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第三章固相反应固相反应是高温条件下固体材料制备过程中的一个普遍的物理化学现象。
它是一系列材料（包括各种传统的、新型的金属材料和无机非金属材料）制备所涉及的基本过程之一。
狭义地说，固相反应是固相和固相之间发生化学反应，生成新的固相产物的过程。
广义地说，凡是有固相物质参与的化学反应都可称为固相反应。
本章的固相反应采用后一种定义，指固相物质为主要物相参与的化学反应过程。
因此，固相反应的研究范围，包括了固相与固相、固相与液相、固相与气相之间三大类的反应现象和反应过程。
相应地，除了传统的固相-固相之间的反应类型外，固相反应还应包括固相-液相之间，以及固相-气相之间进行化学反应的类型。
从反应过程分析，固相反应的最大特征是先在两相界面上（固-固界面、固-液界面、固-气界面等）进行化学反应，形成一定厚度的反应产物层；然后经扩散等物质迁移机制，反应物通过产物层进行传质，使得反应继续进行。
同时，在上述化学反应过程中还常常伴随一些物理变化过程，有些固相反应的速度也不完全由反应物本身在界面上的化学反应速度所控制，而是由其中的某一物理过程所决定。
下面就对固相反应的相关问题进行较为详细的论述。
第一节固相反应概述一、固相反应定义及其研究对象广义的、较为普遍接受的固相反应定义是：固相物质作为反应物直接参与化学反应的动力学过程，同时在此过程中，在固相内部或外部存在使反应得以持续进行的传质过程。
从反应的控制过程及影响因素来分析，控制固相反应速度的不仅有界面上的化学反应，而且还包括反应物和产物的扩散迁移等过程。
固相反应的研究对象则包括了所涉及的化学反应热力学、过程动力学、传质机理与途径、反应进行条件与影响控制因素等等。
二、固相反应特点较早时期，对固相反应的研究侧重于单纯的固相体系。
研究发现，固相质点在较低温度下也会进行扩散，但因扩散速度很小，所以其反应过程也无法观测；随着反应温度的升高，扩散速度以指数规律增大，并在某些特定条件下，出现了明显的化学反应现象。
固相反应内容提要固相反应是无机固体材料的高温过程中一个普遍的物理化学现象，是一系列合金、传统硅酸盐材料以及各种新型无机材料生产所涉及到的基本过程之一。
由于固体的反应能力比气体和液体低很多，在较长时间内人们对它的了解和认识甚少。
尽管像铁中渗碳这样的固相反应过程人们早就了解并加以应用，但系统的研究工作却只是20世纪30~40年代以后的事。
在固相反应研究领域，泰曼（Tammann）及其学派在合金系统方面；海德华（Hedvall）、扬德（Jander）以及瓦格纳（Wagner）等人在非合金系统方面的工作是占有重要地位。
如今，固相反应已成为材料制备过程中的基础反应，它直接影响这些材料的生产过程、产品质量及材料的使用寿命。
鉴于与一般气、液相反应相比，固相反应在反应机理、动力学和研究方法方面都具有特点。
因此，本章将着重讨论固相反应的机理及动力学关系推导及其适用的范围，分析影响固相反应的因素。
8.1 固相反应过程及机理固相反应（指在固相间发生的化学反应，也指有气相或液相参与，而反应物和产物中都有固相的反应。
其特征是反应在界面上进行和物质在相内部扩散。
）在无机固体材料的高温过程中是一个普遍的物理化学现象，它是一系列合金、传统硅酸盐材料以及各种新型无机材料生产所涉及到的基本过程之一。
广义地讲凡是有固相参与的化学反应都可称为固相反应。
例如固体的热分解，氧化以及固体与固体、固体与液体之间的化学反应等都属于固相反应范畴之内。
但在狭义上，固相反应常指固体与固体间发生化学反应生成新的固体产物的过程。
一、固相反应特点（1）固相反应是发生在两组分相界面上的非均相反应，反应首先在相界面上发生，然后逐渐向其内部深入发展直至完全反应为止；通常包括相界面上的化学反应和反应物通过产物层的扩散两个过程；图8-1所示为物质A和B进行固相反应生成C的反应过程模型：反应一开始是反应物颗粒之间的混合接触，并在界面发生化学反应形成细薄且含大量结构缺陷的产物新相，随后发生产物新相的晶体生长和结构调整。
