Как взаимодействуют атомы Ni и Lu

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов Ni и 10 моль атомов Lu 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 Lu298–3000 K10 Lu + 10 Ni

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Lu и Ni*

Анализ термодинамического равновесия системы никель-лютеций в газовой фазе указывает на отсутствие спонтанного химического взаимодействия между данными элементами в широком температурном диапазоне от 298 до 3000 К при атмосферном давлении. Тот факт, что состав системы остается неизменным и соответствует смеси исходных атомов, свидетельствует о высокой термодинамической устойчивости индивидуальных газообразных фаз металлов по сравнению с возможными продуктами их взаимодействия.

С точки зрения материаловедения, никель и лютеций способны образовывать интерметаллические соединения в твердом состоянии, однако в газовой фазе при давлении 1 атм образование устойчивых молекулярных кластеров или газообразных соединений энергетически невыгодно. Вероятно, свободная энергия Гиббса для реакций синтеза газообразных продуктов остается положительной во всем исследуемом интервале, что делает процесс образования химических связей между атомами Ni и Lu термодинамически запрещенным. Кроме того, значительный вклад энтропийного фактора при высоких температурах способствует сохранению системы в виде смеси разрозненных атомов, так как разупорядоченность газовой смеси преобладает над выигрышем в энтальпии от возможного связывания.

Подобные расчеты имеют принципиальное значение при проектировании процессов вакуумного напыления или создании тонких пленок из многокомпонентных систем. Понимание отсутствия взаимодействия в газовой фазе позволяет прогнозировать поведение компонентов при испарении и подтверждает, что формирование фаз интерметаллидов будет происходить исключительно на стадии конденсации или в результате диффузионных процессов в конденсированном состоянии, а не в объеме газового потока.



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