Как взаимодействуют атомы Ni и Ce

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

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Ce и Ni*

Анализ термодинамического равновесия системы никель-церий в газовой фазе демонстрирует отсутствие склонности компонентов к образованию новых соединений в широком температурном интервале от 298 до 3000 К. Тот факт, что система остается в виде смеси индивидуальных атомов, указывает на термодинамическую невыгодность синтеза газообразных продуктов при атмосферном давлении. С точки зрения материаловедения такой результат представляется специфическим, поскольку в конденсированной фазе никель и церий способны формировать устойчивые интерметаллические соединения с выраженным химическим сродством.

Однако в условиях газовой среды доминирующим фактором становится высокая конфигурационная энтропия, которая при повышении температуры существенно препятствует ассоциации атомов в более сложные молекулярные структуры или кластеры. Вероятно, энергия связи гипотетических газообразных соединений Ni-Ce недостаточна для того, чтобы компенсировать потерю степеней свободы при переходе от отдельных атомов к молекуле. Кроме того, взаимодействие между переходным металлом и лантаноидом в паровой фазе может быть кинетически затруднено из-за низкого сечения эффективных столкновений, приводящих к химической реакции. Подобные расчеты имеют принципиальное значение при моделировании процессов физического осаждения паров и вакуумного напыления многокомпонентных пленок, так как они позволяют определить, будет ли происходить предварительное взаимодействие компонентов в потоке пара или же формирование фаз произойдет непосредственно на поверхности подложки.



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