Твердофазные реакции — М.: Химия, 1978. 360 с., ил.
В монографии обобщены сведения о твердофазных реакциях, используемых для получения ферритов, пьезо- и сегне-тоэлектриков, твердых электролитов и порошковых сплавов. В ней рассмотрены основы термодинамики и кинетики твердофазных реакций, уделено внимание проблеме активирования твердых фаз.
Книга рассчитана на химиков-технологов, занимающихся получением новых конструкционных материалов с помощью твердофазных реакций, и будет полезна научным сотрудникам, аспирантам и студентам, специализирующимся в области химии твердого тела.
360 с., 24 табл., 83 рис., список литературы 400 ссылок.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ................ "
Глава 1. Термодинамика твердофазных реакций....... 8
1.1. Термодинамическая оценка возможности твердофазного взаимодействия ...............• °
1.2. Методы исследования термодинамики твердофазных реакций ... 12
Метод электродвижущих сил........... 12
Метод гетерогенных равновесий........... 24
Термохимические методы............. *8
1.3. Термодинамические параметры важнейших твердофазных реакций 36
1.4. Закономерности изменения и приближенные методы расчета энтропии,
энтальпии и энергии Гиббса............• 41
Энтропия................. 41
Энтальпия................. 46
Энергия Гиббса............... 49
1.5. Определение равновесных условий образования и термодинамическое описание фаз переменного состава как продуктов твердофазного взаимодействия ................. 52
Литература.................. 70
Глава 2. Механизм твердофазных реакций ......... 73
2.1. Явления разупорядочения в кристаллах........ 73
Образование точечных дефектов........... 73
Равновесие дефектов в бинарных кристаллах....... 79
Равновесие дефектов в тройных кристаллах....... 85
Определение природы доминирующих дефектов...... 8$
Способы определения энергии разупорядочения ...... 89
2.2. Взаимодействие точечных дефектов.......... 98
Основные типы взаимодействия........... 98
Ассоциация дефектов .............. 100
Процессы упорядочения дефектов с образованием сверхструктур . . 102 Упорядочение и аннигиляция дефектов путем перегруппировки координационных полиэдров .............. 104
2.3. Физико-химические факторы, определяющие механизм твердофазных
реакций.................. ПО
Диффузия в твердых телах............ ПО
Методы исследования механизма твердофазных реакций . . . . 114
Теория твердофазного взаимодействия......... 117
Влияние дефектов нестехиометрии на твердофазные реакции . . . 128 Влияние неравновесных дефектов на скорость и механизм твердофазного взаимодействия.............. 133
2.4. Механизм важнейших твердофазных реакций....... 135
2.5. Механизм твердофазных превращений без изменения состава . . . 139 Структурная классификация полиморфных превращений .... 139
3
Превращения первого и второго рода 145
монотропные и энантиотропные превращения ....... 150
Мартенситовые превращения ....... c"
" "РедотвРаи«"ие Фазовых превращений без измен*
п *-vv,
Литература
Гла
а 3. Кинетика твердофазных реакций . 164
твердофазных реакций .... 32 Кине3^н3аМеЧаНИЯКПОСТаНОВКекинетическихэкспериментов ! '. 169 'Фоомялко Д " УРавне«ия изотермической кинетики ... 172 Формальное уравнение кинетики и способы определения его пара-Диффузионные модели ...'.''.......{74
Кинетика твердофазных реакций в-полидиспёрсных системах ' " ' 184 реакции ли е процессами ^ ^^ ^^ .^
реакциИйЧеСКИе СОВ6ТЫ' касающиеся изучения кинетики' твердофазных
'
3.3. Энергия активации твердофазных' реакций ......... 195
паРаметРы некоторых твердофазных реакций '. '. '. 203
лава 4 Активное состояние реагентов и его роль в твердофазных про-
цессах ................ 208
4.1. Природа активного состояния твердых фаз 208
Инт °ЦеНКИ активного состояния твердых 'фаз ..... 213
интегральные методы ... ^ ..... 2|4
^манационный метод . .......... 2,8
Метод контактной вольтамперометрии ..... ' ' """ ' 219
ЗМереНИЯ электР°пР°водности и термоэлектродвижущей силы 221 ванняя ктиююго «ктояния реагентов твердофазных реакций, осно-
ванная на измерении их каталитической способности 222 м д Рентгеновской дифракции ....
метод истинной теплоемкости ......... 228
4 Ч ^анаВД°нный метод поверхностной метки ' ' ...... 230
. 231
45 Me?™?0133™6 твеРдых *аз введением микродобавок '. '. ' ' ' 239
4-6: &„р^™еаоеЗонн«е ИНД»видУальных реагентов и их смесей 245 Действия Реакционных смесей в процессе твердофазного взаимо-
Литература '.'.'.'.'. ............. JJJJ3
Заключение ..... ......... .- • • • ^ЬО
приложение А. Изменение стандартной' энергии Гиббса ' некоторых
Пои твердофазных реакций . 266
ниложениеБ. Химические соединения, образующиеся при взаимо-
jj Действии оксидов 272
.V ложение В. Стандартные термодинамические параметры и струк-
Лрилож«и, г оУра некот°Рых индивидуальных веществ . 288 Р жжение Г. Зна^ия^еплоемкости для некоторых индивидуал,
Литература .... . ............ ^4
Предметный указатель .''.'••'•' ........ |46
формульный укдзатель твердофазных' реакций '.'.'.'.'.'.'.', 357
ПРЕДИСЛОВИЕ
Современный технический прогресс тесно связан с созданием новых твердых конструкционных материалов. Можно без преувеличения сказать, что успехи в освоении космического пространства, в развитии ядерной энергетики и создании автоматических систем управления немыслимы без широкого применения твердых конструкционных материалов со специальными магнитными, электрическими, механическими и оптическими свойствами. Потребность в твердых материалах с уникальной комбинацией свойств стимулировала в последние годы интерес к твердофазным реакциям, являющимся основой для получения таких материалов.
Для широкого круга инженерно-технических работников, занимающихся разработкой и усовершенствованием новых материалов, конечной целью является не просто получение нового химического соединения, а создание на его основе материала с определенным комплексом структурно-чувствительных свойств. Например, легированный окисью лантана титанат-цирконат свинца представляет практический интерес лишь тогда, когда удается на его основе создать оптически прозрачные пьезокерамические элементы. В равной мере, говоря о ферритах как магнитных элементах памяти ЭВМ, обычно имеют в виду не просто твердые соединения определенного химического состава, а созданный на их основе материал со специфической керамической структурой.
К сожалению, в ранее опубликованной литературе по твердофазным реакциям важнейшему для технологов вопросу — корреляции между условиями осуществления реакции и свойствами продуктов взаимодействия — уделено крайне мало внимания. Многочисленные сведения об условиях получения различных твердых конструкционных материалов, опубликованные главным образом в журнальных статьях и докладах, в большинстве случаев являются эмпирическими, носят разрозненный характер и не могут быть использованы для решения новых материаловедческих задач.:-
Цель настоящей книги восполнить этот пробел, обобщив информацию по твердофазным реакциям, и дать, по возможности, цельное представление о закономерностях, характеризующих тер-
Цена: 150руб.
