Как взаимодействуют атомы P и W

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов P и 10 моль атомов W 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 P + 10 W298–707 K10 P_red + 10 W

10 P + 10 W707–1523 K10 W + 2.5 P4 (gas)

10 P + 10 W1523–3000 K10 W + 5 P2 (gas)

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий W и P*

Анализ термодинамического равновесия системы вольфрам-фосфор указывает на отсутствие склонности данных элементов к образованию устойчивых бинарных соединений в исследуемом температурном диапазоне. Наблюдаемая картина свидетельствует о высокой химической инертности вольфрама по отношению к фосфору, что может быть обусловлено значительной энергией связи в кристаллической решетке этого тугоплавкого металла и низким сродством элементов друг к другу.

Основная динамика системы определяется исключительно фазовыми превращениями фосфора. При низких температурах доминирует устойчивость красного фосфора, однако с ростом температуры происходит переход вещества в газообразную фазу. Сначала формируются тетрамерные молекулы P4, что характерно для паров фосфора при умеренном нагреве. При дальнейшем повышении температуры до экстремальных значений термодинамически выгодным становится диссоциирование P4 на более простые димерные частицы P2, что продиктовано возрастающим вкладом энтропийного фактора в свободную энергию системы.

Отсутствие продуктов взаимодействия говорит о том, что любые возможные фосфиды вольфрама либо термодинамически нестабильны, либо обладают слишком высокой энергией Гиббса образования по сравнению с чистыми компонентами. Подобные расчеты имеют принципиальное значение при оценке совместимости материалов в высокотемпературных процессах и определении коррозионной стойкости вольфрамовых изделий в агрессивных средах, содержащих фосфор.



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