多孔固体物料中物理结构特性分析实验显微镜

多孔固体物料中物理结构特性分析实验显微镜

多孔固体物料中物理结构特性的差异表现在它们可以有各种不同大
小的气孔分布和相对应的表面积分布。若还原的外界条件(如温度
、压力、气相成分、流量等)恒定，不同扩散类型涉及不同的气孔
范围。该外界条件变化时气体分子平均自由程也会改变，各种扩散
类型的气孔范围是可以相互转化的。
  众多的描述还原反应动力学机理的数学模型虽然考虑到扩散系
数、形状系数、化学反应的级数、反应时间等变量，但对多孔固体
复杂的物理结构、反应过程中结构的各种变化以及动力学因素变动
引起不同结构中内扩散类型组合的变化，仍是难以给出综合的描述
。这不能不说是已报道的各种还原反应动力学数学模型的重要缺陷
。
  实际的还原过程机制是：在还原的最初阶段，过程速率可由外
扩散或表面化学反应速率决定。一旦在反应表面上形成还原产物层
，还原过程便遇到扩散阻力，于是整个反应速率便由气孔或还原产
物层的内扩散速率决定。不管是扩散控制还是化学反应控制，综合
反应速率都与气孔表面积成正比。随着还原气体向更小的气孔扩散
，气孔半径减小而其表面积增加，在某个气孔半径范围内必然形成
气相平衡成分。因而，不论多孔物料结构的差异性或在过程中结构
变化的复杂性，只要确切了解其结构特性并设定外界条件，人们就
完全可以运用还原气体可作用到的表面积作为判据来确定其综合还
原反应速率，并可推算出
  外界条件变动时对还原反应的影响程度。

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