Abstract In this paper, we developed a general approach to quantify the uncertainties of interdiffusion coefficients in binary, ternary and multicomponent systems evaluated using the Boltzmann-Matano and related other methods together with the distribution functions. Various sources of errors from both experimental and calculation procedures and their propagation were fully considered and quantified in the finally obtained interdiffusion coefficients. Benchmark tests in hypothetical binary systems with three types of the preset D-c relations and three noise levels were utilized to validate the presently proposed approach, which was then successfully applied in the practical binary, ternary and high-entropy alloys. The comprehensive comparison between the presently calculated interdiffusivities in different alloys with the literature data indicated that the integration of Matano-based methods, the distribution function and the present approach represents a general ensemble solution for evaluation of the reliable interdiffusion coefficients and their uncertainties. Further discussion indicates that the accurate interdiffusion coefficients with reliable uncertainty are the “cornerstone” for the subsequent analysis on diffusion properties, i.e., the sluggish diffusion in high-entropy alloys, and the development of high-quality atomic mobility databases, and the impurity diffusion coefficients with uncertainties can be directly retrieved from the evaluated composition-dependent binary interdiffusion coefficients.

中文翻译：

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使用基于 Matano 的方法评估二元、三元和多组分系统中互扩散系数不确定性的通用方法

摘要 在本文中，我们开发了一种通用方法来量化使用 Boltzmann-Matano 和其他相关方法以及分布函数评估的二元、三元和多分量系统中互扩散系数的不确定性。在最终获得的相互扩散系数中，充分考虑并量化了来自实验和计算程序及其传播的各种误差来源。利用具有三种预设直流关系和三种噪声水平的假设二元系统的基准测试来验证目前提出的方法，然后将其成功应用于实际的二元、三元和高熵合金中。目前计算的不同合金的互扩散系数与文献数据之间的综合比较表明，基于 Matano 的方法、分布函数和本方法的集成代表了用于评估可靠互扩散系数及其不确定性的通用整体解决方案。进一步讨论表明，具有可靠不确定性的准确互扩散系数是后续分析扩散特性的“基石”，即高熵合金中的缓慢扩散，以及高质量原子迁移率数据库的开发，以及杂质扩散具有不确定性的系数可以直接从评估的依赖于成分的二元互扩散系数中检索出来。分布函数和本方法代表了用于评估可靠的相互扩散系数及其不确定性的通用整体解决方案。进一步讨论表明，具有可靠不确定性的准确互扩散系数是后续分析扩散特性的“基石”，即高熵合金中的缓慢扩散，以及高质量原子迁移率数据库的开发，以及杂质扩散具有不确定性的系数可以直接从评估的依赖于成分的二元互扩散系数中检索出来。分布函数和本方法代表了用于评估可靠的相互扩散系数及其不确定性的通用整体解决方案。进一步讨论表明，具有可靠不确定性的准确互扩散系数是后续分析扩散特性的“基石”，即高熵合金中的缓慢扩散，以及高质量原子迁移率数据库的开发，以及杂质扩散具有不确定性的系数可以直接从评估的依赖于成分的二元互扩散系数中检索出来。