Процессы лимитируемые скоростью образования зародышей . Часть 3

Показано, что при до < 0,001 скорость превращения достигает своего максимума после начала реакции практически мгновенно при ничтожно малой степени превращения исходного вещества. В этом случае зоны превращения от отдельных начальных центров реакции сливаются в самом ее начале и образуют единый практически сферический фронт, сжимающийся равномерно в глубь частицы. При w = 1 единый фронт не образуется вовсе, так как зоны превращения от отдельных начальных центров могут «прорастать» сквозь всю частицу до образования следующего центра на оставшейся свободной поверхности.

На рис. 59 дано положение максимума скорости (по степени превращения) в зависимости от до.

Тодесом [385] показано, что характер кинетических кривых мало зависит от формы зерен исходного вещества и по существу определяется их размерами. В случае непрерывного возникновения центров превращения на поверхности частицы должен существовать оптимум скорости превращения по дисперсности. В противоположном случае, когда начальные центры возникают на поверхности частицы

до начала процесса, должна наблюдаться неполнота превращения, тем большая, чем меньше размеры частиц.

Интересно, что почти одновременно с Тодесом и Богуцким Мампель [386] несколько иным методом пришел к результатам, сходным

с полученными в работах [383,384]

По Белькевичу, в связи со сказанным выше можно считать, что скорость реакции рассматриваемого типа уменьшается в результате пересечения ядер пропорционально величине (1 — G)s, где S > 1.

Таким образом, Белькевич [284, 378] получил уравнение

(132)

где (mu=s' — 1.

Экспериментальное исследование процессов термического разложения карбонатов кадмия и магния, оксалатов серебра, свинца, никеля, а также и некоторых других веществ показало неточность уравнения (130) и справедливость уравнения (132) для этих процессов (рис. 60, а и б).

При этом значение величины S, физический смысл которой пока не установлен, менялось в зависимости от конкретной реакции от 2 до 5. Скорость реакции, подчиняющейся уравнению (132), выражена:

(133)

Из уравнения (133) следует, что эта скорость равна нулю как при G — 0, так и при G = 1, т. е. проходит через максимум.

Этот максимум, наличие которого подтверждается экспериментально (рис. 61) [387], определяют по формуле

Величина максимальной скорости при этом равна:

Кроме того, величина скорости пропорциональна поверхности раздела между исходной и конечной твердыми фазами:

или

где φ-1 — скорость, отнесенная к единице площади межфазовой поверхности, F — величина всей этой площади.

 

Другие части:

Процессы лимитируемые скоростью образования зародышей . Часть 1

Процессы лимитируемые скоростью образования зародышей . Часть 2

Процессы лимитируемые скоростью образования зародышей . Часть 3

Процессы лимитируемые скоростью образования зародышей . Часть 4

 

 

Содержание