ATAT与OpenCalphad：准备相图输入

本组教程使用ATAT的ocplotpd组织计算，用OpenCalphad求解相平衡，再读取相组成、相含量和自由能。先准备输入，随后计算，最后生成图片与可继续处理的数据。下载完整实例包。三篇共用同一个工作目录。

这里的Cu、Au是演示组元名称。实例明确指定一个对称正则溶液模型，不是经过评估的Cu–Au材料数据库，也不是Cu–Au真实相图。它适合熟悉TDB、平衡计算和绘图的操作；研究实际材料时，应更换为有使用权限且经过评估的数据库。

1 解压并进入目录#

把下载的/assets/downloads/full-function/atat-opencalphad-wave612-aa75153e2942.zip上传到自己的工作目录，然后执行：

mkdir ATAT-OpenCalphad
python3 -m zipfile -e atat-opencalphad-*.zip ATAT-OpenCalphad
cd ATAT-OpenCalphad

inputs存模型，code存流程程序，source附带OpenCalphad原始源码与许可证，reference存本站计算的数据。自己新计算的结果写入new-work。

2 准备个人运行环境#

bash setup.sh

脚本加载atat/3.52-8173m，在当前目录的.runtime中从源码编译OpenCalphad 6.055。使用系统GCC/GFortran 13.3.0、make -j1 all，Fortran选项为-O2 -fopenmp -fPIC。这是CPU单线程示例，不需要GPU。首次编译需等待几分钟，后续本目录内直接运行计算即可。

ocplotpd负责采样组分、生成OpenCalphad命令、收集结果和写出gnuplot输入；真正求解热力学平衡的是OpenCalphad。包内准备程序建立相邻的.ocplotpd配置，仅供这个工作目录使用，公共ATAT和自己的~/.ocplotpd均保持原样。

本例的个人副本还包含两处明确调整：一处使用兼容POSIX shell的输出重定向；另一处在每个温度先求总组分x(Au)=0.5的平衡，再从这组初始相继续求目标组分。这一初始化方式专用于本例临界温度以下的二元对称模型，不能直接当成多元数据库的通用设置。它调整求解起点，保留原热力学模型和原生求解结果。

3 读取完整TDB输入#

cat inputs/regular.tdb

完整内容如下：

$ Binary symmetric regular-solution teaching model. Not an assessed Cu-Au database.
ELEMENT CU FCC_A1 63.546 0 0 !
ELEMENT AU FCC_A1 196.96657 0 0 !
TYPE_DEFINITION % SEQ * !
PHASE FCC_A1 % 1 1 !
CONSTITUENT FCC_A1 :CU,AU: !
PARAMETER G(FCC_A1,CU;0) 298.15 0; 2000 N REF1 !
PARAMETER G(FCC_A1,AU;0) 298.15 0; 2000 N REF1 !
PARAMETER G(FCC_A1,AU,CU;0) 298.15 20000; 2000 N REF1 !

LIST_OF_REFERENCES
NUMBER SOURCE
REF1 'Teaching symmetric regular solution, Omega=20000 J/mol. Not assessed Cu-Au data.'
!

ELEMENT定义组元；PHASE与CONSTITUENT定义一个置换型FCC_A1相，两种组元共用一个亚点阵。两个纯端元的参考G都设为零，二元相互作用参数为20000 J/mol。模型自由能为：

G(x,T) = RT[x ln(x) + (1−x)ln(1−x)] + 20000x(1−x)。

这里x=x(Au)，采用这份OpenCalphad源码的R=8.31451 J/(mol·K)；x是摩尔分数，G单位为J/mol，温度单位为K。给定模型的临界温度为1202.7167 K，不能把这个数值当成真实Cu–Au材料性质。

输入中298.15–2000 K是参数表达式的定义区间。本流程只演示350–1100 K以及800 K截面，不会因数据库能读取就推断所有温度、组分都适用同一初始化方法。

下一步阅读计算并读取相图结果。源码来源：OpenCalphad官方版本；操作接口参考ATAT手册。