Thermodynamic Modelling and Phase Equilibria in ZrO2-RE2O3-Y2O3-Al2O3 Materials Systems

在这一研究中，将采用复合能量形式化方法对Lösungsphasen进行数值模拟，以确定晶体结构和结构参数。本文以Selten-Erd-Zirkonate（Pyrochlor-und Fluorit-Struktur）和Selten-Erd-Aluminate（Perowskit-Struktur）为主要研究对象，对ZrO_2-RE_2O_3-Y_2O_3-Al_2O_3体系（RE为Seltenerd-Metalle La，Nd，Sm，Gd，Yb）的计算热力学和实验研究进行了综合分析。模型参数韦尔登用于相位测量和数据优化的基础实验信息。在第三个系统中，从二进制系统中推断出的数据是非常重要的，因为材料的选择是最重要的，实验结果是韦尔登。韦尔登相变是通过研究ZrO_2-RE_2 O_3-Y_2 O_3（RE = Nd，Sm）和RE_2 O_3-Y_2 O_3-Al_2 O_3（RE = La，Nd，Sm，Yb）体系的相变规律来实现的。Die Datenbanken für die zirkoniumdioxid-based韦尔登Systeme韦尔登verwendet，um Phasengleichgewichtsstrime zu berechnen，die für das Verständnis der Reaktionen zwischen Schichten und Oxidlagen in Wärmedämmschichtsystemen wichtig sind. Außerdem können durch diese Rechnungen Aussagen für die Reaktionen von Kathodenmaterial mit dem Elektrolyten in Festkörper-Brennstoffzellen（固体氧化物燃料电池）gemacht韦尔登. Zusätzen weiterelemente对Wärmedämmschichten的稳定性和寿命的影响可以通过在ZrO 2基韦尔登体系中进行扩散相变的数值模拟来实现。

In diesem Forschungsantrag wird die umfassende thermodynamische Modellierung von Lösungsphasen mit dem Compound Energy Formalismus unter Berücksichtigung der Kristallstrukturen und der Besetzungsanteile der Strukturspezies vorgeschlagen. Im Mittelpunkt der geplanten Modellierungen stehen Selten-Erd-Zirkonate (Pyrochlor- und Fluorit-Struktur) und Selten-Erd-Aluminate (Perowskit-Struktur).Der vorgeschlagene integrierte Ansatz umfasst das Arbeitgebiet der „Computational Thermodynamics“ und experimentelle Untersuchungen der ZrO2-RE2O3-Y2O3-Al2O3 Systeme (RE sind hier die Seltenerd-Metalle La, Nd, Sm, Gd, Yb). Die Modellparameter werden auf der Grundlage von experimentellen Informationen für die Phasengleichgewichte und die thermodynamischen Daten optimiert. Die geplanten Extrapolationen von den binären Systemen in die ternären Systeme sind sehr nützlich, um Materialzusammensetzungen festzulegen, die experimentell untersucht werden sollen. Die Phasengleichgewichte werden dann studiert für die Systeme ZrO2-RE2O3-Y2O3 (RE = Nd, Sm) und RE2O3-Y2O3-Al2O3 (RE = La, Nd, Sm, Yb), um die thermodynamischen Rechnungen zu überprüfen. Die thermodynamischen Datenbanken für die Zirkoniumdioxid-basierten Systeme werden verwendet, um Phasengleichgewichtsdiagramme zu berechnen, die für das Verständnis der Reaktionen zwischen Schichten und Oxidlagen in Wärmedämmschichtsystemen wichtig sind. Außerdem können durch diese Rechnungen Aussagen für die Reaktionen von Kathodenmaterial mit dem Elektrolyten in Festkörper-Brennstoffzellen (Solid oxide fuel cells) gemacht werden. Die Effekte von Zusätzen weiterer Elemente auf die Stabilität und Langzeit-Lebensdauer der Wärmedämmschichten kann aus den thermodynamischen Simulationen der diffusionslosen Phasentransformationen in den ZrO2-Basis-Systemen abgeleitet werden.