镍基超合金作为高温领域的一种支柱材料，由于其卓越的高温综合性能而历来备受材料科学工作者的青睐。铝、硅、铬、钽和锆等都是镍基超合金中的重要合金元素，它们各有特点，能不同程度地改善镍合金的诸多方面的品质。为了进一步提高镍基超合金的高温作业能力，以适应现代航空航天技术的飞速发展，有必要从实验和热力学两方面全面地研究超合金体系相稳定性和相关系。本文采用传统的扩散偶方法和合金法，以及电子探针微区成份分析等手段，并结合现代Calphad技术，对下列部分镍基超合金体系的相关系进行了系统的研究： 1) Ni-Ta二元系相图的实验研究与热力学评估 实验测定了Ni-Ta二元系1123 K、1173K和1223K温度时各相间的平衡成份；重新优化和计算了该二元系相图，得到了一组能合理描述该体系各相自由能的热力学参数。计算所得结果与实验值吻合程度较好。 2) Ni-Ta-Zr三元系相图1223K等温截面的测定 利用扩散偶方法和电子探针微区成份分析技术，首次测定了Ni-Ta-Zr三元系1223K温度的等温截面；发现了两个三元中间化合物相，二者都有一定的稳定存在范围。实验还测定了在1223K温度时，钽元素在二元化合物NiZr₂中的溶解度极限约为13.5％原子百分比。 3) Ni-Cr-Zr三元系1173K相稳定性的研究及热力学外推测定了Ni-Cr-Zr三元系在1173K温度下的等温截面。对该温度下体系中的相稳定性和相平衡关系进行了分析和讨论。同时，利用文献所报道的有关该体系的相关二元子系统的热力学信息成功地外推和预测了该三元系的热力学性质。通过比较发现，外推结果与实验测量数值完全相符。4)AI一Ni一si三元系的实验研究与热力学评估 分别利用扩散偶方法和合金法测定了A卜Ni一Si三元系IO23K和1123K两个温度的等温截面，并发现在该三元系中稳定存在两个三元化合物中间相;分析了个别合金的凝固过程。根据当前的实验结果和文献所报道的相关信息，首次对该三元系进行了系统的热力学优化和评估。并对各组实验结果进行了综合的比较、分析和讨论，得到了一组描述本体系各相自由能的热力学参数。并根据本工作所获得的热力学描述，计算了AI一Ni一Si若干等温截面和纵温截面。各计算结果基本上能重复实验测量值。5)Ni一Si二元子系统的热力学优化 在优化和评估AI一Ni一Si三元系统之前，本文首先对其二元子系统Ni一Si系部分热力学参数进行重新优化处理，得到了一组新的描述该二元系的热力学参数。当前的结果表明:它完全能适应Al一Ni一Si系另外两个边界二元系的热力学描述，可用来成功地外推计算A卜Ni一Si三元系的各项热力学性质。 全面研究超合金体系们_}图和相平衡关系，系统地建立和发展超合金体系热力学和动力学数据库，近年来一直是本小组的工作重点和主要课题之一。本研究在Ni一Mo一Ta、Ni一Re一Ta、Ni一Al一Mo、Ni一AI一Zr、Ni一Al一Ha等工作的基础上，进一步补充和完善了该热力学数据库，为以后镍基高温合金设计的高元化和动力学组织演变模拟打下了良好的基础。