Какая информация о кристаллическом твердом материале используется для расчета фазовых диаграмм в Thermo-Calc и как?
Свободная энергия Гиббса, $G$, для кристаллического твердого материала можно описать как: \ begin {уравнение} G \: = \: H_ {T = 0} \: + \: H_ {T> 0} \: + \: \ text {ZPE} \ : - \: T \ cdot S, \ end {формула} Где$H$ - энтальпия, ZPE - энергия нулевой точки, а S - энтропия (всех видов).
Твердые тела (конденсированное вещество может быть более подходящим термином) очень несжимаемы, поэтому их внутренняя энергия, вычисленная либо с помощью эмпирических потенциалов, либо иным образом, может считаться равной их энтальпии. Это заботится о$H_{T=0}$срок. А как насчет остальных? Может ли каждый из них быть включен в исследование фазового перехода Thermocalc?
Я недостаточно изучил Thermocalc (вините в этом VASP!). Насколько мне известно, мы составляем уравнения свободной энергии Гиббса для материала в различных диапазонах температур и выгружаем их в файл .tdb (база данных). Если эти другие термины учтены, пожалуйста, помогите мне понять, как это сделать, с точки зрения кода и теории.
Ответы
Энтальпия и энтропия - это термины, зависящие от температуры в свободной энергии, из которых энтальпия является доминирующим термином в основном при более низкой температуре, а энтропия доминирует при более высокой температуре (поскольку случайность больше при более высокой температуре). Этот температурный эффект можно учесть, используя теплоемкость при постоянном давлении (Cp). Код Phonopy предназначен для оценки Cp как функции температуры (квазигармоническое приближение).
Изменение энтальпии и энтропии получают путем интегрирования Cp и Cp / T от 0 K до желаемой температуры соответственно.
Также могут быть включены другие термины, такие как магнитное упорядочение (если система является магнитной), эффект давления (в основном в геологии). Другой наиболее важный термин - это избыточная свободная энергия, которая возникает из-за взаимодействия между различными типами атомов. Это в основном используется при рассмотрении твердых растворов.