Моделирование фазовых равновесий в системе La2O3–SrO–ZrO2 с привлечением базы данных NUCLEA
- Авторы: Ворожцов В.А.1, Альмяшев В.И.1,2, Столярова В.Л.1,3
-
Учреждения:
- Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН
- Научно-исследовательский технологический институт им. А.П. Александрова
- Санкт-Петербургский государственный университет
- Выпуск: Том 69, № 3 (2024)
- Страницы: 433-447
- Раздел: ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В НЕОРГАНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ: ТЕРМОДИНАМИКА И МОДЕЛИРОВАНИЕ
- URL: https://journals.rcsi.science/0044-457X/article/view/262897
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044457X24030176
- EDN: https://elibrary.ru/YDIIDM
- ID: 262897
Цитировать
Аннотация
Изучены фазовые равновесия в системе La2O3–SrO–ZrO2, перспективной в качестве основы для разработки высокотемпературной керамики и материалов с уникальными оптическими, электрохимическими и каталитическими свойствами. Проведено термодинамическое моделирование фазовых равновесий в рассматриваемой системе с привлечением базы данных NUCLEA и минимизатора энергии Гиббса GEMINI2. Рассчитано 13 изотермических и одно политермическое сечение фазовой диаграммы системы La2O3–SrO–ZrO2 в температурном интервале 600–3023 K. Полученные данные о фазовых равновесиях в системе La2O3–SrO–ZrO2 сопоставлены с известной информацией для соответствующих бинарных систем. Показано, что фазовые соотношения в изученной системе полностью коррелируют с наличием фаз, присутствующих в соответствующих бинарных системах. Рассмотрены изменения фазовых соотношений и границ одно-, двух- и трехфазных областей в исследуемой системе при повышении температуры. Выявлены четыре точки тройной эвтектики при 2039, 2105, 2120 и 2351 K.
Об авторах
В. А. Ворожцов
Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: v.vorozhcov@rambler.ru
Россия, Санкт-Петербург
В. И. Альмяшев
Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН; Научно-исследовательский технологический институт им. А.П. Александрова
Email: v.vorozhcov@rambler.ru
Россия, Санкт-Петербург; Сосновый Бор
В. Л. Столярова
Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН; Санкт-Петербургский государственный университет
Email: v.vorozhcov@rambler.ru
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург
Список литературы
- Sarkar A., Djenadic R., Wang D. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2018. V. 38. № 5. P. 2318. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2017.12.058
- Vinnik D.A., Trofimov E.A., Zhivulin V.E. et al. // Nanomaterials. 2020. V. 10. № 2. P. 268. https://doi.org/10.3390/NANO10020268
- Zaitseva O.V., Gudkova S.A., Trofimov E.A. et al. // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2021. V. 1014. № 1. P. 012060. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1014/1/012060
- Ma W., Jin X.-L., Ren Y. et al. // ITSC Proc. 2015. P. 867. https://doi.org/10.31399/asm.cp.itsc2015p0867
- Nalbandian L., Evdou A., Zaspalis V. // Int. J. Hydrogen Energy. 2011. V. 36. № 11. P. 6657. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2011.02.146
- Keller M., Anderson D.P., Leion H. et al. // Appl. Catal., A: Gen. 2018. V. 550. P. 105. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2017.10.020
- Klimkowicz A., Świerczek K., Takasaki A. et al. // Solid State Ionics. 2014. V. 257. P. 23. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2014.01.018
- Speakman S.A., Carneim R.D., Payzant E.A. et al. // J. Mater. Eng. Perform. 2004. V. 13. № 3. P. 303. https://doi.org/10.1361/10599490419270
- Dąbrowa J., Olszewska A., Falkenstein A. et al. // J. Mater. Chem. A. 2020. V. 8. № 46. P. 24455. https://doi.org/10.1039/d0ta06356h
- Antonova E., Tropin E., Khodimchuk A. // Ionics. 2022. V. 28. № 11. P. 5181. https://doi.org/10.1007/s11581-022-04750-w
- Yan J., Wang D., Zhang X. et al. // J. Mater. Sci. 2020. V. 55. № 16. P. 6942. https://doi.org/10.1007/s10853-020-04482-0
- Shestakov V.A., Grachev E.V. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. № 4. P. 488. https://doi.org/10.1134/S0036023622040179
- Vorozhtcov V.A., Stolyarova V.L. // Tech. Phys. 2021. V. 66. № 6. P. 872. https://doi.org/10.1134/S1063784221060219
- Lutsyk V.I., Zelenaya A.E. // Russ. J. Inorg. Chem. 2018. V. 63. № 7. P. 966. https://doi.org/10.1134/S0036023618070148
- Lutsyk V.I., Zelenaya A.E. // Russ. J. Inorg. Chem. 2018. V. 63. № 8. P. 1087. https://doi.org/10.1134/S0036023618080132
- Vorob’eva V.P., Zelenaya A.E., Lutsyk V.I. et al. // Glass Phys. Chem. 2021. V. 47. № 6. P. 616. https://doi.org/10.1134/S1087659621060328
- Vorob’eva V.P., Zelenaya A.E., Lutsyk V.I. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. № 6. P. 894. https://doi.org/10.1134/S003602362106022X
- Hillert M. // Int. Met. Rev. 1985. V. 30. № 1. P. 45. https://doi.org/10.1179/imtr.1985.30.1.45
- Vorob’eva V., Zelenaya A., Lutsyk V. et al. // Mater. Sci. Eng., B. 2023. V. 297. P. 116790. https://doi.org/10.1016/J.MSEB.2023.116790
- Saunders N., Miodownik A.P. CALPHAD (Calculation of Phase Diagrams) : A Comprehensive Guide. Oxford: Pergamon Materials Series, 1998. 478 p. https://www.elsevier.com/books/calphad-calculation-of-phase-diagrams-a-comprehensive-guide/saunders/978-0-08-042129-2 (accessed May 14, 2020)
- Lukas H.L., Fries S.G., Sundman B. Computational thermodynamics: The Calphad method. N.Y.: Cambridge University Press, 2007. 324 p. https://doi.org/10.1017/CBO9780511804137
- Andersson J.O., Helander T., Höglund L. et al. // Calphad Comput. Coupling Phase Diagrams Thermochem. 2002. V. 26. № 2. P. 273. https://doi.org/10.1016/S0364-5916(02)00037-8
- Davies R.H., Dinsdale A.T., Gisby J.A. et al. // Calphad Comput. Coupling Phase Diagrams Thermochem. 2002. V. 26. № 2. P. 229. https://doi.org/10.1016/S0364-5916(02)00036-6
- Bale C.W., Chartrand P., Degterov S.A. et al. // Calphad Comput. Coupling Phase Diagrams Thermochem. 2002. V. 26. № 2. P. 189. https://doi.org/10.1016/S0364-5916(02)00035-4
- Bakardjieva S., Barrachin M., Bechta S. et al. // Prog. Nucl. Energy. 2010. V. 52. № 1. P. 84. https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2009.09.014
- NUCLEA: Thermodynamic database for nuclear applications [Электронный ресурс]. URL: http://thermodata.online.fr/nuclea.html (дата обращения 30.03.2020).
- Guéneau C., Dupin N., Kjellqvist L. et al. // Calphad. 2021. V. 72. P. 102212. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2020.102212
- Stolyarova V.L. // Russ. Chem. Rev. 2016. V. 85. № 1. P. 60. https://doi.org/10.1070/RCR4549
- Bechta S.V., Granovsky V.S., Khabensky V.B. et al. // Nucl. Eng. Des. 2008. V. 238. № 10. P. 2761. https://doi.org/10.1016/J.NUCENGDES.2008.04.018
- Vorozhtcov V.A., Yurchenko D.A., Almjashev V.I. et al. // Glass Phys. Chem. 2021. V. 47. № 5. P. 417. https://doi.org/10.1134/S1087659621050175
- Ворожцов В.А., Альмяшев В.И., Столярова В.Л. Расчет сечений фазовой диаграммы системы Zr-C-O с использованием базы данных NUCLEA / Под ред. Гельфонда Н.В. // Тез. докл. Симп. с международным участием «Термодинамика и материаловедение». Новосибирск: ИНХ СО РАН, 2023. С. 76. https://doi.org/10.26902/THERM_2023_056
- Sundman B., Ågren J. // J. Phys. Chem. Solids. 1981. V. 42. № 4. P. 297. https://doi.org/10.1016/0022-3697(81)90144-X
- Redlich O., Kister A.T. // Ind. Eng. Chem. 1948. V. 40. № 2. P. 345. https://doi.org/10.1021/ie50458a036
- Lopato L.M. // Ceramurg. Int. 1976. V. 2. № 1. P. 18. https://doi.org/10.1016/0390-5519(76)90004-1
- Grundy A.N., Hallstedt B., Gauckler L.J. // Acta Mater. 2002. V. 50. № 9. P. 2209. https://doi.org/10.1016/S1359-6454(01)00432-3
- Kitaguchi H., Ohno M., Kaichi M. et al. // J. Ceram. Soc. Jpn. 1988. V. 96. № 4. P. 397. https://doi.org/10.2109/jcersj.96.397
- Gavrilova L.Y., Aksenova T.V., Cherepanov V.A. // Russ. J. Inorg. Chem. 2008. V. 53. № 6. P. 953. https://doi.org/10.1134/S0036023608060235
- Zhang W.-W., Povoden-Karadeniz E., Shang Y. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2023. V. 43. № 10. P. 4419. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2023.03.026
- Schulze A.-R., Müller-Buschbaum H. // Z. Anorg. Allg. Chem. 1980. V. 471. № 1. P. 59. https://doi.org/10.1002/zaac.19804710106
- Huang Z.K., Yan D.S., Tien T.Y. et al. // Mater. Lett. 1991. V. 11. № 8–9. P. 286. https://doi.org/10.1016/0167-577X(91)90204-J
- Andrievskaya E.R. // J. Eur. Ceram. Soc. 2008. V. 28. № 12. P. 2363. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2008.01.009
- Wang C., Fabrichnaya O., Zinkevich M. et al. // Calphad Comput. Coupling Phase Diagrams Thermochem. 2008. V. 32. № 1. P. 111. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2007.07.005
- Zinkevich M. // Prog. Mater. Sci. 2007. V. 52. № 4. P. 597. https://doi.org/10.1016/J.PMATSCI.2006.09.002
- Fabrichnaya O., Lakiza S., Wang C. et al. // J. Alloys Compd. 2008. V. 453. № 1–2. P. 271. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2006.11.102
- Rouanet A. // Rev. Int. des Hautes Temp. des Refract. 1971. V. 8. № 2. P. 161.
- Traverse J.P., Foex M. // High Temp. - High Press. 1969. V. 1. P. 409.
- Noguchi T., Okubo T., Yonemochi O. // J. Am. Ceram. Soc. 1969. V. 52. № 4. P. 178. https://doi.org/10.1111/J.1151-2916.1969.TB13360.X
- Dash S., Sood D.D., Prasad R. // J. Nucl. Mater. 1996. V. 228. № 1. P. 83. https://doi.org/10.1016/0022-3115(95)00199-9
- Gong W., Xie Y., Zhao Z. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2020. V. 103. № 2. P. 1425. https://doi.org/10.1111/jace.16812