Fe2o3固相扩散是球团矿固结的主要形式
Fe2o3单元系， Fe2o3固相扩散是球团矿固结的主要形式。若生产球团矿的原料为磁铁矿时，由 Fe3o4氧化变成 Fe2o3，此时由于晶格结构发生变化，新生成的Fe2o3具有很大的迁移能力。在高温作用下，颗粒之间通过固相扩散形成赤铁矿晶桥，将颗粒连接起来，使球团矿具有一定的强度。图 为Fe2o3 固相扩散固结示意图。由于两个颗粒是同质的，所以在颗粒之间的晶桥是Fe2o3 一元系。不过相邻颗粒的结晶方向很难一致，所以晶桥成为两个不同结晶方向的过渡区，但其晶体结构极不完善。只有在高温下1200-1250℃，Fe2o3 发生再结晶和聚集再结晶，若原料为赤铁矿时，则要在1300-1350℃下，才能消除晶格缺陷，增加颗粒接触面积，增加球团矿致密化程度，球团矿才能获得牢固的固结和高的抗压强度。
球团被加热到某一温度时，矿粒晶格内的原子获得足够的能量，石灰石生产线克服周围键力的束缚进行扩散，并随温度升高，这种扩散加强，最后发展到颗粒互相接触点或接触面上扩散，使颗粒之间产生粘结。在晶粒接触处通过顶点扩散而形成连接桥（或称连接颈）。在连接颈的凹曲面上，由于表面张力产生垂直于曲颈向外的张应力（ 是表面张力，是颈的曲率半径），使曲颈表面下的平衡空位浓度高于颗粒的其他部位。这种过剩空位浓度梯度将引起颈表面下的空位向邻近的球表面发生体积扩散，即物质沿相反途径向颈迁移，使颈体积长大。因此，单位时间内物质的迁移量应等于颈的体积增大量。