إن رسم خرائط المرحلة هي أدوات أساسية في علوم المواد والكيمياء، مما يوضح استقرار المراحل المختلفة في النظم المتعددة العناصر، ويتطلب وضع مخططات دقيقة للمرحلة إجراء حسابات أساسية تحدد التوازن والتكوينات في المراحل في ظروف مختلفة.

فهم التوازن في المرحلة

وتصف معادلة المراحل المراحل المستقرة الموجودة في درجات حرارة معينة، والضغط، وظروف التكوين، وتشمل الحسابات تقليل طاقة جيبز إلى أدنى حد لتحديد أكثر التجمعات استقرارا في المرحلة.

حساب الطاقة المجانية لغيبز

وتحسب الطاقة الحرة لجيبس (زاي) لكل مرحلة باستخدام البيانات الدينامية الحرارية، وبالنسبة للنظم المتعددة العناصر، فإن مجموع زاي هو وظيفة من وظائف الحرارة والضغط والتكوين، والشكل العام هو:

G = × ]i Gi]]]

Where x]i is the mole fraction and G]i is the Djibouti free energy of component i.

وضع أشعة المرحلة

ويشمل وضع مخططات المرحلة حساب حدود المرحلة عن طريق حل ظروف التوازن، ويشمل ذلك عادة ما يلي:

  • حساب الطاقات المجانية لغيبز لجميع المراحل الممكنة
  • تطبيق أساليب الطائرات الشهيرة أو الشبحية المشتركة لإيجاد نقاط التعايش
  • رسم خرائط للمراحل المستقرة عبر مختلف التركيبات ودرجات الحرارة.

وكثيرا ما تستخدم أساليب عديدة وأدوات برمجيات لأداء هذه الحسابات بكفاءة، لا سيما بالنسبة للنظم المعقدة المتعددة العناصر.