J. Phys. France 51, 121-130 (1990)
DOI: 10.1051/jphys:01990005101012100

Parabolic laws of the surrounded-atom model from ab initio calculations on clusters

A. Pellegatti, F. Marinelli et J.-C. Mathieu

Centre de Thermodynamique et de Microcalorimétrie, UPR A7461 du CNRS, 26 rue du 141e R.I.A., F-13003 Marseille, France

Abstract
The « surrounded-atom » model formulates empirical hypotheses on energies, associated to elementary configurational supports of binary alloys, via parabolic laws which are functions of the local concentration. In this paper, using ab initio MO-CI calculations on clusters, we have shown that these parabolic laws have a microscopic electronic basis. Two binary alloys, [Li, Na] and [Al, Li], were studied and we qualitatively found a correct order for the dissymetry of their enthalpy of mixing curves. In fact, we found that, in both cases studied, two different parabolic laws were necessary, whereas only one type of parabola was originally postulated.

Résumé
Dans le modèle de « l'atome entouré », des hypothèses empiriques concernant les énergies associées aux supports élémentaires de configuration dans les alliages binaires, fonctions paraboliques de la concentration locale, ont été formulées. Dans cet article, à partir de calculs ab initio MO-CI sur des petits agrégats, nous montrons que ces lois paraboliques ont un fondement au niveau microscopique. Deux alliages sont étudiés [Li, Na] et [Al, Li] et nous retrouvons qualitativement un ordre correct en ce qui conceme la dissymétrie de leurs courbes d'enthalpies de mélange. En fait, nos calculs montrent, dans les deux cas étudiés, que deux lois paraboliques différentes sont nécessaires, alors qu'une seule loi avait été prévue à l'origine.

PACS
6150L - Crystal binding; cohesive energy.
6475 - Solubility, segregation, and mixing; phase separation.
3640 - Atomic and molecular clusters.

Key words
ab initio calculations -- aluminium alloys -- heat of mixing -- lattice energy -- lithium alloys -- metal clusters -- sodium alloys