FeO-Fe304 и
Fe304-Fe203.
Наружный слой вюстита взаимодействует с газом-восстановителем, например, FeO + H2 = Fe +
H20.
Для дальнейшего протекания
реакции необходима диффузия в твердых продуктах
восстановления.
На обшую скорость восстановления
может влиять диффузия лишь в крайнем (внешнем) из образовавшихся слоев
металла или низшего оксида. Диффузия во внутренних слоях является
процессом, не оказывающим непосредственного влияния на скорость
восстановления. Движущей силой диффузии является градиент активности
железа между отдельными фазовыми границами. Активности железа
устанавливаются на обеих сторонах оксидной фазы, поэтому толщина
внутренних слоев оксидов зависит от скорости восстановления, а не
наоборот. Напротив, толщина внешнего слоя продуктов восстановления
постоянно растет с увеличением степени восстановления.
Диффузия в решетке соединения
протекает преимущественно путем блуждания дефектов решетки, например,
вакансий или ионов по междоузлиям. В связи с этим более подвижными
являются такие компоненты, в решетке которых присутствуют подобные
дефекты. В вюстите значительными дефектами являются вакансии ионов железа.
Они делают возможной диффузию железа в решетке оксида, диффузия
происходит при восстановлении высших оксидов через внешнерасположенный
слой вюстита от фазовой границы вюстит-газ или вюстит—железо до
фазовой границы вюстит-магнетит.
Диффузионный поток железа
описывается выражением:
(85)где £>в_
коэффициент диффузии вакансий ионов железа; ^Feo-
М0ЛЯРНЫИ объем FeO; &у— разность
концентраций вакансий на пути диффузии.
Формула (85) удобна, поскольку DB не
зависит от у,
т.е.
Г (86)Где
^Fe" коэффициент самощффузии железа в вюстите.
