CHD
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熱力学データベースWG著作

MALT2用 化学ポテンシャル図作成プログラム CHD

概 要

化学ポテンシャル図は、湿式製錬、乾式製錬、腐食防食の分野でおもに用いられてきました。物質がある環境におかれた場合 どのような化学形態が安定になるか、を熱力学変数(温度、酸素分圧、二酸化炭素分圧等)をもちいて図示したものです。 熱力学的情報が一つの図に凝縮されているので、上記の分野以外でも、物質の化学的安定性、反応性が問題となるような 分野であれば、熱力学の有効な適用ができます。但し、実際には余り適用されてこなかったのは、図を構築するのが面倒であること、 および金属元素を2つ以上含んだ系の記述がうまくできなかったためです。

機 能

・3元系での2次元化学ポテンシャル図の作図
・3元系での3次元化学ポテンシャル図の作図
・6元系までの2次元化学ポテンシャル図の作図
 [但し、(n−3)化学種の化学ポテンシャルを一定にしておく必要がある。]

特 徴

本プログラムは、自動的に化学ポテンシャル図を作成するプログラムです。
MALT2の子プログラムとして使うので作画に必要な熱力学データはMALT2データベースの値を直接使うことができます。
金属、非金属を問わず、どのような系にも適用できます。

結果の出力

diagram sample

diagram sample

方 法

本プログラムでは、いわゆる多角形法と呼ばれる方法を採用しています。たとえば、3元系では3相共存すると化学ポテンシャルが 一意的に決まります。一つの相の安定領域はこのような点からなる多角形で表されます。本方法では、三相共存点を求めるのに 一般化されたアルゴリズムを用いています。このため、取り扱う系の制限がありません。通常の化学ポテンシャル図では、金属− 非金属−非金属系を前提にしていますが、本方法では、金属−金属−非金属系、金属−金属−金属系でも適用できます。 また、4元系以上にも拡張できます。

化学ポテンシャル図はどのようなときに役立つか

化学ポテンシャル図は次のような時に威力を発揮します。

種々の雰囲気下での安定な化学形態を知りたい。
金属、セラミックス材料を種々の化学的な環境においた時、どのような反応が起き、どのような化合物が生成するかに ついての熱力学的知見は、化学ポテンシャル図を描くことによって、容易に得ることができます。


材料の合成条件を知りたい。
遷移金属の酸化物は、遷移金属イオンの価数が温度、酸素分圧で変化します。その挙動は、複合酸化物では相手の 酸化物によって変わります。どのような条件で目的とする化合物が得られるかが、化学ポテンシャル図を使うと良くわかります。


材料間の化学的両立性を知りたい。
それぞれは安定な化合物であっても、異なる材料の界面ではおもわぬ反応が起こることがあります。化学ポテンシャル図を 構築するためにあらゆる相の組み合わせを考察していますが、これはあらゆる反応性を考慮していることに対応していることになり ます。したがって、どのような反応が起こり易いかが、化学ポテンシャル図をみれば一目瞭然です。

適 用

適用機種 NEC PC9801シリーズ,DOS/V機
但し、NEC PC9801XL/RLのハイレゾリューションモードでは使えません。
また、DOS/V機ではプリンタへのハードコピーができません。
ディスプレイ 高解像度 640×400ドット
ハイレゾリューションには適応していません。
プロッタ Graphtec社製MIPLOT 3000(以上)シリーズ
レーザープリンターには対応していません。
必要メモリ 標準 640KB
ハードディスク 3M
必要ソフトウェア MALT2(従ってMALT2で必要なハードディスク、OSも必要です)
いずれもMS-DOS上で動きます。ウィンドウズには対応していません。

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