第七章擴散與固相反應(yīng)

第七章擴散與固相反應(yīng)第1頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.1引言一、基本概念1.擴散現(xiàn)象氣體在空氣（氣體）中的擴散氣體在液體介質(zhì)中的擴散液體在液體中的擴散固體內(nèi)的擴散：氣體在固體中的擴散液體在固體中的擴散固體在固體中的擴散第2頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月3.擴散推動力——化學(xué)位梯度擴散——當(dāng)物質(zhì)內(nèi)有梯度（化學(xué)位、濃度、應(yīng)力梯度等）存在時，由于物質(zhì)的熱運動而導(dǎo)致質(zhì)點的定向遷移過程。擴散是一種傳質(zhì)過程：宏觀上表現(xiàn)為物質(zhì)的定向遷移擴散的本質(zhì)：質(zhì)點的熱運動（無規(guī)則運動）注意：擴散中原子運動的自發(fā)性、隨機性、經(jīng)常性，以及原子隨機運動與物質(zhì)宏觀遷移的關(guān)系正擴散（順擴散）：高濃度低濃度，結(jié)果導(dǎo)致質(zhì)點分布均勻化負(fù)擴散（逆擴散）：低濃度高濃度，機構(gòu)導(dǎo)致質(zhì)點偏聚第3頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月例：

（1）玻璃分相；（2）晶界內(nèi)吸附：表面活性物質(zhì)在晶界上的偏聚；（3）固溶體內(nèi)某些元素的偏聚二、擴散的基本特點不同物態(tài)下質(zhì)點的遷移方式氣（液）體中：對流、擴散固體中：擴散固體中原子的遷移方式大量原子集體協(xié)同運動：滑移、馬氏體相變無規(guī)則熱運動：包括熱振動和跳躍遷移第4頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月三、擴散分類

順擴散（又稱下坡擴散）：由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)的擴散逆擴散（又稱上坡擴散）：由低濃度區(qū)向高濃度區(qū)的擴散（1）按濃度均勻程度分互擴散：有濃度差的空間擴散；自擴散：沒有濃度差的擴散（2）

按擴散方向分體擴散：在晶粒內(nèi)部進行的擴散；表面擴散：在表面進行的擴散；晶界擴散：沿晶界進行的擴散。（3）

按原子的擴散途徑分四、擴散的應(yīng)用第6頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.2擴散動力學(xué)方程——菲克定律1858年，菲克（Fick）提出了描述物質(zhì)從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)遷移的定量公式。一、菲克第一定律——菲克第一定律在擴散過程中，單位時間通過單位橫截面積的質(zhì)點數(shù)目J正比于擴散質(zhì)點的濃度梯度。第7頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月圖擴散過程中溶質(zhì)原子的分布第8頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月

J

：擴散通量——單位時間內(nèi)通過單位橫截面的粒子數(shù)，常用單位是g/(cm2.s)或mol/(cm2.s)；

：是同一時刻沿軸的濃度梯度；

D

：比例系數(shù)，稱為擴散系數(shù)。三維擴散時：條件：穩(wěn)定擴散——指在垂直擴散方向的任一平面上，單位時間內(nèi)通過該平面單位面積的粒子數(shù)一定，即任一點的濃度不隨時間而變化，J=常數(shù)，第9頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月二、菲克第二定律——非穩(wěn)定擴散如圖所示：在擴散方向上取體積元，和分別表示流入體積元及從體積元流出的擴散通量，則在Δt時間內(nèi)，體積元中擴散物質(zhì)的積累量為：第10頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月圖

擴散流通過微小體積的情況第11頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月如果擴散系數(shù)與濃度無關(guān)，則：

——

菲克第二定律

三維擴散時：球坐標(biāo)形式：第12頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月三、擴散方程的應(yīng)用舉例（1）高壓氧氣球罐的氧氣泄漏問題單位時間內(nèi)氧氣泄漏量：（一）穩(wěn)定擴散第13頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月恒定源擴散：在整個擴散過程中擴散質(zhì)點在晶體表面的濃度C0保持不變。恒定量擴散：一定量的擴散相Q由晶體表面向內(nèi)部的擴散。（二）不穩(wěn)定擴散典型的邊界條件可以分為兩種：1.恒定源擴散邊界條件為：第14頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月第15頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月滿足上述邊界條件的解為：實際應(yīng)用：（1）由誤差函數(shù)求t時刻，x位置出擴散質(zhì)點的濃度C（x，t）；（2）利用實測C（x，t），求擴散深度與時間的近似關(guān)系。第16頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月例：在恒定源條件下，820℃時，鋼經(jīng)1小時的滲碳，可得到一定厚度的表面碳層，若在同樣條件下，要得到兩倍厚度的滲碳層需幾個小時：解：則：在同樣條件下∵x2＝2x1，∴t2＝4t1＝4（小時）第17頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月2.恒定量擴散對于第二種情況，邊界條件如下：求解得：第18頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)用：（1）測定擴散系數(shù)兩邊取對數(shù)，得：

以lnc（x，t）-x2

作圖得一直線

斜率k=－1/4Dt，D=－1/4tk第19頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月第20頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月例：測得1100℃硼在硅中的擴散系數(shù)D=4×10-7m2.s-1，硼薄膜質(zhì)量M=9.43×1019原子，擴散7×107s后，表面（x=0）硼濃度為：（2）擴散一定時間后的濃度分布第21頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.3固體的擴散機制及擴散系數(shù)一、固體擴散機構(gòu)晶體中粒子（質(zhì)點）的遷移（擴散）方式，即擴散機構(gòu)示意圖，如下圖所示。其中：

1.易位擴散：粒子間直接易位遷移，如(d)。

2.環(huán)形擴散：同種粒子間直接易位遷移，如(e)。

3.間隙擴散：間隙粒子沿晶格間隙遷移，如(b)。

4.準(zhǔn)間隙擴散：間隙粒子代替正常晶格位置粒子，如(c)。

5.空位擴散：粒子沿空位遷移：如(a)。

第22頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月第23頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月在以上各種擴散中：

（1）易位擴散所需的活化能最大（特別是離子晶體）；

環(huán)形易位雖能量上可能，但實際可能甚??；

（2）處于晶格位置的粒子勢能最低，在間隙位置和空位處勢能較高，故空位擴散所需活化能最小。因而：

空位擴散是最常見的擴散機理，其次是間隙擴散和準(zhǔn)間隙擴散。討論：晶體中原子或離子的遷移結(jié)構(gòu)主要為：空位機構(gòu)間隙機構(gòu)第24頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月空位擴散：指晶體中的空位躍遷入鄰近原子，而原子反向

遷入空位；

間隙擴散：指晶體內(nèi)的填隙原于或離子沿晶格間隙的

遷移過程。二擴散系數(shù)1、空位擴散系數(shù)和間隙擴散系數(shù)（1）空位擴散——空位與鄰近結(jié)點原子的距離，＝Ka0f——結(jié)點原子成功躍遷到空位中的頻率第25頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月可供空位躍遷的結(jié)點數(shù)：A晶體內(nèi)的空位濃度（缺陷濃度）質(zhì)點躍遷到鄰近空位的躍遷頻率f即：則：空位擴散系數(shù)（DV）第26頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月式中：ν0——原子在晶格平衡位置上的振動頻率；ΔGm（ΔSm、ΔHm）——空位遷移自由能（熵、焓)；ΔGf（ΔSf、ΔHf）——空位形成自由能（熵、焓）；γ——幾何因子，與晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)。例如：1）對于體心立方結(jié)構(gòu)A=8，則：第27頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月

2）對于立方面心格子A=12，則：（2）間隙擴散在間隙擴散機理中，由于晶體中間隙原子濃度往往很小，所以實際上間隙原子所有鄰近間隙位置都是空的。因此，可供間隙原子躍遷的位置幾率可近似地看成為1。

則：間隙機構(gòu)的擴散系數(shù)Di第28頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月則：空位間隙擴散系數(shù)

其中：Do——頻率因子，Q——擴散活化能空位擴散：空位形成能＋空位遷移能間隙擴散：間隙原子遷移能▲第29頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月3、本征擴散與非本征擴散根據(jù)空位的來源：本征點缺陷（弗、肖）——

本征擴散

摻雜點缺陷——

非本征擴散由本征點缺陷產(chǎn)生的空位濃度：由摻雜點缺陷產(chǎn)生的空位濃度：

NI總的空位濃度：

NV＝NV’＋NI則：第30頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月討論：擴散為本征缺陷所控制，為本征擴散擴散系數(shù)為本征擴散系數(shù)（1）高T時，晶體結(jié)構(gòu)中（2）低T時，晶體結(jié)構(gòu)中擴散摻雜點缺陷所控制，稱為非本征擴散。擴散系數(shù)為非本征擴散系數(shù)第31頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月下圖為含微量CaCl2的NaCl的晶體中，Na＋的自擴散系數(shù)D與溫度T的關(guān)系第32頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月

在圖上出現(xiàn)有彎曲或轉(zhuǎn)折現(xiàn)象：

這是由于兩種擴散的活化能差異所致，這種彎曲或轉(zhuǎn)折相當(dāng)于從受雜質(zhì)控制的非本征擴散向本征擴散的變化。在高溫區(qū)活化能大的應(yīng)為本征擴散，在低溫區(qū)的活化能較小的應(yīng)為非本征擴散。

Patterson等人測定了NaCl單晶中Na+離子和C1-離子的本征與非本征擴散系數(shù)以及由此實測值計算出的擴散活化能，如下表所示：第33頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月4、非化學(xué)計量氧化物中的擴散非化學(xué)計量空位金屬離子空位型

氧離子空位型原因：環(huán)境中氧分壓升高，迫使部分Fe2+、Ni2+、Mn2+等二價過渡金屬離子變成三價金屬離子，如：（1）

金屬離子空位型平衡時：則，非化學(xué)計量空位濃度[VM’’]：第34頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月則金屬離子空位型擴散系數(shù)：討論：2）若溫度不變1）若氧分壓PO2不變1nDM～lnPO2作圖，得直線斜率為1／6lnD~1／T作圖，直線斜率負(fù)值為(ΔHM+ΔH0/3)／R0第35頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月上圖為實驗測得氧分壓與CoO中鈷離子空位擴散系數(shù)的關(guān)系圖。其直線斜率為1／6。說明理論分析與實驗結(jié)果是一致的：即Co2+的空位擴散系數(shù)與氧分壓的1／6次方成正比。第36頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月以ZrO2-x為例，高溫氧分壓的降低（缺氧）將導(dǎo)致如下缺陷反應(yīng)發(fā)生:（2）氧離子空位型反應(yīng)平衡常數(shù)：則，非化學(xué)計量空位濃度：空位型擴散系數(shù)：

氧分壓的增加有利于金屬離子的擴散，而不利于O2－離子的擴散比較：第37頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月lnD～1／T圖第38頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月5、自擴散（1）自擴散——指原子(或離子)以熱振動為推動力通過由該種原子或離子所構(gòu)成的晶體，向著特定方向所進行的遷移過程。相對應(yīng)的擴散系數(shù)叫自擴散系數(shù)(self—diffusioncoefficient)測定：放射性同位素作示蹤原子、菲克定律第39頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月§7.4影響擴散的因素擴散介質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響擴散相與擴散介質(zhì)的性質(zhì)差異結(jié)構(gòu)缺陷的影響溫度與雜質(zhì)的影響第40頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月例如：1）急冷玻璃與充分退火玻璃；

2）同一物質(zhì)的晶體中與玻璃熔體中；

3）鋅在體心立方(晶胞含2個原子)的β-黃銅中的

D大于在面心立方(含4個原子)α-黃銅中的D；

4）固溶體結(jié)構(gòu)類型：間隙型比置換型容易擴散。1、擴散介質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響通常，擴散介質(zhì)結(jié)構(gòu)越緊密，擴散越困難，反之亦然。第41頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月2、擴散相與擴散介質(zhì)的性質(zhì)差異一般說來，擴散相與擴散介質(zhì)性質(zhì)差異越大，擴散系數(shù)也越大。第42頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月在離子型化合物中，一般規(guī)律為：

QS＝0.5Qb；Qg＝0.0.6～0.7Qb

Db：Dg：Ds＝10-14：10-10：10-73、結(jié)構(gòu)缺陷的影響在金屬材料和離子晶體中，原子或離子在晶界上擴散遠(yuǎn)比在晶粒內(nèi)部擴散來得快。QS、Qg、Qb——分別為表面擴散、晶界擴散和晶格內(nèi)擴散的活化能；

Db、Dg、Ds——分布為晶粒內(nèi)部、晶界區(qū)域和表面區(qū)域擴散系數(shù)。第43頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月0.40.81.21.62.02.43.0DsDgDg圖7-11Ag的自擴散系數(shù)Db，晶界擴散系數(shù)Dg和表面擴散系數(shù)Ds第44頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月4、溫度與雜質(zhì)的影響（1）T的影響（2）雜質(zhì)的影響擴散活化能：Q越大，T對D的影響越敏感；T和熱過程：改變物質(zhì)結(jié)構(gòu)，如急冷玻璃和充分退火玻璃低T：非本征擴散；高T：本征擴散第45頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月圖擴散系數(shù)與溫度的關(guān)系第46頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月圖硅酸鹽中陽離子的擴散系數(shù)NaCaSi0.51.01.510-510-610-710-810-910-10D(cm2/s-1)1000/T(k-1)第47頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月1）引入高價陽離子，會造成造成晶格畸變和空位，D；

2）雜質(zhì)含量，非本征擴散與本征擴散溫度轉(zhuǎn)折點升高；

3）雜質(zhì)原子與部分空位發(fā)生締合，使中總空位，擴散；

4）雜質(zhì)與擴散介質(zhì)形成化合物或發(fā)生淀析，Q，D。利用雜質(zhì)對擴散的影響是人們改善擴散的主要途徑：第48頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月§7-4固相反應(yīng)及其動力學(xué)特征第49頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月玻璃、陶瓷在加熱過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)都是在有固相參加的情況下進行的。1、定義：狹義：常指固體與固體間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新固體產(chǎn)物的過程.廣義：凡是有固相參與的化學(xué)反應(yīng)。

例：固體的分解氧化固體與固體的化學(xué)反應(yīng)固體與液體的化學(xué)反應(yīng)第50頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月2、特點（與氣、液反應(yīng)相比）1）固相反應(yīng)屬非均相反應(yīng)（氣、液為均相反應(yīng)，所有分子都接觸）2）固相反應(yīng)開始溫度常低于反應(yīng)物的熔點或系統(tǒng)低共熔溫度——泰曼溫度或燒結(jié)開始溫度（質(zhì)點有明顯可動性）3）有多晶轉(zhuǎn)變時，固相反應(yīng)明顯加快——海德華定律4）反應(yīng)速度較慢（界面反應(yīng)）第51頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月3、固相反應(yīng)模型及反應(yīng)過程1）固相反應(yīng)模型第52頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月金斯特林格指出：氣相或液相也可能對固相反應(yīng)過程起主要作用。固相直接參與化學(xué)作用并起化學(xué)變化，同時至少在固體內(nèi)部或外部的某一過程起著控制作用的反應(yīng)?？刂品磻?yīng)速度的因素：化學(xué)反應(yīng)本身反應(yīng)新相晶格缺陷調(diào)整速率晶粒生長速率反應(yīng)體系中物質(zhì)和能量的輸送速率第53頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月

2）固相反應(yīng)的過程

A、反應(yīng)物擴散到界面B、在界面上進行反應(yīng)C、產(chǎn)物層增厚ABABABAAABBB第54頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)按反應(yīng)性質(zhì)分5、固相反應(yīng)的分類(1)按物質(zhì)狀態(tài)分純固相反應(yīng)有液相參加的反應(yīng)有氣體參加的反應(yīng)

*(3)按反應(yīng)機理化學(xué)反應(yīng)速率控制過程晶體長大控制過程擴散控制過程氧化反應(yīng)還原反應(yīng)加成反應(yīng)置換反應(yīng)分解反應(yīng)第55頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月§7-5固相反應(yīng)動力學(xué)方程一、固相反應(yīng)一般動力學(xué)關(guān)系固相反應(yīng)特點：反應(yīng)通常由幾個簡單的物理化學(xué)過程組成。如：化學(xué)反應(yīng)、擴散、結(jié)晶、熔融、升華等，只有每個步驟都完成反應(yīng)才結(jié)束，因而速度最慢的對整體反應(yīng)速度有決定性作用。第56頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月前提：穩(wěn)定擴散過程：1、M－O界面反應(yīng)生成MO；2、O2通過產(chǎn)物層(MO)擴散到新界面；

3、繼續(xù)反應(yīng)，MO層增厚根據(jù)化學(xué)動力學(xué)一般原理和擴散第一定律，

VR＝KC例：以金屬氧化為例，建立整體反應(yīng)速度與各階段反應(yīng)速度間的定量關(guān)系第57頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)平衡時：V＝VR＝VD，說明：整體反應(yīng)速率由各個反應(yīng)的速率決定。反應(yīng)總阻力＝各分阻力之和。第58頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月討論：(1)擴散速率

>>

化學(xué)反應(yīng)速率(DC0/

>>KC0),反應(yīng)阻力主要來源于

化學(xué)反應(yīng)——屬化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)范圍

(2)化學(xué)反應(yīng)速率

>>擴散速率(KC0>>DC0/)

，反應(yīng)阻力主要來源于

擴散——屬擴散動力學(xué)范圍

(3)VR≈VD,屬過渡范圍，反應(yīng)阻力同時考慮兩方面推廣：最慢的速度決定整個速度第59頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月二、化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)范圍特點：VD>>VR1、均相二元系統(tǒng)反應(yīng)反應(yīng)式：固相反應(yīng)，濃度失去意義，用轉(zhuǎn)化率G表示第60頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月例：反應(yīng)物為球形R0x固相反應(yīng)速度：n——反應(yīng)級數(shù)F——反應(yīng)面積F~f(G)第61頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月第62頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月則：當(dāng)n=1時積分：第63頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月實例：第64頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月三、擴散動力學(xué)范圍（特點：VR>>VD）1、楊德爾方程設(shè)反應(yīng)產(chǎn)物AB密度為，分子量為設(shè)以平板模式接觸反應(yīng)和擴散設(shè)經(jīng)dt通過AB層單位截面的A質(zhì)量為dm由Fick第一定律得且為穩(wěn)定擴散圖7-17（A）固相反應(yīng)Jander模型第65頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月_______拋物線速度方程（B）固相反應(yīng)Jander模型通常以粉狀物料為原料，作下列假設(shè)：(1)反應(yīng)物是半徑為R0的等徑球粒；(2)反應(yīng)物A是擴散相，A成分包圍B顆粒，且A、B和產(chǎn)物完全接觸，反應(yīng)自表面向中心進行；(3)A在產(chǎn)物層濃度梯度呈線性，且擴散截面一定。第66頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月其中其中第67頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月討論：

(1)FJ(G)～t呈直線關(guān)系，通過斜率可求KJ，又由可求反應(yīng)活化能。(2)KJ與D、R02有關(guān)(3)楊德爾方程的局限性假定的擴散截面不變

x/R0很小，因而僅適用于反應(yīng)初期，如果繼續(xù)反應(yīng)會出現(xiàn)大偏差。G<0.3第68頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月實例：第69頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月2、金斯特林格方程圖7-20金斯特林格反應(yīng)模型(1)模型：仍用球形模型，放棄截面不變假設(shè)，同時討論產(chǎn)物密度變化。在產(chǎn)物層內(nèi)，第70頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)單位時間內(nèi)通過4r2球面擴散入產(chǎn)物層AB中A的量為dm/dt，由Fick第一定律(2)金斯特林格積分方程金斯特林格微分方程第71頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月討論：(1)

適用更大的反應(yīng)程度；由金斯特林格方程擬合實驗結(jié)果，G由0.246

0.616,FK(G)～t，有很好的線性關(guān)系，KK=1.83;由楊德爾方程知FJ(G)～t線性關(guān)系很差，KJ由1.81增加到2.25

(2)

從方程本身看：當(dāng)i很小，dx/dt=K/i,當(dāng)i,dx/dt很快下降并經(jīng)歷一最小值(i=0.5);當(dāng)i＝0或i＝1dx/dt∞，說明進入化學(xué)動力學(xué)范圍。(3)

由Q～G作圖QG1第72頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月實例：時間（min）SiO2反應(yīng)度GKk×104KJ×10441.549.977.099.5168.0193.0222.0263.5296.0312.0332.00.24580.26660.32800.36860.46400.49200.51960.56000.58760.60100.61561.831.831.831.831.831.831.831.831.831.831.831.811.962.002.022.102.122.142.182.202.242.25表7-5二氧化硅-碳酸鈉反應(yīng)動力學(xué)數(shù)據(jù)（R0=0.036mm，T=8200C）第73頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月第74頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月假如采用圓柱狀顆粒：F(G)=(1-G)Ln(1-G)+G=Kt修正：當(dāng)考慮反應(yīng)物與生成物因密度不同所帶來的體積效應(yīng)，

卡特修正為：其中Z：消耗單位體積B組分所生成產(chǎn)物C組分的體積。第75頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月實例：第76頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月§7-6影響固相反應(yīng)的因素一、反應(yīng)物化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)的影響1、化學(xué)組成：反應(yīng)物結(jié)構(gòu)狀態(tài)質(zhì)點間的化學(xué)鍵性質(zhì)、各種缺陷的多少都會影響反應(yīng)速率。實際：利用多晶轉(zhuǎn)變、熱分解、脫水反應(yīng)等過程引起晶格效應(yīng)來提高生產(chǎn)效率。如：Al2O3+CoO

CoAl2O42、結(jié)構(gòu)影響：常用輕燒Al2O3而不用較高溫度下死燒的Al2O3，原因：輕燒Al2O3中有－Al2O3

－Al2O3

轉(zhuǎn)變，提高了Al2O3的反應(yīng)活性。第77頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月二、反應(yīng)物顆粒尺寸及分布的影響原因：