pycalphad: Cálculos de equilíbrio TDB

Quando usar

Use para frações de fase e composições de equilíbrio em uma composição elementar em massa fixa, pressão especificada e uma lista de temperaturas finitas. O utilitário empacotado executa equilíbrios pycalphad reais, verifica o balanço de massa, repete com maior densidade de amostragem e exporta cada conjunto de composição estável separadamente.

O equilíbrio é limitado pelo banco de dados selecionado, componentes, fases e condições. Ele não prevê taxas de precipitação, microestruturas metaestáveis retidas ou propriedades de fases ausentes no banco de dados. Verificações numéricas bem-sucedidas não estabelecem a precisão experimental do banco de dados.

Fluxo de trabalho

1. Identifique a fonte da TDB, licença, avaliação/publicação, faixa de temperatura/pressão e composição válidas, e os elementos necessários. Use o banco de dados do usuário para ligas reais. O assets/ideal-cu-ni.tdb empacotado é um modelo hipotético original para fins de ensino, não um banco de dados avaliado de Cu-Ni.
2. Inspecione os elementos e fases do banco de dados. Selecione as fases relevantes deliberadamente; registre as exclusões, pois elas podem transformar o cálculo em um resultado restrito metaestável. Inclua VA onde for necessário para modelos de sub-rede. Vacâncias não são uma fração molar em massa independente. Mantenha definições acopladas de ordem/desordem na TDB, mas não selecione ambos os parceiros como candidatos separados quando o modelo ordenado já inclui a contribuição desordenada; o utilitário rejeita tais listas de candidatos filtradas.
3. Copie assets/equilibrium.json. Especifique exatamente N-1 frações molares elementares e um elemento não-vacância dependente. A fração dependente é 1 - sum(independent fractions); as frações não são normalizadas silenciosamente. Defina K e Pa. Converta porcentagens em peso ou frações de massa antes de usar este utilitário.
4. Declare o intervalo de temperatura do banco de dados a partir de sua avaliação, se conhecido, ou defina database_temperature_range_k como nulo se desconhecido. Esta é uma evidência fornecida pelo usuário, não um intervalo inferido automaticamente de todas as funções da TDB. Solicitações fora de um intervalo declarado falham. Verifique a validade da pressão e da composição separadamente.
5. Execute o cálculo. Verifique as energias de Gibbs finitas, frações de fase somando a um, composição em massa reconstruída e estabilidade para pdens dobrado (densidade de amostragem de fase-constituição). Perto de transições, refine temperaturas e densidade de amostragem ainda mais.
6. Entregue as frações de fase com sua base molar, composições de fase, hash do banco de dados, condições, fases excluídas e quaisquer limitações numéricas ou de avaliação.

Leia references/model-and-validation.md para o exemplo analítico, conversão de base, contratos nativos de Modelo/Espaço de Trabalho/propriedade/gráfico, tratamento de lacuna de miscibilidade e limites de convergência.

Execute o exemplo testado

Da raiz da coleção:

uv run --no-project --python 3.12 --with pycalphad==0.11.2 --with numpy==2.5.3 \
  python skills/pycalphad/scripts/equilibrate.py \
  skills/pycalphad/assets/ideal-cu-ni.tdb \
  skills/pycalphad/assets/equilibrium.json equilibrium-result

Testado em Python 3.12, pycalphad 0.11.2 e NumPy 2.5.3. Use um novo diretório de saída. Todos os cálculos termodinâmicos são locais; o script não carrega uma TDB.

Para o modelo hipotético fornecido em X(Ni)=0.5 e 101325 Pa:

O conjunto verifica composições de tangente comum analíticas, um caso de regra da alavanca não central, energia de Gibbs, balanço de massa, ambos os limites de fase única e vértices reais de lacuna de miscibilidade da mesma fase. Isso valida o fluxo de trabalho computacional, não a metalurgia real de Cu-Ni.

Saídas e aceitação

• report.json: configurações e versões, TDB/configurações SHA-256, fases do banco de dados excluídas, composições em massa solicitadas, impostas pelo solver e reconstruídas, resultados de linha de base/refinados por temperatura e verificações. A validade experimental não é avaliada pelo utilitário.
• phase-equilibria.csv: uma linha por vértice estável por temperatura e execução de amostragem, incluindo nome da fase, fração molar da fase e frações molares elementares. Sua coluna de energia de Gibbs é a energia de Gibbs molar de todo o sistema, repetida para cada vértice; não é a energia da fase individual.

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