Как взаимодействуют атомы Ti и Gd

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

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Gd и Ti*

Анализ термодинамического равновесия системы титан-гадолиний в газовой фазе в широком температурном интервале от 298 до 3000 К указывает на отсутствие склонности компонентов к образованию новых химических соединений при заданном давлении. Сохранение индивидуальных фаз металлов свидетельствует о том, что в условиях газового взаимодействия энергетический выигрыш от формирования межатомных связей между Ti и Gd недостаточен для преодоления энтропийного фактора. В газовой фазе высокая степень хаотичности движения частиц способствует сохранению системы в виде смеси простых веществ, так как произведение концентраций продуктов реакции не достигает значений, необходимых для смещения равновесия в сторону синтеза интерметаллидов.

Стоит отметить, что в твердом состоянии данные элементы способны образовывать устойчивые интерметаллические фазы, однако условия данной модели (давление 1 атм и газообразное состояние) делают такой процесс термодинамически невыгодным или кинетически затрудненным из-за низкой вероятности эффективных столкновений атомов с нужной ориентацией. При повышении температуры до 3000 К влияние энтропии становится доминирующим, что еще сильнее стабилизирует свободные атомы металлов по сравнению с любыми возможными кластерами или молекулами. Подобные расчеты имеют принципиальное значение при проектировании процессов физического осаждения из паровой фазы (PVD) и анализе поведения паров металлов в высокотемпературных плазменных установках, позволяя определить границы стабильности компонентов и вероятность загрязнения системы побочными продуктами синтеза.



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