ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ZrO_2--Часть I

摘要

Представлен обзор экспериментальных исследований (фазовые равновесия, калориметрические измерения, электрохимические данные и сведения по давлению пара) вместе с результатами термодинамического моделирования систем соединений на основе ZrO_2. Получена самосогласованная термодинамическая база данных для систем ZrO_2-R_2O_3-Y_2O_3-Al_2O_3 (где R = La, Nd, Gd). Оценены параметры бинарных и тройных систем с использованием компьютерного термодинамичееского подхода и доступной информации об экспериментальных диаграммах фазового равновесия и термодинамических значениях. Полученная термодинамическая база данных использована для вычисления равновесных фазовых диаграмм, необходимых для понимания условий взаимодействия подложки с теплозащитными покрытиями (ТЗП). По результатам термодинамического моделирования дано объяснение влияния легирования на стойкость ТЗП за счет протекающих в соединениях на основе ZrO_2 бездиффузионных превращений. Долговечность ТЗП связана со стабильностью метастабильной тетрагональной фазы относительно бездиффузионного превращения в моноклинную фазу при охлаждении и во флюоритную структуру при нагревании и распаде на равновесные фазы. Были рассчитаны кривые бездиффузионного превращения и движущие силы перехода в равновесное состояние.