微波燃燒合成和微波燒結(jié)

微波燃燒合成和微波燒結(jié)

固體原料混合物以固態(tài)形式直接反應(yīng)是制備多晶形固休最為廣泛應(yīng)用的方法。為使反應(yīng)以顯著速率發(fā)生，必須將它們加熱至甚高溫度通常為1000—1500度)．這表明熱力學(xué)與動力學(xué)兩種因素在固態(tài)反應(yīng)中都極為重要：熱力學(xué)（微波加熱）通過考慮一個特定反應(yīng)的自由能變化來判斷該反應(yīng)能否發(fā)生；動力學(xué)因素決定反應(yīng)發(fā)生的速率。就這類多相體系反應(yīng)中最簡單的一種，兩個固相A和B作用生成一個固相C,而在反應(yīng)過中。原子或離子穿過各物相之間的界面。并通過各物相區(qū)，形成了原于或離子的交叉擴(kuò)散。整個反應(yīng)的推動力是反應(yīng)物和生成物之間自由能之差，影響反應(yīng)速率的二個重要因素是微波設(shè)備：

(1)反應(yīng)固體之可的接觸面積及其表面積；

    (2)產(chǎn)物相的成核速率；

    (3)原子或離子通過各物相特別是通過產(chǎn)物相的擴(kuò)散速率。

在—定情況下，雖然把反應(yīng)固體表面積全部看作處于密切接觸狀態(tài)在理論上是合理的，但在實際卻卻不太可能  通常接觸面積總比莫表面積要小得多。因此．將反應(yīng)物研成粉末并預(yù)先壓制成型能多少增加一些反應(yīng)物的接觸面糊，但即使在5．6x 100000000Pa的高壓下，一般冷壓產(chǎn)物也還有20％—40％的空隙．

由于生成產(chǎn)物相C時涉及到大量的結(jié)構(gòu)重排，化學(xué)鍵就必需斷裂和重新組合．原廠或離子也許要作相當(dāng)大距離(原子尺度上)的遷移，因此，需要極高的溫度使這些原子或離子晶體擴(kuò)散到達(dá)新的反應(yīng)界面  此外，產(chǎn)物相C成核的難易一是取決于它東身的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)混合物中某一個(A或B)物相結(jié)構(gòu)約相似性或部分相似性；二是取決于反應(yīng)物相的實際表面結(jié)構(gòu)  一般說來，若產(chǎn)物與反應(yīng)物巾的一種或兩種結(jié)構(gòu)類似，則這種結(jié)構(gòu)的相似性減少了成核作用所必需的結(jié)構(gòu)重排數(shù)量，成核過程較易于進(jìn)；而當(dāng)晶體中存在缺陷，特別是存在空位和間隙離子，甚至還有錯通道時。原子或離子的擴(kuò)散速率均能顯著加快是殺菌機(jī)．

    團(tuán)體—固體反應(yīng)一般說來是放熱的，經(jīng)過燒結(jié)反應(yīng)得到的產(chǎn)物實際上是一中平穩(wěn)態(tài)；的燒結(jié)體。它是一種包含有大量晶體微粒和氣孔集合體．其中還存在著許多晶粒間界。產(chǎn)品的物理性質(zhì)與單晶體或玻璃體完個不同，它強(qiáng)烈地依賴于燃燒合成或燒結(jié)反應(yīng)的條件。