后的金属团簇利用量子化学计算求解scf方程，生成金属材料的优化金属团簇结构。

具体的，金属材料采用簇模型模拟体相性质，对不同的表面类型进行建模，即金属团簇建模。生成金属材料的优化金属团簇结构的采用的理论与生成气体的优化分子结构的理论相似，只是在进行金属团簇建模过程不同。建模具体过程为：a、金属团簇要以3～5层金属原子来建立模型，若层数过少则无法体现体相特点；若层数过多，则将明显增加计算耗时却无法提升计算精度；b、对于a中提到的多层金属原子团簇模型，为了体现体相特点，还需要将除了与气体分子所在方向真空表面接触的原子，其余边缘的原子均要冻住核坐标。然后采用scf方程即可得到金属材料的金属团簇结构。

在一种具体的实施例中，对金属材料选择合适的理论水平来进行结构优化，的到金属材料的金属团簇结构，这既保证了结果的有效性，又能节约计算耗时。金属团簇的优化计算与气体分子表现出了明显的不同对于常见金属，除了较轻镁和铝可以采用与气体分子采用相同的计算级别即b3lyp-d3/6-311g(d,p)进行优化以外，其他常见金属如铜、银等较重的元素均需要在b3lyp-d3/lanl08理论水平上进行优化，此时采用的组属于较好的赝势基组，对于较重的金属体系，既考虑了相对论效应，又明显减少了计算耗时。

步骤306，根据优化分子结构、优化金属团簇结构和预设的建模模型，得到吸附结构模型。

具体的，优化分子结构、优化金属团簇结构放置在预设的建模模型中即可建立吸附结构模型。其中，预设的建模模型是指用来根据优化分子结构、优化金属团簇结构建立吸附模型的方法，通常采用gaussian软件来实施该方法等。

本实施例中，提供了一种建立吸附模型的方法，根据该方法可以快速建立吸附模型。

在一实施例中，在根据建模后的分子结构利用量子化学计算求解scf方程，得到气体的分子结构的步骤中，包括：

根据建模后的分子结构利用量子化学计算求解scf方程，生成气体的初步分子结构；

将初步分子结构与预先存储的分子结构试验数据进行比较，并对初步分子结构进行校正，生成气体的优化分子结构。

本实施例中，根据建模后的分子结构利用量子化学计算求解scf方程，生成气体的初步分子结构，然后将气体的初步分子结构与试验结构进行比较，即对气体的初步分子结构进行校正，生成气体的优化分子结构，使得优化分子结构更加准确。

在一实施例，在根据建模后的金属团簇利用量子化学计算求解scf方程，生成金属材料的优化金属团簇结构的步骤中，包括：

根据建模后的金属团簇利用量子化学计算求解scf方程，得到金属材料的初步金属团簇结构；

将初步金属团簇结构与预先存储的金属团簇结构试验数据进行比较，并对初步金属团簇结构进行校正，生成金属材料的优化金属团簇结构。

本实施例中，根据建模后的金属团簇利用量子化学计算求解scf方程，得到金属材料的初步金属团簇结构，然后金属材料的初步金属团簇结构与试验结构进行比较，即对初步金属团簇结构进行校正，生成金属材料的优化金属团簇结构，使得优化金属团簇结构更加准确。

在一实施例中，在根据吸附结构模型，确定气体与金属材料吸附后的稳定结构的步骤中，包括：

对吸附结构模型利用量子化学计算求解scf方程，得到气体与金属材料吸附后的稳定结构。

具体地，对吸附结构进行scf分析，即可得到气体与金属材料吸附后的稳定结。分析过程与生成气体的优化分子结构的过程类似。

在另一实施例中，根据优化分子结构、优化金属团簇结构和预设的建模模型，得到吸附结构模型，包括：

根据优化分子结构和优化金属团簇结构确定分子与金属材料的吸附位点和分子方向；

根据吸附位点和分子方向，得到吸附结构模型。

具体地，评价气体在金属材料表面发生吸附时的类型和强度，需要得到气体在表面发生吸附时的稳定结构。由于气体分子与金属团簇的位置关系存在着多种可能性，所以需要多次计算不同的结构。其中不同的吸附位点和气体分子方向是一个主要分析点。因此，在本实施例中根据优化分子结构、优化金属团簇结构和预设的建模模型，得到吸附结构模型，需要分子与金属材料的吸附位点和分子方向，吸附点和分子方向不同可以得到不同的吸附结构；在根据吸附结构确定吸附后的稳定结构时，需要对每一个吸附结构进行分析，最终得到能量最低的一个或几个稳定结构。然后根据一个或结构稳定结构分别计算吸附能，最后根据吸附能综合分析得到吸附类型；采用综合分析方式可以使得得到的结果更加准确。

应该理解的是，虽然图1-3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-3中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

为了理解本方案，给出一个详细实施例；以绝缘气体c4f7n和金属铜为例，具体步骤为：(1)对c4f7n分子建模，如图4，建模后进行几何优化，得到分子的优化结构；(2)对金属铜进行团簇建模，如图5所示，其中图5(a)为主视图，图5(b)为俯视图，得到金属铜的优化结构；(3)对于c4f7n-铜团簇吸附结构建模，得到c4f7n-铜团簇稳定结构；如图6所示，其呈现了一种典型的c4f7n吸附于cu表面时的结构图。

在一个实施例中，如图7所示，提供了一种气体与金属材料表面吸附类型的确定装置，包括：

电力设备信息获取模块702，用于获取气体绝缘电力设备信息；气体绝缘电力设备信息包括气体信息和金属材料信息；

吸附结构匹配模块704，用于根据气体信息和金属材料信息，匹配得到预先存储的吸附结构模型；

稳定结构确定模块706，用于根据吸附结构模型，确定气体与金属材料吸附后的稳定结构；

吸附能计算模块708，用于根据稳定结构计算气体与金属材料的吸附能；

吸附类型确定模块710，根据吸附能来确定气体与金属材料的吸附类型。

在其中一个实施例中，吸附类型包括化学吸附；还包括：

键级值确定模块，用于根据稳定结构计算气体和金属材料中距离最近的两个原子之间的mayr键级值；

所述吸附类型确定模块，用于当mayr键级值大于预设值时，判定吸附类型为化学吸附。

在其中一个实施例中，还包括：

优化分子结构生成模块，用于根据气体信息对气体进行分子结构建模，并根据建模后的分子结构利用量子化学计算求解scf方程，生成气体的优化分子结构；

优化金属团簇结构生成模块，用于根据金属材料信息采用簇模型方式对金属材料进行金属团簇建模，并根据建模后的金属团簇利用量子化学计算求解scf方程，生成金属材料的优化金属团簇结构；

吸附结构得到模块，用于根据优化分子结构、优化金属团簇结构和预设的建模模型，得到吸附结构模型。

在其中一个实施例中，优化分子结构生成模块包括：初步分子结构得到模块；

初步分子结构得到模块，用于根据建模后的分子结构利用量子化学计算求解scf方程，得到气体的初步分子结构；

优化分子结构生成模块，还用于将初步分子结构与预先存储的分子结构试验数据进行比较，并对初步分子结构进行校正，生成气体的优化分子结构。

在其中一个实施例中，优化金属团簇结构生成模块包括：初步金属团簇结构得到模块；

初步金属团簇结构得到模块，用于根据建模后的金属团簇利用量子化学计算求解scf方程，得到金属材料的初步金属团簇结构；

优化金属团簇结构生成模块，还用于将初步金属团簇结构与预先存储的金属团簇结构试验数据进行比较，并对初步金属团簇结构进行校正，生成金属材料的优化金属团簇结构。

在其中一个实施例中，稳定结构确定模块606，还用于对吸附结构模型利用量子化学计算求解scf方程，得到气体与金属材料吸附后的稳定结构。

在其中一个实施例中，吸附结构得到模块包括吸附点和分子方向确定模块；

吸附点和分子方向确定模块，用于根据优化分子结构和优化金属团簇结构确定分子与金属材料的吸附位点和分子方向；

吸附结构得到模块，用于根据吸附位点和分子方向，得到吸附结构模型。

关于气体与金属材料表面吸附类型的确定装置的具体限定可以参见上文中对于气体与金属材料表面吸附类型的确定方法的限定，在此不再赘述。上述气体与金属材料表面吸附类型的确定装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储故障事例数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种气体与金属材料表面吸附类型的确定方法。

本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

获取气体绝缘电力设备信息；气体绝缘电力设备信息包括气体信息和金属材料信息；

根据气体信息和金属材料信息，匹配得到预先存储的吸附结构模型；

根据吸附结构模型，确定气体与金属材料吸附后的稳定结构；

根据稳定结构计算气体与金属材料的吸附能；

根据吸附能来确定气体与金属材料的吸附类型。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：吸附类型包括化学吸附；还包括：根据稳定结构计算气体和金属材料中距离最近的两个原子之间的mayr键级值；当mayr键级值大于预设值时，判定吸附类型为化学吸附。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：生成吸附结构模型的方式，包括：根据气体信息对气体进行分子结构建模，并根据建模后的分子结构利用量子化学计算求解scf方程，生成气体的优化分子结构；根据金属材料信息采用簇模型方式对金属材料进行金属团簇建模，并根据建模后的金属团簇利用量子化学计算求解scf方程，生成金属材料的优化金属团簇结构；根据优化分子结构、优化金属团簇结构和预设的建模模型，得到吸附结构模型。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：在根据建模后的分子结构利用量子化学计算求解scf方程，得到气体的分子结构的步骤中，包括：根据建模后的分子结构利用量子化学计算求解scf方程，得到气体的初步分子结构；将初步分子结构与预先存储的分子结构试验数据进行比较，并对初步分子结构进行校正，生成气体的优化分子结构。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：在根据建模后的金属团簇利用量子化学计算求解scf方程，生成金属材料的优化金属团簇结构的步骤中，包括：根据建模后的金属团簇利用量子化学计算求解scf方程，得到金属材料的初步金属团簇结构；将初步金属团簇结构与预先存储的金属团簇结构试验数据进行比较，并对初步金属团簇结构进行校正，生成金属材料的优化金属团簇结构。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：在根据吸附结构模型，确定气体与金属材料吸附后的稳定结构的步骤中，包括：对吸附结构模型利用量子化学计算求解scf方程，得到气体与金属材料吸附后的稳定结构。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据优化分子结构、优化金属团簇结构和预设的建模模型，得到吸附结构模型，包括：根据优化分子结构和优化金属团簇结构确定分子与金属材料的吸附位点和分子方向；根据吸附位点和分子方向，得到吸附结构模型。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：获取气体绝缘电力设备信息；气体绝缘电力设备信息包括气体信息和金属材料信息；

根据气体信息和金属材料信息，匹配得到预先存储的吸附结构模型；

根据吸附结构模型，确定气体与金属材料吸附后的稳定结构；

根据稳定结构计算气体与金属材料的吸附能；

根据吸附能来确定气体与金属材料的吸附类型。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：吸附类型包括化学吸附；还包括：根据稳定结构计算气体和金属材料中距离最近的两个原子之间的mayr键级值；当mayr键级值大于预设值时，判定吸附类型为化学吸附。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：生成吸附结构模型的方式，包括：根据气体信息对气体进行分子结构建模，并根据建模后的分子结构利用量子化学计算求解scf方程，生成气体的优化分子结构；根据金属材料信息采用簇模型方式对金属材料进行金属团簇建模，并根据建模后的金属团簇利用量子化学计算求解scf方程，生成金属材料的优化金属团簇结构；根据优化分子结构、优化金属团簇结构和预设的建模模型，得到吸附结构模型。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：在根据建模后的分子结构利用量子化学计算求解scf方程，得到气体的分子结构的步骤中，包括：根据建模后的分子结构利用量子化学计算求解scf方程，得到气体的初步分子结构；将初步分子结构与预先存储的分子结构试验数据进行比较，并对初步分子结构进行校正，生成气体的优化分子结构。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：在根据建模后的金属团簇利用量子化学计算求解scf方程，生成金属材料的优化金属团簇结构的步骤中，包括：根据建模后的金属团簇利用量子化学计算求解scf方程，得到金属材料的初步金属团簇结构；将初步金属团簇结构与预先存储的金属团簇结构试验数据进行比较，并对初步金属团簇结构进行校正，生成金属材料的优化金属团簇结构。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：在根据吸附结构模型，确定气体与金属材料吸附后的稳定结构的步骤中，包括：对吸附结构模型利用量子化学计算求解scf方程，得到气体与金属材料吸附后的稳定结构。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据优化分子结构、优化金属团簇结构和预设的建模模型，得到吸附结构模型，包括：根据优化分子结构和优化金属团簇结构确定分子与金属材料的吸附位点和分子方向；根据吸附位点和分子方向，得到吸附结构模型。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。