Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2023(14))

исследуемой системы в рамках подхода ОРТАР. Это позволило оценить активности Gd2O3, ZrO 2 и HfO 2 в рассматриваемой системе и аппроксимировать зависимости избыточной энергии Гиббса от состава. Проведенное исследование позволяет сделать следующие выводы. Система Gd2O3-ZrO2-HfO2 при температуре 2600 К характеризуется отрицательными отклонениями термодинамических свойств от идеального поведения. Согласованность полученных результатов моделирования свидетельствует о корректности полученных энергетических п арам етров модели реш етки , найденных ранее при расчетах гафнийсодержащих оксидных систем, что может быть использовано при дальнейшем моделировании многокомпонентных систем, содержащих оксиды гафния и редкоземельных элементов. Исследование четырехкомпонентных систем на основе H fO 2 Масс-спектрометрическим эффузионным методом Кнудсена впервые проведено комплексное исследование четырехкомпонентных систем La2O3-Sm2O3-Y2O3-HfO2 и La2O3-Sm2O3-ZrO2-HfO2 [10]. Изучены состав пара над образцами керамики на основе этих систем, скорости испарения образцов, а также термодинамические свойства компонентов при температуре 2330 К. Полученные значения активностей оксидов лантаноидов свидетельствовали об отрицательных отклонениях от идеальности в рассматриваемых системах. Найденные экспериментально величины активностей оксидов лантаноидов сопоставлены с результатами расчёта полученных значений по данным для соответствующих бинарных систем полуэмпирическими методами Колера, Редлиха — Кистера и Вильсона, а также на основе обобщённой решёточной теории ассоциированных растворов. Установлено, что среди рассмотренных полуэмпирических методов наилучшее соответствие с экспериментальными данными наблюдается при расчёте термодинамических свойств многокомпонентных систем методом Вильсона. Полученная информация о составе газовой фазы, парциальных давлениях молекулярных форм пара над изученными образцами и скоростях испарения образцов при температуре 2330 К чрезвычайно необходима для дальнейшей разработки технологии синтеза и прогнозирования условий эксплуатации высокотемпературной керамики на основе изученных систем. Эти данные, несомненно, будут востребованы в дальнейшем для разработки материалов высшей огнеупорности. Необходимо подчеркнуть, что полученная в настоящей работе информация о сопоставлении результатов расчёта активностей оксидов лантаноидов в системах La2O3-Sm2O3-Y2O3-HfO2 и La 2 O 3 -Sm 2 O 3 -ZrO 2 -HfO 2 по данным о соответствующих бинарных системах полуэмпирическими методами Колера, Редлиха — Кистера и Вильсона, а также на основе подхода ОРТАР с экспериментальными величинами может представлять интерес при дальнейшей разработке национальной базы термодинамических данных и моделей, предназначенной для оптимизации термодинамических свойств и расчета фазовых равновесий в многокомпонентных системах на основе оксидов гафния, циркония и редкоземельных элементов. На основании изложенного выше выполнен анализ современного состояния научных данных о термодинамических свойствах и процессах испарения систем на основе HfO 2 [8]. Рассмотрены некоторые итоги изучения оксидных систем, содержащих РЗЭ, при температурах до 3000 К методом высокотемпературной масс-спектрометрии, включая процессы испарения и термодинамические свойства, а также проведено обсуждение использования возможностей моделирования в рамках полуэмпирических подходов и статистико-термодинамической теории Баркера. Возможности и перспективы разработки новых оксидных материалов высшей огнеупорности определяются в значительной степени наличием и достоверностью термодинамической информации о многокомпонентных оксидных системах. Получение термодинамических данных при высоких температурах представляет собой первый этап для разработки новых материалов, в частности, для оценки стабильности физико-химических свойств оксидных систем в экстремальных условиях. Для эффективного использования термодинамической информации в расчётах необходимо привлечение модельных методов экстраполяции, интерполяции и согласования различных экспериментальных данных, полученных для исследуемой системы. Для этой цели наиболее часто применяется подход CALPHAD (CALculation o f PHAse Diagrams), являющийся основой проекта THERMOCALC. Возможности метода высокотемпературной масс-спектрометрии для получения данных о термодинамических свойствах оксидных систем при высоких температурах позволяют в сочетании с данными о фазовых равновесиях получать корректное термодинамическое описание исследуемых Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 1. С. 27-35. Transactions of the to la Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 1. P. 27-35. © Столярова В. Л., Ворожцов В. А., Соколова Т. В., 2023 32