Как взаимодействуют атомы Eu и Er

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов Eu и 10 моль атомов Er 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 Eu + 10 Er298–1796 K10 Er + 10 Eu

10 Eu + 10 Er1796–3000 K10 Er + 10 Eu (gas)

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Er и Eu*

Анализ термодинамического равновесия системы европия и эрбия указывает на отсутствие химического взаимодействия между данными элементами в широком температурном диапазоне от комнатной температуры до 3000 К. Отсутствие новых фаз или интерметаллических соединений объясняется спецификой химического сродства лантаноидов. Поскольку оба металла относятся к одной группе и обладают схожими электроотрицательностями, а также близкими атомными радиусами, термодинамический стимул для образования устойчивых бинарных соединений в газовой фазе оказывается недостаточным.

С точки зрения физической химии, высокая энергия Гиббса предполагаемых продуктов реакции делает процесс их образования невыгодным, что приводит к сохранению системы в виде смеси индивидуальных компонентов. Переход системы в полностью газообразное состояние при температурах выше 1796 К лишь подтверждает отсутствие выраженного химического сродства, так как даже при интенсивном тепловом воздействии и высокой подвижности атомов новые связи не возникают.

Подобные расчеты имеют существенное значение при проектировании процессов совместного напыления редкоземельных металлов или создании многокомпонентных сплавов методом вакуумного испарения. Понимание того, что система ведет себя как смесь независимых фаз, позволяет более точно контролировать стехиометрию получаемых тонких пленок и прогнозировать отсутствие нежелательных примесей в виде интерметаллидов, которые могли бы изменить функциональные свойства материалов.



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