Project detail

The theoretical and experimental study of the Al-Ge-Mg-Sn systems, application of novel 3rd generation data in CALPHAD-type thermodynamic modelling

Duration: 01.01.2022 — 31.12.2024

Funding resources

Czech Science Foundation - Standardní projekty

- whole funder (2022-01-01 - 2024-12-31)

On the project

Cílem projektu je porozumění termodynamice a fázovým rovnováhám v soustavě Al-Ge-Mg-Sn za využití nejmodernějších postupů pro teoretické modelování kombinací semiempirické metody CALPHAD, ab initio výpočtů a simulace metodou Monte Carlo. Teoretické výsledky budou ověřeny pomocí cílených experimentů. V případě metody CALPHAD bude pro vybrané binární a ternární systémy použit rovněž nový přístup, založený na fyzikálně podložených modelech pro popis teplotní závislosti Gibbsovy energie čistých prvků a intermetalických fází. Ty používají Einsteinův model pro pevné fáze a model dvou stavů pro kapalnou fázi. Termodynamický popis intermetalických fází bude založen na hodnotách Cp naměřených experimentálně a termodynamických funkcích vypočtených metodou ab initio a z fononových spekter. Dvě termodynamické databáze, používající CALPHAD přístup a ab initio data, založené jak na nových modelech, tak na standardní SGTE databázi pro čisté prvky budou jedním z výsledků.

Description in English
The aim of the project is to understand thermodynamics and phase equilibria in the Al-Ge-Mg-Sn system using state-of-the-art methods for theoretical modeling, combining the semiempirical CALPHAD method, ab initio calculations and Monte Carlo simulations. Theoretical results will be verified by targeted experiments. In the case of the CALPHAD method, a new approach will be used for selected systems, based on physically based models to describe the temperature dependence of the Gibbs energy of pure elements and intermetallic phases. They use the Einstein model for solid phases and the two-state model for the liquid phase. The thermodynamic description of intermetallic phases will be based on Cp values measured experimentally and thermodynamic functions calculated by ab initio method and from phonon spectra. Two thermodynamic databases, using the CALPHAD approach and ab initio data, based on both the new models and the standard SGTE database for pure elements, will be one of the results.

Keywords
CALPHAD;3. generace unárních dat;Al-Ge-Mg-Sn experimentální,teoretický fázový diagram;abinitio

Key words in English
CALPHAD;3rd generation unary data;Al-Ge-Mg-Sn experimental,theoretical phase diagram;ab initio calculations;phonon spectra;thermodynamic databases;XRD;DTA;heat capacity measurements

Mark

22-22187S

Default language

Czech

People responsible

Zelený Martin, Ing., Ph.D. - principal person responsible

Units

Institute of Materials Science and Engineering
- co-beneficiary (2021-04-12 - not assigned)

Results

ZELENÝ, M.; FIKAR, O.; FRIÁK, M. Analysis of interatomic interactions in the vicinity of lattice defects in Mg2Ge and Ni3Si intermetallics. Proceedings Intermetallics 2023. Jena, Germany: Conventus Congressmanagement & Marketing GmbH, 2023. p. 92-93. ISBN: 978-3-948023-33-1.
Detail

FRIÁK, M.; ZOBAČ, O.; CHLUP, Z.; FIKAR, O.; PAPEŽ, P.; ZELENÝ, M.; KROUPA, A. Materials properties of defect-stabilized off-stoichiometric z-phase Al 2 Ge2 Mg. INTERMETALLICS, 2024, vol. 169, no. -, p. 108294 (- p.)ISSN: 0966-9795.
Detail

FIKAR, O.; ZELENÝ, M. Ab initio Investigation of Intermetallic Phases in the Ge-Mg-Sn Ternary System. Proceedings Intermetallics 2023. Jena, Germany: Conventus Congressmanagement & Marketing GmbH, 2023. p. 63-64. ISBN: 978-3-948023-33-1.
Detail