Процессы лимитируемые скоростью диффузии (диффузионная область) . Часть 5
Авербух с сотрудниками [394] получил удовлетворительное совпадение экспериментальных данных с вычисленными по уравнению (151) для процесса окисления Сr2O3 в хромитовых шихтах при температурах 900 и 1000° С.
Наконец, Чишмару [395, 396], подробно изучавший взаимодействия в системе CaS04 — SiO2 при высоких температурах, нашел, что уравнение (151) наиболее точно выражает кинетику этих взаимодействий.
В работах [347, 390, 393, 395] экспериментально установлен линейный характер зависимости 1(G) от продолжительности т процесса в течение весьма длительного времени, на протяжении которого скорость процесса лимитируется внутренней диффузией, и показана недостаточность уравнения (152) для описания кинетики диффузионных процессов в порошкообразных кристаллических смесях. Во всех этих работах уравнение (152), полученное преобразованием формулы (93) Яндера, в соответствии с приведенными выше теоретическими соображениями оказалось справедливым лишь при весьма малых степенях превращения «покрываемого» реагента.
Интересно, разумеется, описать диффузионную кинетику реакций в твердых телах обобщенным выражением, справедливым для частиц любой формы. При этом можно исходить из следующего рассуждения [395].
Пусть частицы реагента В, образующего при взаимодействии с реагентом А продукт АВ, имеют соответственно в начальный момент и по истечении некоторого времени с начала реакций объем V1 и V, массу V1p и Vp и площадь поверхности Fx и F.
Если за время dτ реакция прошла по толщине dx зерна В, соответствующей массе dVp, то
или
Отсюда
и
Степень превращения реагента В в долях единицы может быть выражена как

Дифференцируя уравнение (155), получаем
Умножая правую часть этого уравнения на
получаем
где
—начальная удельная поверхность частицы и
—ее относительная поверхность (зависящая от характера и относительной толщины слоя продукта АВ и изменяющаяся в процессе реакции)
являются факторами формы зерен, а выражает скорость утолщения продукта АВ.
является функцией степени превращения реагента В:
Другие части:
Процессы лимитируемые скоростью диффузии (диффузионная область) . Часть 1
Процессы лимитируемые скоростью диффузии (диффузионная область) . Часть 2
Процессы лимитируемые скоростью диффузии (диффузионная область) . Часть 3
Процессы лимитируемые скоростью диффузии (диффузионная область) . Часть 4
Процессы лимитируемые скоростью диффузии (диффузионная область) . Часть 5
Процессы лимитируемые скоростью диффузии (диффузионная область) . Часть 6
Процессы лимитируемые скоростью диффузии (диффузионная область) . Часть 7