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《二元相图计算》创新课程作业 学生：张振吉 班级：19级功能材料（1）班 学号：1901870120 一 名词解释 1. 体系 体系就是我们研究的对象的总和。 2. 环境 环境是指系统边以外与之相关的物质世界 3. 组元 组元就是组成成分，也叫做组分 4. 相 相就是系统中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分，相与相之间存在明显的 相界面，在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。系统内相的数目为相数，当有不同固体时，有几种固体就有几个相；而当有不同气体时，因气体能完全混合，故只对应一个相。 均相系统中只有一个相；多相系统中若由若干个相平衡共存，也称为 非均相系统。 5. 相律 相律是反映体系内自由度与组分数和相数间关系的数学表达式。系统中物理性质和化学性质完全均匀的部分。在多相系统中，相与相之间有明显的界面，超过界面，物理或化学性质发生突变。系统中所包含相的总数，称为“相数。 6. 杠杆定律 杠杆规则广泛应用在相平衡中，可以简述为 “一相的量乘以本侧线段长度， 等于另一相的量乘以另一侧线段的长”。 在多组分系统的 相图中， 系统的物系点落在温度-组成图(或压力-组成图)的两相共存区域内， 系统呈两相平衡， 通过物系点的水平线与两相线的交点为两个相点， 两个相点的联结线称为结线， 物系点把结线分成了两个线段， 则可证明杠杆规则。? 7. Gibbus自由能 吉布斯自由能在化学热力学中为判断过程进行的方向而引入的 热力学函数。又称 自由焓、吉布斯自由能或 自由能。?[1]?? 自由能指的是在某一个 热力学过程中，系统减少的内能中可以转化为对外做功的部分。自由能(free energy)在物理化学中，按照 亥姆霍兹的定容自由能F与 吉布斯的定压自由能G的定义。吉布斯自由能是自由能的一种。 8. 化学势 化学势是物理内容丰富的 热力学强度量，如果说 温度是表征系统能量以热量传递的趋势，压强表征能量以功传递的趋势，那么化学势是表征系统与媒质，或系统相与相之间，或系统组元之间粒子转移的趋势。粒子总是从高化学势向低化学势区域、相或组元转移，直到两者相等才相互处于化学平衡。 9. 理想溶液 理想溶液中的任一组分在全部浓度范围内都符合 拉乌尔定律的溶液称为理想溶液。 理想溶液中各组分分子大小形状及作用力彼此相似。即认为溶质与溶剂混合成为溶液时，既不放热，也不吸热，溶液体积恰为溶质和 溶剂的体积之和。理想溶液是人们假设的溶液，以简化化学计算。 10. 拉乌尔定律 拉乌尔定律是物理化学的基本定律之一，作为溶液热力学研究的基础，它对 相平衡和溶液 热力学函数的研究起指导作用，是法国人拉乌尔在1880年所提出的。 该定律广泛应用于蒸馏和吸收等过程的计算中，可表述为：“一定温度下，稀溶液溶剂的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶液中溶剂的摩尔分数。” 二 读书报告 我选择了《相图计算的研究进展》作为阅读对象 相图计算已经成为材料设计、冶金和化工等过程模拟的重要工具, 越来越受到人们的重视。概述了相图 计算( CALPH AD) 的发展现状, 重点强调了相图计算中描述有序相的模型、量子力学第一性原理与相图计算方法的结 合和热力学与动力学的结合, 并简要预测了今后相图计算的发展方向。 相图被誉为材料设计的指导书、冶金工作者的地图和热力 学数据的源泉, 是在诸如凝固、晶体生长、焊接、固态反应、相变、 氧化等领域中进行基本材料研究的基础, 其重要性已被冶金、材 料、化工、地质工作者等广为认同 。绘制相图的主要实验手段 是: 差热分析、化学分析、金相分析、X 射线结构分析、能谱分析等。为描述实际的热力学体系, 已经提出了许多热力学模型, 如 理想溶液模型、正规溶液模型、亚正规溶液模型、亚点阵模型等, 这些模型用于描述有序相是无能为力的。伴随着相图计算软件包的发展, 为有序相提出了更多现实的模型。第一性原理计算与相图计算的第一结合点是预测体系的热力学性质, 充实 CALPH AD 热力学数据库。其次, 第一性原理 的电子结构计算和统计力学相结合可以获得合金的热力学函数 随成分、温度和压力的变化, 并以具有可接受的精度转换成 Redlichr kister/ Bragg williams 公式的系数存入热力学数据库用 CALPH AD 方法计算相图 现在 CALPHAD 方法已发展到一个较高的水平, 是一个以 多种形式解决与热化学和相平衡相关问题的强大方法。它不仅 是材料科学中一个成熟的科学分支, 而且已经进入了其发展的 另一个阶段。其内涵已由相图和热化学的计算机耦合拓展至宏 观热力学计算与第一性原理计算相结合、宏观热力学计算与动 力学模拟相结合和新一代计算软件与多功能数据库的建立, 其科