Как взаимодействуют атомы Mo и Ce

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов Mo и 10 моль атомов Ce 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 Mo + 10 Ce298–3000 K10 Ce + 10 Mo

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Ce и Mo*

Анализ термодинамического равновесия системы молибдена и церия в газовой фазе указывает на отсутствие химического взаимодействия в широком температурном интервале от 298 до 3000 К. Тот факт, что равновесный состав системы идентичен исходному, свидетельствует о низкой химической сродности этих элементов в состоянии изолированных атомов при атмосферном давлении. С точки зрения термодинамики это означает, что свободная энергия Гиббса образования возможных бинарных соединений в газовой фазе остается положительной, что делает процесс их синтеза несамопроизвольным во всем исследованном диапазоне.

Стоит отметить существенное различие между поведением системы в газовом объеме и в конденсированной фазе. Если в твердом состоянии взаимодействие переходных металлов и лантаноидов может быть стабилизировано энергией кристаллической решетки с образованием интерметаллических соединений, то в газовой фазе доминирует энтропийный фактор. При экстремально высоких температурах, достигающих 3000 К, вклад энтропии TΔS способствует диссоциации любых потенциальных молекулярных комплексов на отдельные атомы, что и подтверждается результатами расчёта.

Подобные выводы имеют важное прикладное значение для материаловедения, в частности, при разработке технологий физического осаждения из паровой фазы (PVD). Отсутствие спонтанных газофазных реакций позволяет с высокой точностью контролировать стехиометрию тонких пленок и многослойных структур, так как исключается появление неконтролируемых промежуточных соединений непосредственно в потоке испаряемого вещества. Таким образом, система ведет себя как смесь инертных друг другу компонентов.



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