| Für die Durchführung von Phasenfeldsimulationen müssen die thermodynamischen Eigenschaften des zu untersuchenden Materialsystems bekannt sein. Wirtschaftlich relevante Systeme sind bereits durch zahlreiche Experimente ausgiebig untersucht worden und die daraus gewonnenen thermodynamischen Kenngrößen liegen in Form von thermodynamischen Datensätzen vor. Mithilfe der Calphad-Methode lassen sich aus diesen Datensätzen die freien Enthalpien der einzelnen Phasen in Abhängigkeit der Temperatur und chemischen Zusammensetzung berechnen. Die freien Enthalpien und daraus abgeleitete Größen finden in den Simulationen Anwendung in Form von Funktionen, die für den zu untersuchenden Temperatur- und Konzentrationsbereich angepasst wurden. |
Mithilfe von Calphad-Daten war es möglich das Erstarrungsverhalten von Al-Si qualitativ nachzubilden. Es konnte äquiaxiales, dendritisches Wachstum in einer gleichmäßig unterkühlten Schmelze simuliert werden. Überdies wurde der Übergang von einer planaren zu einer zellulären hin zu einer dendritisch wachsenden Front bei der gerichteten Erstarrung der aluminiumreichen Festphase simuliert. Für eine eutektische Zusammensetzung konnte zudem das gekoppelte Wachstum der siliziumreichen und der aluminiumreichen Festphase reproduziert werden. |
