계산 재료과학

CALPHAD법에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A전자의 슈뢰딩거 방정식을 각 온도와 조성에서 직접 풀어, 실험값도 열역학 모델도 전혀 사용하지 않고 다원계 상태도를 처음부터 구하는 방법
  2. B각 상의 깁스 에너지 모델을 실험값 등에 맞추어 정하고, 전체 깁스 에너지가 최소가 되는 상의 조합으로부터 상태도를 구하는 방법
  3. C실험으로 구한 이원계 상태도의 액상선이나 고상선을 다원계의 조성에 맞추어 내삽하여 잇기만 하는 방법으로, 열역학 모델은 계산에 전혀 사용하지 않는다
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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.

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