ИСТИНА

Целью работы является развитие открытого программного комплекса для расчёта диаграмм состояний трёхкомпонентных неорганических систем методом выпуклых оболочек. Программный комплекс, помимо собственно вычислительного ядра с удобным пользовательским интерфейсом, будет укомплектован сопряжённой с ним базой данных, включающей наборы параметров термодинамических моделей стехиометрических фаз и растворов различных тройных, квазитройных и четверных неорганических систем. При выборе объектов исследования авторы проекта ориентировались, прежде всего, на перспективу использования результатов теоретических расчетов диаграмм состояний и свойств соединений и растворов для моделирования и оптимизации реальных технологических процессов. Для достижения этой цели планируется: 1) усовершенствование ранее разработанной программы расчета фазовых диаграмм 3-х компонентных систем методом выпуклых оболочек: увеличение быстродействия, визуализация различных сечений и проекций диаграмм состояний, улучшение пользовательского интерфейса; 2) адаптация программного обеспечения для решения задач большей размерности (расчет сечений 4-х компонентных неорганических систем); 3) создание трех локальных баз данных о термодинамических свойствах соединений и растворов в (а) солевых системах, (б) алюмосиликатных системах, (в) сплавах на основе РЗМ. Отдельной задачей проекта является попытка теоретического обоснования предлагаемого авторами способа идентификации границ областей устойчивости фаз многокомпонентных систем с использованием представлений и приемов выпуклого программировании в теории катастроф.

Создана общедоступная версия программного комплекса TernAPI для расчета фазовых диаграмм тройных систем методом выпуклых оболочек. В отличие от основанных на минимизации энергии Гиббса системы в явном виде программ он не требует задания начальных приближений, что обуславливает повышенную надѐжность расчѐта фазовых равновесий этим методом. По сравнению с другими реализациями метода выпуклых оболочек TernAPI надѐжнее работает вблизи особых точек (критических, эвтектик, перитектик и т. п.) и строит политермические диаграммы, что было показано как с теоретической точки зрения, так и на конкретных примерах. Программа поддерживает модели Редлиха-Кистера, (e)NRTL, (e)UNIQUAC, подрешеток, Колера, Муггиани, Питцера, а также доступ к базе данных SGTE Unary по термодинамическим свойствам простых веществ. В качестве тестовых систем использовались: 1. Тройные солевые системы LiF-LiCl-LiI, нитраты серебра-лития-натрия, нитраты цезия-калия-натрия, в том числе для построения политермических сечений 2. Металлические системы Al-Mg-Zn, Au-Bi-Sb, Au-Pt-Pd, Ca-Sr-Zn, Ga-In-Sb, Al-Cu-Dy и др. 3. Системы с изолированными областями расслаивания: уксусная кислота — диметилформамид — циклогексен, вода — ацетон — NaCl и др., в том числе для тестирования блока оптимизации параметров термодинамических моделей. Также были построены термодинамические модели и фазовые диаграммы следующих систем: 1. Формиат калия — мочевина — вода, мочевина — биурет — вода 2. Вода — A — 18-краун-6 (A = пропанол-1, пропанол-2, бутанол-1, бутанол-2, изобутанол) 3. Тройные подсистемы системы оксид натрия — оксид алюминия — оксид кремния — оксид кальция - вода 4. Тройная система нитрат аммония — сульфат аммония — вода Было экспериментально изучено давление пара растворителя в системах оксид натрия — оксид алюминия — оксид кремния — вода, 18-краун-6 — вода и 18-краун-6 — A (A — спирт, см. выше). Методом ДСК определены температуры и энтальпии фазовых переходов формиата калия.