Физические аспекты твердофазного восстановления металлов

摘要

Анализируются процессы переноса электрических зарядов и массы в кристаллических решетках оксидов в условиях высокотемпературного восстановления металлов. Исходя из ионного характера связи и дефектности реальных кристаллов, сделано заключение о том, что массо- и электроперенос в кристаллических оксидах обусловлены ионными смещениями, при высокотемпературном восстановлении оксиды находятся в псевдожидком состоянии, при котором устойчивая катион-ная подрешетка обеспечивает устойчивость кристаллической решетки в целом, в то время как анионная подрешетка насыщена вакансиями, обеспечивающими быстрый (суперионный) перенос кислорода. Удаление из решетки ионов кислорода приводит к локализации "лишних" электронов ближайшими к вакансии катионами и превращению последних в атомы металла или катионы с уменьшенным зарядом. В результате состав оксидной фазы изменяется постепенно от высшего оксида до металла с формированием в исходной структуре кластеров, соответствующих всем промежуточным оксидам.