《8.2.1固相反应机理_2019.6.15_LL.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《8.2.1固相反应机理_2019.6.15_LL.pdf（15页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 材料科学基础 第 8 章 8.2.1 固相反应机理 一 相界面上化学反应机理 二 相界面上反应和离子扩散的关系 一、相界面上化学反应机理 ZnO-FeZnO-Fe 2 2 OO 3 3 混合物加热过程中性质的变化混合物加热过程中性质的变化 锌铁尖晶石合成 ZnO + Fe2O3 ZnFe2O4 1-对色剂的吸附性能；2-在250oC时对2CO+O2 2CO2反应的催化活性；3-物系的吸湿性；4- 在210oC时对2N2O 2N2+O2反应的催化活性；5 -染色（Ostwald色标）；6-密度；7-磁化率；8 -ZnFe2O4的X射线谱线强度；9-荧光性 阶段阶段名称名称温度温度现象现象原因原
2、因 隐蔽期300 曲线1下降，吸附 色剂能力下降。 反应物相互接触，低熔点反应物因流 动性大，包围了另一种反应物，故称 隐蔽期。结果使表面积降低。 第一活化期300400 曲线2，催化特 性增强，曲线8未 出现 出现反应产物，但产物晶格缺陷严重， 表现极大活性，故催化特性增强，但 仅是局部分子表面膜，未构成产物晶 核，故曲线8未出现 第一脱活期400500 曲线2下降，催化 特性降低，曲线8 未出现 产物层加强、致密，使表面活性降低， 产物层仅限于分子表面膜范围，未构 成晶核 二次活化期500620 曲线2，曲线8开 始出现 扩散结果使表面层疏松和活化，表面 活性增加，晶核开始形成 晶体形成期
3、620750 曲线8上升， 曲线2下降 晶化，尖晶石量增加，产物层大大 加强，表面活性减弱 产物晶格 校准期 750以上曲线2下降产物晶格缺陷得到校正 ZnOFe2O3反应各阶段划分及各阶段的反应过程和性质变化情况 一、相界面上化学反应机理 有缘学习更多驾卫星y g d 3 0 7 6 或关注桃报：奉献教育（店铺） 固相物质固相物质A A和和B B合成合成ABAB化学反应过程示意图化学反应过程示意图 第一阶段 隐蔽期，质点排列无变化， 温度：约低于300。图（a）所示 第二阶段 第一活化期，开始有吸附性产物 形成。 温度：300450。图 (b)所示 一、相界面上化学反应机理 固相物质固相物质
4、A A和和B B合成合成ABAB化学反应过程示意图化学反应过程示意图 第三阶段 第一脱活期，产物开始形成， 温度范围：400500。 图 (c)所示。 第四阶段 二次活化期，产物增加， 温度范围：550620。图 (d) 所示。 一、相界面上化学反应机理 固相物质固相物质A A和和B B合成合成ABAB化学反应过程示意图化学反应过程示意图 第五阶段 二次脱活期或晶体形成期， 温度范围：620750，图 (e)所示。 第六阶段 反应产物晶格校正期， 温度范围：T750，图 (f)所示。 一、相界面上化学反应机理 对不同反应系统，并不一定都能划分成上述 六个阶段，但都包括以下三个过程 （1 1 ）
5、 反应物颗粒之间的混合接触； （2 2 ） 在接触表面发生化学反应形成细薄并且包含 大量结构缺陷的新相； （3 3 ） 产物新相的结构调整与晶体生长。 一、相界面上化学反应机理 二、相界面上反应和离子扩散的关系 以MgO和Al2O3为原料合成镁铝尖晶石的反应 可以用以下反应式来描述 MgO+Al2O3MgAl2O4 根据瓦格聂耳(Wagner)理论 在这类固相反应中的扩散往往是由阳离子的迁移来实现。 在界面在界面S S 1 1 上上AlAl3+ 3+扩散过来有如下反应 扩散过来有如下反应 在界面在界面S S 2 2 上上MgMg2+ 2+扩散过来应如下 扩散过来应如下 2Al3+ + 4MgO = MgAl2O4+3Mg2+ 3Mg2+ + 4 Al2O3= 3MgAl2O4+ 2Al3+ 二、相界面上反应和离子扩散的关系 3Mg2+ 2Al3+ 为了保持电中性，从左至 右扩散的正电荷数目应等 于从右至左扩散的正电荷 数目,这样每向右扩散3个 Mg2+，必有2个Al3+从右向 左扩散。 二、相界面上反应和离子扩散的关系 反应产物中间层形成以后，反应物离子在其中的扩散 便成为这类尖晶石型反应的控制速度的因素。 因为决定反应速度的是扩散的粒子流，其扩散通量J与产物层的 厚度x成反比，又与产物层厚度的瞬时增长速度 成正比， 所以有： 二、相界面上反应和离子扩散的关系