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6.1 固相反应;泰曼认为:
(1)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。
(2)固相反应开始的温度远低于反应物的熔点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,此温度称为泰曼温度或烧结温度。
(3)当反应物之一存在有多晶转变(相变)时,则转变温度通常也是反应开始明显进行的温度。;不同物质泰曼温度与熔点Tm之间的关系:;(3)固相反应通常需在高温下进行,且由于反应发生在非均相系统,因而传热和传质过程都对反应速度有??要影响。 ;(三)固相反应分类;2、按反应性质来分类;(四)固相反应机理;2、相界面上反应和离子扩散的关系;配料摩尔比为1:1,反应首先形成C2S,C3S2等中间产物,最终才转变为CS。其反应顺序如图所示:;二、 固相反应动力学;(2)当扩散速度远小于化学反应速度时,即 K >> D/ δ; 反应物化学组成和结构的影响
反应物颗粒尺寸及分布的影响
反应温度、压力和气氛的影响
矿化剂及其他影响因素的影响
;1、反应物的化学组成;2、反应物的活性;在生产实践中常采用活性固体来提高生产效率:;例 颗粒相同的 A 和 B 反应生成物 AB ,若改变 A 与 B 比例,则会 : 改变产物层厚度; 反应物表面积的大小; 反应截面积的大小。;(二)反应物颗粒尺寸及分布的影响;(2)颗粒尺寸大小对反应机理的影响;2、粒径分布的影响;2、压力和气氛的影响;1)通过改变固体吸附特性二影响表面反应活性;
2)对非化学计量氧化物ZnO、CuO等,气氛可直接影响晶体表面缺陷 的浓度、扩散机构和扩散速率。;例如:; 固相反应的应用;淄博环拓化工有限公司(原曙光集团公司碱厂)
年产固碱、片碱5万吨,氧氯化锆1500吨、二氧化锆500吨、副产白炭黑。 ;淄博工陶耐火材料有限公司
是与日本旭硝子陶瓷株式会社共同投资组建的中外合资企业, 公司主要从事耐火材料、日用陶瓷、机械设备等系列产品的研发和生产经营。 主导产业耐火材料形成了为电子、液晶、浮法、玻纤、瓶罐玻璃窑炉及冶金、炼铝等行业窑炉综合配套的规模化生产能力。 ;日用瓷、建筑卫生陶瓷内的重要反应;;;山东奥鹏工贸公司
年产煅烧氧化铝(α-氧化铝) 5万吨
多半供鲲鹏精细陶瓷有限公司 使用
5300元/吨(买家承担运费) 增值税发票
发布时间:2008-11-3有效期至2008-12-3
鲲鹏精细陶瓷有限公司
以生产氧化铝制品为主,高新技术民营企业。主要设备:球磨机、离心造粒机、等静压机
主要产品:氧化铝耐磨球、中铝耐磨球、奥鹏牌α-氧化铝、高纯化工填料球、耐磨衬砖及衬板、各种氧化铝耐磨件,年生产能力30000吨。 ;烧结:高温材料的一个重要工序,即粉体—致密体—多晶材料
一、烧结定义:
坯体成型后,气孔含量约35%~60%颗粒为点接触,高温下的变化:颗粒间接触面积增大,颗粒聚积,颗粒中心逼近—形成晶界;气孔形状变化—体积缩小—气孔连通—孤点气孔—气孔缩小—气孔排除—烧结物理过程。并伴随有:收缩、气孔率下降、致密化、强度大大增加、电阻下降等性质。;宏观变化:一种或多种固体粉末经成型,加热至一定温度后开始收缩,在低于溶点温度下变成致密坚硬的多晶体。
全面定义:由于固态中分子(或原子)的相互吸引,通过加热使粉末体颗粒产生接触,经物质迁移使粉体产生了强度并导致致密化和再结晶过程。
衡量烧结程度的指标:
坯体收缩率、气孔率、吸水率、烧结体密度与理论密度之比
二、与烧结有关的一些概念
烧成:包括多种物理、化学变化,如配水、分解、烧熔、烧结等,即烧结烧成,烧结是烧成的一个重要部分。
烧结温度熔融温度;金属粉末:Ts=0.3~0.4Tm
盐类: Ts=0.57Tm
硅酸盐: Ts=0.8~0.9Tm
熔融——全部为液相
烧结——至少有一组元为团相
烧结与固相反应:
共同点:均低于熔点;都至少有一组元为固相。
烧结:单组元或多组元相互发生化学反应,仅在表面能驱使下由粉体——致密体。其微观晶相组成未变化,仅显微组织排列致密和结晶程度完善。
烧结反应过程伴随固相反应和出现液相,实际中两者穿插进行。;三、烧结过程的推动力
物料粉末→消耗机械能→表面能贮藏在体中→晶格缺陷→粉体具较高活性
烧结推动力:粉状物料的表面能大于多晶烧结体的晶界能。烧结推动力与反应相比是很小的.
衡量烧结难易为程度:
比值愈小愈易烧结
粉体堆积使颗粒间有气孔通道,则弯曲表面造成压力差:;1、传质机理:蒸发——凝聚。
高温过程:粉体表面曲率不同→不同部位蒸汽压不同→产生性质。
模型:正曲率半径蒸汽压大。
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