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1、第22卷第1期昆明冶金高等专科学校学报Vol122No112006年1月JournalofKunmingMetallurgyCollegeJan12006微波加热在固相反应及烧结中的应用周晓东(昆明冶金高等专科学校科技处,云南昆明650033)摘要:介绍了固相反应和微波加热的原理及特性,进一步阐述了微波在有机固相反应、陶瓷材料、纳米材料、发光材料、锂离子电池电极材料等方面的应用,并对微波技术的应用作了展望。关键词:微波加热;固相反应;微波烧结技术+3中图分类号:O643113文献标识码:A文章编号
2、:1009-0479-(2006)01-0055-04TheApplicationofMicrowaveHeatingtotheSolid2StateReactionandAgglomerationZHOUXiao2dong(DepartmentofScienceandTechnology,KunmingMetallurgyCollege,Kunming650033,China)Abstract:Theprincipleandcharacteristicsofsolid2statereaction
3、andmicrowaveheatingareintroduced.Theapplicationofmicrowavetothefieldoforganicsolidstatereaction,ceramicmaterials,nanophasematerials,Li2ionbatterieselectrodematerialsandluminescencematerialsissummarized.Theapplicationprospectofmicrowaveininorganicsolid
4、2statesynthesisisdiscussed.Keywords:microwaveheating;solid2statereaction;microwaveagglornerationtechnigue1固相反应111固相反应简介固相化学反应一般是指有固体物质直接参与的化学反应,包括固-固反应,固-气反应和固-液反应,所以,固相化学反应都是非均相化学反应。根据固相反应的温度,一般将固相反应分为三类,(1)低热固相反应(反应温度低于100℃);(2)中热固相反应(反应温度介于100～600℃
5、);(3)高温固相反应(反应温度高于600℃)。低热固[1,2]相反应一直未受到重视,几乎处于刚起步研究阶段。中热固相反应虽然起步较晚,但由于自身反应的特点,特别适合于反应的动力学控制及研究,能提供重要的机理信息,由此而发展起来的前体合成法、熔化合成法、水热合成法的研究十分活跃。而高温固相反应现已在材料合成领域中建立了主导地位。112固相反应机理在气相或液相反应中,化学反应是由于反应物分子运动发生碰撞而产生的,而在固相反应中,由于反应物分子或离子被固定在晶格点上,不能发生分子或离子的运动,只能在晶
6、格点上发生分子或离子的振动和转动,但在固体物质的表面,分子或离子能够进行扩散,正是这种分子的扩散使得反应物分子接触而发生化学反应,生成产物分子,生成的产物分子分散在反应物母体中,成为一种杂质或缺陷分散存在,当产物分子聚到一定大小,就会出现产物晶核,随着晶核的长大,达到一定的大小后生成产物的独收稿日期:2005-06-15作者简介:周晓东(1960-),男,云南昆明人,副教授,在读博士,主要从事微波化学及微波冶金研究。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicP
7、ublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net56昆明冶金高等专科学校学报2006年1月立晶相。所以在固相反应中,化学反应一般经历四个过程:扩散—反应—成核—生长。113固相反应特点固相反应不使用溶剂,具有选择性高、工艺过程简单等优点,目前已成为人们制备新型固体材料的主要方法之一。但由于固相反应本身的机理所限,也存在一些共性的问题,即由于固相反应的发生,是反应物分子在界面上扩散接触而引起的,并要经历一个成核、独立成相的过程,这就不像在气相或
8、液相中分子发生碰撞而引发的化学反应容易,所以固相反应一般需更长的反应时间。同时,需要更高的反应能量,表现为固相反应一般都需在高温下进行,从而使该类反应的能耗较高。最后,固相反应的条件对产物的结构性能影响较大,故常常通过改变制备条件来改善产品的结构性能。2微波技术简介211微波技术简介微波是指频率在013～300GHz之间的电磁波,主要应用于通讯、广播电视等领域。20世纪60年代开始,人们逐渐将微波加热技术应用于纸类、木材、树脂挤出等物理加工过程。近十几年来,微波能的功效日益被发现和
