o método CALPHAD
o método CALPHAD, que fica para o Cálculo de Diagramas de Fase, tornou-se um método muito utilizado para efetivamente cálculo de diagramas de fase de multi-componentes, sistemas no passado algumas décadas.
um diagrama de fase é uma representação gráfica do Estado de um sistema de materiais em termos de temperatura, composição e pressão. O diagrama de fase mais familiar de um sistema binário é o diagrama de composição de temperatura, e diagramas ternários comuns incluem seções isotérmicas, seções isopletais e projeção de liquido. Como diagramas de fase são o ponto de partida para entender as propriedades e fenômenos de um sistema de materiais, eles são frequentemente referidos como plantas ou roteiros para o design de ligas e desenvolvimento de processos. Enquanto a maioria dos diagramas de fase binária e algumas seções para um número de sistemas ternários podem ser encontrados no manual, diagramas de fase multi-componentes necessários para o design de materiais modernos geralmente não estão disponíveis. Isto porque a determinação de diagramas de fase multi-componentes puramente por abordagem experimental é extremamente caro e demorado.
O método CALPHAD, que significa cálculo de diagramas de fase, tornou-se um método amplamente utilizado para calcular efetivamente diagramas de fase de sistemas multi-componentes nas últimas décadas . A essência desta abordagem é obter descrições termodinâmicas auto-consistentes dos sistemas de ordem inferior em termos de dados conhecidos de equilíbrio termodinâmico e de fase. A vantagem deste método é que os diagramas de fase medidos separadamente e propriedades termodinâmicas podem ser representados por uma base de dados termodinâmica auto-consistente do sistema de materiais em questão. Mais importante, um banco de dados termodinâmico para um sistema de ordem superior pode ser obtido a partir dos sistemas de ordem inferior através de um método de extrapolação . Esta base de dados termodinâmica permite-nos calcular diagramas de fase e propriedades termodinâmicas de um sistema multi-componentes que estão experimentalmente indisponíveis. Atualmente, a abordagem CALPHAD é o único método que pode ser usado para obter diagramas de fase multi-componentes com precisão suficiente para aplicações práticas sem a necessidade de trabalho experimental exaustivo .
o sucesso da abordagem CALPHAD depende da disponibilidade de bases de dados de propriedade de software e de fase-base desenvolvidas por este método. Pacotes de Software e bases de dados termodinâmicas multi-componentes tornaram-se comercialmente disponíveis desde 1990. as características dos pacotes de software mais amplamente utilizados neste campo podem ser encontrados na edição especial do CALPHAD journal, volume 33, publicado em 2009 . Estes pacotes de software, ao integrarem-se com bases de dados de propriedade de materiais adequados, podem ser utilizados para responder a perguntas envolvendo sistemas metálicos com componentes 10+. Tais resultados fornecem os fundamentos fundamentais do desenvolvimento de materiais evolutivos e revolucionários e têm sido aplicados com sucesso aos programas de design de materiais .
Embora o método CALPHAD foi inicialmente surgiu como um método para compreender a termodinâmica e a fase equilíbrios de sistemas multicomponentes, o método tem sido aplicado com sucesso para a difusão de mobilidades em sistemas multicomponentes , mobilidade e bancos de dados foram desenvolvidos usando uma forma semelhante à de um banco de dados termodinâmicos . Recentemente, o método CALPHAD foi expandido para outras propriedades de fase, tais como volumes molares, constantes elásticas e condutividade térmica . Portanto, a abordagem CALPHAD tem sido aplicada nos últimos anos a um campo mais amplo de ciência de materiais e engenharia além de diagramas de fase, tais como solidificação, revestimento, União e transformação de fase. Não há dúvida de que o CALPHAD tem desempenhado um papel importante no ICME para reduzir significativamente o tempo e o custo para desenvolver e implantar novos materiais.
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