（凝聚态物理专业论文）mgb2的反应相变和晶粒生长过程研究.pdf

r e s e a r c ho i lt h em g b 2r e a c t i o np h a s et r a n s i t i o na n dt h eg r o w t h p r o c e s so ft h ec r y s t a ln u c l e i b y g u o y o n g q i n g at h e s i ss u b m i t t e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h e r e q u i r e m e n t sf o r t h ed e g r e eo f l n c o n d e n s e dm a a e rp h y s i c s i nt h e g r a d u a t es c h o o l o f l a n z h o uu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y s u p e r v i s o r p r o f e s s o r m a y , 2 0 1 1 63咖95川8刚8川iily 兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果 由本人承担。 研妇俨 作者签名： 日期：2 , 0 1 1 年6 月，o 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容 编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇 编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中 国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名密期删阵万月，口日 导师签名： 铆弧日期：伪年彳月f o 日 一 硕士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 第1 章绪论l 1 1 超导体概述。l 1 2 超导体的应用5 1 3 m g b 2 超导体的主要制备方法7 1 3 1m g b 2 线( 带) 材的制备7 1 3 2m g b 2 块材的制备8 1 3 3m g b 2 薄膜的制备l o 1 3 4m g b 2 粉体的制备l l 1 4 选题意义及研究内容1 2 第2 章m g - b 体系反应热力学1 6 2 1 自蔓延法制备m g b 2 超导体1 7 2 2 g i b b s 自由能a g r 的计算及反应体系热力学分析1 9 2 3 绝热温度的计算2 2 2 3 1 绝热温度公式的推导一2 2 2 3 2 预热温度与绝热温度2 3 2 3 3 结果与分析2 4 2 4d 、吉2 7 第3 章m g b 2 超导体成相过程2 8 3 1 本章概要2 8 3 2m g b 2 晶核的形成及生长过程2 8 3 2 1 镁和硼的基本化学性质2 8 3 2 2 杂化轨道理论和前线分子轨道理论2 9 3 2 3 固体粉末反应理论3 l 3 2 4m g b 2 晶核的形成及生长3 2 3 3 试验检验4 0 3 3 1 顺磁性检验4 0 m g b ：的反应相变和晶粒生长过程研究 3 3 2 自旋共振检验4 0 3 4 结论4 l 3 5 本章小结4 1 参考文献4 3 致谢4 6 附录a 攻读学位期间所发表的学术论文4 7 i l m g b ：的反应相变和品粒生长过程研究 3 3 2 自旋共振检验4 0 3 4 结论4 1 3 5 本章小结一4 l 参考文献4 3 致谢4 6 附录a 攻读学位期间所发表的学术论文4 7 l l 硕上学位论文 摘要 m g b ：是2 0 0 1 年发现的临界温度( 乃) 为3 9k 的超导材料，被认为是最有希望 可应用于2 0 k 一3 0k 温区的超导材料。但与传统的低温超导体相比，m g b ：的临界电 流密度( 上) 较低，而且随外加磁场( 仂的增加而迅速降低，m g b 。成相过程微观 机理尚不清楚，这两方面的问题制约了其应用研究，后一问题具有基础性。因此， 围绕m g - b 体系的反应热力学和m g b 。成相过程这一课题，本论文应用热力学理论， 以自蔓延( s h s ) 法制备m g b 。实验为依据，从宏观上分析了m g b ：超导体相形成过 程；根据镁和硼的基本化学性质、杂化轨道理论、前线轨道理论和粉末反应理论， 从微观上分析了m g b 。超导体相形成过程，旨在从宏观和微观两方面对m g b 。超导体 相形成过程有一个比较深刻全面的了解，从而促进对m g b 。超导体更深层次的研究。 首先，根据自蔓延( s h s ) 法制备m g b 。实验的数据，对m g b 二元体系进行了 系统的热力学分析。由分析结果可以看出，反应生成物m g b 。和m g b 。的吉布斯自由 能在2 9 8 k 到2 0 0 0 k 比较大的温度范围内，其改变量都是小于零的负值，而且，这 种吉布斯自由能改变量的绝对值越大，反应越容易发生。根据这一特性，必须合 理地控制反应条件，以保证反应过程中有足够的反映物质镁的含量；因为镁一硼二 元反应体系的绝热温度t a d = 1 6 1 4 k 1 8 0 0 k ，所以，在点燃s h s 反应之前，需要预 热，而且预热温度不能低于5 0 1 k ；分析结果还显示，自蔓延反应过程中，绝热温 度与预热温度之间的关系是：预热温度升高，绝热温度也随之升高。 其次，讨论了m g b 。合成过程中晶核的形成及生长过程，主要结果是：根据镁 和硼的基本化学性质、杂化轨道理论、前线轨道理论和粉木反应理论，m g b 。晶核 的形成及生长过程可分三步完成：i 两种粉粒碰撞接触，做反相微幅受迫振动， m g b z 的反应相变和晶粒生长过程研究 使得镁原子和硼原子不断从其表面脱出，产生m g b ：成相区。镁蒸气与硼粉粒相遇 反应生成m g b 。镁蒸气进入碰撞接触区，参与反应。成相区中两种原子的分布更有 利于m g b 。成相反应；2 两个硼原子相遇，价轨道经s p 2 杂化生成b 。，镁原子的两 个3 s 价电子自旋相反成对填入b 。的轨道形成键，生成m g b 。，此即m g b ：初始 晶核。初始晶核的简单骨架是：两个硼原子之间有一个填满电子的较强的0 键， o 键正上方是填满电子的孔键，耳键之上是镁离子，两个硼原子外侧分别有外露 的两个半满杂化轨道，夹角1 2 0 。初始晶核的电磁性质特点是：初始晶核有四个 外露的半满电子轨道，其电子未配对，导致初始晶核具有顺磁性；初始晶核的镁 离子之上附近空间是镁离子产生的正电场，0 键之下附近空间是电子产生的负电 场，因此，初始晶核的电场分布不对称。外露的半满电子轨道和不对称的电场分 布这两个特点形成初始晶核长成晶粒的原因；3 由于外露的半满电子轨道和不对 称电场分布的存在，初始晶核在运动过程中，以确定的杂化轨道平面方向，分别 沿a 轴和c 轴相互接近反应，形成晶核沿三个轴六个方向的生长。生长过程中电 子配对，顺磁性消失；丌键演化成：键，镁离子在近邻电子电场的作用下，处于 硼层的六角中心，最终形成m g b 。单晶晶粒。 利用这个m g b 。成相过程可以解释固一液界面有利较大晶粒形成和温度升高，晶 粒变大的实验结果；可以得出由初始晶核可能生成m g b 。和m g b ，等多硼化物的推论； 可以解释m g - b 体系计算相图；可以用以解释m g b 。晶粒螺旋式和台阶式两种生长方 式；利用这一成相过程或许能解释元素替代机理。根据这个m g b 。成相过程可以推 知，a 轴方向的晶粒表面主要存在半满电子轨道、c 轴方向的晶粒表面主要有镁离 子电场和电子电场，这些半满电子轨道和电场的存在，可能与m g b 。的晶粒之间不 存在弱连接，超导电流不受晶界连通性影响的实验结论有关。 关键词：m g b 。超导体；相变；轨道杂化；晶粒生长 i i a b s t r a c t s i n c et h ed i s c o v e r yo ft h es u p e r c o n d u c t i v i t yw i t hac r i t i c a lt e m p e r a t u r e ( j c ) 3 9k i n2 0 01 ， m g b 2h a sb e e nb e l i e v e dt ob eap r o m i s i n gc a n d i d a t ef o r e n g i n e e r i n g a p p l i c a t i o n si nt h et e m p e r a t u r er a n g eo f2 0k 3 0k h o w e v e r , c o m p a r e dw i t h t r a d i t i o n a ll o wt e m p e r a t u r es u p e r c o n d u c t o r s ，f i r s t ，t h ec r i t i c a lc u r r e n td e n s i t y o fm g b 2 i sl o w e r , a n dm g b 2o f t e ns h o w sar a p i dd e c r e a s ei nt h ec r i t i c a lc u r r e n td e n s i t vw i t h t h ei n c r e a s eo fe x t e r n a lm a g n e t i cf i e l d ( h ) s e c o n d ，t h em i c r o s c o p i cm e c h a n i s mo f m g b 2p h a s ef o r m a t i o ni ss t i l lu n c l e a r , t h el a t t e ri sb a s i c t h e r e f o r e ，t h el o w e rc r i t i c a l c u r r e n td e n s i t ya n du n i n t e l l i g i b l ep h a s ef o r m a t i o np r o c e s sr e s t r i c tt h ea p p l i c a t i o no f m g b 2s u p e r c o n d u c t o r t h u s ，i nt h i sp a p e r , t h er e a c t i o nt h e r m o d y n a m i c so ft h em g - b s y s t e mh a sb e e na n a l y z e db a s e do nt h e r m o d y n a m i ct h e o r ya n dt h ee x p e r i m e n to ft h e s h sm e t h o dp r e p a r e i n gm g b 2i nm a c r o s c o p i ca s p e c t ，a n dp h a s ef o r m a t i o np r o c e s s h a s b e e na n a l y z e db yu s i n gt h eb a s i c p r o p e r t i e so fm a g n e s i u ma n db o r o n ，t h eh y b r i d o r b i t a l t h e o r y , t h ef r o n t i e ro r b i t a lt h e o r ya n dt h et h e o r yo fp o w d e rr e a c t i o ni n m i c r o s c o p i ca s p e c t a i m i n ga tt ou n d e r s t a n df u r t h e rs u p e r c o n d u c t o rm g b 2 f i r s t ，a c c o r d i n gt ot h ee x p e r i m e n td a t ao ft h es h sm e t h o d ep r e p a r e i n gm g b 2 t h e r e a c t i o n t h e r m o d y n a m i c so ft h em g b s y s t e m h a sb e e n a n a l y z e db yu s i n g t h e r m o d y n a m i ct h e o r y , t h er e s u l t ss h o wt h a tt h ec h a n g eo ft h eg i b b sf r e ee n e r g yo ft h e f o r m a t i o nr e a c t i o no fm g b 2 ，m g b 4i sn e g a t i v ei nt h et e m p e r a t u r er a n g eo f2 9 8 kt o 2 0 0 0 k ，a n dt h el a r g e rn e g a t i v ev a l u e , t h ee a s i e rf o r m a t i o nr e a c t i o no fm g b 2o c c u r s t h e r e f o r ew em u s tc o n t r o lt h es y n t h e s i sc o n d i t i o nt oe n s u r ea d e q u a t ec o n t e n to f m gi n o r d e rt oa v o i dt h ef o r m a t i o no f n o n s u p e r c o n d u c t o rm g b 4 i nt h em g bs y s t e m ，t h e a d i a b a t i ct e m p e r a t u r et a d21614 k 成：时，超导体处于正常态；当外加磁场处于上临界磁场与下临界磁场之间，即 厦。 5 1 0 5a c m 2 ) ，但j c 会随着外磁场的增加而急剧减小。其次，不可逆场较低， 如纯m g b ：超导体在2 0k 时不可逆场值为4 - - - 5t 。高场下临界电流密度和不可逆 1 2 硕士学位论文 场较低的主要原因在于缺乏有效钉扎中心。另外，还有m 9 0 、m g b 。和m g b ，等其它 杂相和孔隙的存在，也会影响其超导电性。 2 m g b 。超导体成相过程的微观机制问题 m g 的熔点为6 5 0 c ，大致来说，m g b 。的合成温度一般在9 2 3k 到1 2 2 3k 之间附近 温区。m g 在2 0 0 。c 已经开始气化。因此，在m g b 。的合成温区内不可避免的有镁蒸气 存在，其反应机理可能是固一固，固一液，固一气相反应共存，或是几种反应的组合。 但是，目前从微观上对此研究还不是很充分，尚未形成比较成熟的m g - b 成相反应 模型。 3 掺杂m g b 。超导体成相过程的微观机制问题 掺杂m g b 。超导体研究中，元素掺杂和替代方面，已经研究了锂、纳、钙、硅、 钛、钼、铝、铁、钴、铜、锌、铱、钬、银、锡、铅、镐、铅和锰等元素的掺杂 效果，化合物掺杂方面，研究了b 。c 、s i c 、s i 0 ：、m g b 、m g b ：和z r b 。等多种物质的掺 杂效果，其它还有碳纳米管和w b 微米级颗粒掺杂效果的研究，等等。通过不同的 掺杂措施，都能在不同程度上改善m g b 。超导体的临界电流密度、临界温度，能有 效的改善样品的磁通钉扎性能。但是，就目前化学掺杂和元素替代等各种掺杂研 究进展来看，几乎所有的掺杂试验研究结果，其样品的超导转变温度都没有超过 3 9 k ，掺杂过程的微观机制，掺杂物质的分布对m g b 。超导体电子结构的影响等微观 问题的研究尚需进一步的研究。尤其是临界温度尚没有突破性提高，这是不是告 诉人们，目前的掺杂方法还没有从根本上改变导致m g b ：超导体的正常一超导相变的 深层次原因，m g b ：超导体研究还有更深入的问题需要进一步研究。 根据以上存在的问题，从宏观上深入研究m g - b 体系反应热力学，从微观上研 究m g b 。超导体成相过程的微观机制，会有助于探索解决上述问题的途径，有助于 探寻引入有效钉扎中心的工艺方法，会促进改善m g b ：超导体的超导电性和机械性 m g b 。的反应相变和晶粒生长过程研究 能的研究。 本文首先讨论了白蔓延( s h s ) 法制备m g b 2 过程中预热温度与绝热温度的 关系，对m g b 体系成相、g i b b s 自由能进行计算与分析。计算分析显示从2 9 8 k 到2 0 0 0 k 的温度范围内m g b 2 m g b 4 生成反应的g i b b s 自由能变值均为负值，且负 值更大反应更易发生。因此，必须控制合成条件，保证合成过程中足够的反应物 m g 的含量，避免非超导物质m g b 4 的生成。在2 9 8 k 到2 0 0 0 k 的温度范围，m g b 2 的成相反应均可以发生，固液相反应机制是最理想。另外，由于m g - b 体系的绝 热温度t 。d = 1 6 1 4 k _ f f i j 。冯庆荣等【3 1 1 在研究m g b 2 超导样品的合成工艺时，分别采用9 5 3k ， 1 0 2 3k ，1 0 8 3k 和1 1 7 3k 几个温度作为烧结温度，将m g b 原料放在真空炉内烧结2 5 1 6 硕士学位论文 小时得到不同工艺制度下的合成样品，对各个m g b 2 样品进行电阻测量，发现样品的 临界温度与烧结温度之间的关系十分密切。 m g b 2 的成相过程在热力学和动力学上是一个复杂的化学反应过程。而成相过 程对其微观结构和超导电性有决定性影响，比如镁蒸气的存在仍然会使产物呈现多 孔状的微观结构，因而产物的实际密度比理论值低很多，从而导致临界电流密度的 下降。为了制备高质量的m g b 2 超导体，有必要研究m g b 2 及掺杂体的成相规律以及 热力学分析，反应热力学问题关系着反应进行的方向和最终产物的相成份，对燃烧 体系进行热力学分析是研究自蔓延( s h s ) 过程的基础，不仅可以判断自蔓延能否 自我维持，而且还可以对燃烧反应产物的状态进行预测，并可为反应体系的成分设 计提供依据，所以对体系的热力学研究不但具有理论价值，而且具有实用性。 本章介绍自蔓延( s h s ) 法制备m g b 2 过程中预热温度与绝热温度的关系，并 从热力学角度对m g b 体系的g i b b s 自由能、成相进行计算与分析。 2 1 自蔓延法制备m g b 2 超导体 实验仪器主要有： 1 自蔓延炉( 如图2 1 ) ，温度控制系统：温控仪。型号：w k - 4 1 i a 。生产厂家：南京化工 大学。静态温度波动小于0 1k ，动态温度波动小于2 0k 。 2 数字天平：生产厂家，北京赛多利斯天平有限公司。型号：b ，大量程l1 0 9 。准确 度0 0 0 0 1 9 。 3 压模机：小型台式油压机，生产厂家，天津市科器高新技术公司。型号：7 6 9 y p - 1 5 z ， 压强范围：小于1 2 g p a 。 4 球磨机：n d 7 0 4 l 行星球磨机 5 扫描电子显微境h i t a c h i s 一5 2 0 ，h i t a c h il t d ，j a p a n 1 7 m g b z 的反应相变和品粒生长过程研究 6 x - r a y 衍射仪x r dr i g a k k u ，d m a x - 2 4 0 0 ，ja p a n 图2 1 自蔓延炉及温度控制系统 实验药品及材料： 1 镁粉：生产厂家：中国医药集团上海化学试剂公司，纯度大于9 9 9 9 1 0 0 2 0 0 目 2 硼粉：生产厂家：保定中普瑞拓科技有限公司，纯度9 9 9 9 9 ，粒度小于1 0 0 。 将镁粉( 1 0 0 2 0 0 目，纯度为9 9 5 ) 和硼粉( 小于1 0 0 目，纯度为9 9 9 9 ) 按m g ：b = i ：2 的摩尔比准确称量，将混合粉末在球磨机中磨制混合2 h ，球料比3 5 ：l ，转速为18 0 r m i n ， 再将磨成的粉末用压力机在1 5 0 m p 下压制成为柱状( 直径为1 6 m m x 6 0 m m ) ，然后放 入反应室如图2 2 所示，将反应室抽成真空( 6 0 0 x 1 0 3 p a ) 后，并通入氩气；以每分钟5 度的速率，预热到5 7 3 k 再用钨丝电弧点燃压坯，反应在几十秒钟后熄灭，每5 秒记录l 1 点火装置2 炉体3 压力表4 真空表5 测温系统 6 试验1 3 乌丝7 热点偶8 底座9 真空机组 1 0 氧气窭1 1 阀门1 2 冷却系统 图2 2 自蔓延反应室结构图 硕士学位论文 次温度值，反应过程如图2 2 ，然后自然冷却到室温。 试样的温度在电弧引燃后，先是缓慢升温到5 8 1 k ，然后温度急剧升高出现一 个温度峰值( 大约1 5 2 3 k ) ，测得试样的温度与时间变化的曲线如图2 3 ，反应时 间大约是6 秒，由于反应时间短，反应过程中，试样与周围空间的热交换非常少 的，曲线的峰值说明m g b 2 的生成反应是一个放热反应。 f l 伯do3 o o8 0 07 0 0 t i m m r ) 图2 3 自蔓延燃烧的时间与温度的图 2 2 gib b s 自由能g 的计算及反应体系热力学分析 g i b b s 自由能是一个重要的热力学态函数，它是判断和控制化学反应发生的趋 势、方向及平衡的重要参数。在通常情况下，可以用v a n th o f ! 睑式计算标准生成 g i b b s 自由能：g t = a h t t s 。 对化学反应a + b _ c ，反应前后g i b b s 自由能发生了变化，其变化可表示 为：a g x = g 。g a g b ，根据热力学第二定律，化学反应总是向能量减小的方向进行， 其g i b b s 自由能变化的大小和正负表示了化学反应进行的方向和程度。 对于m g b 体系，有热力学稳定化合物生成的化学反应方程式可表达为： m g + 2 b = m g b 2 m g + 4 b = m g b 4 1 9 撕 啪 蛳 啪 舢 pv。jr罩旬暑-一 m g b z 的反应相变和品粒生长过程研究 根据反应的自由能计算公式： a g t = a h t t a s 式中h t = a h 。+ c p d t + ) - ? , a h i s tf f ia s 。+ f ：8 c p d l n t + s i 其中h o ，s o 分别为2 9 8 k 下的物质的焓( m 0 1 ) 和熵( j m o l k ) ，c p 为2 9 8 k 下的物 质的恒压热容( j m o l i o ，a h ；，a s ；分别为相变自由焓和相变熵。 式： 根据s h o m a t e 方程，将热力学方程离散化，可以得到h o ，s o ，c p 与温度t 的关系 c p = a t + a a 2 t + a 3 t 2 + a 5 t 2 h o = a a l t + a a 2 t 2 2 + a a 3 t 3 3 + a a 4 t 4 4 - a 5 t 1 + a a 6 一h s o = a a i i n t + a a 2 t + a 3 t 2 2 + a a 4 t 3 3 - a a 5 ( 2 t 2 ) + a 6 表2 1 m g b 及其掺杂体系单质与化合物s h o m a t e 方程参数【3 2 3 3 1 物质相态a l 固态 5 3 3 m g液态 7 6 0 气态 4 9 6 b 固态 3 8 3 液态 7 5 0 m g b 2固态 1 1 8 9 a 2 2 4 5 0 0 0 0 0 0 2 3 9 0 0 0 5 4 3 a 3 0 1 0 0 o o o 0 0 1 5 0 0 0 0 1 8 2 0 0 0 0 o o o 0 0 0 0 0 o 0 0 0 0 0 a 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 o 0 0 a 6 刖彳瑚 h - 8 5 0 10 0 0o 0 0 5 4 3 9 1 4 0 9 6 0 3 6 3 7 60 0 0 6 一1 1 2 59 2 0 9 1 9 7 m g b 4固态4 5 9 6 6 2 1 0 2 5 73 8 9 05 6 4 2 00 2 5 21 2 3 8 1 0 5 1 0 5 o 表2 1 中列出了m g b 及掺杂体系单质与化合物s h o m a t e 方程参数，需要指出的是 m g 的熔点9 2 2 k ，因此在2 9 8 - 2 0 0 0 k 的范围内存在固液、液气相交。 2 0 硕十学位论文 将s h o m a t e 方程参数代入h o ，s o ，c p 与温度t 的关系式，可得到不同温度下生 h - 戋m g b 2 ，m g b 4 反应的自由能变化，结果如表2 2 所示。从表中可以看出从2 9 8 k 到 1 1 0 0 k 的温度范围内m g b 2 ，m g b 4 生成反应的g i b b s 自由能变值均为负值，且m g b 4 的自由能的绝对值最大，说明该反应最易发生，这也是低温条件下可以合成m g b 2 的热力学基础。因此必须控制合成条件，保证合成过程中足够的m g 的量，避免非 超导相的生成。 表2 2 不同温度下m g b 2 及掺杂体系生成反应的热力学状态函数计算值 同时在此温度范围内，反应的焓变均为正值，所以m g b 2 的生成反应是一个放 热反应。在2 9 8k 1 3 7 3k 温度区间，综合成相反应热力学分析结果可知m g b 2 的合 成可有三种反应途径，如图2 4 所示。而从实用化超导材料制备角度考虑，对于m g b 2 的合成，显然固液相反应机制是最理想的，因为液固相反应对于减少孔洞及裂纹和 2 l m g b 。的反应相变和晶粒生长过程研究 改善晶粒连接有利。 。匦圃圆 匝巫亘广一 l s o l i dm b l 1 砸dm d 班m b 图2 4m g + 2 b - - m g b 2 在不同温度区间的反应机制 2 3 绝热温度的计算 2 3 1 绝热温度公式的推导 绝热温度t a d 是指在绝热条件下，反应放出的热量全部用于体系的升温，而 使体系所能达到的最高温度，是描述s h s 反应特征的重要的热力学参数。 m e r z h a n o v 等人【3 4 1 在研究了大量化合物的合成后提出以下经验判据：当绝热温度 t a d l8 0 0 k 时，燃烧波才能自发维持下去，体系能够发生自蔓延燃烧合成反应。 故绝热温度可用来判断自蔓延反应是否能够自我维持，因此在s h s 合成反应中， 计算体系绝热温度是十分必要的，绝热温度计算过程中，要做如下假设： 换； ( 1 ) 体系绝热，反应体系在反应过程中处于孤立体系，与外界不存在能量的交 ( 2 ) 体系完全按照相应的化学方程式进行，不发生其他的化学反应； ( 3 ) 体系中的物质全部反应，没有剩余。 如反应在2 9 8k 时发生反应，则有如下的热平衡方程： 日品8 + 吩( 研一月尝8 ) f 生成物= o 或者 吩( 月 一爿暑。) ，生成物= 一月嚣8 如果反应物预热至tk ，混合后发生反应，有： 吃( 叫0 9 8 - h v 。) f ( 反应物) + 日蠹8 + 臻( 日；一砖8 ) f 生成物= o 硕士学位论文 或吩( 研一砖。) ，生成物= ；一胡蠹。l 反应物一胡蠹。 方程的实质在于：为了应用反应在常温下的热效应，让反应物由预热所达t k 降至2 9 8 k 所放出的热量，用传( 研- 雠- 2 0 。) 饭应物) 表示，反应在2 9 8 k 时发生反 应的热效应为峨，由于假定是绝热过程，此热量全部为产物所吸收，绝