Термодинамическое моделирование поверхности ликвидус диаграммы состояния системы Cu2O–Al2O3–ZrO2

Аннотация

Проведен расчёт линий ликвидус диаграмм состояния бинарных систем Cu2O–Al2O3, Cu2O–ZrO2 и Al2O3–ZrO2, а также расчёт поверхности ликвидус диаграммы состояния тройной системы Cu2O–Al2O3–ZrO2. В процессе термодинамического моделирования перечисленных систем было использовано приближение теории субрегулярных ионных растворов. В ходе моделирования были подобраны значения модельных параметров Q, уточнены термодинамические характеристики (температура плавления, теплота и энтропия плавления) соединения CuAlO2, а также значения констант процессов перехода Cu2O, Al2O3, ZrO2 и CuAlO2 из твердого состояния в жидкое. Помимо построения диаграмм состояния, в ходе настоящей работы были рассчитаны активности компонентов расплавов систем Cu2O–Al2O3 и Cu2O–ZrO2 для условий, при которых существует оксидный расплав. В рассмотренных интервалах активности характеризуются отрицательными отклонениями от закона Рауля. Полученные в результате расчёта значения активности оксида алюминия хорошо совпадают с литературными экспериментальными данными. Построение поверхности ликвидус для тройной системы Cu2O–Al2O3–ZrO2 позволило определить координаты точек нонвариантных превращений, реализующихся в системе. Результаты термодинамического моделирования показывают, что в тройной системе реализуется равновесие «оксидный расплав – чистый твердый оксид меди – чистый твердый оксид алюминия», которое нехарактерно для бинарной системы Cu2O–Al2O3. Результаты работы могут быть использованы в ходе анализа производства циркониевых бронз, а также для анализа поведения шлаков индустрии меди и сплавов на ее основе в ходе u1074 взаимодействия таких шлаков с футеровкой печей.