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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 第一性原理 » Vasp&MedeA » 【求助】如何求得合金中某一元素的化学势
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yzcluster

金虫 (著名写手)

小木虫扫盲人
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aylayl08(金币+10, 1ST强帖+1):very good.thank you 2010-03-26 22:12
灯塔守望者(金币+5):谢谢yzcluster指点 2010-03-27 14:52
据我所知，合金中的化学势一般没有固定的值，而只是一个范围，跟合金生成时所处的气氛有关。
举个简单的例子，例如合金AB，设其中A和B原子的化学势为u1和u2，通过计算只能给出u1+u2=u(AB)。其中u(AB)是体相合金中“AB分子对”的化学势。由于在绝对0温，在不考虑压强或是加压相对较小的情况下，体相的吉布斯自由能退化为内能，所以“AB分子对”的化学势就是“AB分子对”的平均能量。这样，就找到A和B化学势的一个固定关系（即和为定值）。
对于单个的u1或u2，只能给出一个范围。以u1为例，从热力学考虑，u1的最大值不会超过其元素固体的中A的化学势（设为u10），这就是一个上限。这是由于，从热力学来说，如果u1超过了元素固体的化学势，那么合金AB相就不会稳定，A就会从AB中析出。而u1的下限是AB的生成焓，可以由H=u(AB)-u10-u20来计算(注意对于稳定的AB相，H是负值)。通常文献中常取元素固体的化学势为零，那么u1的范围就是H<=u1<=0，u2的范围也可以类似计算。
对于三元合金ABC，情况更为复杂，因为，在三元合金中ABC中，可能析出二元相，比如AB，AB2，BC，CA3等体相（当然前提是这些二元相都稳定存在），这就进一步限制了A/B/C各个化学势的范围（例如可以画出三角相图来判断），自然计算起来麻烦一些，但是与二元合金AB的方法本质相同。
当然还有一些问题，例如即使对于A的元素固体，也可能有不相同的体相，这些体相都处在热力学函数的极小值或是最小值处，取那个体相作为A的最高化学势参考值，这个就要查一查文献了（有时候并不是自由能最小的那个体相，跟你研究的具体体系有关）。
以上求化学势的具体方法，与使用的软件无关。
个人意见，仅供参考。

[ Last edited by yzcluster on 2010-3-26 at 22:04 ]
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2楼2010-03-26 22:01:29
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