(General session) High-temperature materials processing

[3K0401-08-08] [Student presentation: Doctoral course] Construction of thermodynamic database for chloride vapor species based on first-principles calculations

○Kansei Kanayama¹, Kazuaki Toyoura¹, Tetsuya Uda¹ (1. Kyoto University)

Chairperson : Hatada Naoyuki (Kyoto University)

Keywords:first-principles calculations, structure prediction, Gibbs energy, chlorides

製錬・リサイクルの高温プロセスで利用される金属塩化物蒸気の熱力学データは，そのプロセス設計上重要な情報である．ただ，既存の熱力学データベースに収録されている蒸気種は限定的で，信頼性に疑問のあるデータも混在している．また，データの実験的な収集は容易ではない.
そこで，本研究では，第一原理計算に基づいた各種金属塩化物蒸気の熱力学量評価を行い，計算熱力学データベースを網羅的に構築することを目的とする．具体的には，(i) 分子式から構成原子の隣接関係 (構造式) を列挙，(ii) 構造式に対応した三次元構造を多数生成，(iii) 各構造を最適化，(iv) 収束構造の全エネルギーに分子の並進・回転・振動の寄与を加えてギブズエネルギーを算出，の4手順を行う．最終的には種々の塩化物蒸気に適用予定であるが，本研究では，M-Cl二元系蒸気 (M = Na, K, Mg, Ca, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, Cu, Zn) のモノマーおよびダイマーを適用例とし，計算熱力学データベース構築スキームを説明する．