Толщина - слой - продукт - реакция
Cтраница 1
Толщина слоя продуктов реакции в композитах Ti - В и Ti - SiC достигает 2 мкм и охватывает весь представляющий интерес интервал толщин в практически важных материалах. Поэтому исследования кинетики реакции должны быть проведены в этом интервале толщин. Однако методы исследования роста столь тонких слоев развиты еще недостаточно, и поэтому точность измерений окажется невысокой при наложении указанных. [1]
Толщина слоя продукта реакции АВ с течением времени возрастает. Для протекания реакции необходимо, чтобы вещество А непрерывно диффундировало к поверхности вещества В через слой продукта реакции АВ. Если скорость такой диффузии неизмеримо меньше скорости химической реакции между Л и В, то кинетика процесса полностью определяется скоростью диффузии. [2]
Однако определение толщины слоя продукта реакции в порошкообразных слоях представляет значительные экспериментальные трудности, поэтому Яндер выразил ее через степень превращения реагента, покрываемого продуктом реакции. [3]
 |
Схема твердофазо-вой реакции между компонентами А и В по В. Ян-деру. [4] |
В связи с этим были предприняты попытки связать толщину слоя продукта реакции и степень химического превращения одного из компонентов реакции. [5]
То обстоятельство, что значение показателя п отклоняется от 2 / 3, указывает, что увеличение толщины слоя продукта реакции вызывает не только уменьшение поверхности раздела, но оказывает еще какое-то другое влияние, тесно связанное с условиями эксперимента и прежде всего давлением газа в системе. [6]
Возможно, некоторые детали этой модели нуждаются в уточнениях, поскольку экспериментальные значения-прочности при сдвиге для чистого никеля и его сплава с 1 % хрома примерно равны, хотя толщина слоя продукта реакции в этих случаях составляет соответственно 10 - 2 и 5 мкм. [7]
 |
Графические способы проверки.| Схема твердофазо-вой реакции между компонентами А и В по Гинстлин-гу - Броунштейну. [8] |
Следует отметить, что и уравнение Яндера ( 13), и уравнение ( 14) Гинстлинга - Броунштейна основаны на одном и том же исходном положении: скорость твердофазового процесса обратно пропорциональна толщине слоя продукта реакции. Различие в подходах состоит лишь в том, что В. Яндер рассматривает диффузию, приводящую к образованию продукта реакции на плоской границе раздела фаз, а Гинстлинг - Броунштейн решают задачу о диффузии в сферическом зерне. [9]
 |
Изменение содержания свободной СаО в клинкере в за. висимости от содержания частиц размером менее 5 мкм в сырьевой смеси ( 1723 К, длительность обжига 20 м. [10] |
Положительное влияние повышенной тонкости измельчения сырьевых компонентов на реакционную способность смеси можно объяснить следующими факторами: 1) увеличением поверхностной энергии частиц за счет разрыва химических связей и возрастания доли слабосвязанных ионов; 2) возрастанием количества дефектов в кристаллах; 3) увеличением суммарной площади контакта между частицами; 4) уменьшением толщины слоя продуктов реакции на зернах кислых компонентов; 5) ускорением растворения частиц в расплаве; 6) повышением степени однородности состава сырьевой смеси и, возможно, увеличением плотности укладки частиц. [11]
Наиболее удобно прессовать из таких порошков таблетки с целью создать более тесные контакты, необходимые для реакций ( см. D. Согласно теории Таммана, скорость увеличения толщины слоя продуктов реакции должна быть обратно пропорциональна времени реакции: dy / dtbt или в интегральной форме у - Ъ In t C. Однако исследования Яндера40 показали, что взаимодействие кристаллических порошков не подчиняется этому упрощенному уравнению. По его данным, квадрат толщины слоя вновь образовавшегося соединения пропорционален времени при постоянной температуре: y22Kt, Справедливость этого уравнения подтвердил также Тамман41 при изучении химического взаимодействия поверхности металлов с атмосферой, содержащей галоген; но этот закон нельзя применять непосредственно к реакциям в твердом состоянии, так как в таких случаях скорость увеличения слоя слишком мала. [12]
При этом Fe ( OH) 2, выделяющийся на поверхности частиц активного вещества, образует отдельную фазу в виде дисперсного осадка, не препятствующего распространению реакции окисления железа в глубину частиц. Наблюдаемая поляризация при разряде-железного электрода вызвана замедлением диффузии ионов ОН -, скорость которой снижается по мере увеличения толщины слоя продуктов реакции, выделяющихся на поверхности железа. Поляризация возрастает при понижении температуры и повышении разрядной плотности тока. В известных условиях разряд затрудняется образованием на железе поверхностных окислов адсорбционного характера, вызывающих пассивирование электрода. [13]
Существует ряд ограничений в отношении условий, при которых могут быть получены практически полезные кинетические данные. Важными являются следующие три требования: 1) подобие геометрических условий существующим в композиционных материалах, 2) подобие толщины слоя продуктов реакции толщинам, встречающимся в композиционных материалах и 3) подобие температур температурам, представляющим интерес для производства и применения композиционных материалов. Следует напомнить, что согласно рис. 6 зоны взаимодействия толщиной до 20 000 А представляют основной интерес в случае композиционных материалов титан - бор. [14]
При этом в соответствии с составом системы, плавящейся при данной температуре, в жидкую фазу вместе с плавнем переходит некоторое ( может быть весьма небольшое) количество одного из реагентов, в нашем случае А. Этот реагент интенсивно диффундирует через слой продукта к частицам второго реагента ( В) и реагирует с ним, тем самым увеличивая толщину слоя продукта реакции АВ. По мере того как А, реагируя с В, превращается в АВ и таким образом удаляется из жидкой фазы, соответствующее количество его немедленно плавится, далее также диффундирует через АВ, реагирует с В и так далее до тех пор, пока количество А в смеси достаточно для удержания всего плавня в жидкой фазе при данной температуре. [15]
Страницы: 1 2