DOL:10.13374.issn1001-053x.2012.05.001 第34卷第5期 北京科技大学学报 Vol.34 No.5 2012年5月 Journal of University of Science and Technology Beijing May 2012 BeCr二元体系热力学优化 莫 畏” 龚伟平12)8 1)中南大学粉末治金国家重点实验室，长沙4100832)惠州学院电子科学系，惠州516001 回通信作者，E-mail:weiping_gong@mail.csu.cdu.cn 摘要在评估现有文献实验相图数据的基础上，采用Calphad技术优化和计算了BeCr二元合金体系平衡相图.液相和端 际固溶体相采用替换式溶体溶液模型，化学计量比中间化合物CrBe,和CrBe2采用Neumann一Kopp规则描述它们的热力学函 数.利用优化所得的热力学参数计算相图，结果能很好地解释大部分实验数据.本工作还采用Miedema模型估算了中间化合 物CrBe2和CrBe2的摩尔生成焓，并与热力学计算值比较，所得结果符合良好. 关键词二元合金；铍：铬：热力学：相图 分类号TG113.12 Thermodynamics optimization of the Be-Cr binary system MO Wei,CONG Weiping 1)State Key Laboratory of Powder Metallurgy,Central South University,Changsha 410083,China 2)Electronic Science Department,Huizhou University,Huizhou 516001,China Corresponding author,E-mail:weiping_gong@mail.csu.edu.en ABSTRACT Based on experimental phase diagram data in literatures,thermodynamic assessment on the Be-Cr system was carried out using the Calphad method.Liquid and terminal solution phases in the Be-Cr system were described with the substitutional solution model,and the thermodynamic functions of stoichiometric intermediate compounds CrBe,and CrBep2 were explained by the Neumann- Kopp rule.Thermodynamic parameters obtained by optimization were used to calculate the phase diagram of the Be-Cr system and the result shows a reasonable fit to the accepted experimental data.The enthalpies of formation for CrBe2 and CrBep2 intermediate com- pounds were also calculated by the Miedema model,and the obtained data are well consistent with those calculated using the thermody- namic parameters. KEY WORDS binary alloys:beryllium:chromium:thermodynamics;phase diagrams 根据国际热核聚变反应堆(TER)的结构设计， 计算.该工作是Be-Cu-Cr一Zr体系热力学、扩散动 Be作为面向等离子体的第一壁材料，需要与散热用 力学研究的基础. 的CuCrZr--HIG合金进行连接，以期获得具有较好物 理性能与力学性能的连接接头-.在Be与Cu- 1实验数据评估 CrZr-IG合金扩散连接的过程中，存在着Be与Cu, Venkatraman等和Baker等在综合评估文 Be与Cr,Be与Zr之间的扩散.了解这些二元体系 献0-15]报道的实验结果的基础上，建立了Be一 之间的热力学与动力学过程对改善Be与CuCrZr- C体系在整个成分范围内的实验评估相图.根据文 IG合金扩散工艺有重要的指导作用5-为.Tokunaga 献B],在BeCr合金体系中存在液相、bee-Cr、hcp- 等m率先优化评估了Be-Z体系.本工作使用国际 Be和bcc-Be端际固溶体相以及中间化合物CrBe2 通用的Calphad技术，通过合理评估文献报道的实 和CrBe2相.化合物CrBe2和CrBe2的晶体结构信 验数据，对Be-Cr二元合金体系进行了热力学优化 息如表1所示. 收稿日期：201103-23 基金项目：广东省高等教育厅人才引进项目：核工业部西南物理研究院基金资助项目：惠州学院校立项目(C210.0220)第 34 卷 第 5 期 2012 年 5 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 34 No． 5 May 2012 Be--Cr 二元体系热力学优化 莫 畏1) 龚伟平1，2) 1) 中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083 2) 惠州学院电子科学系，惠州 516001 通信作者，E-mail: weiping_gong@ mail． csu． edu． cn 摘 要 在评估现有文献实验相图数据的基础上，采用 Calphad 技术优化和计算了 Be--Cr 二元合金体系平衡相图． 液相和端 际固溶体相采用替换式溶体溶液模型，化学计量比中间化合物 CrBe2和 CrBe12采用 Neumann--Kopp 规则描述它们的热力学函 数． 利用优化所得的热力学参数计算相图，结果能很好地解释大部分实验数据． 本工作还采用 Miedema 模型估算了中间化合 物 CrBe2和 CrBe12的摩尔生成焓，并与热力学计算值比较，所得结果符合良好． 关键词 二元合金; 铍; 铬; 热力学; 相图 分类号 TG113. 12 Thermodynamics optimization of the Be-Cr binary system MO Wei 1) ，GONG Wei-ping1，2) 1) State Key Laboratory of Powder Metallurgy，Central South University，Changsha 410083，China 2) Electronic Science Department，Huizhou University，Huizhou 516001，China Corresponding author，E-mail: weiping_gong@ mail． csu． edu． cn ABSTRACT Based on experimental phase diagram data in literatures，thermodynamic assessment on the Be-Cr system was carried out using the Calphad method． Liquid and terminal solution phases in the Be-Cr system were described with the substitutional solution model，and the thermodynamic functions of stoichiometric intermediate compounds CrBe2 and CrBe12 were explained by the Neumann￾Kopp rule． Thermodynamic parameters obtained by optimization were used to calculate the phase diagram of the Be-Cr system and the result shows a reasonable fit to the accepted experimental data． The enthalpies of formation for CrBe2 and CrBe12 intermediate com￾pounds were also calculated by the Miedema model，and the obtained data are well consistent with those calculated using the thermody￾namic parameters． KEY WORDS binary alloys; beryllium; chromium; thermodynamics; phase diagrams 收稿日期: 2011--03--23 基金项目: 广东省高等教育厅人才引进项目; 核工业部西南物理研究院基金资助项目; 惠州学院校立项目( C210. 0220) 根据国际热核聚变反应堆( ITER) 的结构设计， Be 作为面向等离子体的第一壁材料，需要与散热用 的 CuCrZr--IG 合金进行连接，以期获得具有较好物 理性能与力学性能的连接接头［1--4］． 在 Be 与 Cu￾CrZr--IG 合金扩散连接的过程中，存在着 Be 与 Cu， Be 与 Cr，Be 与 Zr 之间的扩散． 了解这些二元体系 之间的热力学与动力学过程对改善 Be 与 CuCrZr-- IG 合金扩散工艺有重要的指导作用［5--6］． Tokunaga 等［7］率先优化评估了 Be--Zr 体系． 本工作使用国际 通用的 Calphad 技术，通过合理评估文献报道的实 验数据，对 Be--Cr 二元合金体系进行了热力学优化 计算． 该工作是 Be--Cu--Cr--Zr 体系热力学、扩散动 力学研究的基础． 1 实验数据评估 Venkatraman 等［8］和 Baker 等［9］在综合评估文 献［10--15］报道的实验结果的基础上，建立了 Be-- Cr 体系在整个成分范围内的实验评估相图． 根据文 献［8］，在 Be--Cr 合金体系中存在液相、bcc--Cr、hcp -- Be 和 bcc--Be 端际固溶体相以及中间化合物 CrBe2 和 CrBe12相． 化合物 CrBe2 和 CrBe12 的晶体结构信 息如表 1 所示． DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2012.05.001