Thermo-Calc的案例
如何成為Thermo-Calc專家
進行日常研發和教學活動的同時，可經常將Thermo-Calc和DICTRA軟件/數據庫軟件包用作可靠的有效的工具進行各種熱力學計算和動力學模擬。軟件包強大的功能將提供最快速和最精確的熱力學平衡和動力學路徑的描述，并幫助你理解各式各樣的材料體系和材料工藝中出現的復雜問題和現象。
獲得足夠的使用計算和模擬模塊的經驗后，可進入對感興趣的體系進行嚴格評價的階段。利用自己的實驗結果和所訪問的特定材料體系于材料工藝的文獻信息，可最優化修改一些已存在的數據，并可容易地建立自己的數據庫/數據序列/數據文件。
若有興趣在Thermo-Calc引肇（通過TQ/TCAPI應用程序編程界面）插入自己的研發工具感，可編寫材料性質計算和材料工藝模擬的程序，可仿照TQ/TCAPI編程指導與例子中的簡單例子來進行。對材料性質計算、材料工藝模擬和材料工程控制，也可使用MATLAB?軟件包中TC工具箱。 2.3.3 以專業的和高質量的標準提交結果
具有一些使用Thermo-Calc和DICTRA軟件包的經驗，不久可建立自己喜歡的常規和方式將計算與模擬結果包含在各種科技出版物、技術報告和會議演講中。
附錄D（Thermo-Calc結果的專業性表達）概述對如何以專業的和高質量的標準作為表格和圖形形式提交計算和模擬結果（來自使用Thermo-Calc和DICTRA軟件包）的一些建議。在文字文件化、數據處理和圖形處理的現代先進軟件的幫助下，依據個人喜愛，可容易地且有效地編輯所得計算/模擬表（來自TAB模塊）和圖（來自POST模塊）。 2.3.4 通過各種渠道相互交換經驗
Thermo-Calc軟件AB高度重視你在各種研發和教學活動中應用Thermo-Calc和DICTRA軟件/數據庫/界面軟件包的知識、專門技術和建議，并將極大感激了解你的成功存儲和獨特的例子。
展開 Thermo-Calc軟件/數據庫/界面包
Thermo-Calc是所有各種熱力學和相圖計算的通用和柔性的軟件包，是建立于強大的Gibbs能最小化基礎之上的。它是多于30年和100人年的勞動以及很多各種項目的國際合作的結果。Thermo-Calc軟件可使用多種熱力學數據庫，特別是熱力學數據庫的國際合作組織Scientific Group Thermodata Europe(SGTE)開發的數據庫。
TCC(傳統的Thermo-Calc)和其姊妹軟件DICTRA（擴散控制相轉變）已經在瑞典斯德哥爾摩皇家工學院（KTH）的材料科學與工程系開發出來，Thermo-Calc的第一個版本發布于1981年，以后幾乎每年更新，最新的版本P發布于2002年11月。Thermo-Calc和DICTRA以及相關數據庫的產權屬于非贏利組織斯德哥爾摩的計算熱力學基金會（STT），從1997年起，市場化、銷售、技術支持以和所有其它有關Thermo-Calc與DICTRA軟件包的活動都有STT擁有的Thermo-Calc Software AB（TCSAB）公司管理。
Thermo-Calc已獲得世界性的計算多元相圖最好軟件的榮譽，今天遍及世界得多與600家安裝了該軟件，包括科技的和非科技的研究院所，在技術文獻上是一個很好的參考。它是僅有的計算在一個非常復雜的多元不均勻系中有多于5個獨立變量的任意相圖斷面的軟件，也有計算很多其它類型圖的工具，如CVD沉積、Scheil-Gulliver凝固模擬、Pourbaix圖、氣體分壓等。在Thermo-Calc例子中給出了很多應用實例，這些實例也可從TCSAB的web地址中找到。
任何現代PC機和UNIX工作站都可用于運行Thermo-Calc軟件/數據庫/界面包，然而，從TCCP起，將不能在SUN Spare, HP, IBM, AIX和DEC Alpha OSF1上運行。
展開 Thermo-Calc軟件包的通用結構
這些界面是為要自己編程進行其他類型材料性質計算與材料工藝模擬的用戶而設計，強大的Thermo-Calc引肇提供準確、可靠和快速熱力選計算，其界面也服務于其他軟件包中與Thermo-Calc軟件/數據庫相關的工具箱（如MATLAB軟件包中TC-工具箱）以便將熱力學計算與模擬用于很多不同領域。通過各種編程界面利用Thermo-Calc引肇可建立自己的程序。
這些基本和特定模塊，所有用戶都可經常使用熱力學計算與模擬以及進行自己的估價工作，也大力鼓勵用戶在各種研發活動中使用應用程序界面。
展開 Thermo-calc for windows 簡介
Thermo-calc_for_windows_簡介.pdf
基于微觀偏析統一模型及THERMO—CALC的三元合金凝固路徑耦合計算
基于微觀偏析統一模型及THERMO—CALC的三元合金凝固路徑耦合計算.pdf
Thermo-Calc?Software
THENO-CALC軟件簡介.docx
Boole.PolyBoard.v6.05d 1CD
Calc v2003P.zip
Agilent.GoldenGate.RFIC.Simulation.2015.01.v4.9.0.Win64 1CD（RTL驗證標準）\
AVL Suite 2016.0 Workspace Suite 2016\
cnckad\
CNCKAD V16 32位安裝包+32位破解文件\
CNCKAD V16后置\
GH-Bladed software 英國培訓材料\
Mentor.Graphics.AMS.v2010.2a.Linux64 1DVD\
Schlumberger Techlog 2015.3 Revision 158051\
Siemens.NX-Ideas.6.5.Win\
SmartPlanSpoolgenIsometrics014\
Thermo Calc v2003P\
UTS.TK.Solver.v5.00.140-NULL\
同濟啟明星深基坑支擋結構設計計算軟件FRWS 8.1全功能\
365\
Pix4Dmapper Pro 3.1.22 Full Version.rar
Watercom.Pipes.Plus.Plus.v2005.2.zip
WM Splitter 2.2.1409.zip
金昌Ex9000.zip
DIgSILENT PowerFactory v15.1.7\ 行業軟件網
ETAP 16.0.0\
iMold v13\
PLANT-4D v7.7.03\
Softbits.Flaresim.v5.0.3.1198\
ThirdWaveSystems AdvantEdge 7.1\
Vero.AlphaCAM.v2017\
Masechinensuh
366\
IntergraphSmartPlantInstrumentation2013
展開 想了解材料熱動力學？請收好這篇小綜述
（4）形狀記憶合金
Lidija GOMIDZELOVIC等人采用Muggianu模型并結合實驗，使用Thermo-Calc軟件計算了形狀記憶合金Cu-Al-Zn在293K時的相圖，并探討了組織性能[7]。
此外，在Mg基儲氫材料、石墨烯界面及其吸附性能都有熱力學計算機模擬的相關應用。
4.熱動力學的發展趨勢
幾乎沒有一種實用材料的結構在熱力學上是穩定的，擴散、相變、位錯的產生和運動，以及材料的形變和斷裂都涉及各種非平衡，這就需要在實際應用中將CALPHAD模式與其他理論相結合，使其更加逼真地模擬現實情形，比如：與第一性原理（First-Principles）、密度泛函理論（Density functional theory，DFT）、相場理論（Multiphase Field Method）相結合；與材料物理冶金模型相結合，對材料硬度、強度、延伸率等做出預測；引入晶胞和析出相的形核、長大、粗化模型，計算材料的CCT、TTT相變曲線、晶粒尺寸、形核率等物性參數。
在未來，包括熱力學和動力學在內的多尺度集成計算模擬配合專業數據庫，實現材料設計階段、模擬材料生產制備和服役的全流程，從而預測材料的組織演變和宏觀性能，并在制備過程中對組織性能進行精確調控，是材料熱、動力學發展的主要趨勢[8,9]。
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5) 金屬材料相圖軟件：例如 Thermo-Calc，用于預測合金的相平衡和相圖。
在計算性能需求方面，第一性原理計算通常對計算資源有較高的要求，因為這些計算是基于從頭算的量子力學計算，可以受益于多核 CPU 和高性能計算集群。一些分子動力學模擬軟件和有限元分析軟件也可以進行多核并行計算。
對于結構金屬間化合物、非晶合金及亞穩金屬材料、新一代基礎金屬材料、新金屬功能材料基礎研究等領域的研究，通常使用有限元分析、數值模擬等算法，這些算法通常基于CPU多核。
對于材料制備新技術與新工藝基礎研究、合金設計與模擬等領域的研究，通常使用機器學習、數據挖掘等算法，這些算法通常基于CPU多核或GPU。
對于先進高溫合金的研究，通常使用有限元分析、數值模擬等算法，這些算法通常基于CPU單核或GPU。
在結構金屬間化合物領域的研究中，實驗室使用了有限元分析算法來模擬結構金屬間化合物的力學性能，使用了數值模擬算法來模擬結構金屬間化合物的相變行為。
在材料制備新技術與新工藝基礎研究領域的研究中，實驗室使用了機器學習算法來預測材料的制備工藝參數，使用了數據挖掘算法來發現材料制備過程中的關鍵因素。
在先進高溫合金領域的研究中，實驗室使用了有限元分析算法來模擬先進高溫合金的力學性能，使用了數值模擬算法來模擬先進高溫合金的熱力學性能。
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應用范圍包括
鐵路（火車）、公路（汽車），控制、優化、有限元、符號運算等模塊)
Thermo-Calc Software產品:
Thermo-Calc 2003p for WiN32 1CD(熱力學計算、合金體系擴散控制計算)
Thermo-Calc 2003p for Linux 1CD
Thermo.Prop.v1.4.1.WinALL 1CD
TESIS產品:
Tesis.Capvidia.3DTransVidia.v2009.Win32 1CD
Tesis.Capvidia.3DTransVidia.v2009.Win64 1CD
Tesis.Dynaware.R3.3.2-ISO 1CD（針對虛擬車輛實時仿真的獨立的專家團隊。軟件包括高精度的車輛動力學仿真模型（veDYNA）、
發動機模型（enDYNA）和液壓制動（RT BrakeHydraulics）。
展開 從經典熱力學到CALPHAD和ICME方法 材料設計和開發時代已經離我們越來越近
圖5 純Zn、Ni熔體的粘度隨溫度的變化曲線（基于CALPHAD的計算值和部分試驗值）
圖6 利用Thermo-Calc的PARROT模塊計算的不同二元系合金的粘度值
當凝固前沿靠近并吞并納米顆粒時，其Gibbs能變化可表示為：，其中，σPS和σPL分別為納米顆粒與固、液相的界面能。如果△G<0，納米顆粒在固相中處于熱力學穩定狀態。納米顆粒的移動速率表示為：其中，A為Hamaker常數，dcr為納米顆粒與凝固前沿的臨界距離，a0是化學鍵的特征長度，r為顆粒半徑，η為液態金屬的粘度。
在純一元、二元系數據的基礎上，引入上述動力學方面的理論，最終計算出Al-Ni-Zn三元系的粘度值和凝固前沿的SiCp、TiB2-p（r = 50nm）的臨界速度，如圖7所示。
圖7 Al-Ni-Zn三元系的粘度值和凝固前沿的SiCp、TiB2-p（r = 50nm）的臨界速度
（a）Al-Ni-Zn三元系統的液相線投影，（b）液相線溫度下Al-Ni-Zn三元系的粘度計算值，（c）、（d）分別為Al-Ni-Zn熔體凝固前沿的SiCp、TiB2-p（r = 50nm）的臨界速度
目前對許多材料體系的熱力學特性和平衡相圖已有一定的研究，但對相變和擴散行為的研究非常少，相應的動力學模型和數據庫基礎比較缺乏。CALPHAD模式與基于密度泛函理論的第一性原理計算和擴散數據庫相結合，可以進行微觀組織模擬和性能預測。
例如，Shipeng Shu, Peter B.
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GraphPad.Prism.2018.v7.05 1CD醫學繪圖統計軟件
應用范圍包括
鐵路（火車）、公路（汽車），控制、優化、有限元、符號運算等模塊)
Thermo-Calc Software產品:
Thermo-Calc 2003p for WiN32 1CD(熱力學計算、合金體系擴散控制計算)
Thermo-Calc 2003p for Linux 1CD
Thermo.Prop.v1.4.1.WinALL 1CD
TESIS產品:
Tesis.Capvidia.3DTransVidia.v2009.Win32 1CD
Tesis.Capvidia.3DTransVidia.v2009.Win64 1CD
Tesis.Dynaware.R3.3.2-ISO 1CD（針對虛擬車輛實時仿真的獨立的專家團隊。軟件包括高精度的車輛動力學仿真模
型（veDYNA）、
發動機模型（enDYNA）和液壓制動（RT BrakeHydraulics）。
展開 《Scripta Materialia》合金元素對高熵合金氫擴散和捕獲的影響!
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113957
本文中Fe20 Mn20 Ni20 Co20 Cr20和Fe22 Mn40 Ni30 Co6 Cr2兩種HEAs均通過氬氣環境下電弧熔煉制備，通過Thermo-Calc軟件計算凝固過程中存在的析出相，合金凝固后進行900℃×1h均質處理，再進行軋制，厚度減少90%。
通過相圖可以看出兩種HEA凝固后具有fcc結構，隨著溫度降低，兩種合金都可能會形成σ相，在非等摩爾合金中，該第二相的形成溫度與等摩爾合金相比更低。熔煉時由于水冷銅坩堝冷卻較快，所以抑制了低溫相的形成。兩種合金微觀組織均呈現出大量退火孿晶的完全再結晶等軸晶粒。等摩爾合金的平均晶粒尺寸約10μm，非等摩爾合金的平均晶粒尺寸約50μm。
圖1 兩種高熵合金的相圖、微觀結構和XRD結果比較
圖2 不同溫度對高熵合金氫擴散率的影響
圖3 高熵合金的熱解吸光譜結果
研究發現非等摩爾合金的氫擴散率比等摩爾合金大3個數量級，等摩爾合金的氫擴散率與奧氏體不銹鋼相當。發現H的擴散取決于Cr的濃度，Ni在保證fcc結構中起重要作用，對H擴散的影響較低，盡管兩種合金的晶格參數非常接近，但是H擴散率隨Cr濃度的增加而大大降低。
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