Zr-Nb-O三元系的热力学优化

陈宪宁¹，赵旭山²，王荣山³，包新华¹，王建伟²，沈剑韵²

1. 上海大学化学系2. 北京有色金属研究总院矿物资源与冶金材料研究所3. 苏州热工院有限公司

摘 要：综合评估了文献报道的Zr-Nb-O三元系及其子二元系的相图及热力学信息。液相的Gibbs自由能采用离子亚晶格模型描述,固溶体相（α,β）和所有化合物（αZrO2,βZrO2,γZrO2,NbO,NbO2和Nb2O5）的Gibbs自由能都采用双亚晶格模型描述。用CALPHAD（CALculation ofPHAse Diagrams）技术,使用Pandat软件中的PanOptimizer优化模块,对Zr-O二元系进行了热力学优化,计算得到的相图和热力学性质与实验结果相吻合。应用优化的Zr-O二元系模型参数,结合Zr-Nb、Nb-O已有的热力学评估结果,对Zr-Nb-O三元系进行了热力学优化,得到了该体系的一套热力学模型参数。计算了Zr-Nb-O三元系在1273,1473和1773 K温度下的等温截面,与实验数据符合得较好。计算了若干该体系在富Zr区α+ββ的相转变温度,结果和实验测量也能较好地吻合。研究结果对建立多元锆合金热力学数据库,以及指导新型锆基合金材料的成分设计具有重要意义。

关键词：Zr-Nb-O三元系;热力学优化;CALPHAD技术;