Как взаимодействуют атомы Lu и Pt

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов Lu и 10 моль атомов Pt 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 Lu + 10 Pt298–3000 K10 Lu + 10 Pt

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Pt и Lu*

Отсутствие химического взаимодействия между лютецием и платиной в газовой фазе в широком температурном диапазоне от 298 до 3000 К свидетельствует о высокой термодинамической устойчивости индивидуальных атомов этих элементов при заданном давлении. Несмотря на то, что в конденсированном состоянии редкоземельные металлы и благородные металлы платиновой группы склонны к образованию стабильных интерметаллических соединений, условия газовой фазы существенно меняют энергетический баланс системы. Основной причиной такого поведения является доминирование энтропийного фактора: при температуре до 3000 К выигрыш в свободной энергии Гиббса от образования связей Lu–Pt оказывается недостаточным, чтобы компенсировать потерю степени свободы при объединении двух отдельных атомов в одну молекулу.

С точки зрения материаловедения подобные результаты указывают на то, что синтез соединений этой системы в объеме газовой фазы затруднен. Вероятно, взаимодействие между компонентами носит преимущественно кинетический характер или требует значительно более высоких давлений для смещения равновесия в сторону продуктов. Такие расчеты имеют важное значение при проектировании процессов физического осаждения из паровой фазы (PVD), так как они позволяют определить, будут ли элементы реагировать непосредственно в потоке пара или же формирование интерметаллических фаз произойдет исключительно на поверхности подложки за счет изменения термодинамики процесса в твердой фазе. Таким образом, система остается диссоциированной, что подтверждает низкую склонность данных элементов к образованию устойчивых газообразных кластеров при стандартном давлении.



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