冶金原理冶金動力學基礎

第二章第二章 冶金動力學基礎冶金動力學基礎 前言前言化學反應的速率化學反應的速率吸附化學反應的速率吸附化學反應的速率 分子擴散及對流傳質分子擴散及對流傳質反應過程動力學方程的建立反應過程動力學方程的建立新相形成的動力學新相形成的動力學 0412351 熱力學及動力學研究的內容熱力學及動力學研究的內容熱力學及動力學研究的內容熱力學及動力學研究的內容反應的可能性及限度：熱力學反應的可能性及限度：熱力學反應的速率和機理：動力學反應的速率和機理：動力學 動力學的分類動力學的分類動力學的分類動力學的分類微微觀觀動動力力學學：只只研研究究化化學學反反應應的的機機理理及及速速率率，從從分分子子、離子角度離子角度宏宏觀觀動動力力學學：在在微微觀觀動動力力學學基基礎礎上上，考考慮慮了了傳傳熱熱傳傳質質等等過程的總的化學反應速率及機理過程的總的化學反應速率及機理前言前言02 宏觀動力學研究的反應類型宏觀動力學研究的反應類型宏觀動力學研究的反應類型宏觀動力學研究的反應類型均相反應：氣相反應；液相反應均相反應：氣相反應；液相反應多相反應：反應在兩相界面上進行多相反應：反應在兩相界面上進行0 多相反應發(fā)生在體系的相界面上，反應三個環(huán)節(jié)多相反應發(fā)生在體系的相界面上，反應三個環(huán)節(jié)多相反應發(fā)生在體系的相界面上，反應三個環(huán)節(jié)多相反應發(fā)生在體系的相界面上，反應三個環(huán)節(jié) (1)反應物對流擴散到反應界面上；反應物對流擴散到反應界面上；(2)在反應界面上進行化學反應；在反應界面上進行化學反應；(3)反應產物離開反應界面向相內擴散。

反應產物離開反應界面向相內擴散3化學反應的速率化學反應的速率1.1 基元反應及質量作用定律基元反應及質量作用定律 1.1.1 1.1.1 基元反應基元反應基元反應基元反應 反應物分子在碰撞過程中一步能生成生成物的反應物分子在碰撞過程中一步能生成生成物的反應，是反應的最基本類型反應，是反應的最基本類型1.1.2 1.1.2 質量作用定律質量作用定律質量作用定律質量作用定律 基元反應的速率與反應物的濃度積成正比基元反應的速率與反應物的濃度積成正比141.1.3 1.1.3 化學反應的級數(shù)化學反應的級數(shù)化學反應的級數(shù)化學反應的級數(shù) 基元反應：基元反應：級數(shù)等于反應物的化學計量數(shù)之和級數(shù)等于反應物的化學計量數(shù)之和1級級 1個分子的反應個分子的反應 2級級 2個分子的反應個分子的反應 3級級 3個分子的反應個分子的反應 非基元反應：非基元反應：反應只表示總的結果反應只表示總的結果a a 若反應由若干基元反應組成，其中有一個基元若反應由若干基元反應組成，其中有一個基元反應的速率特別慢，則總反應速率等于最慢基反應的速率特別慢，則總反應速率等于最慢基元反應的速率元反應的速率b b 若幾個反應均較慢，總反應速率由這幾個較慢若幾個反應均較慢，總反應速率由這幾個較慢反應共同確定，反應級數(shù)可能是分數(shù)、小數(shù)或反應共同確定，反應級數(shù)可能是分數(shù)、小數(shù)或整數(shù)。

整數(shù)151.1.4 1.1.4 平衡常數(shù)與化學反應速率常數(shù)的關系平衡常數(shù)與化學反應速率常數(shù)的關系平衡常數(shù)與化學反應速率常數(shù)的關系平衡常數(shù)與化學反應速率常數(shù)的關系 161.2 化學反應速率的表示方法化學反應速率的表示方法 用反應物或生成物濃度隨時間的變化表示用反應物或生成物濃度隨時間的變化表示轉化速率或反應的進度（轉化速率或反應的進度（或或J J）定義）定義 171（基于濃度的）反應速率（基于濃度的）反應速率 V是常數(shù)時是常數(shù)時 81.3 基元反應的速率方程基元反應的速率方程 反應反應類型類型微分式微分式積分式積分式半衰期半衰期零級零級反應反應 一級一級反應反應 n級級反應反應 二級二級反應反應 191.4 反應級數(shù)的確定方法反應級數(shù)的確定方法 代入公式法：代入公式法：一般只用于基元反應一般只用于基元反應作圖法：作圖法：常用此法常用此法半衰期法：半衰期法：考察是否為一級反應考察是否為一級反應110利用反應速率的微分式求反應級數(shù)利用反應速率的微分式求反應級數(shù)111反應速率常數(shù)式反應速率常數(shù)式 Ea很大的反應，升高溫度，很大的反應，升高溫度，k值增加得很顯著；值增加得很顯著；Ea值小的反應，升高溫度，值小的反應，升高溫度，k值增加得不顯著值增加得不顯著 12活化能的物理意義活化能的物理意義 活化能表示活化分子超出反活化能表示活化分子超出反應分子平均能量的能量。

應分子平均能量的能量恒容條件下恒容條件下 恒壓條件下恒壓條件下 131.5 可逆反應的速率式可逆反應的速率式 1141511.6 多相化學反應的速率式多相化學反應的速率式 16擴散傳質、對流傳質的速率擴散傳質、對流傳質的速率 2擴散：擴散：是體系中物質自動遷移、濃度變均勻的過程是體系中物質自動遷移、濃度變均勻的過程自擴散（本征擴散）：自擴散（本征擴散）：純物質體系中的擴散是同位素的濃度不同，發(fā)生熵變純物質體系中的擴散是同位素的濃度不同，發(fā)生熵變互擴散或化學擴散：互擴散或化學擴散：當溶液中有濃度梯度存在時，發(fā)生的擴散當溶液中有濃度梯度存在時，發(fā)生的擴散是一種原子在其他種作為基體的原子中的相對擴散是一種原子在其他種作為基體的原子中的相對擴散對流傳質或紊流湍動傳質：對流傳質或紊流湍動傳質：在流動體系中出現(xiàn)的擴散在流動體系中出現(xiàn)的擴散是由分子擴散和流體的分子集團的整體運動是由分子擴散和流體的分子集團的整體運動(即對流運動即對流運動)，使其內的物質發(fā)生遷移使其內的物質發(fā)生遷移擴散通量或物質流或稱傳質速率：擴散通量或物質流或稱傳質速率：單位時間內，通過單位截面積的物質的單位時間內，通過單位截面積的物質的量量(mol)稱為該物質的，單位稱為該物質的，單位mol/(m2.s)，擴散流：擴散流：單位時間通過某截面積的物質的量，單位單位時間通過某截面積的物質的量，單位mol/s。

172.1 分子擴散及擴散系數(shù)分子擴散及擴散系數(shù) 2.1.1 2.1.1 FickFick第一定律穩(wěn)態(tài)擴散的規(guī)律第一定律穩(wěn)態(tài)擴散的規(guī)律第一定律穩(wěn)態(tài)擴散的規(guī)律第一定律穩(wěn)態(tài)擴散的規(guī)律 擴散方向上濃度梯度為常數(shù)擴散方向上濃度梯度為常數(shù)任何垂直于擴散方向的擴散通量為常數(shù)任何垂直于擴散方向的擴散通量為常數(shù) 任何一點的濃度不隨時間變化任何一點的濃度不隨時間變化 穩(wěn)態(tài)擴散的特點穩(wěn)態(tài)擴散的特點 FickFick第一定律表達式第一定律表達式182.1.2 2.1.2 FickFick第二定律非穩(wěn)態(tài)擴散的速度方程第二定律非穩(wěn)態(tài)擴散的速度方程第二定律非穩(wěn)態(tài)擴散的速度方程第二定律非穩(wěn)態(tài)擴散的速度方程 非穩(wěn)態(tài)擴散的特點非穩(wěn)態(tài)擴散的特點擴散方向上濃度梯度不為常數(shù)擴散方向上濃度梯度不為常數(shù)任何垂直于擴散方向的擴散通量不為常數(shù)任何垂直于擴散方向的擴散通量不為常數(shù) 任何一點的濃度隨時間變化任何一點的濃度隨時間變化 FickFick第二定律表達式第二定律表達式19一維非穩(wěn)態(tài)擴散方程的解一維非穩(wěn)態(tài)擴散方程的解 例題：例題：202.1.3 2.1.3 擴散系數(shù)擴散系數(shù)擴散系數(shù)擴散系數(shù)D D 氣體中分子的氣體中分子的D D與與T T的關系：的關系：液體、固體中分子的液體、固體中分子的D D與與T T的關系：的關系：D D與與T T的關系的關系氣體在有孔隙的塊狀物質中的擴散系數(shù)氣體在有孔隙的塊狀物質中的擴散系數(shù)212.2 對流擴散及傳質系數(shù)對流擴散及傳質系數(shù) 2.2.1 2.2.1 對流擴散對流擴散對流擴散對流擴散 擴散分子的運動和流體的對流運動同時發(fā)生，使擴散分子的運動和流體的對流運動同時發(fā)生，使物質從一個地區(qū)遷移到另一個地區(qū)的共同作用。

物質從一個地區(qū)遷移到另一個地區(qū)的共同作用速度邊界層：速度邊界層：濃度濃度(擴散擴散)邊界層邊界層:有效邊界層：有效邊界層：邊界層理論邊界層理論22用邊界層理論求傳質系數(shù)用邊界層理論求傳質系數(shù)擴散速率的微分式擴散速率的微分式:擴散速率的積分式擴散速率的積分式:23用表面更新理論求傳質系數(shù)用表面更新理論求傳質系數(shù) 表面更新理論表面更新理論(又稱為溶質浸透模型又稱為溶質浸透模型)要點：要點：a 流體由許多體積元組成流體由許多體積元組成b 體積元受流體對流作用體積元受流體對流作用,從體積內部向界面遷移從體積內部向界面遷移,在相界面上停留時在相界面上停留時,與之發(fā)生非穩(wěn)態(tài)的擴散，經與之發(fā)生非穩(wěn)態(tài)的擴散，經 短時間后離開相界面，遷入流體內部短時間后離開相界面，遷入流體內部,讓位于另讓位于另 一個體積元一個體積元c 擴散層厚度遠小于體積元厚度，組分向體積元內擴散層厚度遠小于體積元厚度，組分向體積元內 的傳質作為一維半無限擴散過程的傳質作為一維半無限擴散過程用表面更新理論求傳質系數(shù)：用表面更新理論求傳質系數(shù)：24吸附化學反應的速率吸附化學反應的速率 氣體在相界面上的吸附分為兩種：氣體在相界面上的吸附分為兩種：化學吸附：化學吸附：有化學鍵形成，吸附活化能在有化學鍵形成，吸附活化能在80KJ以上。

以上物理吸附：物理吸附：僅有范德華力作用，吸附活化能僅有范德華力作用，吸附活化能20KJ在以下3.1 朗格謬爾吸附等溫式朗格謬爾吸附等溫式 3253.2 討論討論 263.3 冶金中的應用冶金中的應用吸附吸附 化學反應化學反應 （最慢）（最慢）脫附脫附 HH2 2還原還原還原還原FeOFeO27鋼液中氮的溶解鋼液中氮的溶解鋼液中氮的溶解鋼液中氮的溶解 吸附成為速率的限制環(huán)節(jié)吸附成為速率的限制環(huán)節(jié)（）（）（）（最慢）（最慢）在一定溫度下，氮在鐵液中的溶解速率與氮的分壓在一定溫度下，氮在鐵液中的溶解速率與氮的分壓及界面上未被占據(jù)的活性點數(shù)成正比及界面上未被占據(jù)的活性點數(shù)成正比28反應過程動力學方程的建立反應過程動力學方程的建立 44.1 反應過程動力學方程建立的原則反應過程動力學方程建立的原則 熱力學熱力學根據(jù)反應中的平衡態(tài)，建立溫度、壓力及濃度之間的數(shù)學關系式；根據(jù)反應中的平衡態(tài)，建立溫度、壓力及濃度之間的數(shù)學關系式；動力學動力學根據(jù)反應過程中出現(xiàn)的穩(wěn)定態(tài)或準穩(wěn)定態(tài)，導出動力學方程根據(jù)反應過程中出現(xiàn)的穩(wěn)定態(tài)或準穩(wěn)定態(tài)，導出動力學方程4.1.1 4.1.1 穩(wěn)定態(tài)原理穩(wěn)定態(tài)原理穩(wěn)定態(tài)原理穩(wěn)定態(tài)原理 在與環(huán)境交換能量及物質的敞開體系內，組分的質量在某在與環(huán)境交換能量及物質的敞開體系內，組分的質量在某時間的變化是由于內部的化學反應及參加反應的物質經過時間的變化是由于內部的化學反應及參加反應的物質經過體系體系環(huán)境界面轉移促成的。

當維持引入的物質的量與其環(huán)境界面轉移促成的當維持引入的物質的量與其消耗的量達到相等時，就可建立過程的穩(wěn)定狀態(tài)，而使過消耗的量達到相等時，就可建立過程的穩(wěn)定狀態(tài)，而使過程在穩(wěn)定態(tài)中進行程在穩(wěn)定態(tài)中進行過程處于穩(wěn)定態(tài)時各環(huán)節(jié)速率相等，過程處于穩(wěn)定態(tài)時各環(huán)節(jié)速率相等，反應速率不隨時間而變化反應速率不隨時間而變化294.1.2 4.1.2 由穩(wěn)定態(tài)建立動力學方程由穩(wěn)定態(tài)建立動力學方程由穩(wěn)定態(tài)建立動力學方程由穩(wěn)定態(tài)建立動力學方程 中間物質中間物質B的濃度恒定的濃度恒定 利用穩(wěn)定態(tài)原理建立反應的動力學方程時，利用穩(wěn)定態(tài)原理建立反應的動力學方程時，可以消去各環(huán)節(jié)速率式中出現(xiàn)的界面濃度項可以消去各環(huán)節(jié)速率式中出現(xiàn)的界面濃度項30【例題例題】對于反應：對于反應：界面反應速率：界面反應速率：擴散速率：擴散速率：在穩(wěn)定狀態(tài)下：在穩(wěn)定狀態(tài)下：314.4.2.1 2.1 組成環(huán)節(jié)及速率方程的導出組成環(huán)節(jié)及速率方程的導出組成環(huán)節(jié)及速率方程的導出組成環(huán)節(jié)及速率方程的導出 物質在物質在相擴散到邊界相擴散到邊界 物質在邊界層發(fā)生化學反應物質在邊界層發(fā)生化學反應 生成物離開反應界面擴散到生成物離開反應界面擴散到相相 4.2 液液-液相反應的動力學模型雙膜理論液相反應的動力學模型雙膜理論 3233344.24.2.2.2 反應過程的速率范圍反應過程的速率范圍反應過程的速率范圍反應過程的速率范圍 過程處于動力學范圍，過程處于動力學范圍，化學反應是速率的限制環(huán)節(jié)，一般在低溫下。

化學反應是速率的限制環(huán)節(jié)，一般在低溫下過程處于擴散范圍，過程處于擴散范圍，擴散是反應的限制環(huán)節(jié)，一般高溫下擴散是反應的限制環(huán)節(jié)，一般高溫下一般情況下，過程處于過渡范圍一般情況下，過程處于過渡范圍界面濃度等于相內濃度界面濃度等于相內濃度界面濃度等于平衡濃度界面濃度等于平衡濃度354.4.2.3 2.3 反應速率的影響因素反應速率的影響因素反應速率的影響因素反應速率的影響因素 溫度溫度流體的物理性質流體的物理性質 364.3 氣氣固相反應的動力學模型固相反應的動力學模型 氣氣固相反應類型固相反應類型:固體固體()=固體固體()+氣體氣體 碳酸鹽、硫化物、氧化物的分解碳酸鹽、硫化物、氧化物的分解固體固體()+氣體氣體()=固體固體()+氣體氣體()氧化物間接還原氧化物間接還原 4.3.1 4.3.1 未反應核模型未反應核模型未反應核模型未反應核模型(收縮核模型收縮核模型收縮核模型收縮核模型)氣氣固相反應的動力學曲線固相反應的動力學曲線反應速度隨時間的變化曲線反應速度隨時間的變化曲線氣氣固相反應的動力學曲線的特點固相反應的動力學曲線的特點誘導期：誘導期：反應在表面的活化中心進行反應在表面的活化中心進行,活化中心面積活化中心面積(反應面積反應面積)很小很小 。

自動催化期自動催化期(反應界面形成即擴大期反應界面形成即擴大期):):隨著反應的進行隨著反應的進行,反應面積不斷增加反應面積不斷增加,反應速度也不斷增加反應速度也不斷增加前沿匯合期前沿匯合期(反應界面縮小期反應界面縮小期):):每個活化中心反應界面相交每個活化中心反應界面相交,稱為反應面的前沿匯合此時反應速率最稱為反應面的前沿匯合此時反應速率最大大,之后之后,由于反應面積減小由于反應面積減小,反應速率降低反應速率降低374.3.2 4.3.2 區(qū)域化學反應區(qū)域化學反應區(qū)域化學反應區(qū)域化學反應(又稱局部化學反應又稱局部化學反應又稱局部化學反應又稱局部化學反應)定義：定義：沿固體內部相界面附近區(qū)域發(fā)展的反應沿固體內部相界面附近區(qū)域發(fā)展的反應組成環(huán)節(jié)組成環(huán)節(jié):(1)氣體在氣相內的擴散，主要是通過邊界層的擴散氣體在氣相內的擴散，主要是通過邊界層的擴散 外擴散；外擴散；(2)氣體在固相內的擴散（已還原層的擴散）氣體在固相內的擴散（已還原層的擴散）內擴散；內擴散；(3)界面化學反應；界面化學反應；(4)氣體產物在固體內向外擴散；氣體產物在固體內向外擴散；(5)氣體產物在氣相內向外擴散氣體產物在氣相內向外擴散。

384.3.3 4.3.3 速率微分式速率微分式速率微分式速率微分式界面化學反應速率：界面化學反應速率：產物層內擴散速率：產物層內擴散速率：（）（）（）39限制環(huán)節(jié)是內擴散限制環(huán)節(jié)是內擴散限制環(huán)節(jié)是界面反應限制環(huán)節(jié)是界面反應404.3.3 4.3.3 速率積分式速率積分式速率積分式速率積分式固相反應物摩爾速率式：固相反應物摩爾速率式：41限制環(huán)節(jié)是界面反應限制環(huán)節(jié)是界面反應限制環(huán)節(jié)是內擴散限制環(huán)節(jié)是內擴散42以反應度以反應度以反應度以反應度R R或穿透度或穿透度或穿透度或穿透度f f表示速率式表示速率式表示速率式表示速率式 反應度（轉化率）反應度（轉化率）：礦球已反應了的百分數(shù)，礦球已反應了的百分數(shù)，R表示表示穿透度：穿透度：礦球半徑改變的分數(shù)礦球半徑改變的分數(shù) 二者關系：二者關系：43限制環(huán)節(jié)是界面反應限制環(huán)節(jié)是界面反應限制環(huán)節(jié)是內擴散限制環(huán)節(jié)是內擴散444.4 反應過程速率的影響因素反應過程速率的影響因素 溫度溫度 低溫下，界面反應是限制環(huán)節(jié)，低溫下，界面反應是限制環(huán)節(jié)，在高溫下，擴散是限制環(huán)節(jié)在高溫下，擴散是限制環(huán)節(jié)45固相物的孔隙度固相物的孔隙度 固體反應物是致密的，采用未反應核模型計算固體反應物是致密的，采用未反應核模型計算。

固體反應物的孔隙度高，孔隙又是開口的，構成了貫固體反應物的孔隙度高，孔隙又是開口的，構成了貫穿于固體整個體積內的細微通道網(wǎng)絡，氣體能沿這些穿于固體整個體積內的細微通道網(wǎng)絡，氣體能沿這些通道擴散，除了固體的宏觀表面外，還有內部孔隙的通道擴散，除了固體的宏觀表面外，還有內部孔隙的微表面也是反應的界面，使反應成體積性的發(fā)展總微表面也是反應的界面，使反應成體積性的發(fā)展總反應的速率用多孔體積反應模型描述反應的速率用多孔體積反應模型描述固相生成物的孔隙特性直接影響氣固相生成物的孔隙特性直接影響氣固相反應的有效固相反應的有效擴散系數(shù)擴散系數(shù)由于反應中固相反應物和其生成物的體積有變化，在由于反應中固相反應物和其生成物的體積有變化，在推導其速率方程中，應對礦球的最初半徑進行修正，推導其速率方程中，應對礦球的最初半徑進行修正，引入固相生成物體積變化的修正系數(shù)引入固相生成物體積變化的修正系數(shù)46固相物的粒度及形狀固相物的粒度及形狀在生產上，應根據(jù)礦石結構的性能，選擇適當?shù)牧６仍谏a上，應根據(jù)礦石結構的性能，選擇適當?shù)牧６鹊V料比較致密時，要選擇較小的粒度礦料比較致密時，要選擇較小的粒度過小的粒度（如粉料）也不適宜，會妨礙爐料的透氣性。

過小的粒度（如粉料）也不適宜，會妨礙爐料的透氣性47流體流速流體流速在在對對流運流運動動的體系內，的體系內，傳質傳質系數(shù)系數(shù)隨著流體的流速而增加隨著流體的流速而增加在擴散范圍，流速增加能使擴散環(huán)節(jié)速率增大，從而使整個在擴散范圍，流速增加能使擴散環(huán)節(jié)速率增大，從而使整個過程的速率加快過程的速率加快流速增加對界面化學反應成為限制環(huán)節(jié)的過程的速率沒有影流速增加對界面化學反應成為限制環(huán)節(jié)的過程的速率沒有影響48小結小結小結小結當不同的因素發(fā)生變化時，對此擴散及反應的速率有不同程度地增大當不同的因素發(fā)生變化時，對此擴散及反應的速率有不同程度地增大或減弱的作用，相應地能使過程的控制環(huán)節(jié)發(fā)生改變或減弱的作用，相應地能使過程的控制環(huán)節(jié)發(fā)生改變如果由實驗研究化學反應的機理時，必須在實驗中創(chuàng)造條件，使整個如果由實驗研究化學反應的機理時，必須在實驗中創(chuàng)造條件，使整個過程位于動力學范圍內過程位于動力學范圍內在絕大多數(shù)的情況下，界面化學反應的活化能遠比擴散的活化能高在絕大多數(shù)的情況下，界面化學反應的活化能遠比擴散的活化能高低溫下過程受化學反應速率的限制，高溫下受傳質過程限制低溫下過程受化學反應速率的限制，高溫下受傳質過程限制。

在動力學范圍內進行的多相化學反應過程的特點是：在動力學范圍內進行的多相化學反應過程的特點是：(1)反應速率與固體粒度及流體流速無關；反應速率與固體粒度及流體流速無關；(2)反應速率隨溫度的升高增加得較快反應速率隨溫度的升高增加得較快外擴散是限制環(huán)節(jié)的特點是：外擴散是限制環(huán)節(jié)的特點是：(1)擴散速率主要與流速有關，而與固體的孔隙度及粒度無關；擴散速率主要與流速有關，而與固體的孔隙度及粒度無關；(2)擴散速率與溫度的關系比較小，且擴散阻力與時間無關擴散速率與溫度的關系比較小，且擴散阻力與時間無關外擴散是限制環(huán)節(jié)的特點是：外擴散是限制環(huán)節(jié)的特點是：(1)擴散速率與固體孔隙度有很大關系，而與流速無關；擴散速率與固體孔隙度有很大關系，而與流速無關；(2)擴散阻力隨時間而增加擴散阻力隨時間而增加494.5 速率限制環(huán)節(jié)的確定方法速率限制環(huán)節(jié)的確定方法 4.5.1 4.5.1 利用測定的活化能估計法利用測定的活化能估計法利用測定的活化能估計法利用測定的活化能估計法 反應物濃度為反應物濃度為1單位或者濃度梯度為單位或者濃度梯度為1的速率的速率 由直線的斜率求得的活化能由直線的斜率求得的活化能就是限制環(huán)節(jié)的活化能。

就是限制環(huán)節(jié)的活化能如果直線在某溫度發(fā)生轉折，如果直線在某溫度發(fā)生轉折，說明限制環(huán)節(jié)通過該溫度后說明限制環(huán)節(jié)通過該溫度后有改變一般來說，若反應為一般來說，若反應為2級，活級，活化能又很大，界面反應是限化能又很大，界面反應是限制環(huán)節(jié)若反應為制環(huán)節(jié)若反應為1級，活級，活化能又比較小，擴散是限制化能又比較小，擴散是限制環(huán)節(jié)504.5.2 4.5.2 攪拌強度改變法攪拌強度改變法攪拌強度改變法攪拌強度改變法當一個反應的速率受溫度的影響不大，而增加流體的攪拌當一個反應的速率受溫度的影響不大，而增加流體的攪拌強度能使反應速率迅速增加，擴散是限制環(huán)節(jié)強度能使反應速率迅速增加，擴散是限制環(huán)節(jié)進進步改變影響各組分擴散速率的其他條件，確定哪一個步改變影響各組分擴散速率的其他條件，確定哪一個組分的擴散是限制者組分的擴散是限制者514.5.3 4.5.3 假設的最大速率法假設的最大速率法假設的最大速率法假設的最大速率法分別計算界面反應和參加反應的各物質擴散的最大連率分別計算界面反應和參加反應的各物質擴散的最大連率（即在所有其他環(huán)節(jié)不呈現(xiàn)阻力時，該環(huán)節(jié)的速率即最大），（即在所有其他環(huán)節(jié)不呈現(xiàn)阻力時，該環(huán)節(jié)的速率即最大），其中速率最小者，是總反應過程的限制環(huán)節(jié)。

其中速率最小者，是總反應過程的限制環(huán)節(jié)52新相核形成的動力學新相核形成的動力學 5.1 均相形核動力學均相形核動力學 5535.1.1 5.1.1 在什麼情況下，在什麼情況下，在什麼情況下，在什麼情況下，GGV V 0 0？54一般情況下，利用等溫方程：一般情況下，利用等溫方程：555.1.2 5.1.2 臨界半徑臨界半徑臨界半徑臨界半徑 活化過程的活化能活化過程的活化能 565.2 非均相形核動力學非均相形核動力學 575.3 冶金中的應用實例冶金中的應用實例 585960誤差函數(shù)曲線圖誤差函數(shù)曲線圖 61有一個鋼件，含碳量為有一個鋼件，含碳量為0.2%，980時用時用CO滲碳：滲碳：2CO=C+CO2若滲碳反應平衡時，鋼件表面含碳量為若滲碳反應平衡時，鋼件表面含碳量為1%，求滲碳，求滲碳3小時，距鋼件小時，距鋼件0.05cm表面處的含碳量表面處的含碳量方法一：查圖方法一：查圖 62方法二：查表方法二：查表 用內插法求得：用內插法求得：63反應度：礦球已反應了的分數(shù)反應度：礦球已反應了的分數(shù)64邊界層理論示意圖邊界層理論示意圖65表面更新理論示意圖表面更新理論示意圖66雙模理論示意圖雙模理論示意圖67氣固相反應的動力學曲線氣固相反應的動力學曲線68區(qū)域化學反應示意圖區(qū)域化學反應示意圖69均相形核示意圖均相形核示意圖70非均相形核示意圖非均相形核示意圖7172。