4-高温固相
高温固相法
高温固相法制备磷酸锂锂（Li3V2（PO4）3）具有环保、成本低、结构稳定、性能优良等优点，近年来成为研究的热点。
安全性能和良好的电化学性能。
其中li3v2（po4）3具有优异的性价比，被认为是继金属硫化物和金属氧化物之后的第三代锂离子电池正极材料。
这将是一种非常有前途的LiCoO2阴极材料。
我国钒资源丰富，价格低廉。
钒化合物具有良好的嵌锂性能，无污染，作为电池负极材料具有广阔的应用前景。
根据我国钒资源现状和国情，研究和制备锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3具有重要的现实意义和长远意义。
2近年来的研究现状。
随着人们生活水平的不断提高和电子产品的不断发展，锂离子电池的使用越来越多。
磷酸钒锂（Li3V2（PO4）3）的研究取得了一些进展。
目前，li3v2（po4）3的主要合成方法是高温固相法，以纯h2为还原剂。
由于传统的高温固相法的局限性，很难获得纯度高、粒径小、电性能好的样品。
用纯氢作还原剂不仅成本高，不适合大规模的工业生产，而且由于氢气在实验操作中具有易燃易爆的特性，因此非常危险。
目前尚无其它化学方法合成Li3V2（PO4）3的报道。
li3v2（po4）3的合成方法有高温固相法、碳热还原法、溶胶-凝胶法等，其中高温固相法操作简单，环境污染小，反应效率高，但所得材料粒径不均匀。
碳热还原法使用C代替H2作为还原剂。
过量的C可以作为导电剂使用，可以显著提高正极活性材料的导电性和电化学性能，因此这种方法更有利于工业化生产。
三。
本项目主要研究内容本项目采用碳热还原法，以Li2CO3、LIF、LiOH·H2O为锂源，石墨、葡萄糖、蔗糖、乙炔黑为碳源，合成Li3V2（PO4）3。
用不同的组合与磷酸二氢和五氧化二钒反应制备Li3V2（PO4）3。
4制备方法：根据反应步骤的不同，可分为一步加热法、两步加热法和三步加热法。
分步加热法，最常用的是两步加热法，即将原料充分研磨、预热，然后在惰性气氛中烧结。
高温固相反应
高温固相反应高温固相反应是一种在高温下进行的化学反应，其特点是反应物处于固态，反应温度较高。
高温固相反应在化学领域具有广泛的应用，不仅可以用于合成新材料，还可以改善材料的性能。
高温固相反应的原理是在高温下，反应物的分子能量增加，使得反应物分子之间的键能得到破坏，从而使反应能够进行。
由于高温下的反应速率较快，可以在较短时间内完成反应。
高温固相反应可以用于合成新材料。
例如，可以利用高温固相反应合成氮化硅陶瓷材料。
在高温下，硅粉和氮气反应生成氮化硅。
氮化硅具有高的硬度、高的熔点和良好的热稳定性，可以用于制作高温工具和耐磨材料。
高温固相反应还可以改善材料的性能。
例如，可以利用高温固相反应改善钢的硬度和耐磨性。
在高温下，钢和碳粉反应生成碳化物。
碳化物具有高的硬度和优良的耐磨性，可以用于制作刀具和轴承。
除了合成新材料和改善材料性能外，高温固相反应还可以用于制备金属。
例如，在高温下，金属矿石和还原剂反应生成金属。
这种方法被广泛应用于金属冶炼和提取。
高温固相反应在工业生产中具有重要的意义。
例如，在水泥生产中，利用高温固相反应将石灰石和粘土烧成水泥熟料。
水泥熟料经过磨碎和混合后，可以制成水泥。
水泥具有良好的硬化性和抗压强度，广泛用于建筑工程中。
在高温固相反应中，反应温度的选择非常重要。
过低的温度会导致反应速率过慢，反应难以进行；过高的温度则会导致反应物分解或副反应的发生。
因此，需要根据反应物的性质和反应条件来选择适当的反应温度。
高温固相反应是一种在高温下进行的化学反应，具有广泛的应用。
通过高温固相反应，可以合成新材料，改善材料性能，制备金属以及在工业生产中得到应用。
高温固相反应的研究和应用将有助于推动化学领域的发展，为人们提供更多高性能材料和高效的生产方法。
高温固相法制CoAl2O4尖晶石型钴蓝色料及其在玻璃装饰上的应用
蓝 色料 ，混 料Ｉｔ，］－Ｉ司均 为 ｌＯｍｉｎ，然后 进 行热 处理 ，烧 结 温度 １ １００￣（２，保温 ２ｈ。 ２．１．１ 混 料方 式对 粒径 及均 匀度 的影 响
不 同 的 混 料 方 式 对前 体 和 产 品 的形 貌 、粒 径 有 较 大 的 影 响 。两 种 方 式 所 得 ＳＥＭ图 如 图 １所 示 ．从 图 ｌ可 以看 ｆ｝Ｊ经 研 磨 处 理 的前 体 的粒 径 从 几 微 米 到 一 百 多微 米 不 等 ，且氧 化 铝 和氧 化钻 分散 不 均 ；而 经 球 磨 的 前体 粒 径较 小 ，分布 较 窄 ，且 氧化 销 和 氧化 钴 分 布 较 为均 匀 。热 处理 后 的产 品 形貌 如 ２所 示 ，从
钴 蓝 色 料 的 制 备方 法 有 固相 法 、液相 法 、气 相 法 等 ，固相 法 ［３－９］是 将 钴 的氧化 物 和 铝 的氧化 橛 或 者 两 者的氢氧化物）混合研磨后经过高温烧结制备 出钴蓝 色 料 的一种方 法 。在高 温条 件下，Ｃｏ 、Ａ１¨、Ｏ 一离 子 进行 离 子扩 散 同 时相互 渗透 ，并 发生 一 系列化 学反 应 最终形成 了铝酸钴 固溶体 ［１０］０传统制备工艺采用研 磨 分 散 ，制 备 出 的钴 蓝 色 料 颗 粒 粗 大 ，分 布 不 均 匀 ，
高温固相反应在金属冶炼中的应用
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
02
高温固相反应在金属冶 炼中的应用
铁矿的还原
铁矿的还原是高温固相反应在金属冶炼中的重要应用之一。 通过高温还原反应，铁矿石中的铁元素被还原成金属铁。通 常使用碳作为还原剂，在高温下与铁矿石发生反应，生成铁 和一氧化碳。
铁矿的还原过程需要在高炉中进行，高炉中的温度和气氛条 件需要精确控制，以确保还原反应顺利进行。生成的铁块称 为生铁，可以进一步加工成各种钢铁产品。
铝矿的提取是高温固相反应在金属冶炼中的又一重要应用 。铝矿石通常含有较高的铝含量，但铝元素被氧化铝所包 裹，需要经过高温还原反应才能提取出来。
铝矿的提取通常在电解槽中进行，将铝矿石和碳还原剂混 合加热至高温，通过高温还原反应将氧化铝还原成金属铝 。生成的铝液可以进一步加工成各种铝制品。
镍矿的冶炼
镍矿的冶炼是将镍元素从镍矿石中提 取出来的重要过程。镍矿石通常含有 较低的镍含量，需要经过选矿和富集 处理，然后通过高温熔炼提取镍。
展
REPORT
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DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
01
高温固相反应概述
高温固相反应的定义
定义
高温固相反应是指在高温条件下，固体物质之间通过物理或 化学作用，导致物质组成、结构和性质发生变化的过程。
解释
高温固相反应通常涉及原子或分子的重新排列和组合，形成 新的晶体结构。这种反应可以在没有液体或气体的条件下进 行，通常在金属冶炼、陶瓷、玻璃等领域有广泛应用。
高温固相反应的类型
类型
高温固相反应可以根据不同的分类标准进行分类。根据反应机理，高温固相反应可分为扩散控制反应 和化学反应控制反应；根据反应温度，可分为低温固相反应（<1000℃）、中温固相反应（ 1000℃~1700℃）和高温固相反应（>1700℃）。
一种高温固相制备li5feo4的方法及其应用与流程
一种高温固相制备li5feo4的方法及其应用与流程高温固相法是一种常用的制备Li5FeO4的方法，其基本原理是通过高温下将适量的原料混合混磨，然后在高温条件下进行反应，最终得到Li5FeO4。
一种典型的高温固相法制备Li5FeO4的方法如下：1.原料准备：将适量的Li2CO3和Fe2O3按照一定的摩尔配比分别称量并粉碎，然后将两种粉末混合。
2.混磨：将混合后的粉末放入球磨机中进行混磨处理，以增加反应物的接触面积，促进反应的进行。
3.烧结：将混磨后的粉末放入烧结炉中，在高温下进行烧结处理。
常用的烧结温度为600-800℃，烧结时间一般为数小时。
4.冷却：待烧结结束后，将炉内的样品冷却至室温。
5.粉碎：将烧结后的样品取出，粉碎成所需颗粒大小的粉末。
6.筛分：对粉碎后的样品进行筛分，得到所需的Li5FeO4粉末。
通过高温固相法制备的Li5FeO4可广泛应用于锂离子电池等领域，具有以下应用和优势：1.锂离子电池：Li5FeO4可用作正极材料，在锂离子电池中具有较高的比容量和循环性能，有望替代传统的正极材料，提高电池的能量密度和循环寿命。
2.超级电容器：Li5FeO4在超级电容器中可用作导电材料，具有高电导率和高比容量，能够提高超级电容器的储能性能。
3.光催化：Li5FeO4可用作催化剂，在光催化反应中具有较高的催化活性，可应用于环境治理、水分解产氢等领域。
4.高温电子器件：Li5FeO4在高温条件下具有较好的稳定性和导电性，可用于制备高温电子器件，如高温传感器、高温电阻器等。
总体流程如下：原料准备-混磨-烧结-冷却-粉碎-筛分通过上述步骤，可以制备出高纯度、颗粒均匀的Li5FeO4粉末。
这种高温固相法制备的Li5FeO4不仅具有良好的电化学性能，还具有广泛的应用前景，对于推动锂离子电池等领域的发展具有重要意义。
高温固相法制备ZnMoO_(4):Eu^(3+)荧光粉及其发光性质研究
（b）
5D0 → 7F2
ZnMoO4:xEu3+ λem=617nm
x=0.01 x=0.02 x=0.03 x=0.04 x=0.05
ZnMoO4 在此条件下成功地被制备出来，并且没有杂相生成。 此外，Eu3+ 的引入并没有引起基质晶格明显的改变，这是因 为 Zn2+（0.88Å）和 Eu3+（1.087Å）离子半径和配位环境相似， 以及掺杂浓度并不是很高，所以稀土 Eu3+ 能够成功掺杂到基 质 ZnMoO4 中。
收稿日期 ：2021–03–16 基金项目 ：2021 年 度 吉 林 省 教 育 厅“ 十 四 五 ” 科 研 规 划 项 目
（JJKH20210542KJ） 作者简介 ：吴宏越（1987—），男，吉林龙井人，讲师，主要研究方
向为稀土发光材料。 通讯作者 ：李琳琳（1987—），女，吉林通化人，副教授，主要研究
此仪器装备的氙灯是 150W。所有测试都在室温下进行。 ·95·
第47卷第6期
2021年6月
研究与开发
Research and Development
化工设计通讯
Chemical Engineering Design Communications
3 结果与讨论 3.1 所制备样品的物相分析
图 1 为 最 大 掺 杂 浓 度 样 品 ZnMoO4 ：0.05Eu3+ 和 ZnMoO4 标准粉末 X 射线衍射数据（PDF#72-1486）的 XRD 图谱。将 合 成 的 样 品 ZnMoO4 ：0.05Eu3+XRD 衍 射 峰 图 谱 与 ZnMoO4 的标准衍射图谱进行对比，可以看出两者匹配得很好，得知
在近些年的研究中，制备荧光粉的方法日渐多样化，目 前常用的方法有 ：高温固相合成法、微波热合成法、共沉淀 合成法等。不同的制备条件和方法会直接影响制备出发光材 料的使用效果和决定它是否可以普遍应用。本文选用的是高 温固相法来制备荧光粉，应用该方法制备的荧光粉优点很多 性能稳定，发光强度高，且制备方法既简单环保又利于工业 上大批生产，因此得到了广泛应用 [4]。
高温固相法制备
四、实验药品和仪器
主要药品
五氧化二钒（V2O5） 碳酸锂（Li2CO3） 水合氢氧化锂（LiOH· H2O） 氟化锂LiF
主要仪器
电子天平 管式炉 球磨机 电热真空干燥箱 粉末压片机 电话学工作站 SEM
磷酸二氢胺（NH4H2PO4）
石墨 葡萄糖(C6H12O6· H2 O) 蔗糖(C12H22O11) 乙炔黑 聚偏氯乙烯 氮甲基吡咯烷酮 锂片，铝箔，电解质
高温固相法制备锂离子电池正 极材料磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3 )
一、磷酸钒锂研究ห้องสมุดไป่ตู้目的和意义
磷酸钒盐因具有环保、成本低廉、结构稳定、 安全性能优秀、电化学性能较好等特点, 成为了近 年来研究的热点。其中Li3V2(PO4)3 具有优秀的 性价比,被誉为是继金属硫化物和金属氧化物之后 的第三代锂离子电池正极材料将是非常有希望取 LiCoO2 的正极材料。 我国钒资源丰富、价格低廉 , 钒系化合物具有 很好的嵌锂性能,又无污染,作为电池正极材料具有 开发前途. 根据我国的钒资源情况和国情, 开展新 型锂离子电池正极材料 Li3V2(PO4)3 的研究和制 备具有重要的现实意义和长远意义。
第三阶段：对测得的数据及图像做进 一步的分析处理，得到所需参数，进 一步优化实验条件，选择出最佳的工 艺条件，并完成毕业论文。
八 、 参考文献
• [1]武俊萍,李宁,戴长松等.锂离子电池正极材料 Li3V2(PO4)3的合成及性能研究 哈尔滨工业大学工学硕士 学位论文2007 • [2]M.Y. Saı¨di,1, J. Barker1, H. Huang, J.L. Swoyer1, G. Adamson Performance characteristics of lithium vanadium phosphateas a cathode material for lithium-ion batteries Journal of Power Sources 119–121 (2003) 266–272 • [3]曹艳军,龙翔云,程云峰等.锂离子电池正极材料的研究现 状和展望 化工技术与开发2007，36（3）：17-25 • [4]朱先军, 刘云霞, 耿良梅, 程龙兵等.锂离子电池正极材料 Li3V2(PO4)3的研究进展 电池2007，37（5）：390-393 • [5]倪江锋，苏光耀，周恒辉，陈继涛 .锂离子电池正极材 料LiMPO4 的研究进展 化学进展2004，16（4）:555-600
4-高温固相
图 氧化物的Ellingham图
由于处于下方的氧化物稳定性较大,因此当温 度低于1000 K时，△Gθ(CO２)<△Gθ (CO)，C 氧化时，趋向于生成CO２，反应的熵变虽然 是正值(3.3×10-3 kJ·K-1·mol-1), 但很小, 熵效 应项与反应焓变的-393.5 kJ·mol-1相比是微不 足道的, 故△Gθ(CO２)随温度的改变甚微, 仅 略向下倾斜, 几乎成一水平线。当温度高于 1000 K 时 , C 倾 向 于 生 成 CO 。 因 为 此 时 △Gθ(CO)<△Gθ(CO２), 且反应熵变为较大的 正值(179×10-3 kJ·K-1·mol-1), 斜率随温度升高 而急剧向下倾斜。即温度升高, C氧化生成 CO的反应的△Gθ减少得愈多，以致C在高温 下还原大多数金属氧化物成了可能。
高温固相合成
• 一般固相反应是将两种或多种原料混合并以固态 形式直接反应；但是在室温或较低温度下它们并 不相互反应，为了加快反应，必须将它们加热到 高温。
• 高温固相合成是指在高温（600~1500 ℃）下，固 体界面间经过接触，反应，成核，晶体生长反应 而生成一大批复合氧化物，含氧酸盐类、二元或 多元陶瓷化合物等。
图 氧化物的Ellingham图
可以排列出常见还原剂如在 1073 K时的相对强弱次序：
Ca＞Mg＞A1＞Ti＞Si＞Zn＞Fe……(左图)
同理, 常见氧化剂在1073 K的强弱次序:
Ag2O＞CuO＞ FeO＞ ZnO＞SiO2＞TiO2…… (左图)
图 氧化物的Ellingham图
④ 对大多数金属氧化物的生成来说 ，如2M(s)＋O2(g) 2MO (s)，由于 消耗氧气的反应是熵减少的反应， 因而直线有正的斜率，但对反应 2C(s)＋O2(g) 2CO(g)来说, 气体分 子数增加, 是熵增的反应，故 C→CO 线 有 负 的 斜 率 。 这 样 ， C→CO线将与许多金属－金属氧化 物线会在某一温度时相交。
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粉末实体的收缩 意味着单个晶粒的形状变化
1740nm
950℃
ZrO2
1050℃
Bar: 3m 1150℃
1250℃
unsintered 1350℃
unsintered
200~300nm
200~300nm
393.5－3.3×10-3T)。而2C＋O2＝2CO, 气体分子数增加, 引起熵增 加, 斜率成为负值, 直线向下倾斜 (△Gθ＝-221－0.18T)。 在两
条线的交点，△Gθ(CO)＝△Gθ(CO２) -393.5－3.3×10-3T＝-221－0.18T，
0.1767T＝172.5， T≈1000 K。
高温反应类型
• 高温下的固相合成反应 • 高温下的固－气合成反应 • 高温下的化学转移反应 • 高温下的熔炼和合金制备 • 高温下的相变合成 • 等离子体激光、聚焦等作用下的超高温合成 • 高温下的单晶生长和区域熔融提纯
高温还原反应
氧化物高温还原反应的△G-T图 及其应用
1、为什么研究的△Gf -T 图? (1) 还原反应能否进行、进行的程度和反应的特
高温固相合成
• 一般固相反应是将两种或多种原料混合并以固态 形式直接反应；但是在室温或较低温度下它们并 不相互反应，为了加快反应，必须将它们加热到 高温。
• 高温固相合成是指在高温（600~1500 ℃）下，固 体界面间经过接触，反应，成核，晶体生长反应 而生成一大批复合氧化物，含氧酸盐类、二元或 多元陶瓷化合物等。
图 氧化物的Ellingham图
可以排列出常见还原剂如在 1073 K时的相对强弱次序：
Ca＞Mg＞A1＞Ti＞Si＞Zn＞Fe……(左图)
同理, 常见氧化剂在1073 K的强弱次序:
Ag2O＞CuO＞ FeO＞ ZnO＞SiO2＞TiO2…… (左图)
图 氧化物的Ellingham图
④ 对大多数金属氧化物的生成来说 ，如2M(s)＋O2(g) 2MO (s)，由于 消耗氧气的反应是熵减少的反应， 因而直线有正的斜率，但对反应 2C(s)＋O2(g) 2CO(g)来说, 气体分 子数增加, 是熵增的反应，故 C→CO 线 有 负 的 斜 率 。 这 样 ， C→CO线将与许多金属－金属氧化 物线会在某一温度时相交。
接触体：ZrO2(ThO2) + La2O3(Y2O3) • 设备简单，使用方便,控温精确，应用不同的电阻
发热材料可以达到不同的高温限度。 • 电弧炉 • 感应炉
电阻发热材料的最高工作温度
箱式电阻炉
管式电阻炉
电弧炉及其结构示意图
举例
• 前驱物选择： 方便易得，热分解为非反应性气体产物 硝酸盐、醋酸盐、草酸盐、碳酸盐等等
图 氧化物的Ellingham图
氧化物的Ellingham图
①表示△Gθ－T间变化关系的 吉布斯-赫姆霍兹公式 △Gθ＝ △Hθ－T△Sθ 显然是一个直线 方 程 。 当 T ＝ 0 ， △ Gθ ＝ △ Hθ
，即直线的截距可近似地等于
氧化物的标准生成焓，直线的 斜 率 为 -△Sθ ， 它 等 于 反 应 熵
根据艾林罕姆图可以选择金属氧化物的还原方法，亦即金属提 取的一般方法的依据。
① 氧化物热分解法
位 于 艾 林 罕 姆 图 上 端 的 Ag →Ag2O和Hg→HgO(图上未示出) 线, 在273 K时位于△Gθ＝0线的 下方, 即在273 K时, 这些氧化物 的标准生成自由能是负值。但温 度升高, 如升到673 K以上, 这时 两条线均越过△Gθ＝0的线, 即在 673 K时, △Gθ>0。这一变化意味 着 Ag2O、 HgO 在 温度 升 高 时 会 自动分解。所以对这些不活泼的
再看C还原SiO2的温度范围。在低温 ，如273 K时，CO的生成自由能大于 SiO2的生成自由能，所以在此温度下 ， C 不 能 还 原 SiO2 ； 但 当 温 度 约 在 1673 K时两线相交，超过此温度时 CO的生成自由能低于SiO2的生成自 由能，故在T>1673 K时，C还原SiO2 的反应可以发生。
• 加入易挥发有机溶剂分散固体反应物，以混合均匀从而 增大反应物接触面积；
• 用微波或各种波长的光等预处理反应物以活化反应物等。
• 各种降低固相反应温度的方法： 前驱物法、置换法、化学共沉淀法、熔化法、水热法、 微波法、软化学法、气相输运法、自蔓延法、力化学法、 分子固体反应法(固相配位法)。
高温热化学加工过程
200~300nm
燃烧合成(自蔓延高温合成） 燃烧反应在固体中很快地蔓延， 可以利用燃烧波自动传播的方 式来合成难熔化合物。 燃烧合成分为三种类型：
固体火焰：燃烧产物、中间产 物和燃烧组元均以固态形式存 在，不存在液相和气相的中间 过程。
准固体火焰：反应组元和最终 产物均为固体，燃烧过程中组 元和中间产物可为气体和液体。
Ellingham(艾林罕姆)在 1944年首先将氧化物的标 准生成自由能(纵坐标)对 温度(横坐标)作图(以后又 对硫化物、氯化物、氟化 物等作类似的图形)，用 以帮助人们： ①判断哪种氧化物更稳定 ②比较还原剂的强弱 ③估计还原反应进行的温 度条件 ④选择还原方法 在冶金学上具有特别重要 的意义。
• 尖晶石型ZnFeO4固相反应前驱物 • Fe2[(COO)2]2 + Zn(COO)2ZnFeO4
• 尖晶石型MCr2O4 (M = Mg, Ni, Mn, Co, Cu, Zn, Fe)固相反应前驱物 各种胺类铬酸盐(NH4)2Ni(CrO4)26H2O
• 反应固体原料的的反应性 • 反应物原料固体结构与生成物结构相似
• 高温固相反应只限于制备那些热力学稳定的化合 物，而对于低热条件下稳定的介稳态化合物或动 力学上稳定的化合物不适于采用高温合成。
高温固相合成
• 高温获得：
获得高温的方法 各种高温电阻炉 聚焦炉 闪光放电 等离子体电弧 激ห้องสมุดไป่ตู้ 原子核的分离和聚变 高温粒子
温度/K
1273-3273 4000-6000
金属氧化物就可以采用氧化物的
热分解法来获得金属。
图 氧化物的Ellingham图
② C还原法
从热力学看，用C作还原剂与用Al、Si等还原
剂有不同的特征。
由C生成其氧化物CO和CO2的直线有明显的 不同特征。CO2线几乎平行于温度坐标轴， 说明这个反应的△Gθ几乎与温度无关，斜率
接近0。CO有负的斜率，随着温度的升高，
艾林罕姆图中的线称为某物质的 氧化线。表示物质与1 mol O2作 用生成氧化物的过程。
用 Ag2O 标 记 的 线 ， 表 示 4Ag ＋ O2→2Ag2O，称为Ag的氧化线， 记作Ag→Ag2O或Ag－Ag2O。
用CO→CO2标记的线，表示2CO ＋O2→2CO2。
以消耗1 mol O2生成氧化物过程 的自由能变作为标准来对温度作 图是为了比较的方便。 如果氧化物的化学式不同，这显 然不好进行比较。 因此就规定以消耗1mol O2生成氧 化物的过程的自由能变作为标准 来作图并进行比较。
B）由于塑性变形及可能的颗粒破碎，颗粒间固结达 到全致密。
C）由于热-机械作用造成固态扩散及局部熔化加快。 D）局部化学反应产生放热，相应温度急剧升高。 E）在适当的压力、温度及材料缺陷状态下，反应产 物形成。 F）最终产物结晶。
爆炸固结的加载方式：平面加载和柱面加载两种方式。
固相过程的基本要素和组装
焙烧：将原料与空气、氢气、甲烷、CO和CO2气 加热至炉料熔点以下进行化学处理的过程，其中的 炉料大都可以自燃。
煅烧：将原料在熔点下处理，使其分解出二氧化碳 和水分。焙烧和煅烧大都在气固两相过程中实现的。
烧结：将原料与烧结剂混合加热，在高温下原料与 烧结剂发生化学反应的过程，有时温度较高，表面 呈熔融态以加速反应，甚至物料可成为半熔融状态 。
> 4273 20000 105-106 106-109 1010-1014
普通高温装置
• 电阻炉：1000 -2000 ºC • 石墨发热体：注意使用条件，不宜在氧化还原气
氛下进行。真空下可以达到相当高的温度。 • 金属发热体：钽、钨、钼等；高真空、还原气氛
惰性气氛高度纯化。 • 氧化物发热体：氧化气氛下最理想。
这意味着在低于该温度时，CO不如 金属氧化物稳定；但在高于该温度 时，CO的稳定性大于该金属氧化物 , 因而在高于该温度时, C可以将该 金属从其氧化物中还原出来。
图 氧化物的Ellingham图
C还原Al2O3：从左图可以发现，在低 于 2100K 温 度 时 ， C→CO 线 位 于 Al→Al2O3线之上，表明Al2O3的生成 自由能比CO要负，所以在低于2100 K时，C不能用作Al2O3的还原剂。但 当温度超过2100 K时CO的生成自由 能比Al2O3的要负，即C在大于2100 K 时能从Al2O3中夺取氧而使Al2O3还原 。
固相反应分离过程的核心： 固相间的良好接触（原料成型必不可少） 配料成型固相反应分离后续处理
固相流程组装思路：（有机物制碳素材料过程） (1) 确定原材料和目标产物的形式； (2) 确定主要反应过程（核心反应器）的反应特点和分离 过程的特点， (3) 确定大体流程，绘出流程简图； (4) 热力学、动力学深入研究与设计，工艺流程的细化； (5) 设备类型和尺寸，操作参数的确定。 (6) 确定详细流程图。
结构重排较方便，成核较容易 MgO + 尖晶石型MgAl2O4：氧离子排列结构相 似，MgO界面上或界面邻近的晶格内生成晶核 或进一步晶体生长
• 反应物的来源和制备条件、存在状态 • 特别是表面的结构情况*** • 反应物通常为多晶粉末，晶体不完整
• 晶体缺陷存在
固相化学反应