固相反应引言固相反应机理固相反应动实用教案.pptx

一、 固态(gùtài)反应特征
基于研究结果，泰曼认为：
（1）固态(gùtài)物质间的反应是直接进行的，气相或液相没有或不起重要作用。
（2）固态(gùtài)反应开始温度远低于反应物的熔点或系统的低共熔温度，通常相当于一种反应物开始呈现显著扩散作用的温度，此温度称为泰曼温度或烧结温度。
第一节 引 言
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（3）当反应物之一存在有多晶转变时，则转变温度通常也是反应开始明显(míngxiǎn)进行的温度，这一规律也称为海得华定律。
泰曼的观点长期以来一直为学术界所普遍接受。但随着生产和科学实验的进展，发现许多问题。
因此，金斯特林格等人提出(tí chū)，固态反应中，反应物可能转为气相或液相，然后通过颗粒外部扩散到另一固相的非接触表面上进行反应。指出了气相或液相也可能对固态反应过程起重要作用。并指出这些反应有如下一些共同的特点：
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固相反应的共同特点：
（1）固态反应一般包括相界面上的反应和物质迁移两个过程。
（2）固态反应通常需在高温下进行。而且(ér qiě)由于反应发生在非均相系统，因而传热和传质过程都对反应速度有重要影响。
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二、原子(yuánzǐ)迁移
1、固态物质点的可动性
2、质点的迁移(qiānyí)形式
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第二节 固相反应(fǎnyìng)机理
相界面上化学反应机理
相界面上反应和离子扩散的关系
中间产物(chǎnwù)和连续反应
不同反应类型和机理
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固态反应一般是由相界面上的化学反应和固相内的物质迁移两个过程构成。但不同类型的反应既表现(biǎoxiàn)出一些共性规律，也存在着差异和特点。
一 相界面上化学反应机理
傅梯格（Hlütting）研究了ZnO和Fe2O3合成的反应过程。图1示出加热到不同温度的反应化合物，经迅速冷却后分别测定的物性变化结果。可把整个反应过程划分为六个阶段。
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图1 ZnO-Fe2O3混合物加热过程中性质的变化
+O22N2+O2反应的催化活性射线(shèxiàn)图谱上ZnFe2O4的强度
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（1）隐蔽期：约低于300℃。
（2）第一(dìyī)活化期：约在300~400℃之间。
（3）第一(dìyī)脱活期：约在400~500℃之间。
（4）二次活化期：约在500~620℃之间。
（5）二次脱活期或晶体形成期：约在620~750℃之间。
（6）反应产物晶格校正期：约＞750℃。
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当然，对不同反应系统，并不一定都划分成上述六个阶段。但都包括以下三个过程(guòchéng)：
（1）反应物之间的混合接触并产生表面效应；
（2）化学反应和新相形成；
（3）晶体成长和结构缺陷的校正。
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二 相界面上反应和离子扩散的关系
以尖晶石类三元化合物的生成反应为例进行讨论(tǎolùn)，尖晶石是一类重要的铁氧体晶体反应式可以下式为代表：
MgO+Al2O3MgAl2O4
这种反应属于反应物通过固相产物层中扩散的加成反应。
Wagner通过长期研究，提出尖晶石形成是由两种正离子逆向经过两种氧化物界面扩散所决定，氧离子则不参与扩散迁移过程，按此观点则在图2中在界面S1上由于扩散过来必有如下反应：
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