Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 14
условиях (температура и др.).
Установлено также, что коэффициент поверхностной диффузии аналогично коэффициенту объемной диффузии зависит от температуры и поверхностной концентрации.
Повышенную подвижность поверхностных частиц кристаллического тела легко понять по его строению. Известно, что поверхностные слои реальных кристаллов характеризуются постоянством координационного числа структурных элементов решетки (атомов, ионов, молекул), расстояний между ее узлами и углов связи между структурными элементами. В результате этого частицы твердого тела, находящиеся на его поверхности, оказываются наименее устойчивыми. Отсюда понятна возможность не только сравнительно интенсивной поверхностной диффузии, но и перемещения частиц с одного кристаллического тела на другое в местах соприкосновения между ними.
При химическом взаимодействии между кристаллическими веществами особенно большое значение имеет диффузия одного из реагентов к частицам другого через возникающий и нарастающий в процессе реакции слой ее продукта.
Интенсивность процесса в этом случае может зависеть от скорости как диффузии, так и химического взаимодействия.
Если речь идет при этом о взаимодействии между двумя идеально пришлифованными одна к другой пластинками (таблетками)
реагентов A и В, то картина процесса в простейшем случае может быть представлена рис. 22. В реальной порошкообразной смеси процесс взаимодействия существенно усложняется. Естественно,
что только в самом начале такого взаимодействия (при его продолжительности, близкой к нулю) оно протекает на поверхности зерен реагентов. Для осуществления (продолжения) химической реакции в дальнейшем необходима массопередача: частицы одного из реагентов должны перемещаться в зоне их взаимодействия с другими реагентами через разделяющие их среды, проходя последовательно участки внешней (между зернами) и внутренней (в зернах) диффузии. При этом внутренняя диффузия бывает обычно равнодоступной, и соответствующая ей интенсивность образования продукта по всей поверхности зерен покрываемого им реагента — практически одинаковой [123, 124].
Принципиально возможны два простейших, не исключающих друг друга основных варианта такой равнодоступной, симметричной диффузии и массопередачи [125].
По первому из них (рис. 23, а) частицы перемещаемого реагента через участки непосредственного контакта между зернами переходят на поверхность слоя кристаллического продукта, покрываю-
щего зерна другого реагента. Затем частицы перемещаются по этой поверхности, полностью окружают ее, после чего равнодоступно диффундируют к непрореагировавшей части «покрываемого» реагента через слой кристаллического продукта реакции.
Другие части:
Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 1
Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 2
Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 3
Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 4
Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 5
Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 6
Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 7
Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 8
Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 9
Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 10
Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 11
Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 12
Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 13
Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 14
Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах . Часть 15