晶粒结构演化如何影响固态反应动力学：铱与锆碳化物相互作用案例
材料科学
2025-01-10 v1 化学物理
摘要
本文研究了铱与锆碳化物之间的固态反应，反应结果在形成碳和 方阴离子化合物方面尤为重要。我们发现该反应存在动力学范式的转变：在1500和1550{\deg}C时，化学反应为限制步骤，呈现线性动力学；而在1600{\deg}C时，转为“非抛物线动力学”。非抛物线动力学的特征为产物层厚度随时间幂次小于1/2而变化。非抛物线动力学的本质仍是未解之谜，这促使我们发展该动力学范式的模型。该模型考虑了产物相中晶粒生长及其如何导致扩散系数的时间依赖性。我们获得了该模型的完整解析解，并得到晶粒生长指数与非抛物线动力学幂次指数之间的关系式。产物层厚度和中间相晶粒平均尺寸的实验测量数据证实了理论解的结果。
引用
@article{arxiv.2411.05711,
title = {How grain structure evolution affects kinetics of a solid-state reaction: a case of interaction between iridium and zirconium carbide},
author = {Ya. A. Nikiforov and V. A. Danilovsky and N. I. Baklanova},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.05711},
year = {2025}
}
备注
27 pages, 7 figures