固相反應法

固相反應是固體間發生化學反應生成新固體產物的過程。固相反應有著不同的分類方式，按反應機理不同，分為擴散控制過程、化學反應速度控制過程、晶核成核速率控制過程和升華控制過程等；按反應物狀態不同，可分為純固相反應、氣固相反應（有氣體參與的反應）、液固相反應（有液體參與的反應）及氣液固相反應（有氣體和液體參與的三相反應）；按反應性質不同，分為氧化反應、還原反應、加成反應、置換反應和分解反應。

基本介紹

• 中文名：固相反應法
• 外文名：Solid phase reaction
• 分類：化學反應速度與擴散控制過程
• 過程：高溫化學反應
• 物理化學現象：普遍的
• 廣義：凡是有固相參與的化學反應

固相反應法的原理

兩種或兩種以上的物質(質點)通過化學反應生成新的物質，其微觀過程應該是：反應物分子或離子接觸+反應生成新物質(鍵的斷裂和形成)，在溶液反應中，反應物分子或離子可以直接接觸，在固相反應中，反應物一般以粉末形態混合，粉末的粒度大多在微米量級，反應物接觸是很不充分的。實際上固體反應是反應物通過顆粒接觸面在晶格中擴散進行的，擴散速率通常是固相反應速度和程度的決定因素。

固相反應的特點

①固體原料之間參加化學反應。

②因固體質點間作用力很大，擴散受到限制和反應濃度對反應物的影響很小，於是將固相反應分為相面反應和物質遷移兩個過程。

③固相反應開始溫度常遠低於反應物的熔點或系統低共熔溫度。這一溫度與反應物內部出現明顯擴散作用的溫度相一致，稱為泰曼溫度或燒結開始溫度。不同物質的泰曼溫度與其熔點（T_m）間存在一定的關係。當反應物之一存在多晶轉變時，此轉變溫度往往是反應開始變得顯著的溫度，這一規律稱為海德華定律。

固相反應的一般工序

先按規定的組成稱量、用水做為分散劑混合，為達到目的，需在球磨機內用瑪瑙球將兩相進行混合，混合均勻後用壓濾機脫水，在電爐上焙燒，加熱至粉末狀時，固相反應意外的現象也在同時進行：顆粒增長，燒結，且這兩種現象同時在原料和反應物間出現。

固相反應在室溫下進行的比較慢，為了提高反應速率，需要加熱至1000℃～1500℃，因此熱力學和動力學在固相反應中都有很重要的意義。

固相反應製備粉末

固相反應的原料和產物都是固體。原料以幾微米或更粗的顆粒狀態相互接觸、混合。固相反應分為產物成核和生長兩部分。通常，產物和原料的結構有很大不同，成核是困難的。因為在成核的過程中，原料的晶格結構和原子排列必須作出很大的調整，甚至重新排列。顯然，這種調整和重排要消耗很多能量，因而只能在高溫下發生。如果產物和某一原料在原子排列和鍵長兩方面都很接近，只需進行不大的結構調整就可以使產物成核，成核就比較容易發生。