气体在固体中的溶解和扩散气体在固体中的溶解和扩散
气体分子的溶解与渗透
溶解由两种或两种以上物质所组成的均匀体系叫做“溶体 ”
溶体中含量较多的成分称为“溶剂 ”,其余称为 “溶质”
溶剂可以是液体,也可以是气体、固体;溶质可以是固体,也可以是气体、液体
渗 透和渗透率由于在真空容器器壁两侧的气体总是存在压力差,即使固体壁面材料上存在的微孔小到足以阻止正常气体通过,但任何固体材料总是或多或少地渗透一些气体
气体从密度大的一侧向密度小的一侧渗入、扩散、通过、和逸出固体阻挡层的过程成为渗透
这种情况下气体的稳态流率称为渗透率
气体溶质溶解于固体溶剂中的情况从微观的角度来看,气体溶解于固体的过程可分为五个步骤:① 吸附在高压侧,气体分子吸附在固体表面上;② 离解吸附的气体分子有时在固体表面上离解为原子态;③ 溶解气体在固体表层达到与环境气压相对应的溶解浓度;④ 扩散由于表层浓度比较高,在浓度梯度的作用下气体分子(或原子 )向固体深部扩散,直到浓度均匀为止;⑤ 脱附溶质气体扩散到器壁的另一面重新结合成分子后释放(或气体扩散到器壁的另一面后解吸和释出;气体在固体中的溶解和扩散
扩散速度与溶解度溶解和渗透速度一般由扩散速度所决定,而最终固体材料可溶解的气体量则取决于溶解度
扩散速度 ——研究溶解(或解溶)的动力学参量表示溶解(或解溶)没有达到平衡时的进行速度,研究扩散可以知道固体材料吸收或放出气体的速度
与渗透气体及壁面材料的种类和性质有密切关系;
溶解度 ——研究溶解的静力学参量在 一定温度、一定气压下,固体能溶解气体的饱和浓度,称为该温度及气压下的“溶解度 ”
溶解度表示材料内溶解达到动态平衡时所溶解的气体量,研究溶解度可以知道各种固体材料在一定条件下能溶解多少气体;
影响溶解度的因素从宏观来看,溶解度与气体一固体组合的性质、气体压强、温度有关
气体在固体中