Как взаимодействуют атомы Zr и Dy

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов Zr и 10 моль атомов Dy 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 Zr + 10 Dy298–2809 K10 Dy_-a;-b + 10 Zr_-a,hex

10 Zr + 10 Dy2809–3000 K10 Zr_-a,hex + 10 Dy (gas)

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Dy и Zr*

Анализ термодинамического равновесия системы цирконий-диспрозий указывает на отсутствие склонности данных элементов к образованию устойчивых интерметаллических соединений в широком температурном диапазоне. В интервале от 298 до 2809 К система остается разделенной на индивидуальные фазы металлов, что свидетельствует о низком химическом сродстве между переходным металлом IV группы и лантаноидом в данных условиях. Отсутствие экзотермических реакций синтеза говорит о том, что свободная энергия Гиббса образования возможных бинарных фаз превышает энергию чистых компонентов, что делает их термодинамически нестабильными.

При достижении температуры 2809 К наблюдается резкое изменение фазового состава, обусловленное переходом диспрозия в газообразное состояние. Сохранение циркония в твердой гексагональной модификации при одновременном испарении диспрозия объясняется существенной разницей в температурах кипения и энергиях связи в кристаллических решетках этих металлов. Высокая тугоплавкость циркония обеспечивает стабильность его фазы даже при экстремальном нагреве, в то время как летучесть диспрозия становится доминирующим фактором в верхней части исследуемого диапазона.

Подобные расчеты имеют принципиальное значение при проектировании высокотемпературных материалов и разработке методов вакуумного осаждения или разделения металлов. Понимание температурных границ фазовых переходов позволяет прогнозировать потери летучих компонентов при синтезе сплавов и определять условия, при которых возможно получение однофазных систем или, напротив, контролируемое разделение веществ за счет разницы в их давлениях насыщенного пара.



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