На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов Fe и 10 моль атомов Y в газовой фазе, с учётом следующих допущений:
Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.
Анализ равновесного состава системы железо-иттрий в газовой фазе указывает на отсутствие химического взаимодействия в широком температурном интервале от 298 до 3000 К. Такое поведение системы объясняется низкой склонностью данных металлов к образованию стабильных двухатомных молекул или малых кластеров при атмосферном давлении. Хотя в конденсированном состоянии железо и иттрий способны формировать устойчивые интерметаллические фазы с высокой энергией связи, характер их взаимодействия в газовой фазе принципиально иной.
В условиях свободного газа доминирующим фактором становится энтропийный вклад. Процесс ассоциации двух отдельных атомов в одну молекулу сопровождается значительным уменьшением энтропии системы, что делает изменение энергии Гиббса положительным при большинстве температур. Поскольку связь между атомами Fe и Y в газовом состоянии недостаточно сильна, чтобы компенсировать потерю степени свободы, система остается диссоциированной. С ростом температуры этот эффект только усиливается, так как член TΔ S в уравнении термодинамики начинает играть определяющую роль, окончательно подавляя возможность образования любых соединений.
Подобные результаты имеют важное значение для материаловедения, в частности при моделировании процессов физического осаждения из паровой фазы (PVD) или вакуумного напыления. Понимание того, что компоненты системы остаются в виде индивидуальных атомов, позволяет более точно прогнозировать кинетику роста пленок и состав формируемых интерметаллидов непосредственно на подложке, где условия термодинамики меняются с газообразных на твердофазные.
* Из-за большого количества расчетных данных, анализ расчетов осуществлялся нейросетью. В выводах могут присутствовать ошибки. Если вы обнаружили спорные моменты, напишите нам.