계산 재료과학
CALPHAD법에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?
- A전자의 슈뢰딩거 방정식을 각 온도와 조성에서 직접 풀어, 실험값도 열역학 모델도 전혀 사용하지 않고 다원계 상태도를 처음부터 구하는 방법
- B각 상의 깁스 에너지 모델을 실험값 등에 맞추어 정하고, 전체 깁스 에너지가 최소가 되는 상의 조합으로부터 상태도를 구하는 방법
- C실험으로 구한 이원계 상태도의 액상선이나 고상선을 다원계의 조성에 맞추어 내삽하여 잇기만 하는 방법으로, 열역학 모델은 계산에 전혀 사용하지 않는다
정답과 해설 보기
정답: B. 각 상의 깁스 에너지 모델을 실험값 등에 맞추어 정하고, 전체 깁스 에너지가 최소가 되는 상의 조합으로부터 상태도를 구하는 방법
CALPHAD(CALculation of PHAse Diagrams)법에서는 액상, 고용체, 화합물 등 각 상의 깁스 에너지를 순물질 항, 이상 혼합 항, 상호 작용을 나타내는 과잉 항의 합으로 나타냅니다. 그 파라미터를 상태도, 열용량, 혼합열 등의 실험값이나 제일원리 계산으로 구한 형성 에너지에 맞도록 정하여 열역학 데이터베이스로 정리합니다. 주어진 온도와 조성에서 계 전체의 깁스 에너지가 최소가 되는 상과 조성을 구하면 상태도나 상분율을 계산할 수 있습니다. 전자의 방정식을 푸는 것은 제일원리 계산이며, CALPHAD법은 그 결과를 입력의 하나로 사용합니다. 상태도의 선을 내삽하는 것이 아니라 열역학 모델을 사용하므로 실험이 없는 온도나 조성으로도 외삽할 수 있습니다.