Quantitative phase-field model for the isothermal solidification of a stoichiometric compound in a ternary liquid
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Le résumé fourni par la source
The phase-field (PF) model is one of the most powerful mathematical models to simulate the solidification of multicomponent alloys. A major challenge faced by the PF model is the treatment of stoichiometric compounds (SCs). In the PF model, compositional derivatives of the free energies of phases need to be treated; however, those of SCs are thermodynamically defined only at a certain composition with respect to the stoichiometric components. Therefore, conventional studies used parabolic functions to provide a pseudo-compositional dependence to free energies. In this paper, we propose a methodology to treat SCs without using the parabolic free energy function. Time-evolution equations were rederived assuming that the free energy of the SC is independent of the composition of its stoichiometric component. We performed numerical calculations for a ternary system comprising two phases, olivine (stoichiometric solid phase) in a basaltic melt (liquid phase), whose free energies were gathered from a thermodynamic database, and we confirmed that the model represents the stoichiometry of the solid phase with high accuracy. This model provides a simple and straightforward methodology to handle SCs in the quantitative PF model.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Quantitative phase-field model for the isothermal solidification of a stoichiometric compound in a ternary liquid
- Date Crossref
- 01/09/2023
- Éditeur
- Elsevier BV
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Nagoya City University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Mizuho (Japan) pays non établi dans la noticeEntreprise
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Graduate School of Science pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Nagoya City University, Mizuho (Japan) et Graduate School of Science.
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