अभिकलनात्मक ऊष्मागतिकी

कम्प्यूटेशनल थर्मोडायनामिक्स सामग्री विज्ञान के लिए विशिष्ट तापकीय गतिविज्ञानसमस्याओं का अनुकरण करने के लिए कंप्यूटर का उपयोग है, विशेष रूप से चरण आरेखों के निर्माण में उपयोग किया जाता है। इन कार्यों को करने के लिए अनेक खुले और व्यावसायिक कार्यक्रम उपस्तिथ हैं। विधि की अवधारणा प्रणाली की गिब्स मुक्त ऊर्जा को कम करना है; इस विधि की सफलता न केवल तापकीय गतिविज्ञानगुणों की सूची में तापकीय गतिविज्ञान गुणों को ठीक से मापने के कारण है, किंतु रासायनिक तत्व के मेटास्टेबल अपररूपता के गुणों के अतिक्रमण के कारण भी है।

इतिहास
धातु-आधारित चरण आरेखों की गणनात्मक मॉडलिंग, जो पिछली शताब्दी की किंतु में मुख्य रूप से जॉन वान लार द्वारा की गई थी और नियमित समाधान की मॉडलिंग, हाल के वर्षों में कैल्फहाड (चरण आरेखों की गणना) में विकसित हुई है। इसकी किंतु 1970 के दशक से अमेरिकी धातु विज्ञानी लैरी कॉफमैन द्वारा की गई है।

वर्तमान स्थिति
"गणकीय ऊष्मगतिकी को सामग्री सूचना विज्ञान का भाग माना जा सकता है और यह सामग्री जीनोम परियोजना के पीछे की अवधारणाओं की आधारशिला है। चूँकि क्रिस्टलोग्राफिक डेटाबेस का उपयोग मुख्य रूप से संदर्भ स्रोत के रूप में किया जाता है, तापकीय गतिविज्ञान डेटाबेस सूचना विज्ञान के किंतु उदाहरणों में से का प्रतिनिधित्व करते हैं, क्योंकि इन डेटाबेस को बाइनरी और टर्नरी मिश्र धातुओं में चरण स्थिरता को मैप करने के लिए ऊष्मारसायन में एकीकृत किया गया था। "गणकीय ऊष्मगतिकी में उपयोग की जाने वाली अनेक अवधारणाओं और सॉफ़्टवेयर का श्रेय एसजीटीई ग्रुप को दिया जाता है, जो तापकीय गतिविज्ञानडेटाबेस के विकास के लिए समर्पित संघ है; खुला तत्व डेटाबेस निःशुल्क उपलब्ध है डिन्सडेल के पेपर पर आधारित हैं। यह तथा कथित यूनरी प्रणाली बाइनरी और मल्टीपल प्रणाली के विकास के लिए सामान्य आधार सिद्ध होता है और इस क्षेत्र में वाणिज्यिक और खुले सॉफ्टवेयर दोनों द्वारा उपयोग किया जाता है।

चूँकि, जैसा कि वर्तमान में कहा गया है कैल्फहाड कागजात और बैठकें, ऐसे डिन्सडेल/एसजीटीई डेटाबेस को सामान्य आधार रखने की उपयोगिता के अतिरिक्त समय के साथ सही करने की आवश्यकता होगी। इस स्थितियों में, अधिकांश प्रकाशित आकलन को संशोधित करने की आवश्यकता होगी, उसी प्रकार जैसे किसी घर की नींव गंभीर रूप से टूट जाने के कारण उसका पुनर्निर्माण करना हो। इस अवधारणा को उल्टे पिरामिड के रूप में भी दर्शाया गया है। केवल वर्तमान दृष्टिकोण (कमरे के तापमान से ऊपर के तापमान तक सीमित) का विस्तार करना जटिल कार्य है। पिकल्फाड, पाइथन (प्रोग्रामिंग भाषा) पुस्तकालय, को खुला स्रोत सॉफ्टवेयर का उपयोग करके सरल "गणकीय ऊष्मगतिकी गणना की सुविधा के लिए डिज़ाइन किया गया था। जटिल प्रणालियों में, कैल्फहाड जैसी गणनात्मक विधियों को प्रत्येक चरण के लिए तापकीय गतिविज्ञानगुणों को मॉडल करने और बहुघटक चरण व्यवहार का अनुकरण करने के लिए नियोजित किया जाता है। कुछ महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में उच्च दबावों के लिए कैल्फहाड का अनुप्रयोग, जो इस्पात | Fe-C प्रणाली जैसे सामग्री विज्ञान के पक्ष तक सीमित नहीं है, उच्च दबाव पर Fe-C प्रणाली में चरण संबंधों की "गणकीय ऊष्मगतिकी गणना का उपयोग करके प्रयोगात्मक परिणामों की पुष्टि करता है। अन्य वैज्ञानिकों ने चिपचिपाहट और अन्य भौतिक मापदंडों पर भी विचार किया, जो ऊष्मगतिकीके क्षेत्र से परे हैं।

भविष्य के घटनाक्रम
प्रारंभिक दृष्टिकोण से विधियों के मध्य अभी भी अंतर है और "प्रयोगात्मक गणनात्मक तापकीय गतिविज्ञानडेटाबेस के बीच अभी भी अंतर है।। वर्त्तमान में मिडेमा मॉडल पर आधारित लैरी कॉफ़मैन के किंतु कार्यों द्वारा प्रारंभ किया गया सरलीकृत दृष्टिकोण, सबसे सरल बाइनरी संख्या प्रणाली की शुद्धता की जांच करने के लिए नियोजित किया गया था। चूँकि ,दोनों समुदायों को ठोस अवस्था भौतिकी और सामग्री विज्ञान से जोड़ना चुनौती बनी हुई है, जैसा कि यह अनेक वर्षों से होता आ रहा है। प्रारंभिक दृष्टिकोण से क्वांटम यांत्रिकी आणविक "नकली वास्तविकता पैकेज जैसे वियना एब-इनिशियो सिमुलेशन पैकेज से आशा जनक परिणाम ज़ेनटूल जैसे दृष्टिकोण के साथ तापकीय गतिविज्ञानडेटाबेस में आसानी से एकीकृत होते हैं।

खुला क्वांटम मैटेरियल्स डेटाबेस का उपयोग करके आंतरधातु यौगिकों के लिए जानकारी एकत्र करने का अपेक्षाकृत आसान विधि अब संभव है। ज़ेनट्रॉपी की अवधारणा पर केंद्रित पत्रों की श्रृंखला प्रोफेसर द्वारा प्रस्तावित की गई है। जेड.के. लियू और उनके अनुसंधान समूह को वर्तमान में प्रस्तावित किया गया है

यह भी देखें

 * चरण आरेख
 * गिब्स ऊर्जा
 * मिश्रण की एन्थैल्पी
 * मिडेमा का मॉडल
 * सामग्री जीनोम
 * अद्वितीय
 * यूनिफैक

बाहरी संबंध

 * Official CALPHAD website
 * Python-based libraries for the calculation of phase diagrams and thermodynamic properties
 * Computational Phase Diagram Database (CPDDB), binary databases, free access with a registration
 * Open Calphad
 * Thermocalc for Students
 * Pandat (free up to three components)
 * Matcalc (free up to three components, open databases available)
 * FactSage Education 7.2
 * Thermodynamic Modeling of Multicomponent Phase Equilibria
 * NIST
 * Thermodynamic Modeling using the Calphad Method at ETH Zurich
 * MELTS Software for thermodynamic modeling of phase equilibria in magmatic systems
 * SGTE Scientific Group Thermodata Europe
 * Larry Kaufman at Hmolpedia
 * [Open Quantum Materials Database OQMD]
 * Larry Kaufman at Hmolpedia
 * [Open Quantum Materials Database OQMD]
 * [Open Quantum Materials Database OQMD]
 * [Open Quantum Materials Database OQMD]
 * [Open Quantum Materials Database OQMD]

"गणकीय ऊष्मगतिकी पर विश्वविद्यालय पाठ्यक्रम

 * सामग्री डिजाइन केटीएच, स्वीडन के लिए "गणकीय ऊष्मगतिकी
 * graduate/matse/?1=en MatSE580: सामग्रियों की "गणकीय ऊष्मगतिकी, पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी, यूएसए
 * "गणकीय ऊष्मगतिकी यूनिवर्सिटी ऑफ ब्रनो, चेक गणराज्य

श्रेणी:कम्प्यूटेशनल भौतिकी

श्रेणी:सामग्री विज्ञान