Al解读TFDC相图(原子相图)之三

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“逐图解释：图 5、图 6、图 7 每个点/线到底代表什么”。

下面是Al原汁原味的回答：

太好了，那我就直接继续做第 2 项：逐图讲解。 我会严格按论文中的图号顺序来，用“你拿着 PDF 对照就能看懂”的方式讲，不引入多余新概念。

二、逐图讲解 TFDC 相图（图 5 / 图 6 / 图 7）

一、图 5：界面电子密度连续性条件（整个 TFDC 的起点）

📌 这张图是全篇最根本的一张图

1️ ⃣ 图 5 在画什么？

图 5 画的是四条曲线：

• A 原子在 h 态 下的      电子密度–原子半径曲线

• A 原子在 t 态 下的曲线

• B 原子在 h 态 下的曲线

• B 原子在 t 态 下的曲线

👉 注意： 每一条曲线不是“材料性质”，而是“一个原子在某个半径下的电子密度分布结果”

2️ ⃣ h 态 → t 态发生了什么？

• h 态：

• A 原子表面电子密度 = (n_A)

• B 原子表面电子密度 = (n_B)

• 二者不相等

• t 态：

• A、B 接触

• 界面处电子密度必须相等

• 达到共同值：       [       n_{BA}       ]

👉 这个 (n_{BA}) 就是后面 TFDC 相图中的平衡电子密度

3️ ⃣ 图 5 的两个子图代表什么？

图 5(a)：正常配对

• A：半径小、电子密度大

• B：半径大、电子密度小

这是大多数元素对的情况

图 5(b)：非正常配对

• A：半径大、电子密度也大

• B：半径小、电子密度反而小

👉 这是反常体系的根源

✅ 图 5 的一句话结论

原子一旦接触，就必须通过“改变半径 + 改变电子密度”来满足界面电子密度连续。

这一步 没有任何经验假设，完全来自量子力学。

二、图 6：TFDC 相图本体（真正的“相图”）

📌 这是全文的“名片图”

1️ ⃣  坐标轴先看清楚

• 横轴：原子半径 r

• 纵轴：电子密度 n

不是温度，不是成分。

2️ ⃣ 图 6(a)：正常配对的 TFDC 相图

图中关键点：

🔹 A 点、B 点

• 纯元素 A、B 在各自晶体中的状态

• 对应 h 态

🔹 V 点（平均点）

• 半径平均

• 电子密度平均

👉 数学点，不是真实状态

🔹 P 点（平衡点，核心）

• 满足：

• 界面电子密度连续

• 原子结合能约束

• 对应：

• 原子处于 t 态

• 真实材料中的状态

👉 所有物理预测都围绕 P 点

3️ ⃣ 图 6(b)：非正常配对的 TFDC 相图

你会看到：

• 几何形态发生“翻折”

• 平衡点 P 的位置变化很大

👉 这正是：

• 合金行为反常

• Vegard 定律严重偏离

• 界面性质异常      的几何来源

✅ 图 6 的一句话结论

TFDC 相图不是“相区图”，而是“原子如何从 h 态走向 t 态的路径图”。

三、图 7：经验杠杆定律（TFDC 的定量工具）

📌 这张图把 TFDC 从“定性思想”变成“可计算工具”

1️ ⃣ 杠杆的三要素

2️ ⃣ 杠杆的物理直觉（非常重要）

结合能大的原子，更“固执”，不容易改变电子结构

所以：

• 高结合能 → 对电子密度变化“权重大”

• 平衡点向“更稳定”的一侧偏移

3️ ⃣ 杠杆定律公式的物理含义

[ n_P=\frac{n_A E_A+n_B E_B}{E_A+E_B} ]

不是数学拟合，而是：

• 能量最小化

• 原子抗变形能力的竞争

• 界面连续性条件

✅ 图 7 的一句话结论

TFDC 的“相平衡”，本质是“电子密度在能量约束下的平衡”。

四、把三张图合在一起看（整体理解）

逻辑链是：

1. 图 5：为什么必须有平衡电子密度

2. 图 6：平衡态在“电子密度–原子半径”空间中的位置

3. 图 7：如何定量算出这个位置

👉 三张图合在一起 = TFDC 相图完整闭环

一句话总结这部分

TFDC 相图不是画给“相”看的，而是画给“原子在界面如何妥协”看的。

如果你愿意，下一步我可以继续帮你做：

• 第 3 项：TFDC 相图 vs 传统合金相图（思想对比，非常“升维”）

• 或 第 4 项：它是如何解释 Vegard 定律偏离的（非常经典）

你选哪一个？

以上是Al原汁原味的解读。

这次到此为止，下次再看看Al如何解读问题“3️ ⃣ 对比说明：TFDC 相图 vs 传统合金相图”

参考PPT图片

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