Bildning av silikater och dubbeloxider genom reaktion i fast fas vid höga temperaturer och deras undersökning med radiotracers

Abstract

Die Untersuchung von Reaktionen in Oxydsystemen mittes radioaktiver Indikatoren.

Eine typische Festkörperreaktion kann in die folgenden Stadien eingeteilt werden: Phasengrenzreaktion, Diffusion in dünnen Reaktionsschichten sowie Diffusion in dickeren Reaktionsschichten, deren Fehlordnung cinem thermodynamischen Gleichgewichtszustand annähernd entspricht. Letztere Teilreaktion ist der theoretischen Behandlung zugänglich, wobei ein von C. Wagner 1936 vorgeschlagener Mechanismus der Kationendiffusion in entgegengesctzter Richtung im Fall der Silikat- und Spinellbildung geprüft werden kann. Dies ist von uns durchgeführt für den Fall der Bildung von Silikaten und Spinellen, wobei die Selbstdiffusion der Kationen mittels radioaktiver Methoden bestimmt wurde; ausserdem wurde die Verteilung des Reaktionsproduktes auf die beiden Seiten der ursprünglichen Grenzfläche untersucht. Beido Befunde sprechen im Fall der Bildung von Zink-Eisen-Spincll für die Gültigkeit der Wagnerschen Hypothese, während dies für die Bildung anderer Spinelle sowie für die Bildung der von uns untersuchten Silikate nicht zutrifft.

Investigation of Solid Reactions in Oxide Systems with Radio Tracers.

Whilst the phase boundary reaction and the rapid diffusion in a freshly formed reaction layer formed between reacting solids is hardly apt to detailed theoretical treatment, the final stage of the reaction, viz. the diffusion in a comparatively thick and stabilized reaction layer can be treated theoretically according to a suggestion forwarded 1936 by C. Wagner. Wagner's theory, proposing the rate-determining diffusion of cations not only in the case of tarnishing of metals but also in the case of formation of spinels and silicates in the solid state, can be examined by diffusion measurements using radioactive tracers. This has been done by us for a number of systems, zinc-iron spinel being the first and best investigated one. The diffusion measurements as well as the determination of the distribution of reaction products on both sides of the original contact phase is in accordance with Wagner's theory in this case, whilst in the case of the formation of other spinels as well as of several silicates the theory could not be proved.