01
CALPHAD方法概述
什么是CALPHAD？历史渊源与发展脉络。与第一性原理、分子动力学的区别与联系。
核心概念历史
02
热力学基础回顾
吉布斯自由能、焓、熵、化学势。相平衡判据——吉布斯自由能最小化原理。
热力学基础
03
理想溶液与非理想溶液
混合熵与混合焓，活度、活度系数，正规溶液与亚正规溶液模型。
溶液模型活度
04
相律与相图基础
吉布斯相律推导，二元相图类型（匀晶、共晶、包晶、偏晶），杠杆定律。
相图杠杆定律
05
CALPHAD核心思想
从实验与理论出发构建热力学模型，优化参数，实现相图与性质预测。
方法论优化
06
热力学数据库
数据库概念，SGTE、TCNI、SSOL等商业库，TDB文件格式与结构。
数据库TDB
07
单组元体系建模
固、液、气吉布斯自由能描述，晶格稳定性，SGTE参考态。
单组元晶格稳定性
08
二元体系建模 (上)
液相与固溶体描述，Redlich-Kister多项式，相互作用参数拟合。
二元Redlich-Kister
09
二元体系建模 (下)
化学计量比化合物，Neumann-Kopp规则，有序-无序转变(B2/L12)。
化合物有序相
10
三元及多元体系建模
三元相互作用参数(Muggianu/Kohler)，二元外推，亚晶格模型。
三元外推
11
亚晶格模型 (上)
间隙/置换固溶体，双亚晶格模型 (A,B)1(C,Va)1。
亚晶格间隙
12
亚晶格模型 (下)
多亚晶格与sigma相、Laves相，反位缺陷，镍基高温合金γ'相。
复杂相高温合金
13
离子液体与熔盐模型
Two-Sublattice Ionic Liquid模型，电中性约束，稀土熔盐电解质。
熔盐离子液体
14
磁性转变与磁性模型
磁性对吉布斯自由能贡献，Inden/Hillert-Jarl模型，居里温度。
磁性Inden模型
15
有序-无序转变
化学有序与磁性有序耦合，四亚晶格模型(L10/L12)，Fe-Al B2-DO3竞争。
有序化Fe-Al
16
热力学优化与评估
优化策略，Parrot模块，实验与理论数据权重分配。
优化Parrot
17
Thermo-Calc 软件入门
安装与界面，Console/Graphical Mode，定义元素/数据库/计算相图。
Thermo-Calc入门
18
Thermo-Calc实战：二元相图
以Al-Cu体系为例，设置条件、查看结果、导出数据。
Al-Cu二元相图
19
Thermo-Calc实战：三元相图
Al-Cu-Mg等温截面、垂直截面、投影图绘制。
三元等温截面
20
Thermo-Calc实战：热力学性质
混合焓、活度、化学势计算，性质随温度/成分变化曲线。
性质图活度
21
Thermo-Calc实战：Scheil凝固
非平衡Scheil模型，溶质再分布，铸造铝合金工艺优化。
凝固Scheil
22
Thermo-Calc实战：扩散与DICTRA
DICTRA简介，扩散系数/迁移率评估，扩散偶模拟。
扩散DICTRA
23
Pandat 软件入门
安装与界面，与Thermo-Calc异同，PanOptimizer优化模块。
Pandat优化
24
Pandat实战：相图与性质图
二元/三元相图计算，Property Diagram绘制。
Pandat性质图
25
OpenCalphad 开源软件
安装使用，TDB读取计算，Python接口(pycalphad)调用。
开源pycalphad
26
pycalphad 入门
Python环境安装，读取数据库，计算单点平衡与相图。
Pythonpycalphad
27
pycalphad实战：自动化相图
批量计算与matplotlib绘图，自定义样式与数据导出。
自动化matplotlib
28
相图绘制高级技巧
等值线图(液相线/固相线投影)，热力学因子与驱动力图，高熵合金设计。
驱动力高熵合金
29
CALPHAD与第一性原理结合
DFT计算形成焓/晶格振动，高通量自动构建数据库。
DFT高通量
30
CALPHAD前沿与展望
机器学习应用，大型数据库共享，ICME中的CALPHAD角色。
机器学习ICME