Q25　　　　CALPHAD法における「磁気エネルギー」はどのくらいの値ですか？　　
   

A25　　

Pandat ソフトウェアは Hillert-Jarl の式を用いて合金を計算している。
式の説明は文献を参照ください。

純鉄の比熱の温度変化
　Unary5.0の熱力学データを用いた場合
　基本的には、磁気を含まない BCC_A2 相（フェライト）の自由エネルギーに
　磁気項の自由エネルギーを足す形になっている。
  自由エネルギーから比熱を計算した結果を次に示す。

　

　緑線は磁気を含まないBCC_A2相（フェライト）の比熱
　青線は磁気を含む BCC_A2相（フェライト）の比熱
　この差が磁気項分となる。

　769℃における磁気を含まない純鉄の自由エネルギーは　-44466 (J/mol)
　769℃における磁気を含む純鉄の自由エネルギーは　    -45144 (J/mol)
  769℃における磁気項のエネルギーは　　                -678 (J/mol)となる。

　
　Pandat バージョン2023 では、熱力学関数に
　G_Mag(@相名)
　が用意され、関数値を簡単に取り出せます。


TDBを書く時の注意点
　パラメータ TC と、パラメータ BMAGN は、１モル当たりの値を書きます。
　　詳しくは　こちら


Co-Sm の例
　文献2011YuanにはCo-Sm２元系の熱力学パラメータが載っている。
　化合物 Co3Sm に対しては
　　　   Para TC(Co3Sm,Co:Sm;0)     +533;
         Para BMAGN(Co3Sm,Co:Sm;0)  +0.775;
　である。これは
　化合物 Co3Sm を 0.75  0.25 のように２副格子　１モルで表現した場合を考えている。

　もし
　化合物 Co3Sm を 3  1  のように２副格子　４モルで表現した場合に
　上記パラメータをそのまま書くと誤りになる。
　どの程度の値になるか確認してみよう。




        TYPE_DEFINITION < GES A_P_D CO3SM MAGNETIC  -3.0    0.28 !

(1)     通常定義の場合    -----------------------------------------------------
　　　　温度500K, 25mol%Sm における G=-34333 (J/mol), (磁気項分=-158.)

　　　　PHASE CO3SM  %<  2   0.75   0.25 !
　　　　　CONSTITUENT CO3SM : CO : SM :  !
　　　　　PARA  G(CO3SM,CO:SM;0)   -16666.5+0.4851*T +0.75*GHSERCO+0.25*GHSERSM;
　　　　　PARA  TC(CO3SM,CO:SM;0)        +533;
　　　　　PARA  BMAGN(CO3SM,CO:SM;0)     +0.775;

(2)     間違い　　　    -------------------------------------------------------
　　　　温度500K, 25mol%Sm における G=-34214.6 (J/mol), (磁気項分=-158, 4モル分))

　　　　PHASE CO3SM  %<  2   3   1  !
　　　　　CONSTITUENT CO3SM : CO : SM :  !
　　　　　PARA  G(CO3SM,CO:SM;0)   -4*16666.5 +4*0.4851*T +3*GHSERCO+1*GHSERSM;
　　　　　PARA  TC(CO3SM,CO:SM;0)        +533;
　　　　　PARA  BMAGN(CO3SM,CO:SM;0)     +0.775;



(3)     補正した場合   --------------------------------------------------------
　　　　温度500K, 25mol%Sm における G=-34333 (J/mol),  (磁気項分=-632, 4モル分)

　　　　PHASE CO3SM  %<  2   3   1  !
　　　　　CONSTITUENT CO3SM : CO : SM :  !
　　　　　PARA  G(CO3SM,CO:SM;0)   -4*16666.5 +4*0.4851*T +3*GHSERCO+1*GHSERSM;
　　　　　PARA  TC(CO3SM,CO:SM;0)        +533;
　　　　　PARA  BMAGN(CO3SM,CO:SM;0)     +8.926438;


文献：
     2011Abe　 材料設計計算工学　計算熱力学編
　　　　　     阿部太一、(2011)、内田老鶴圃　　　page38,41.

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