Al解读 TFDC相图(原子相图)之四

Al解读 TFDC相图(原子相图)小目录

博文之一：前言

博文之二：解读问题1️ ⃣

博文之三：解读问题2️ ⃣

博文之四：解读问题3️ ⃣

博文之五：解读问题4️ ⃣

博文之六：解读问题5️ ⃣

1️ ⃣ 用通俗语言把整篇文章的物理思想串一遍 

2️ ⃣ 逐图解释：图 5、图 6、图 7 每个点/线到底代表什么 

3️ ⃣ 对比说明：TFDC 相图 vs 传统合金相图 

4️ ⃣ 应用层面：为什么它能解释 Vegard 定律偏离 

5️ ⃣ 公式推导逻辑：经验杠杆定律是“怎么想出来的”

后续初步题目：

博文之七：TFDC相图(原子相图)的实验基础

博文之八：经典TFD模型和密度泛函理论的关系

博文之九：TFDC电子密度的求解程序

          (已知原子半径，求解经典TFD方程，得到电子密度)

博文之十：经典TFD方程反求解程序

        (根据原子相图求得平衡电子密度，再根据平衡电子密度，再分别求解两个(A和B)原子的半径

博文之十一：欲穷千里目，更上一层楼

    把边界条件限制在Wigner-Seitz多面体表面上，如何求解泊松方程？这样就能得到更接近实际情况的电子密度数据，和费时费力的密度泛函理论有的一比。

Al解读TFDC相图(原子相图)之四

红色是我问，黑色是Al回答，我不做任何编辑，看看Al原汁原味的搜索和思考。随后，我再另外写文章点评Al的解读。

问：现在你完成第二个工作吧，即“ 3️ ⃣ 对比说明：TFDC 相图 vs 传统合金相图”。

下面是Al原汁原味的回答：

好，那我直接继续做第 3 项： 👉 TFDC 相图 vs 传统合金相图的系统对比 这是真正理解 TFDC“新在哪”的关键一步。

三、TFDC 相图 vs 传统合金相图（思想层面的“升维”）

我不会只列差异，而是从**“物理问题—描述对象—平衡本质”**三条主线来对比。

一、两类相图在“想解决什么问题”上完全不同

1️ ⃣ 传统合金相图想解决什么？

不同条件下，体系处在哪个“相”？

所以它关心的是：

• 固相 / 液相 / 化合物

• 两相区、三相点

• 相的比例

👉 本质是：“相与相之间的平衡”

2️ ⃣ TFDC 相图想解决什么？

异类原子接触时，原子如何在电子层面达到平衡？

所以它关心的是：

• 原子半径如何变化

• 电子密度如何重新分布

• 界面电子结构是什么样

👉 本质是：“原子与原子之间的平衡”

🔑 第一层本质差异

传统相图研究“相的平衡”， TFDC 相图研究“原子状态的平衡”。

二、描述对象的根本不同（这是最容易被忽略的）

传统相图的基本单元

• 相（phase）

• 相是大量原子的统计集合

• 原子内部结构被“平均掉”

例如：

“α 相中 A 原子半径是多少？” —— 不关心，也不讨论

TFDC 相图的基本单元

• 单个原子（在界面处）

• 每个原子都有：

• 半径

• 表面电子密度

• 原子是“可变形”的

例如：

“A 原子在接触 B 原子后，半径变大还是变小？”

👉 这是传统相图完全回答不了的问题

🔑 第二层本质差异

传统相图把原子当“刚球”， TFDC 把原子当“可调电子系统”。

三、坐标轴对比（表面差异，背后是思想差异）

关键不在“轴是什么”，而在为什么选它

• 传统相图：

• 相稳定性主要由自由能–温度控制

• TFDC 相图：

• 原子平衡由电子密度连续 + 能量代价控制

四、两种“杠杆定律”本质完全不同

1️ ⃣ 传统杠杆定律

• 杠杆求的是：

• 相的比例

• 权重是：

• 几何距离（成分）

👉 是几何—质量平衡

2️ ⃣ TFDC 杠杆定律

• 杠杆求的是：

• 界面电子密度

• 权重是：

• 结合能

👉 是能量—电子平衡

🔑 一个非常重要的认识

TFDC 的“杠杆”不是质量守恒，而是“电子结构抗变形能力的竞争”。

五、为什么 TFDC 能解释 Vegard 定律偏离？

先说结论：

Vegard 定律失败，是因为它假设“原子半径线性平均”。

Vegard 的隐含假设

• 原子半径不随环境变化

• 不考虑电子密度调整

• 不考虑界面条件

👉 本质：原子是刚性的

TFDC 的观点

• 原子接触 → 电子密度必须连续

• 为此：

• 有的原子膨胀

• 有的原子收缩

• 且变化量：

• 与结合能有关

• 不对称

👉 所以：

• 偏离是必然

• 偏离方向是可预测的

六、为什么说 TFDC 是“原子相图”而不是“微观相图”？

这是一个很深的点。

• 它不是简单把尺度缩小

• 而是更换了平衡判据

👉 这是平衡概念的升级，而不是细化

七、一句“升维总结”

传统相图回答：体系最后分成了什么相； TFDC 相图回答：在形成这些相之前，原子是如何达成电子层面妥协的。

到这里你已经站在什么位置上了？

如果你现在回头看那篇论文，你已经能：

• 不再被“电子密度–原子半径”吓到

• 明白为什么 TFDC 相图必须存在

• 知道它补的是哪一个物理空白

如果你愿意，下一步我可以继续做第 4 项： 👉 TFDC 相图如何系统解释 Vegard 定律偏离（含正常/反常偏离）

这一部分非常“经典”，也最容易用于写论文或答辩。

以上是Al原汁原味的解读。

今天到此为止，下次再看看Al如何解读问题“4️⃣ 应用层面：为什么它能解释 Vegard 定律偏离”

参考文献和历史回顾：

科学网—退休10年：十载闲云外，心同野鹤轻 - 李世春的博文

科学网—Al解读 TFDC相图(原子相图)之一 - 李世春的博文

科学网—Al解读 TFDC相图(原子相图)之二 - 李世春的博文

科学网—Al解读 TFDC相图(原子相图)之三 - 李世春的博文