Как взаимодействуют атомы Ni и Gd

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов Ni и 10 моль атомов Gd 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 Gd298–3000 K10 Gd_-a;-b + 10 Ni

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Gd и Ni*

Анализ термодинамического равновесия системы никель-гадолиний в газовой фазе указывает на отсутствие спонтанного образования новых химических соединений в широком температурном интервале от 298 до 3000 К при атмосферном давлении. Несмотря на высокое химическое сродство лантаноидов к переходным металлам, что обычно приводит к синтезу устойчивых интерметаллических фаз в конденсированном состоянии, в газовой фазе данная система проявляет иную тенденцию.

Отсутствие продуктов взаимодействия объясняется тем, что при давлении 1 атм энтропийный вклад индивидуальных атомов превалирует над энтальпией образования возможных газообразных кластеров или молекул Ni-Gd. В условиях разреженного газа вероятность столкновений, приводящих к образованию прочных ковалентных или ионных связей между данными элементами, остается низкой, а термодинамический потенциал системы не способствует переходу в более сложные формы. Таким образом, взаимодействие между никелем и гадолинием в газовом состоянии кинетически и термодинамически затруднено.

Подобные расчеты имеют существенное значение при проектировании процессов вакуумного напыления или газофазного синтеза материалов. Результаты подчеркивают, что для получения устойчивых соединений данной системы необходимо либо обеспечить конденсацию фаз на подложке, либо существенно изменить параметры давления и температуры, чтобы сместить равновесие в сторону образования интерметаллидов. Это подтверждает тезис о принципиальном различии термодинамического поведения металлов в газовой фазе и в расплаве или твердом состоянии.



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