7.6.3扩散动力学范围 特点：VR>VD 7.6.3.1扩散控制的平板模式接触反应 AB 设经dt通过AB层单位截面的A摩尔数为dm B 由Fick第一定律得 dim=D.(dC) dc x dx dt dx Cx-Co0 设反应产物AB密度为p,分子量为M→dm= pdx M 再假设A在产物层中浓度呈线性分布： (-G d dx DCM → →X2 2DCM t=Kt dt pX Q 抛物线方程 K= 2DCoM
7.6.3 扩散动力学范围 特点：V R >> V D 7.6.3.1 扩散控制的平板模式接触反应 AB A B 设经dt通过AB层单位截面的 A摩尔数为dm 由Fick 第 一定律得 d C D dm ( )| x dx C =C 0 由Fick第 定律得 x dx D dt .( )| 设反应产物AB密度为 ，分子量为 M dx dm C A=C 0 0 设反应产物AB密度为 ，分子量为 M M dm x C ( )| ＝ 0 x dx d C 再假设 A在产物层中浓度呈线性分布： dx x t Kt ρ 2DC M x 2 0 ρx DC M dt dx 0 ρ _ 抛物线方程 dt ρx 2DC M ρ K 0
163 975℃ /950 925 sai snns jiun jad aspaour6aM 120 88 100 80 800 40 750 700 a650 20 30 VTime,min Fig.7-29.Oxidation of iron-the parabolic law [Davies et al.(1951)]. straight line (Fig.7-29).This equation was first deduced by Tammann,and was found to apply for the oxidation kinetics of a number of metals,e.g. iron in air
尖晶石生成反应实例： MgO+Al,O3→MgAl,O4 (a) (c) MgO Al2O 20 1500℃ 初始界面 (b) 产物层 10 MgO A120 1400 新的反应物·产物界面 1300℃ X I 100 200 时间/h D=xDe+xgD
尖晶石生成反应实例： MgO Al O M 23 24 g g 23 24 gAl O * * A A B D B D x D B x A
7.6.3.2粉末反应 扩散动力学范围 特点VR>VD 单晶固-固反应只是用于理论研究，便于初始和 边界条件的简化和确定，易于了解反应的基本 机理和反应影响因素（结构和取向)，而实际 中的样品都是固体粉末。假设A颗粒于B基体中。 粉末反应的前期，符合 (平板模型)的抛物线 增长定律，但反应的中、 后期，与抛物线增长定 律有较大的偏差，且偏 差随反应生成物层厚度 的增加而增大
7.6.3.2 粉末反应 单晶固-固反应只是用于理论研究，便于初始和 扩散动力学范围 特点：VR >> VD 单晶固 固反应只是用于理论研究，便于初始和 边界条件的简化和确定，易于了解反应的基本 机理和反应影响因素（结构和取向） 而实际 机理和反应影响因素（结构和取向），而实际 中的样品都是固体粉末。假设A颗粒于B基体中。 粉末反应的前期，符合 （平板模型 的抛物线 ） 增长定律，但反应的中、 后期，与抛物线增长定 律有较大的偏差，且偏 差随反应 成物层厚度 生 的增加而增大
粉末反应 扩散动力学范围 特点VR>VD 粉末反应的实际动力学过程相当复杂，因为当两 个固体接触时，物质传递的机理随着反应条件的不同 可能会有很大的差别。 对于固体粉末A和B反应，生成固体产物AB的最简 单模型： B 如果A、B两种反应物的挥发性 B B 都很小，在反应温度下，其蒸 B 气压可以忽略的话，那么，物 AB 质的传递将沿着接触点进行相 互扩散。假设B的扩散速度远远 大于A,那么反应首先在A颗粒 B 表面形成产物层，进一步的反 B B 应要求B扩散通过AB产物层。因 固相粉末反应的简单模型 此，物质的迁移包括有三个步 骤：
粉末反应 扩散动力学范围 特点：VR >> VD 粉末反应的实际动力学过程相当复杂，因为当两 个固体接触时，物质传递的机理随着反应条件的不同 可能会有很大的差别。 对于固体粉末A和B反应，生成固体产物AB的最简 单模型： 如果A、B两种反应物的挥发性 都很小，在反应温度下，其蒸 气压可以忽略的话 那么 物 B B B B B 气压可以忽略的话，那么，物 质的传递将沿着接触点进行相 B 互扩散。假设B的扩散速度远远 A AB B x 大于A，那么反应首先在A颗粒 表面形成产物层，进一步的反 B 应要求B扩散通过AB产物层 因 B A B B B 应要求B扩散通过AB产物层。因 此，物质的迁移包括有三个步 骤： B 固相粉末反应的简单模型