数据库文件格式
TDB格式
TDB文件组成
- ELEMENT: 元素,描述元素的原子质量、焓等信息,必需
- FUNCTION: 函数,描述随温度变化的热力学量,可选
- PHASE: 相,描述相的点阵个数和点阵占位数量,必需
- CONSTITUENT: 相组成,描述点阵占位的元素组成,必需
- PARAMETER: 参数,描述端元或相互作用参数的表达式,必需
ELEMENT, PHASE & CONSTITUENT
ELEMENT
可参考SGTE Pure Element Database (UNARY)的标准化数据。
对于具体的相而言,PHASE
、CONSTITUENT
和PARAMETER
必须同时存在。以AlCoCrFeNiTi为例,
ELEMENT AL FCC_A1 26.9820 4577.3000 28.3220 !
ELEMENT CO HCP_A3 58.9330 0.0000 0.0000 !
ELEMENT CR BCC_A2 51.9960 4050.0000 23.5600 !
ELEMENT FE BCC_A2 55.8470 4489.0000 27.2800 !
ELEMENT NI FCC_A1 58.6900 4787.0000 29.7960 !
ELEMENT TI HCP_A3 47.8800 4810.0000 30.6480 !
PHASE FCC % 1 1 !
CONSTITUENT FCC :AL,CO,CR,FE,NI,TI : !
PHASE FCC % 1 1 !
说明该相为FCC相,有1个点阵,每个点阵有1个占位。CONSTITUENT FCC :AL,CO,CR,FE,NI,TI : !
说明该相的点阵占位由Al、Co、Cr、Fe、Ni和Ti组成。
PARAMETER
常见的PARAMETER
参数有G
、L
和MQ
、MF
等,在考虑磁性贡献的情况下还有BMAGN
和TC
等。其中,MQ
说明该参数是与原子移动性参数相关的参数。
以AlCoCrFeNiTi为例,其包含端际组元和相互作用参数两部分。
AlCoCrFeNiTi.tdb的端际组元
PARAMETER MQ(FCC&AL,AL;0) 298.15 -123111.6-97.34*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&AL,CO;0) 298.15 -275359-73.00*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&AL,CR;0) 298.15 -235000-82*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&AL,FE;0) 298.15 -242731.1-104.27*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&AL,NI;0) 298.15 -268381.0-71.04*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&AL,TI;0) 298.15 -284000-59.82*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&CO,AL;0) 298.15 -172082-28.422*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&CO,CO;0) 298.15 -296542.9-74.48*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&CO,CR;0) 298.15 -235000-82*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&CO,FE;0) 298.15 -301900-76.58*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&CO,NI;0) 298.15 -284169-67.6*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&CO,TI;0) 298.15 -143640-80.85*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&CR,AL;0) 298.15 -261700-3.71*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&CR,CO;0) 298.15 -254464-91.30*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&CR,CR;0) 298.15 -235000-82.00*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&CR,FE;0) 298.15 -286000-71.9*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&CR,NI;0) 298.15 -287000-64.4*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&CR,TI;0) 298.15 -143640-80.85*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&FE,AL;0) 298.15 -214000-8.45*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&FE,CO;0) 298.15 -253301-97.97*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&FE,CR;0) 298.15 -235000-82*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&FE,FE;0) 298.15 -286000-79.54*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&FE,NI;0) 298.15 -287000-67.5*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&FE,TI;0) 298.15 -143640-80.85*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&NI,AL;0) 298.15 -268381.0-71.04*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&NI,FE;0) 298.15 -286000-86*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&NI,CR;0) 298.15 -235000-82*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&NI,CO;0) 298.15 -270348-87.3*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&NI,NI;0) 298.15 -271377.6-81.79*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&NI,TI;0) 298.15 -132849.8-81.79*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&TI,AL;0) 298.15 -256900-77.83*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&TI,CO;0) 298.15 -287325.6-73.98*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&TI,CR;0) 298.15 -235000-82*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&TI,FE;0) 298.15 -286000-79.55*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&TI,NI;0) 298.15 -276771.3-63.82*T; 3000 N !
PARAMETER MQ(FCC&TI,TI;0) 298.15 -132849.8-81.40*T; 3000 N !
端际组元 端际组元指的是原子移动性参数中与Al、Co、Cr、Fe、Ni和Ti等元素的自扩散以及杂质扩散相关的参数。其特点是,
- 端际组元的参数序数总是为0,即
PARAMETER MQ(FCC&AL,AL;0)
中的0; PARAMETER MQ(FCC&X,Y;0)
表示考虑FCC X
示踪元素的原子迁移速率,此时Y
为基体元素,即FCC Y
为基体;PARAMETER MQ(FCC&AL,AL;0)
表示示踪元素Al
在Al基体
中的原子迁移速率相关的参数,即Al的自扩散参数;PARAMETER MQ(FCC&AL,CO;0)
表示示踪元素Al
在Co基体
中的原子迁移速率相关的参数,即Al的杂质扩散参数;
一般而言,端际组元参数可通过查询文献报道的自扩散和杂质扩散系数,进而转化得到。当元素的示踪元素不存在或者缺乏可靠的文献报道时,可通过近似方法进行设置。常用方法是: 假设元素的杂质扩散系数与元素的自扩散系数相同。例如,PARAMETER MQ(FCC&AL,NI;0)
表示元素AL
在Ni基体
中的原子迁移速率相关的参数,可以近似为可以近似为PARAMETER MQ(FCC&NI,NI;0)
。
特别说明
基于HitDIC
软件进行扩散系数计算或进行原子移动性参数评估时,要求用户提供完整所有元素对应的端际组元参数,即PARAMETER MQ(FCC&X,Y;0)
中的X
和Y
分别为Al
、Co
、Cr
、Fe
、Ni
和Ti
。例如,Al
、Co
、Cr
、Fe
、Ni
、Ti
和Mo
,应该共包含7*7=49
个端际组元参数。
相互作用参数 相互作用参数指的是原子移动性参数中与Al、Co、Cr、Fe、Ni和Ti等元素的相互作用相关的参数。其特点是,
- 相互作用中元素组成总是有两个或者三个元素,即
PARAMETER MQ(FCC&AL,AL,CO;1)
中的AL,CO
。 PARAMETER MQ(FCC&X,Y,Z;order)
表示考虑FCC X
示踪元素的原子迁移速率,此时Y
和Z
为基体中相互作用元素,即FCC Y-Z
为基体;order
为相互作用参数的序数,order
为0时,表述参数的序数为0,order
为1时,表述参数的序数为1,以此类推。
特别说明
就高熵合金而言,我们可以根据文献报道查询相应的端际组元参数和二元相互作用参数,然后将剩下二元或三元相互作用参数作为待优化参数。在已知端际组元参数和二元相互作用参数的条件下,我们可以采用hitdic_opt --mock
来快速加入待优化参数。例如,
hitdic_opt --mock --tdb=AlCoCrFeNiTi_start.tdb --output=AlCoCrFeNiTi_initial.tdb --phase=FCC --elements=AL,CO,CR,FE,NI,TI --binary=A,1 --crossbinary=A,1