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Ag-Sn合金的氧化过程与热力学性质
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]稀贵及有色金属先进材料教育部审点实验室,云南省新材料制备与加工重点实验室,昆明理工大学,昆明650093, [2]西安交通大学材料科学与工程学院,西安710049, [3]四川大学材料科学与工程学院,成都610064
  • 相关基金:国家重点基础研究规划(973计划)预研专项(2008CB617609)、国家自然科学基金(50361003)和昆明理工大学创新基金资助项目
中文摘要:

采用密度泛函微扰理论(DFPT)计算了Ag-Sn-O体系中O原子在Ag-Sn合金中的运动与反应,及该体系中几种化合物的结合能、生成焓以及热容与自由能随温度的变化.计算发现O原子存在于Ag晶格的四面体间隙,若存在八面体间隙会使体系能量升高288.23kJ·mol-1;Sn则在Ag晶格中主要以置换形式存在.计算得到结合能大小顺序为Ag6O2〉SnO2〉Ag2SnO3〉SnO〉Ag2O.SnO2的稳定性最高,生成焓约-591.1kJ·mol-1,SnO是一种过渡相,而Ag2SnO3和Ag6O2为亚稳相,都能在常温下存在,这与相关实验结果一致.原子间相互作用曲线说明Sn—O的成键能力明显高于Ag—O,氧化时只会形成Sn—O键.准谐函数近似计算(QHA)表明Ag2SnO3的热容远高于其它化合物,其德拜温度约500K,升温能力仅为SnO2的1/3,可有效解决AgSnO2电接触材料中温升过快的问题,而布居分布和Gibbs自由能则进一步说明SnO2是Ag-Sn-O体系中最稳定的相.

英文摘要:

Diffused and reactive O atom in process of internal oxidation in Ag-Sn-O system was calculated by density functional perturbation approximation theory (DFPT). The results showed binding energy, enthalpy, heat capacity and Gibbs free energy of the phases in Ag-Sn-O system. O atom was on tetrahedron positions in Ag lattice. The system energy of O atom on the octahedron positions was 288.23 kJ·mol-1 higher than that of O atom on the tetrahedron positions. However, Sn atom was on the replacement positions in Ag lattice. The order of cohesive energies (Ec) in Ag-Sn-O system was Ag6O2〉SnO2〉Ag2SnO3〉SnO〉Ag2O. The enthalpy of SnO2 was -591.1 kJ·mol-1, which was in agreement with experiment. SnO, Ag6O2, and Ag2SnO3 were the metastable phases in the normal temperature. Because the bonding ability of Sn—O was higher than that of Ag—O, there was no silver-oxide in Ag-Sn-O system. The heat capacity of Ag2SnO3 was much bigger than those of other compounds, and its Debye temperature was about 500 K. SnO2 was the most stable phase in Ag-Sn-O system, which was showed by population analysis and Gibbs free energy.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781