Как взаимодействуют атомы Al и Tm

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов Al и 10 моль атомов Tm в газовой фазе, с учётом следующих допущений:

  • Приведён равновесный состав системы в указанном интервале температур при давлении 1 атм.
  • Каждое вещество рассматривается как индивидуальная фаза.
  • Фаза каждого конкретного газа-продукта не образует газовых растворов с другими фазами.
10 Al + 10 Tm298–2220 K10 Al + 10 Tm

10 Al + 10 Tm2220–2769 K10 Al + 10 Tm (gas)

10 Al + 10 Tm2769–3000 K10 Al (gas) + 10 Tm (gas)

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Tm и Al*

Анализ термодинамического равновесия системы алюминий-тулий в газовой фазе указывает на отсутствие химической активности между компонентами в исследованном температурном интервале. Отсутствие образования интерметаллических соединений при эквимолярном соотношении свидетельствует о том, что энергетический выигрыш от формирования химических связей Al–Tm недостаточен для смещения равновесия в сторону продуктов реакции в условиях давления 1 атм.

Наблюдаемые изменения носят исключительно физический характер и определяются последовательным переходом компонентов в парообразное состояние. Сначала при температуре 2220 К начинается испарение тулия, а затем, при достижении 2769 К, система полностью переходит в газовую фазу за счет сублимации алюминия. Столь выраженная инертность системы может быть обусловлена доминированием энтропийного фактора при высоких температурах, который препятствует ассоциации атомов в устойчивые молекулярные комплексы или кластеры в газовом объеме.

С точки зрения материаловедения, отсутствие продуктов взаимодействия в этой фазе говорит о том, что любые синтезируемые соединения Al–Tm должны формироваться либо в конденсированном состоянии, либо при существенно ином давлении. Подобные расчеты имеют большое значение для оптимизации процессов физического осаждения из паровой фазы (PVD), позволяя точно определить температурные режимы испарения каждого компонента для получения однородных тонких пленок или многослойных структур с заданным составом, исключая риск неконтролируемого синтеза газофазных соединений.



* Из-за большого количества расчетных данных, анализ расчетов осуществлялся нейросетью. В выводах могут присутствовать ошибки. Если вы обнаружили спорные моменты, напишите нам.