The theoretical and experimental study of the Al-Ge-Mg-Sn systems, application of novel 3rd generation data in CALPHAD-type thermodynamic modelling
Project goals
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. The standard database will be used to ensure consistency of modeling with existing data.
Keywords
CALPHAD3rd generation unary dataAl-Ge-Mg-Sn experimental,theoretical phase diagramab initio calculationsphonon spectrathermodynamic databasesXRDDTAheat capacity measurements
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202200004
Main participants
Ústav fyziky materiálů AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
22-22187S
Alternative language
Project name in Czech
Teoretické a experimentální studium soustavy Al-Ge-Mg-Sn s využitím nové 3. generace dat při termodynamickém modelování metodou CALPHAD
Annotation in Czech
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. Standardní databáze bude použita pro zajištění konzistence modelování s existujícími daty.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
OECD FORD - main branch
10403 - Physical chemistry
OECD FORD - secondary branch
20303 - Thermodynamics
OECD FORD - another secondary branch
20501 - Materials engineering
BJ - Thermodynamics
CF - Physical chemistry and theoretical chemistry
JG - Metallurgy, metal materials
JP - Industrial processes and processing
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2022
Realization period - end
Dec 31, 2024
Project status
—
Latest support payment
Feb 29, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-GA0-GA-R
Data delivery date
Mar 12, 2025
Finance
Total approved costs
10,289 thou. CZK
Public financial support
10,289 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
10 289 CZK thou.
Public support
10 289 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Physical chemistry
Solution period
01. 01. 2022 - 31. 12. 2024