The theoretical and experimental evaluation of phase diagrams of nanomaterials
Project goals
The aim of the project is to create the methodology for the calculation of phase diagrams of nanoalloys. We have to modify the models used in the CALPHAD method for this purpose in such a way, that they can describe the situation when the dimension of the nanoparticle is another variable together with temperature, pressure and composition. Modified models will be combined with the ab initio calculations of the nanoalloys stabilities. This will allow us to characterize the influence of the nanoparticle size on its overall energetics. Thanks to the ab initio calculations, the influence of the impurity segration may be also included into the consideration. We plan to use existing models of nanoalloys with large number(thousands) of atoms but also more detailed models with hundreds of atoms. Above mentioned approaches will be used to calculate concrete phase diagrams of binary nanoalloys (e.g. Ag-Pd) and also to create the European database of nanoalloy phase diagrams in the scope of COST Action MP0903.
Keywords
Phase diagram modellingnanomaterialsCALPHAD methodab initio calculations
Public support
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
Programme
COST CZ
Call for proposals
COST CZ 1 (SMSM2011LD1)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
MSMT-3/2013-311
Alternative language
Project name in Czech
Teoretické a experimentální studium fázových diagramů nanomateriálů
Annotation in Czech
Cílem projektu je vytvořit metody pro výpočty fázových diagramů binárních nanoslitin. K tomu je nutné modifikovat modely založené na metodě CALPHAD tak, aby dokázaly popisovat situaci, kde k proměnným teplota, tlak a složení přibývá ještě rozměr nanočástice jako další klíčový parametr. Modifikované modely pro metodu CALPHAD budou kombinovány s ab initio výpočty stability nanoslitin, umožňujícími charakterizovat vliv velikosti zrna na jejich celkovou energetiku. Díky ab initio výpočtům bude možné zahrnout do výpočtu případně i vliv segregace nečistot. V rámci studia pomocí ab initio výpočtů chceme využít jak dostupné modely nanoslitin o velkém množství atomů (řádově tisíce), tak detailnější modely (cca 100 atomů). Výše uvedené postupy budou konkrétně využity pro vytvoření binárních fázových diagramů soustav (např Ag-Pd) a dalších, pro které budou v rámci celé akce získána experimentální data. Tímto způsobem chceme přispět k vytvoření evropské databáze fázových diagramů nanoslitin.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
BJ - Thermodynamics
CEP - secondary branch
JJ - Other materials
CEP - another secondary branch
BM - Solid-state physics and magnetism
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
20303 - Thermodynamics
20502 - Paper and wood
20503 - Textiles; including synthetic dyes, colours, fibres (nanoscale materials to be 2.10; biomaterials to be 2.9)
21001 - Nano-materials (production and properties)
21002 - Nano-processes (applications on nano-scale); (biomaterials to be 2.9)
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
The new and original method for the calculation of surface tension by the means of ab-initio method was developed in the scope of this project. It allows to calculate the surface tension of intermetallic phases and to model complex phase diagrams. The thermodynamic database and the database of surface tensions for the Ni-Sb-Sn system and its phases was developed.
Solution timeline
Realization period - beginning
Mar 1, 2011
Realization period - end
May 31, 2014
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Feb 27, 2014
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP15-MSM-LD-U/01:1
Data delivery date
Jul 2, 2015
Finance
Total approved costs
3,945 thou. CZK
Public financial support
1,750 thou. CZK
Other public sources
2,195 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
3 945 CZK thou.
Public support
1 750 CZK thou.
44%
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
CEP
BJ - Thermodynamics
Solution period
01. 03. 2011 - 31. 05. 2014