Как взаимодействуют атомы Co и Gd

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов Co и 10 моль атомов Gd 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 Co + 10 Gd298–3000 K10 Co_hex;fcc;; + 10 Gd_-a;-b

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Gd и Co*

Анализ термодинамического равновесия системы кобальт-гадолиний в широком температурном интервале от 298 до 3000 К указывает на отсутствие спонтанного образования новых химических соединений в газовой фазе при атмосферном давлении. Сохранение исходных компонентов в виде индивидуальных фаз свидетельствует о том, что при данных условиях свободная энергия Гиббса реакции синтеза интерметаллидов оказывается положительной или недостаточно великой для смещения равновесия в сторону продуктов.

С точки зрения материаловедения такая инертность может быть обусловлена существенным различием в электронном строении переходного металла (Co) и лантаноида (Gd), а также особенностями их химического сродства в паровой фазе. Несмотря на то, что в твердом состоянии система Co-Gd способна образовывать устойчивые интерметаллические фазы, такие как GdCo5 или Gd2Co17, термодинамический расчет для газового пространства показывает, что образование этих соединений непосредственно из атомов в объеме газа энергетически невыгодно по сравнению с конденсацией чистых металлов.

Отсутствие взаимодействия может также объясняться кинетическими факторами или высоким энтропийным барьером при формировании сложных молекулярных структур в газовой фазе. Подобные расчеты имеют принципиальное значение при проектировании процессов вакуумного напыления, физического осаждения из паровой фазы (PVD) и создании магнитных материалов с высокой коэрцитивностью, так как они позволяют оценить вероятность протекания побочных реакций и определить температурные режимы, при которых компоненты системы остаются стабильными в своем исходном виде.



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