课题_热分析动力学及其应用.pptxVIP

热分析动力学及其应用（Thermal Analysis Kinetics); “ …What do bread and chocolate, hair and finger-nail clippings, coal and rubber, oint-ments and suppositories, explosives, kidney stones and ancient Egyptian papyri have in common? Many interesting answers could probably be suggested, but the connection wanted in this context is that they all under- go interesting and practically important changes on heating…” —— M.E.Brown《Introduction to Thermal Analysis:Techniques and Applications》 ;引 言; 什么是热分析动力学(KCE)？ 用热分析技术研究某种物理变化或化学 反应(以下统称反应)的动力学 热分析动力学获得的信息是什么？ 判断反应遵循的机理、得到反应的动力学速率参数(活化能E和指前因子A等)。即动力学 “三联体”（kinetic triplet）; 为什么热分析能进行动力学 研究？ 为什么要做动力学分析？; ;理论上：探讨物理变化或化学反应的机理（尤其是非均相、不等温） 生产上：提供反应器设计参数 应用上：建立过程进度、时间和温度之间的关系，可用于预测材料的使用寿命和产品的保质稳定期，评估含能材料的危险性，从而提供储存条件。此外可估计造成环境污染物质的分解情况;化学动力学 源于19世纪末－20世纪初 热分析动力学 始于20世纪30年代、盛于50年代 （主要应评估高分子材料在航空航天应用 中的稳定性和使用寿命研究的需要）; 等温、 均相 dT/dt =β c α 不等温、非均相 Arrhenius 常数： k( T )=Aexp( -E/RT );1.回顾篇; How? —— 动力学模式(机理)函数 均相反应： f ( c）= ( 1 － c）n 非均相反应：根据控制反应速率的“瓶颈” 气体扩散 相界面反应 成核和生长 ; ; 常见固态反应的机理函数（理想化） 1. Acceleratory (The shape of a ~T curve) Symbol f(a) g(a) Pn n(a)1-1/n a 1/n E1 a lna 2. Sigmoid Am m(1-a)[-ln(1-a)]1-1/m [-ln(1-a)]1/m B1 a(1-a) ln[a/(1-a)] B2 (1/2)(1-a)[-ln(1-a)]-1 [-ln(1-a)]2 B3 (1/3)(1-a)[-ln(1-a)]-2 [-ln(1-a)]3 B4 (1/4)(1-a)[-ln(1-a)]-3 [-ln(1-a)]4;3. Deceleratory R2 2(1-a)1/2 1-(1-a)1/2 R3 3(1-a)2/3 1-(1-a)1/3 D1 1/2a a2 D2 [1-ln(1-a)]-1 (1-a)ln(