《冶金和材料计算物理化学》求取 ⇩

1相图和热力学的计算机耦合1

1.1计算热力学和相图计算的发展历程1

1.2相图计算的过程和特点2

1.2.1CALPHAD方法的主要步骤2

1.2.2CALPHAD方法的主要优点3

1.3参考态和纯元素的热力学性质4

1.3.1稳定元素参考态4

1.3.2晶格稳定性参数4

1.3.3纯组元参考态4

1.4.1正规溶液模型5

1.4溶液相的热力学模型5

1.4.2亚正规溶液模型和似正规溶液模型7

1.4.3似化学平衡处理——似化学理论8

1.4.4扩展的似化学理论8

1.4.5亚晶格模型或亚晶格——化合物能模型11

1.5描述体系热力学性质的解析表达式15

1.5.1以摩尔分数为浓度单位的幂级数表达式15

1.5.2以摩尔质量为浓度单位的幂级数表达式16

1.5.3Red1ich-Kister展开式17

1.5.4勒让德多项式17

1.5.5解析表达式的改进形式18

1.6.1对称模型19

1.6由二元系性质预示多元系性质的几何模型19

1.6.2非对称模型21

1.6.3判断对称性的热力学准则23

1.6.4通用几何模型26

1.7相图和热力学性质的优化分析27

1.7.1线性最小二乘法27

1.7.2高斯最小二乘法28

1.7.3强化最小二乘法30

1.7.4贝耶斯最小二乘法30

1.8.1等化学位法：体系平衡状态的强度判据31

1.8相图计算原理和方法31

1.8.2自由能最小法：体系平衡状态的广度判据36

1.9冶金和材料热力学数据资源和计算软件37

1.9.1热力学数据和相图资源37

1.9.2数据库和计算软件39

1.10相图计算实例43

1.11CALPHAD方法和物理性质的计算机耦合43

1.11.1CALPHAD方法和动力学参数的计算机耦合43

1.11.2CALPHAD方法和熔体表面张力预测的计算机耦合44

附录47

参考文献48

2.1概述53

2无机物物性估算系统及网络资源53

2.2无机化合物热力学性质估算54

2.2.1生成焓54

2.2.2标准熵60

2.2.3热容68

2.2.4吉布斯生成自由能71

2.2.5无机化合物的其他物性73

2.3建立网络化的估算系统及网上资源73

2.3.1如何建立网络化的估算系统73

2.3.2网络估算系统的发展74

2.3.3网络估算系统的展望75

参考文献84

3模式识别在冶金中的应用86

3.1模式识别方法简介86

3.2人工神经网络及遗传算法简介89

3.3KDPAG型信息处理专家系统90

3.4模式识别优化软件在钢铁生产中的应用91

3.4.1合金钢研制、中间试验和生产优化问题91

3.4.2炼钢过程的数据分析和优化问题92

3.4.3模式识别用于炼焦配比的优化93

3.4.4模式识别在降低焦比中的应用93

3.5模式识别优化软件在有色冶金中的应用94

3.6.1模式识别数据分析软件在相图计算中的应用95

3.6模式识别数据分析软件在冶金研究中的应用95

3.6.2模式识别数据分析软件在新产品开发中的应用100

参考文献104

4材料微观结构的原子簇模型计算105

4.1基本近似原理106

4.1.1电子运动与核运动分别处理106

4.1.2原子簇体系电子态表示107

4.1.3原子轨道线性组合（LCAO）近似108

4.2Hartree-Fock方法108

4.2.1Hartree-Fock方程109

4.2.2基组110

4.2.3微观信息111

4.2.4半经验计算方法113

4.3密度函数理论DFT方法113

4.3.1Kohn-Sham方程114

4.3.2交换相关势的物理意义114

4.3.3局域密度函数近似的交换相关能115

4.3.4密度函数方法的计算过程116

4.3.5密度函数方程性质117

4.4原子簇模型设计118

4.4.1原子簇取法118

4.4.2原子簇模型的边界条件119

4.4.3点电荷自洽晶体场120

4.4.4Ewald晶体场模型121

4.5.1氟掺杂铋系高温超导体电子结构的变化122

4.5.2YBa2Cu3O7及其掺杂电子结构变化的HF计算122

4.5模拟凝聚态的原子簇模型计算例子122

4.5.3金属玻璃磁矩与电荷迁移的关系123

4.5.4铝中氢－空位复合体的电子结构与几何构型124

4.5.5铝溶解在冰晶石－氧化铝熔液中形态125

4.5.6铝酸钠溶液紫外吸收峰的指认125

参考文献127

5.1金刚石低压气相生长的历史与方法129

5.1.1金刚石低压气相生长的历史129

5金刚石低压气相生长的热力学计算129

5.1.2激活低压金刚石气相生长方法130

5.2金刚石低压气相生长的实验现象与热力学困惑131

5.3非平衡热力学耦合模型132

5.3.1非平衡热力学耦合模型理论132

5.3.2非平衡热力学耦合机理133

5.3.3非平衡定态相图及其计算133

5.4人造金刚石生长中的反应势垒研究138

5.4.1引言138

5.4.2高温高压法（HPHT）的反应势垒139

5.4.3高压（HP）催化法的反应势垒140

5.4.4激活低压CVD法的反应势垒141

5.5.1气相生长金刚石与石墨的驱动力143

5.5低压气相生长金刚石和石墨的驱动力143

5.5.2超平衡氢原子的作用144

参考文献146

6计算热力学147

6.1引言147

6.2自由能最小是稳定状态原理147

6.2.1纯物质体系的平衡计算147

6.3溶液数据库150

6.3.1正规溶液和幂级数模型150

6.2.2有溶液相参与的平衡计算150

6.3.2熔锍相数据库——似化学模型151

6.3.3熔融铜相数据库153

6.3.4熔渣相数据库154

6.4优化技术156

6.5相图计算156

6.6铜熔炼和吹炼过程的平衡计算157

6.6.1铜在无硫渣中的溶解度157

6.6.2渣中的硫含量158

6.6.3渣中“磁铁矿”含量的计算158

6.6.4熔锍－渣平衡计算158

6.7结论159

参考文献160

7.1引言162

7.2本征扩散系数的估算162

7多元合金扩散系数的计算162

7.3动力学因子的估算163

7.4热力学因子的估算164

7.5由本征扩散系数计算互扩散系数165

7.6PROFILER程序的应用166

7.7结论167

参考文献168

8Ni-Y拉维斯相金属间化合物中自扩散现象的分子动力学模拟169

8.1导言169

8.2.1原子间势能170

8.2计算方法170

8.2.2分子动力学计算171

8.3结果和讨论172

8.3.1空位形成和键序172

8.3.2理想晶体计算173

8.3.3空位结构计算174

8.3.4晶粒边界结构计算175

8.3.5无序结构计算177

8.4结论178

参考文献179

9.1导言180

9电化学过程的计算机模拟180

9.2建立模型181

9.2.1建立传质模型182

9.2.2建立电极表面的电荷传递模型183

9.3数字模拟——基本体系184

9.3.1一步反应，一种扩散物质184

9.3.2一步反应，两种扩散物质188

9.3.3化学反应188

9.4数字模拟—高级体系189

9.4.1可逆多步反应189

9.4.2电荷转移控制的多步反应191

9.5.2金属镀层195

9.5建立模型实例195

9.5.1数据拟合195

9.5.3金属电沉积196

9.6金属内扩散的数值分析198

9.6.1内扩散的电化学测量原理198

9.6.2合金本体中的扩散199

9.6.3在若干初始原子层的扩散202

9.6.4暂态电化学方法和界面传输205

9.7结论205

参考文献207