Original title: Ab initio výpočty křivek rozpustnosti tuhých roztoků
Translated title: Computational prediction of solubility limits in solid solutions
Authors: Fikar, Ondřej ; Friák, Martin (referee) ; Zelený, Martin (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2019
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
Tato diplomová práce se zabývá teoretickým studiem fázové stability tuhých roztoků ve vybraných slitinách hliníku a stříbra. Ab initio výpočty byly provedeny s využitím projektovaných přidružených vln a teplotní závislosti termodynamických veličin byly získány pomocí fononových výpočtů. Pozornost je v této práci věnována zejména slitině hliníku a germania, zatímco ostatní slitiny (Al-Pb, Ag-Ge a Ag-Pb) byly zkoumány spíše za účelem porovnání predikce rozpustnosti v různých soustavách a její spolehlivosti. Teploty, při kterých dochází ke stabilizaci tuhého roztoku, byly hodnoceny z energetického hlediska, přičemž bylo vyhodnocení provedeno vícekrát se zahrnutím různých příspěvků k celkové energii jednotlivých soustav. Dále byly spočítány elektronové a fononové hustoty stavů pro všechny čisté prvky a tuhé roztoky, porovnány výsledné teploty rozpustnosti s experimentálními daty, které byly zprostředkovány metodou CALPHAD a vyobrazeny jednotlivé příspěvky k celkové energii. Výsledky získané v této práci podhodnocují experimentální hodnoty teplot rozpustnosti jednotlivých tuhých roztoků řádově o stovky Kelvinů. This diploma thesis is focused on a theoretical study of the phase stability of solid solutions in selected aluminium and silver alloys. The ab initio calculations were performed using projected augmented waves method and the thermal dependencies of thermodynamic quantities were acquired using phonon calculations. The main focus of this work is the of aluminium-germanium alloy, while the other examined alloys (Al-Pb, Ag-Ge and Ag-Pb) serve the purpose of comparison of the solid solubility prediction and its reliability in systems with different composition. The temperatures, at which the solid solutions become stable, were evaluated using the energy difference between possible states and this evaluation was carried out for different contributions to the total energy. Also the electronic and phonon densities of states were calculated for all pure elements and solid solutions. The temperatures of solubility were compared to the experimental ones provided by the CALPHAD method and the individual contributions to the total energy were determined and depicted. The results obtained in this work tend to underestimate temperatures of solubility of individual solid solutions by hundreds of Kelvin.
Keywords: ab initio calculations; phase stability; phonon calculations; solid solutions stability; solubility curves; ab initio výpočty; fononové výpočty; fázová stabilita; křivky rozpustnosti; stabilita tuhých roztoků

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/175369

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-542557


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses