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FactSage

熱力学平衡計算ソフトウェア＆熱力学データベース

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FactSage とは

FactSage は多成分系（多元系）の熱力学的平衡状態を予測するソフトウェアです。物質を容器に入れてある温度・圧力にすると化学反応や相変化が起こります。そして十分に時間が経過して容器内が平衡状態に達したときにどのような物質がどのくらいの量存在しているかを FactSage は予測します。酸化物系の平衡状態図や合金状態図の計算、電位 -pH 図の計算、そしてこれらの計算に必要になる熱力学データベースの開発に役立つ多くの機能を持っています。解析事例（基本）、解析事例（応用） をご覧ください。近年になって、溶融スラグ・ガラスの粘度、溶融合金の粘度や表面張力、化合物の熱伝導度を推算する機能が追加されています。

平衡状態図を計算で求める方法は長年研究がされています。およそ 50 年前には CALPHAD 法 と呼ばれる手法が注目されて現在も発展が続いています。CALPHAD 法には、熱力学理論や計算科学だけではなく、世界中の研究者が多大な時間と労力を費やして求めた生成エンタルピー・定圧熱容量・相境界など、ギブズエネルギーに関係する膨大な測定結果も用いられます。FactSage を使って CALPHAD 法の素晴らしい研究成果を利用しましょう。

FactSage を使うことのメリット

factsage-application.png

研究開発の現場では、化学熱力学を応用して、現象の深い理解と予測が日常的に行われています。

現場で見られる課題をいくつかあげてみましょう。

  • 装置内の謎の付着物、予期しない腐食など様々な問題に対して、原因を調べ対策を練る。
  • 新しく開発する材料が使用される温度や圧力でどのような状態なのかを確認する。
  • 製鋼プロセスを改善するために溶鋼とスラグの挙動を知る。

このような課題に対して、伝統的には、熱力学データ集と表計算ソフトを使って、化学反応がどの方向へ進むかを予測したり、熱力学的平衡状態での物質の濃度関係を調べます。あるいは、合金状態図集を用いて合金が使用される環境での状態を調べます。

これらの手法はとても重要です。しかし多成分系の平衡状態における組成や活量を短時間に求めることまではできません。また、状態図集に掲載されていない温度や多成分系の状態図を推定することは難しい場合があります。

そこで FactSage の登場です。

FactSage は多成分系の熱力学的平衡状態を定量的に予測するソフトウェアです。

1 回の平衡計算は数秒～数分程度で終わるので、FactSage では物質の組成、温度、圧力、気体雰囲気等を変更しての試行錯誤が次から次へと簡単に行えます。

FactSage を使えば、現場で起こる実際の化学現象をパソコン上に再現し、条件を変えた場合の状態を予測することで、問題の対策やプロセスの改善を容易に検討できます。また、多成分系の状態図をさまざまな温度で作成して利用することによって、材料開発の効率化が可能となります。

特徴

  • 信頼性の高い熱力学データベースを利用できます。FactSage が平衡状態を予測できる系は広範囲にわたります。例えば、金属酸化物、炭化物、窒化物、硫化物、塩、鉄合金、銅合金、軽合金、貴金属合金、レアアース合金、はんだ、核燃料物質、化学肥料、水溶液などです。特に高温酸化物系のデータベースには定評があります。
  • 操作性（操作例 1、操作例 2）に優れています。FactSage の画面上で、計算条件の設定、計算結果のグラフ表示などが手軽に行えます。
  • 実績があります。鉄鋼、非鉄金属、貴金属、セメント、セラミックス、耐火物、電力、腐食・防食、廃棄物などを扱う世界で 800 の企業、大学、研究所で活用されています。(2016 年時点)
CaO-SiO2-MgO 系の擬二成分系状態図、クリックした座標での平衡状態
CaO-SiO2-MgO 系の擬二成分系状態図(左)。 クリックした座標（組成、温度）での平衡状態を表示(右)。

20 年以上におよぶ FactSage の技術サポート

私たちは 2001 年から FactSage を扱っています。長年蓄積された経験を元にした技術サポート、導入講習会、定期講習会、ユーザー会、無料体験セミナーなどで、FactSage 利用のコツを紹介しています。 FactSage を通して、熱力学の法則を使った現象の解析と予測、化学実験コストの削減、研究開発の効率化の実現をお手伝いします。

解析対象と向き合うサポートスタッフ、開発元を訪問して熱力学データベースについて議論
解析対象と向き合うサポートスタッフ(左、中)。 開発元を訪問して熱力学データベースについて議論(右)。

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