Как взаимодействуют атомы Ni и Tm

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов Ni и 10 моль атомов Tm 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 Tm298–2220 K10 Ni + 10 Tm

10 Ni + 10 Tm2220–3000 K10 Ni + 10 Tm (gas)

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Tm и Ni*

Анализ термодинамического равновесия системы никеля и тулия в газовой фазе указывает на отсутствие химического взаимодействия между данными элементами в широком температурном интервале. Тот факт, что система остается смесью исходных компонентов вплоть до 3000 К, свидетельствует о высокой термодинамической устойчивости индивидуальных атомов металлов по сравнению с возможными газообразными соединениями или кластерами.

С точки зрения физической химии такая инертность в газовой фазе объясняется преобладанием энтропийного фактора при высоких температурах. Несмотря на то, что в конденсированном состоянии никель и редкоземельные элементы часто образуют устойчивые интерметаллиды за счёт значительной разности электроотрицательностей и атомных радиусов, формирование молекулярных структур в газовом объеме требует преодоления высокого энергетического барьера. Свободная энергия Гиббса для образования газообразных соединений Ni-Tm, вероятно, остается положительной, что делает их синтез термодинамически невыгодным при заданном давлении.

Переход, наблюдаемый при 2220 К, связан с изменением агрегатного состояния компонентов, однако он не сопровождается химической реакцией. Это подтверждает, что сродство элементов в данной фазе недостаточно для инициации взаимодействия. Подобные расчёты имеют принципиальное значение при проектировании процессов вакуумного напыления или газофазного синтеза материалов: они позволяют сделать вывод о том, что формирование интерметаллических фаз в системе Ni-Tm будет происходить исключительно на стадии конденсации на подложке или при сплавлении в жидкой фазе, но не в объёме газовой среды.



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