CALPHAD method
CALPHAD method, som står For Beregning Av Fasediagrammer, har blitt en mye brukt metode for effektivt å beregne fasediagrammer av multikomponentsystemer i de siste tiårene.
et fasediagram er en grafisk fremstilling av tilstanden til et materialsystem i form av temperatur, sammensetning og trykk. Det mest kjente fasediagrammet til et binært system er temperatursammensetningsdiagrammet, og vanlige trefasediagrammer inkluderer isotermiske seksjoner, isopletale seksjoner og liquidusprojeksjon. Siden fasediagrammer er utgangspunktet for å forstå egenskapene og fenomenene til et materielt system, blir de ofte referert til som tegninger eller veikart for legeringsdesign og prosessutvikling. Mens de fleste binære fasediagrammer og noen seksjoner for en rekke ternære systemer finnes i håndboken, er multikomponentfasediagrammer som trengs av moderne materialdesign vanligvis ikke tilgjengelige. Dette skyldes at bestemmelse av multikomponentfasediagrammer rent ved eksperimentell tilnærming er ekstremt dyr og tidkrevende.
CALPHAD-metoden, Som står For Beregning Av Fasediagrammer, har blitt en mye brukt metode for effektivt å beregne fasediagrammer av multikomponentsystemer de siste tiårene . Essensen av denne tilnærmingen er å oppnå selvkonsistente termodynamiske beskrivelser av de lavere ordenssystemene i form av kjente termodynamiske og faselikevektdata. Fordelen med denne metoden er at de separat målte fasediagrammer og termodynamiske egenskaper kan representeres av en selvkonsistent termodynamisk database av det aktuelle materialsystemet. Enda viktigere, en termodynamisk database for et høyere ordenssystem kan fås fra de av de lavere ordenssystemene via en ekstrapoleringsmetode . Denne termodynamiske databasen gjør det mulig for oss å beregne fasediagrammer og termodynamiske egenskaper til et multikomponentsystem som er eksperimentelt utilgjengelig. FOR TIDEN ER CALPHAD-tilnærmingen den eneste metoden som kan brukes til å oppnå multikomponentfasediagrammer med nok nøyaktighet for praktiske applikasjoner uten behov for uttømmende eksperimentelt arbeid .
SUKSESSEN TIL CALPHAD-tilnærmingen avhenger av tilgjengeligheten av både programvare og fasebaseegenskapsdatabaser utviklet av denne metoden. Programvarepakker og multikomponent termodynamiske databaser har blitt kommersielt tilgjengelige siden 1990-tallet. funksjonene til de mest brukte programvarepakkene i dette feltet finnes i SPESIALUTGAVEN AV CALPHAD journal, volume 33, publisert i 2009 . Disse programvarepakkene, når de integreres med egnede materialegenskapsdatabaser, kan brukes til å svare på spørsmål som involverer metalliske systemer med 10-pluss komponenter. Slike resultater gir de grunnleggende grunnlaget for evolusjonær og revolusjonerende materialutvikling og har blitt brukt til materialdesignprogrammer .
SELV OM CALPHAD-metoden opprinnelig ble utviklet som en metode for å forstå termodynamikk og faselikevekter av multikomponentsystemer, har metoden blitt brukt på diffusjonsmobilitet i multikomponentsystemer , og mobilitetsdatabaser har blitt utviklet på samme måte som en termodynamisk database . NYLIG HAR CALPHAD-metoden blitt utvidet til andre faseegenskaper, som molarvolumer, elastiske konstanter og termisk ledningsevne . DERFOR HAR CALPHAD-tilnærmingen de siste årene blitt brukt på et bredere felt av materialvitenskap og ingeniørfag utover fasediagrammer, som størkning, belegg, sammenføyning og fasetransformasjon. DET er ingen tvil OM AT CALPHAD har spilt en viktig rolle I ICME for å redusere tid og kostnader for å utvikle og distribuere nye materialer.
L. Kaufman, H. Bernstein, Datamaskin Beregning Av Fasediagrammer, red., Academic Press, 1970
N. Saunders, Ap Miodownik, CALPHAD Beregning Av Fasediagrammer: En Omfattende Guide, Pergamon, 1998
Hl Lukas, Sg Fries, B. Sundman, Computational Thermodynamics: THE CALPHAD Method, Cambridge University Press, 2007
U. R. Kattner, THE CALPHAD method and its role in material and process development, Tecnol metall mater min., 13(1), 3-15 (2016)
Z.-K. Liu, Verktøy For Beregningsorientert Termodynamikk, Calphad, 33(2), 265-440 (2009)
G. B. Olson, Genomisk materialdesign: The ferrous frontier anmeldelser, Acta Materialia, 61(3), 771-781 (2013)
National Research Council, Integrert Computational Materials Engineering: En Transformational Disiplin For Forbedret Konkurranseevne og Nasjonal Sikkerhet, National Academies Press, 2008
