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A Generalized Solid Solution Framework for the Gibbs Free Energy Calculation
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DOI：10.1021/acs.jctc.5c00524.png)
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摘要
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我们提出了一种广义固溶体模型，用于计算有限温度下构型对吉布斯自由能的贡献，并融合了基于晶体图的晶格位置能量方法。通过利用线性图神经网络，我们的方法统一了基于对势和团簇展开的两种方法，实现了在晶体结构中的广泛应用。分数占据通过平均场理论进行物理诠释，而熵则采用扩展晶格约束的理想混合模型进行建模。为解析组分常数，我们实施了三项关键策略：首先，我们采用基于softmax的变量变换；其次，引入一种梯度投影方法，通过将更新约束在维持目标元素比例的子空间内，在整个优化过程中保持物种组成；最后，加入归一化步骤以修正数值偏差，确保严格遵循目标组分。随后，我们将该模型应用于Mo–Nb–Ta-W四元系，能量模型的平均绝对误差（MAE）达到1.24 meV。预测的等原子二元合金相变温度与预期吻合，识别出MoNb中的相分离现象，以及MoTa、MoW、TaW、NbTa和NbW中的有序-无序转变。在低温下，稳定构型位于训练数据集的凸包下方，证明了模型的预测精度。对MoNbTaW的进一步分析揭示了其在950 K和400 K处的转变温度，并观察到Mo/W亚晶格中的不对称性。最后，我们将该方法扩展至三元相图的预测，通过吉布斯自由能插值和二阶导数分析，得到与优化原子构型一致的相图。
期刊
IF:
5.5
论文数:
1.1W
被引数:
5.4W
机构
引用论文
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