01
相图基础：相律与吉布斯相律、组元与相的概念、自由度与相平衡
相律推导 · 组元/相辨识 · 自由度实例
核心概念吉布斯
02
单元系相图：水的相图、纯铁的相图、克拉佩龙方程应用
H₂O三相点 · Fe同素异构 · Clapeyron斜率
单元系克拉佩龙
03
二元系相图基础：杠杆定律、二元匀晶相图、二元共晶相图
杠杆定则 · 匀晶/共晶 · 相组成计算
二元系杠杆定律
04
二元包晶与偏晶相图：包晶反应特征、偏晶反应、中间相与化合物
包晶/偏晶 · 中间相 · 化合物稳定区
包晶偏晶
05
三元系相图基础：三元相图表示方法、等温截面与垂直截面、三元杠杆定律
浓度三角形 · 截面解读 · 杠杆推广
三元系等温截面
06
相图热力学基础：化学势与活度、理想溶液与实际溶液、混合吉布斯自由能
μᵢ · 活度系数 · ΔG_mix 曲线
热力学化学势
07
相图计算(CALPHAD)入门：CALPHAD方法概述、热力学数据库、Thermo-Calc软件基础
CALPHAD流程 · 数据库 · 软件实操
CALPHADThermo-Calc
08
相图在钢铁材料中的应用：Fe-C相图详解、合金元素对相图的影响、热处理路径设计
Fe-C · 合金元素 · 淬火/回火路径
钢铁热处理
09
相图在轻合金中的应用：Al-Cu相图与时效强化、Mg-Al相图与铸造合金、Ti合金相图
Al-Cu · Mg-Al · Ti 相变
轻合金时效
10
相图在陶瓷材料中的应用：Al₂O₃-SiO₂相图、ZrO₂相图与相变增韧、三元陶瓷相图
莫来石 · 氧化锆增韧 · 三元陶瓷
陶瓷ZrO₂
11
相图在电子材料中的应用：焊料相图(Sn-Pb, Sn-Ag-Cu)、相图与界面反应、扩散阻挡层设计
无铅焊料 · IMC · 阻挡层
电子焊料
12
相图在能源材料中的应用：锂离子电池电极材料相图、固态电解质相图、燃料电池材料相图
LiCoO₂ · LLZO · SOFC
能源电池
13
非平衡相图与亚稳相：TTT曲线与CCT曲线、马氏体相变、非晶形成能力
连续冷却 · 马氏体 · 非晶
亚稳TTT
14
高压相图：高压对相变的影响、地幔矿物相图、高压合成技术
金刚石压砧 · 地幔矿物 · 高压相
高压地幔
15
纳米体系相图：纳米颗粒的熔点降低、纳米相图的热力学修正、尺寸效应
Gibbs-Thomson · 熔点下降 · 尺寸相图
纳米尺寸效应
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相场模拟基础：相场法基本原理、序参量与自由能泛函、Allen-Cahn与Cahn-Hilliard方程
φ 序参量 · 自由能泛函 · 演化方程
相场模拟
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相场模拟实战：凝固过程模拟、固态相变模拟、晶粒生长模拟
枝晶 · 共析 · 晶粒粗化
实战凝固
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热力学数据库构建：数据来源与评估、优化与拟合、数据库验证
实验/DFT数据 · 优化 · 验证
数据库CALPHAD
19
第一性原理与相图：DFT计算相稳定性、声子谱与有限温度效应、高通量计算
DFT · 声子 · 高通量
第一性原理DFT
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机器学习在相图中的应用：数据驱动相图预测、神经网络势函数、主动学习策略
ML势 · 主动学习 · 相图预测
机器学习势函数
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相图实验测定方法：热分析法(DSC/DTA)、扩散偶法、平衡相分析法
DSC · 扩散偶 · 相鉴定
实验DSC
22
相图与材料设计：成分设计原则、微观组织调控、性能导向设计
成分窗口 · 组织 · 性能
设计组织调控
23
相图与失效分析：相变引起的失效、析出相与脆性、焊接热影响区相变
σ相 · 回火脆性 · HAZ
失效焊接
24
多元系相图：四元系相图表示、投影图与截面图、多元相平衡计算
四元投影 · 截面 · 平衡
多元系投影图
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有序-无序相变：有序合金相图、长程有序参数、Landau理论
L1₂ · B2 · Landau
有序Landau
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磁性相图：磁性相变、T-x相图、磁热效应材料
居里温度 · 磁相变 · 磁制冷
磁性磁热
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弛豫与动力学：成核与长大理论、Avrami方程、相变动力学
形核率 · Avrami · JMAK
动力学Avrami
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相图与增材制造：快速凝固相图、激光熔化池相变、组织预测
SLM · 快速凝固 · 柱状晶
增材制造激光
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相图与腐蚀：Pourbaix图、腐蚀产物相图、耐腐蚀合金设计
E-pH · 钝化膜 · 耐蚀合金
腐蚀Pourbaix
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综合案例：从相图到产品——高强铝合金开发全流程
成分设计→工艺→性能验证
综合铝合金