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admin

2016-12-22 13:47:06

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계산상태도[(computer) calculation of phase diagram, CALPHAD]

상태도에는 실험에 의해 구해진 실험상태도, 용체모델 및 통계열역학에 기초하여 순이론적으로 계산해서 구한 이론상태도와 비교계산상태도가 있다. 저온에서는 확산이 늦어 상평형을 실험적으로 측정하는 것이 거의 불가능하다. 또 3원계 이상의 상태도는 팽대하여 이 모든 것을 실험적으로 구하는 것은 불가능하다.

여기서 실측된 열역학모델을 기초로 각 상간의 평형을 가정하고 상 경계를 구하고 작성한 것이 계산상태도이다. 아직 발전도상에 있으나 그림에 나타난 대로 하드와 소프트를 포함한 계산기의 발전, 2원계를 중심으로 한 열역학데이터의 축적, 용체모델의 발전의 3요소를 기본으로 성립해 왔다.

수법은 2원계의 상평형이나 활량 등의 실험데이터를 열역학적으로 해석하고, 각 성분의 부분몰자유에너지, 상호작용파라미터를 평가한다. 이 때 쓰인 열역학용체모델이 타당한지 어떤지의 판단도 한다.

이것을 다른 2원계에 대해서도 하고 그 해석결과를 3원계로 확장하여 상평형 또는 상변태를 추정한다. 이 결과를 EPMA 등에 의해 실측한 3원계의 데이터 또는 유사한 3원계의 상평형 모두 비교검토하여 보정한다.

계산상태도는 재료의 기초연구, 재료개발, 프로세스연구, 재료의 공업적 응용에 대단히 유용한 지침을 부여한다. 더욱이 계산상태도에서는 평형상태도만이 아니라 준안정평형의 관계도 구할 수 있고, 새로운 상의 예측도 가능해져 재료설계, 열처리방법의 연구에 비약적인 진보를 가져오고 있다.