综述：前驱体研究及原位机理解析在金属热还原反应中的作用

《Tungsten》：Role of precursor and in situ mechanistic elucidation in metallothermic reduction reaction

金属热还原反应（MRR）前驱体类型对反应路径、副产物行为及界面演化机制的影响研究。本文系统综述了氧化物、卤化物、硫化物、氮化物四类前驱体在MRR中的热力学特性、界面耦合行为及副产物演变规律，提出未来应转向系统中心范式，结合前驱体设计与多技术表征推动绿色冶金和高性能材料制备。

　　

摘要

金属热还原反应（MRR）是一种关键的高温还原技术，被广泛用于制备高纯度金属、合金以及某些功能性非金属材料。尽管已有大量文献探讨了MRR过程中还原剂的选择和产品形貌，但对于前驱体类型如何影响反应路径、副产物行为及界面演变机制的系统研究仍然有限。本文采用“前驱体结构-反应机制-诊断方法”框架，全面总结了四种主要前驱体系统（氧化物、卤化物、硫化物和氮化物）在MRR反应中的热力学特性、界面耦合行为及副产物演变路径。这些系统的多尺度相互作用和反应特异性特征得到了详细阐述。此外，本文还比较了多种机理研究技术，从经典的热分析到基于同步辐射的原位成像和界面多物理场诊断方法，强调了它们在时间分辨率、空间映射及结构演变追踪方面的各自优势。建议未来的MRR研究应从“以还原剂为中心”转向“以系统为中心”的研究范式，通过优化前驱体结构设计和综合运用多种技术手段，为绿色冶金和高性能功能性材料的制备开辟新的策略。

图形摘要

金属热还原反应（MRR）是一种关键的高温还原技术，被广泛用于制备高纯度金属、合金以及某些功能性非金属材料。尽管已有大量文献探讨了MRR过程中还原剂的选择和产品形貌，但对于前驱体类型如何影响反应路径、副产物行为及界面演变机制的系统研究仍然有限。本文采用“前驱体结构-反应机制-诊断方法”框架，全面总结了四种主要前驱体系统（氧化物、卤化物、硫化物和氮化物）在MRR反应中的热力学特性、界面耦合行为及副产物演变路径。这些系统的多尺度相互作用和反应特异性特征得到了详细阐述。此外，本文还比较了多种机理研究技术，从经典的热分析到基于同步辐射的原位成像和界面多物理场诊断方法，强调了它们在时间分辨率、空间映射及结构演变追踪方面的各自优势。建议未来的MRR研究应从“以还原剂为中心”转向“以系统为中心”的研究范式，通过优化前驱体结构设计和综合运用多种技术手段，为绿色冶金和高性能功能性材料的制备开辟新的策略。

图形摘要