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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 4/2014

01.04.2014 | Symposium: International Workshop on Materials Design Process: Thermodynamics, Kinetics and Microstructure Control

Thermodynamic Properties of Elements and Compounds in Al-Sc Binary System from Ab Initio Calculations Based on Density Functional Theory

verfasst von: Zeyou Zhou, Bo Wu, Shushi Dou, Chunfeng Zhao, Yuanpeng Xiong, Yufeng Wu, Shangjin Yang, Zhenyi Wei

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 4/2014

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Abstract

The thermodynamic properties of FCC Al, HCP Sc, B2 AlSc, C15 Al2Sc, B82 AlSc2, and L12 Al3Sc were studied using ab initio calculations based on density functional theory. The 0 K (−273 °C) total energies were calculated using the ab initio plane-wave pseudopotential method within the generalized gradient approximation. The ab initio calculations of the phonon dispersion curves and the density of state of FCC Al, HCP Sc, B2 AlSc, C15 Al2Sc, B82 AlSc2, and L12 Al3Sc have been performed using the density functional theory and the direct method. Deduced from Helmholtz free energy, the thermal expansion, enthalpy, heat capacity, and entropy as a function of temperature were calculated and compared considerably with the experimental data and other computational results. Our calculations show that the enthalpies of formation are temperature-dependent, and the slope is about −3.4 J/mol/K for B2 AlSc, −2.3 J/mol/K for C15 Al2Sc, −0.8 J/mol/K for B82 AlSc2, and −2.7 J/mol/K for L12 Al3Sc, respectively.

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Metadaten
Titel
Thermodynamic Properties of Elements and Compounds in Al-Sc Binary System from Ab Initio Calculations Based on Density Functional Theory
verfasst von
Zeyou Zhou
Bo Wu
Shushi Dou
Chunfeng Zhao
Yuanpeng Xiong
Yufeng Wu
Shangjin Yang
Zhenyi Wei
Publikationsdatum
01.04.2014
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 4/2014
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-013-2117-9

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