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什么叫固相反应?

发布时间:2023-06-13 11:50责任编辑:夏花花关键词:
  固相反应是固体参与直接化学反应并起化学变化,同时至少 在固体内部或外部的一个过程中起控制作用的反应。它通常是由  若干个简单的物理和化学过程,如化学反应、扩散、结晶、熔融 和升华等步骤综合而成的。整个过程的速度将由其中速度最慢的 一环所控制。
  这时控制速度不仅限于化学反应,也包括扩散等物 质迁移和传热等过程。可见固相反应除固体间的反应外也包括有 气液相参与的反应。固体的反应能力尽管比气体和液体低得多,但却仍然存在。而 且固态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。
  固相反应开始温度远低于反应物的熔融或系统的低共熔温 度,通常相当于一种反应物开始呈现显著扩散作用的温度,也叫泰曼温度或烧结温度。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变为显著的温度。各种固体反应系统都包括反应物之间的混合接触并产生表面 效应、化学反应和新相形成以及晶体生长和结构缺陷的校正等三 个阶段,至于反应阶段的划分主要决定于温度,因为在不同的温 读下,反应物质点所处的能量状态不同。
  扩散能力和反应活性也 不同。因此,对于不同系统,各阶段所处的温度区间也不同。但 是相应新相的形成温度都明显地高于反应开始温度,其差值称反 应潜伏温差,其大小随不同反应系统而异。当在两反应颗粒间形成一层产物之后,进一步反应将依赖于 一种或几种反应物通过产物层的扩散而得以继续。
  这种迁移扩散 可能通过晶体内部晶格、表面、晶界或晶体裂缝进行。对于众多 的固相反应,通常可按反应物质的相形态或反应形式加以分类:(1) 加成反应:A+B-C。这是固相反应的一个重要类型。其开 始温度约接近于反应物的泰曼温度。(2)造膜反应:A+B—C。
  这 类反应实际上也属加成反应,但A、B常是单质元素。若生成物C 不固溶A、B中任一相,或能以任意比例固溶,则产物层中的排列 方式分别为A|C|B, A (B) |B及A|B (A)。(3)置换反应:这 是另一类重要的固相反应a在这类反应过程中,反应产物必须在 两种产物层中扩散通过。
  
  (4)转变反应:例如石英的多晶转变反 应。这类反应的特点是:反应仅在一个固相中进行,反应物或生 成物不必参与迁移,而且反应通常是吸热的。在转变点附近会出 现比热值异常增大。(5)热分解反应:它与转变反应相似,也常 伴有较大的吸热效应,并在一较小的温度区间内完成,所不同的 只是它还有分解产物的扩散过程。

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