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什么叫固相反应?
来源: | 作者:沈阳天成耐火 | 发布时间: 2021-08-12 | 151 次浏览 | 分享到:

什么叫固相反应?


 固相反应


    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,因为在不同的温度下,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。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。



    注:以上资料来自耐材优秀书籍《耐火材料技术问答》1994年2月第一版。