Název: Ab initio výpočty fázové stability vícesložkových slitin
Překlad názvu: Ab initio study of phase stability of multicomponent alloys
Autoři: Fikar, Ondřej ; Brož, Pavel (oponent) ; Černý, Miroslav (oponent) ; Zelený, Martin (vedoucí práce)
Typ dokumentu: Disertační práce
Jazyk: cze
Nakladatel: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstrakt: [cze] [eng]
Ab initio metody jsou metody vycházející z ryze teoretických poznatků kvantové fyziky, které lze použít k predikci fyzikálních, chemických, mechanických a mnohých dalších vlastností materiálů. Vzhledem k rapidnímu nárůstu dostupnosti výpočetních zdrojů v posledních desetiletích se stala teoretická predikce vlastností nedílnou součástí designu nových materiálů. Tato práce se zaměřuje na teoretickou predikci fázové stability a rozpustnosti tuhých roztoků. Ab initio výpočty byly provedeny na základě teorie funkcionálu hustoty s využitím projektovaných přidružených vln a teplotní závislosti termodynamických veličin byly získány pomocí fononových výpočtů a Monte Carlo simulací. Pozornost je v této práci věnována několika slitinám zejména na bázi hliníku, stříbra a hořčíku, které byly zkoumány za účelem zjištění spolehlivosti predikce rozpustnosti v pevné fázi. Výpočet stability tuhých roztoků byl proveden vícekrát různými metodami se zahrnutím různých příspěvků k celkové energii jednotlivých soustav za účelem určení vlivu jednotlivých příspěvků a metod na přesnost predikce. Rozpustnosti jsou porovnány s experimentálními daty, které byly zprostředkovány metodou CALPHAD. Ab initio methods are based on purely theoretical findings of quantum physics that can be used to predict among others physical, chemical and mechanical properties of materials. Due to rapid increase in accessibility of computational resources in the recent decades the theoretical prediction of material properties became an integral part of materials design. This work is focused on theoretical prediction of phase stability and solubility of solid solutions. Ab initio calculations based on Density Functional Theory were performed using Projector-Augmented Waves method and thermal dependencies of thermodynamic quantities were obtained using phonon calculations and Monte Carlo simulations. Attention is paid to alloys mainly based on aluminium, silver and magnesium, which were investigated in order to assess the reliability and precision of theoretical predictions of solubility in the solid state. Phase stability of solid solutions was evaluated multiple times including different energy contributions and using various methods in order to determine the influence of each contribution and method on the prediction accuracy. Calculated solubilities are compared with experimental data provided using the CALPHAD method.
Klíčová slova: ab initio; cluster expansion; fononové výpočty; force-field potenciál; fázová stabilita; křivky rozpustnosti; Monte Carlo simulace; stabilita tuhých roztoků; strojové učení; ab initio; cluster expansion; force-field potentials; machine learning; Monte Carlo simulations; phase stability; phonon calculations; solid solutions stability; solubility curves

Instituce: Vysoké učení technické v Brně (web)
Informace o dostupnosti dokumentu: Plný text je dostupný v Digitální knihovně VUT.
Původní záznam: https://hdl.handle.net/11012/246406

Trvalý odkaz NUŠL: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-619975


Záznam je zařazen do těchto sbírek:
Školství > Veřejné vysoké školy > Vysoké učení technické v Brně
Vysokoškolské kvalifikační práce > Disertační práce