固相反应法

固体间发生化学反应生成新固体产物的过程

固相反应是固体间发生化学反应生成新固体产物的过程。固相反应有着不同的分类方式，按反应机理不同，分为扩散控制过程、化学反应速度控制过程、晶核成核速率控制过程和升华控制过程等；按反应物状态不同，可分为纯固相反应、气固相反应（有气体参与的反应）、液固相反应（有液体参与的反应）及气液固相反应（有气体和液体参与的三相反应）；按反应性质不同，分为氧化反应、还原反应、加成反应、置换反应和分解反应。

固相反应法的原理

两种或两种以上的物质(质点)通过化学反应生成新的物质，其微观过程应该是：反应物分子或离子接触+反应生成新物质(键的断裂和形成)，在溶液反应中，反应物分子或离子可以直接接触，在固相反应中，反应物一般以粉末形态混合，粉末的粒度大多在微米量级，反应物接触是很不充分的。实际上固体反应是反应物通过颗粒接触面在晶格中扩散进行的，扩散速率通常是固相反应速度和程度的决定因素。

固相反应的特点

①固体原料之间参加化学反应。

②因固体质点间作用力很大，扩散受到限制和反应浓度对反应物的影响很小，于是将固相反应分为相面反应和物质迁移两个过程。

③固相反应开始温度常远低于反应物的熔点或系统低共熔温度。这一温度与反应物内部出现明显扩散作用的温度相一致，称为泰曼温度或烧结开始温度。不同物质的泰曼温度与其熔点（Tm）间存在一定的关系。当反应物之一存在多晶转变时，此转变温度往往是反应开始变得显著的温度，这一规律称为海德华定律。

固相反应的一般工序

先按规定的组成称量、用水做为分散剂混合，为达到目的，需在球磨机内用玛瑙球将两相进行混合，混合均匀后用压滤机脱水，在电炉上焙烧，加热至粉末状时，固相反应意外的现象也在同时进行：颗粒增长，烧结，且这两种现象同时在原料和反应物间出现。

固相反应在室温下进行的比较慢，为了提高反应速率，需要加热至1000℃～1500℃，因此热力学和动力学在固相反应中都有很重要的意义。

固相反应制备粉末

固相反应的原料和产物都是固体。原料以几微米或更粗的颗粒状态相互接触、混合。固相反应分为产物成核和生长两部分。通常，产物和原料的结构有很大不同，成核是困难的。因为在成核的过程中，原料的晶格结构和原子排列必须作出很大的调整，甚至重新排列。显然，这种调整和重排要消耗很多能量，因而只能在高温下发生。如果产物和某一原料在原子排列和键长两方面都很接近，只需进行不大的结构调整就可以使产物成核，成核就比较容易发生。

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