- 高等教育出版社
- 9787040554571
- 1版
- 47262334-7
- 16开
- 860
- 工学
- 材料类
- 材料类
- 本科 研究生及以上
内容简介
冶金物理化学是国家级精品资源共享课,并将在中国大学MOOC上线,涉及钢铁冶金、有色金属冶金及材料科学等领域的基础理论和基本方法,是冶金工程专业学生必须掌握的重要课程之一,也是从事冶金工作工程技术人员的重要参考。
本书将教学大纲要求的64学时分为31个教学单元,冶金过程热力学包括16个单元,冶金过程动力学包括15个单元。每个教学单元分为四部分:教学的基本内容,教学内容的提高,与本单元内容相关的人物传记,习题、思考题和参考文献。
本书可供高等学校冶金工程专业及相关专业本科生和研究生使用,也可作为有关科研和工程技术人员参考用书。
目录
目录
前辅文
上篇 冶金过程热力学
第1章 冶金反应热力学基础
Unit 1 冶金热力学基本方程
1.1 冶金热力学基本方程
1.1.1 体系中组元i的化学势
1.1.2 化学反应等温方程式
1.1.3 Van’t Hoff等压方程式
1.1.4 运用ΔrG时应注意的几个问题
*1.1.5 ΔrG和ΔrG在冶金过程中的应用
习题
思考题
Unit 2 冶金反应标准吉布斯自由能变化值的计算
1.2 冶金反应标准吉布斯自由能变化值ΔrG的计算
1.2.1 用积分法计算ΔrG
1.2.2 由物质的标准摩尔生成吉布斯自由能ΔfGm及标准摩尔溶解吉布斯自由能ΔsolGm求化学反应的ΔrG
1.2.3 由化学反应的平衡常数K求ΔrG
1.2.4 由电化学反应的电动势求ΔrG
1.2.5 由吉布斯自由能函数求ΔrG
1.2.6 由物质的相对摩尔吉布斯自由能Gi求ΔrG
*1.2.7 标准吉布斯自由能计算新方法
习题
思考题
第2章 热力学参数状态图
Unit 3 氧势图
2.1 氧势图
2.1.1 氧势图的形成原理
2.1.2 氧势图的应用
*2.1.3 氧势图及相关热力学状态图新发展
习题
思考题
Unit 4 相图的基本规则与三元系相图的构成
2.2 相图的基本规则与三元系相图的构成
2.2.1 相图的基本规则
2.2.2 二元系相图
*2.2.3 相图计算的热力学原理
2.2.4 三元系相图的构成
习题
思考题
Unit 5 简单共晶型三元系相图
2.3 简单共晶型三元系相图
2.3.1 简单共晶型三元系立体相图及截面相图
2.3.2 简单共晶型三元系的冷却过程
*2.3.3 简单三元交互系的液相投影面
习题
思考题
Unit 6 具有化合物的三元系相图
2.4 具有化合物的三元系相图
2.4.1 生成稳定二元化合物的三元系
2.4.2 生成不稳定二元化合物的三元系
*2.4.3 生成三元化合物的三元系
习题
思考题
Unit 7 三元系相图的应用
2.5 三元系相图的应用
2.5.1 CaO-SiO2-Al2O3三元系相图
2.5.2 CaO-SiO2-FeOn三元系相图
*2.5.3 Fe-Al-O及FeO-Al2O3相图与钢液脱氧产物
习题
思考题
第3章 冶金溶液
Unit 8 溶液的基本定律与活度
3.1 溶液的基本定律与活度
3.1.1 拉乌尔定律与亨利定律
3.1.2 活度及活度系数
3.1.3 活度的标准态和参考态
3.1.4 不同标准态下活度及活度系数的转换
*3.1.5 冶金中活度的测定和计算
*3.1.6 活度质疑
习题
思考题
Unit 9 金属溶液
3.2 金属溶液
3.2.1 标准溶解吉布斯自由能
3.2.2 多元金属溶液中组元的活度系数——瓦格纳模型
*3.2.3 活度相互作用系数的关系及在冶金中应用
习题
思考题
Unit 10 正规溶液及其他溶液模型
3.3 正规溶液及其他溶液模型
3.3.1 正规溶液
*3.3.2 正规溶液的统计热力学方法
*3.3.3 几何模型
习题
思考题
Unit 11 熔渣的结构理论
3.4 熔渣的结构理论
3.4.1 熔渣的分子结构理论
3.4.2 熔渣的离子结构理论
*3.4.3 熔渣离子分子共存理论
习题
思考题
Unit 12 冶金炉渣的性质
3.5 冶金炉渣的性质
3.5.1 冶金炉渣的基本化学性质
3.5.2 炉渣的硫容量
*3.5.3 磷酸盐容量
习题
思考题
第4章 冶金热力学应用
Unit 13 冶金反应标准焓的应用
4.1 冶金反应标准焓的应用
4.1.1 冶金反应标准焓的计算
4.1.2 最高反应温度的计算
4.1.3 炼钢中元素发热能力的计算
*4.1.4 热容和标准焓的理论估算
习题
思考题
Unit 14 固体氧化物的还原
4.2 固体氧化物的还原
4.2.1 固态化合物分解
4.2.2 固体氧化物的间接还原
*4.2.3 固体氧化物的直接还原
习题
思考题
Unit 15 氧化物的选择性还原
4.3 氧化物的选择性还原
4.3.1 选择性还原——从红土矿中提取钴和镍
*4.3.2 选择性还原——从含锌粉尘中分离锌
习题
思考题
Unit 16 不锈钢冶炼的去碳保铬原理
4.4 选择性氧化——奥氏体不锈钢的去碳保铬
4.4.1 选择性氧化热力学原理
*4.4.2 铬在熔渣中的存在形式的物理化学研究
*4.4.3 钒的选择性氧化——雾化提钒工艺
习题
思考题
下篇 冶金过程动力学
第5章 冶金反应动力学基础
Unit 1 化学反应动力学基础
5.1 化学反应动力学基础
5.1.1 化学反应速率
5.1.2 可逆反应与铁矿石的气基还原
*5.1.3 其他典型的复杂反应
*5.1.4 温度对反应速率的影响
习题
思考题
Unit 2 扩散与传质基础
5.2 扩散与传质基础
5.2.1 传递过程基本原理
5.2.2 D为常数时费克第二定律的几个特解
*5.2.3 扩散理论在冶金中的应用——扩散系数的确定
*5.2.4 非稳态扩散传质的一些特征
习题
思考题
Unit 3 多相反应动力学的基本理论
5.3 多相反应动力学的基本理论
5.3.1 边界层理论
5.3.2 边界层理论与多相反应动力学基本方程
*5.3.3 多相反应动力学基本方程的应用
习题
思考题
Unit 4 多相反应动力学典型模型
5.4 多相反应动力学模型
5.4.1 双膜传质理论
5.4.2 溶质渗透理论与表面更新理论
*5.4.3 传质系数的确定方法
习题
思考题
第6章 气/固反应动力学
Unit 5 气/固反应与未反应核模型
6.1 气/固反应与未反应核模型
6.1.1 气/固反应特点与反应机理
6.1.2 外扩散控速时的未反应核模型
*6.1.3 固体表面的吸附与表面反应速率
习题
思考题
Unit 6 不同限制环节的未反应核模型
6.2 不同限制环节的未反应核模型
6.2.1 内扩散为限制环节时的反应模型
6.2.2 界面化学反应为限制环节时的反应模型
6.2.3 内扩散和界面化学反应混合控速时的反应模型
*6.2.4 不考虑固体颗粒内部结构的几个经典模型
习题
思考题
Unit 7 未反应核模型的一般情况
6.3 未反应核模型的一般情况
6.3.1 未反应核模型的一般情况下方程
6.3.2 考虑吸附现象的界面化学控速时的情况
*6.3.3 考虑固体颗粒空隙结构的随机孔模型
习题
思考题
Unit 8 气/固反应动力学理论的应用
6.4 气/固反应动力学理论的应用
6.4.1 致密固体与气体反应生成固相产物层的动力学
6.4.2 致密固体与气体反应不生成固相产物层的动力学
*6.4.3 多孔固相颗粒气化反应动力学
习题
思考题
第7章 气/液反应动力学
Unit 9 液相中气泡的生成原理
7.1 液相中气泡的生成原理
7.1.1 过饱和熔体气泡成核
7.1.2 气泡在钢液中的运动和长大
*7.1.3 喷嘴吹入液体形成气泡的机理
*7.1.4 气泡与液体间的传质
习题
思考题
Unit 10 钢液脱碳反应动力学
7.2 钢液脱碳反应动力学
7.2.1 脱碳反应机理与速率
7.2.2 氧气顶吹转炉脱碳速率的数学模型
*7.2.3 双膜理论在气/液反应中的应用
习题
思考题
Unit 11 气泡冶金过程动力学
7.3 气泡冶金过程动力学
7.3.1 吹氩脱碳过程动力学
7.3.2 吹氩脱氢过程动力学
*7.3.3 有化合物生成的气/液反应动力学
习题
思考题
Unit 12 真空冶金动力学
7.4 真空冶金动力学
7.4.1 真空去气的基本规律
7.4.2 真空脱碳、脱氧
7.4.3 真空脱氮动力学
*7.4.4 气泡冶金传质系数计算
*7.4.5 真空条件下气泡和钢液的作用
习题
思考题
第8章 液/液反应动力学
Unit 13 液/液反应动力学
8.1 液/液反应动力学
8.1.1 液/液反应动力学机理及速率方程
8.1.2 最大速率法确定液/液反应的限制性环节
*8.1.3 几种特殊情况下的液/液反应动力学方程
习题
思考题
Unit 14 液/液反应动力学的应用
8.2 液/液反应动力学的应用
8.2.1 熔渣中MnO被Si还原的动力学
*8.2.2 熔渣中SiO2还原的动力学
习题
思考题
第9章 固/液反应动力学
Unit 15 固/液反应动力学
9.1 固/液反应动力学
9.1.1 组元在液相中传质控速时的动力学规律
9.1.2 化学反应步骤控速时的动力学规律
9.1.3 两种步骤速率控制共存的动力学规律
9.2 固/液反应动力学应用
9.2.1 耐火材料抗熔渣侵蚀动力学研究的一般方法
9.2.2 氧化镁在熔渣中的溶解动力学
*9.3 固态合金的熔化与液态合金凝固动力学
9.3.1 固态合金熔化动力学基础
9.3.2 液态合金凝固动力学
9.3.3 合金凝固时的偏析动力学
习题
思考题
附录
附录1 常用(常数)单位与国际单位的转换表
附录2 元素与1 mol O2反应生成氧化物的标准吉布斯自由能ΔrG
附录3 元素与1 mol S2、N2、C、Cl2反应生成化合物的标准吉布斯自由能变化ΔrG=A+BT
附录4 元素溶于金属液的标准溶解吉布斯自由能ΔsolGi
附录5 溶于铁液中各元素的相互作用系数eji(1600 ℃)
附录6 Cu-i-j系活度相互作用系数
附录7 常用物质的等压热容及在298 K的ΔH298、ΔG298、S298
附录8 铁液中组元的自扩散系数与活化能
附录9 二元系金属溶液中组元的自扩散系数
附录10 熔渣、熔锍中组元的扩散系数
前辅文
上篇 冶金过程热力学
第1章 冶金反应热力学基础
Unit 1 冶金热力学基本方程
1.1 冶金热力学基本方程
1.1.1 体系中组元i的化学势
1.1.2 化学反应等温方程式
1.1.3 Van’t Hoff等压方程式
1.1.4 运用ΔrG时应注意的几个问题
*1.1.5 ΔrG和ΔrG在冶金过程中的应用
习题
思考题
Unit 2 冶金反应标准吉布斯自由能变化值的计算
1.2 冶金反应标准吉布斯自由能变化值ΔrG的计算
1.2.1 用积分法计算ΔrG
1.2.2 由物质的标准摩尔生成吉布斯自由能ΔfGm及标准摩尔溶解吉布斯自由能ΔsolGm求化学反应的ΔrG
1.2.3 由化学反应的平衡常数K求ΔrG
1.2.4 由电化学反应的电动势求ΔrG
1.2.5 由吉布斯自由能函数求ΔrG
1.2.6 由物质的相对摩尔吉布斯自由能Gi求ΔrG
*1.2.7 标准吉布斯自由能计算新方法
习题
思考题
第2章 热力学参数状态图
Unit 3 氧势图
2.1 氧势图
2.1.1 氧势图的形成原理
2.1.2 氧势图的应用
*2.1.3 氧势图及相关热力学状态图新发展
习题
思考题
Unit 4 相图的基本规则与三元系相图的构成
2.2 相图的基本规则与三元系相图的构成
2.2.1 相图的基本规则
2.2.2 二元系相图
*2.2.3 相图计算的热力学原理
2.2.4 三元系相图的构成
习题
思考题
Unit 5 简单共晶型三元系相图
2.3 简单共晶型三元系相图
2.3.1 简单共晶型三元系立体相图及截面相图
2.3.2 简单共晶型三元系的冷却过程
*2.3.3 简单三元交互系的液相投影面
习题
思考题
Unit 6 具有化合物的三元系相图
2.4 具有化合物的三元系相图
2.4.1 生成稳定二元化合物的三元系
2.4.2 生成不稳定二元化合物的三元系
*2.4.3 生成三元化合物的三元系
习题
思考题
Unit 7 三元系相图的应用
2.5 三元系相图的应用
2.5.1 CaO-SiO2-Al2O3三元系相图
2.5.2 CaO-SiO2-FeOn三元系相图
*2.5.3 Fe-Al-O及FeO-Al2O3相图与钢液脱氧产物
习题
思考题
第3章 冶金溶液
Unit 8 溶液的基本定律与活度
3.1 溶液的基本定律与活度
3.1.1 拉乌尔定律与亨利定律
3.1.2 活度及活度系数
3.1.3 活度的标准态和参考态
3.1.4 不同标准态下活度及活度系数的转换
*3.1.5 冶金中活度的测定和计算
*3.1.6 活度质疑
习题
思考题
Unit 9 金属溶液
3.2 金属溶液
3.2.1 标准溶解吉布斯自由能
3.2.2 多元金属溶液中组元的活度系数——瓦格纳模型
*3.2.3 活度相互作用系数的关系及在冶金中应用
习题
思考题
Unit 10 正规溶液及其他溶液模型
3.3 正规溶液及其他溶液模型
3.3.1 正规溶液
*3.3.2 正规溶液的统计热力学方法
*3.3.3 几何模型
习题
思考题
Unit 11 熔渣的结构理论
3.4 熔渣的结构理论
3.4.1 熔渣的分子结构理论
3.4.2 熔渣的离子结构理论
*3.4.3 熔渣离子分子共存理论
习题
思考题
Unit 12 冶金炉渣的性质
3.5 冶金炉渣的性质
3.5.1 冶金炉渣的基本化学性质
3.5.2 炉渣的硫容量
*3.5.3 磷酸盐容量
习题
思考题
第4章 冶金热力学应用
Unit 13 冶金反应标准焓的应用
4.1 冶金反应标准焓的应用
4.1.1 冶金反应标准焓的计算
4.1.2 最高反应温度的计算
4.1.3 炼钢中元素发热能力的计算
*4.1.4 热容和标准焓的理论估算
习题
思考题
Unit 14 固体氧化物的还原
4.2 固体氧化物的还原
4.2.1 固态化合物分解
4.2.2 固体氧化物的间接还原
*4.2.3 固体氧化物的直接还原
习题
思考题
Unit 15 氧化物的选择性还原
4.3 氧化物的选择性还原
4.3.1 选择性还原——从红土矿中提取钴和镍
*4.3.2 选择性还原——从含锌粉尘中分离锌
习题
思考题
Unit 16 不锈钢冶炼的去碳保铬原理
4.4 选择性氧化——奥氏体不锈钢的去碳保铬
4.4.1 选择性氧化热力学原理
*4.4.2 铬在熔渣中的存在形式的物理化学研究
*4.4.3 钒的选择性氧化——雾化提钒工艺
习题
思考题
下篇 冶金过程动力学
第5章 冶金反应动力学基础
Unit 1 化学反应动力学基础
5.1 化学反应动力学基础
5.1.1 化学反应速率
5.1.2 可逆反应与铁矿石的气基还原
*5.1.3 其他典型的复杂反应
*5.1.4 温度对反应速率的影响
习题
思考题
Unit 2 扩散与传质基础
5.2 扩散与传质基础
5.2.1 传递过程基本原理
5.2.2 D为常数时费克第二定律的几个特解
*5.2.3 扩散理论在冶金中的应用——扩散系数的确定
*5.2.4 非稳态扩散传质的一些特征
习题
思考题
Unit 3 多相反应动力学的基本理论
5.3 多相反应动力学的基本理论
5.3.1 边界层理论
5.3.2 边界层理论与多相反应动力学基本方程
*5.3.3 多相反应动力学基本方程的应用
习题
思考题
Unit 4 多相反应动力学典型模型
5.4 多相反应动力学模型
5.4.1 双膜传质理论
5.4.2 溶质渗透理论与表面更新理论
*5.4.3 传质系数的确定方法
习题
思考题
第6章 气/固反应动力学
Unit 5 气/固反应与未反应核模型
6.1 气/固反应与未反应核模型
6.1.1 气/固反应特点与反应机理
6.1.2 外扩散控速时的未反应核模型
*6.1.3 固体表面的吸附与表面反应速率
习题
思考题
Unit 6 不同限制环节的未反应核模型
6.2 不同限制环节的未反应核模型
6.2.1 内扩散为限制环节时的反应模型
6.2.2 界面化学反应为限制环节时的反应模型
6.2.3 内扩散和界面化学反应混合控速时的反应模型
*6.2.4 不考虑固体颗粒内部结构的几个经典模型
习题
思考题
Unit 7 未反应核模型的一般情况
6.3 未反应核模型的一般情况
6.3.1 未反应核模型的一般情况下方程
6.3.2 考虑吸附现象的界面化学控速时的情况
*6.3.3 考虑固体颗粒空隙结构的随机孔模型
习题
思考题
Unit 8 气/固反应动力学理论的应用
6.4 气/固反应动力学理论的应用
6.4.1 致密固体与气体反应生成固相产物层的动力学
6.4.2 致密固体与气体反应不生成固相产物层的动力学
*6.4.3 多孔固相颗粒气化反应动力学
习题
思考题
第7章 气/液反应动力学
Unit 9 液相中气泡的生成原理
7.1 液相中气泡的生成原理
7.1.1 过饱和熔体气泡成核
7.1.2 气泡在钢液中的运动和长大
*7.1.3 喷嘴吹入液体形成气泡的机理
*7.1.4 气泡与液体间的传质
习题
思考题
Unit 10 钢液脱碳反应动力学
7.2 钢液脱碳反应动力学
7.2.1 脱碳反应机理与速率
7.2.2 氧气顶吹转炉脱碳速率的数学模型
*7.2.3 双膜理论在气/液反应中的应用
习题
思考题
Unit 11 气泡冶金过程动力学
7.3 气泡冶金过程动力学
7.3.1 吹氩脱碳过程动力学
7.3.2 吹氩脱氢过程动力学
*7.3.3 有化合物生成的气/液反应动力学
习题
思考题
Unit 12 真空冶金动力学
7.4 真空冶金动力学
7.4.1 真空去气的基本规律
7.4.2 真空脱碳、脱氧
7.4.3 真空脱氮动力学
*7.4.4 气泡冶金传质系数计算
*7.4.5 真空条件下气泡和钢液的作用
习题
思考题
第8章 液/液反应动力学
Unit 13 液/液反应动力学
8.1 液/液反应动力学
8.1.1 液/液反应动力学机理及速率方程
8.1.2 最大速率法确定液/液反应的限制性环节
*8.1.3 几种特殊情况下的液/液反应动力学方程
习题
思考题
Unit 14 液/液反应动力学的应用
8.2 液/液反应动力学的应用
8.2.1 熔渣中MnO被Si还原的动力学
*8.2.2 熔渣中SiO2还原的动力学
习题
思考题
第9章 固/液反应动力学
Unit 15 固/液反应动力学
9.1 固/液反应动力学
9.1.1 组元在液相中传质控速时的动力学规律
9.1.2 化学反应步骤控速时的动力学规律
9.1.3 两种步骤速率控制共存的动力学规律
9.2 固/液反应动力学应用
9.2.1 耐火材料抗熔渣侵蚀动力学研究的一般方法
9.2.2 氧化镁在熔渣中的溶解动力学
*9.3 固态合金的熔化与液态合金凝固动力学
9.3.1 固态合金熔化动力学基础
9.3.2 液态合金凝固动力学
9.3.3 合金凝固时的偏析动力学
习题
思考题
附录
附录1 常用(常数)单位与国际单位的转换表
附录2 元素与1 mol O2反应生成氧化物的标准吉布斯自由能ΔrG
附录3 元素与1 mol S2、N2、C、Cl2反应生成化合物的标准吉布斯自由能变化ΔrG=A+BT
附录4 元素溶于金属液的标准溶解吉布斯自由能ΔsolGi
附录5 溶于铁液中各元素的相互作用系数eji(1600 ℃)
附录6 Cu-i-j系活度相互作用系数
附录7 常用物质的等压热容及在298 K的ΔH298、ΔG298、S298
附录8 铁液中组元的自扩散系数与活化能
附录9 二元系金属溶液中组元的自扩散系数
附录10 熔渣、熔锍中组元的扩散系数
前辅文
上篇 冶金过程热力学
第1章 冶金反应热力学基础
Unit 1 冶金热力学基本方程
1.1 冶金热力学基本方程
1.1.1 体系中组元i的化学势
1.1.2 化学反应等温方程式
1.1.3 Van’t Hoff等压方程式
1.1.4 运用ΔrG时应注意的几个问题
*1.1.5 ΔrG和ΔrG在冶金过程中的应用
习题
思考题
Unit 2 冶金反应标准吉布斯自由能变化值的计算
1.2 冶金反应标准吉布斯自由能变化值ΔrG的计算
1.2.1 用积分法计算ΔrG
1.2.2 由物质的标准摩尔生成吉布斯自由能ΔfGm及标准摩尔溶解吉布斯自由能ΔsolGm求化学反应的ΔrG
1.2.3 由化学反应的平衡常数K求ΔrG
1.2.4 由电化学反应的电动势求ΔrG
1.2.5 由吉布斯自由能函数求ΔrG
1.2.6 由物质的相对摩尔吉布斯自由能Gi求ΔrG
*1.2.7 标准吉布斯自由能计算新方法
习题
思考题
第2章 热力学参数状态图
Unit 3 氧势图
2.1 氧势图
2.1.1 氧势图的形成原理
2.1.2 氧势图的应用
*2.1.3 氧势图及相关热力学状态图新发展
习题
思考题
Unit 4 相图的基本规则与三元系相图的构成
2.2 相图的基本规则与三元系相图的构成
2.2.1 相图的基本规则
2.2.2 二元系相图
*2.2.3 相图计算的热力学原理
2.2.4 三元系相图的构成
习题
思考题
Unit 5 简单共晶型三元系相图
2.3 简单共晶型三元系相图
2.3.1 简单共晶型三元系立体相图及截面相图
2.3.2 简单共晶型三元系的冷却过程
*2.3.3 简单三元交互系的液相投影面
习题
思考题
Unit 6 具有化合物的三元系相图
2.4 具有化合物的三元系相图
2.4.1 生成稳定二元化合物的三元系
2.4.2 生成不稳定二元化合物的三元系
*2.4.3 生成三元化合物的三元系
习题
思考题
Unit 7 三元系相图的应用
2.5 三元系相图的应用
2.5.1 CaO-SiO2-Al2O3三元系相图
2.5.2 CaO-SiO2-FeOn三元系相图
*2.5.3 Fe-Al-O及FeO-Al2O3相图与钢液脱氧产物
习题
思考题
第3章 冶金溶液
Unit 8 溶液的基本定律与活度
3.1 溶液的基本定律与活度
3.1.1 拉乌尔定律与亨利定律
3.1.2 活度及活度系数
3.1.3 活度的标准态和参考态
3.1.4 不同标准态下活度及活度系数的转换
*3.1.5 冶金中活度的测定和计算
*3.1.6 活度质疑
习题
思考题
Unit 9 金属溶液
3.2 金属溶液
3.2.1 标准溶解吉布斯自由能
3.2.2 多元金属溶液中组元的活度系数——瓦格纳模型
*3.2.3 活度相互作用系数的关系及在冶金中应用
习题
思考题
Unit 10 正规溶液及其他溶液模型
3.3 正规溶液及其他溶液模型
3.3.1 正规溶液
*3.3.2 正规溶液的统计热力学方法
*3.3.3 几何模型
习题
思考题
Unit 11 熔渣的结构理论
3.4 熔渣的结构理论
3.4.1 熔渣的分子结构理论
3.4.2 熔渣的离子结构理论
*3.4.3 熔渣离子分子共存理论
习题
思考题
Unit 12 冶金炉渣的性质
3.5 冶金炉渣的性质
3.5.1 冶金炉渣的基本化学性质
3.5.2 炉渣的硫容量
*3.5.3 磷酸盐容量
习题
思考题
第4章 冶金热力学应用
Unit 13 冶金反应标准焓的应用
4.1 冶金反应标准焓的应用
4.1.1 冶金反应标准焓的计算
4.1.2 最高反应温度的计算
4.1.3 炼钢中元素发热能力的计算
*4.1.4 热容和标准焓的理论估算
习题
思考题
Unit 14 固体氧化物的还原
4.2 固体氧化物的还原
4.2.1 固态化合物分解
4.2.2 固体氧化物的间接还原
*4.2.3 固体氧化物的直接还原
习题
思考题
Unit 15 氧化物的选择性还原
4.3 氧化物的选择性还原
4.3.1 选择性还原——从红土矿中提取钴和镍
*4.3.2 选择性还原——从含锌粉尘中分离锌
习题
思考题
Unit 16 不锈钢冶炼的去碳保铬原理
4.4 选择性氧化——奥氏体不锈钢的去碳保铬
4.4.1 选择性氧化热力学原理
*4.4.2 铬在熔渣中的存在形式的物理化学研究
*4.4.3 钒的选择性氧化——雾化提钒工艺
习题
思考题
下篇 冶金过程动力学
第5章 冶金反应动力学基础
Unit 1 化学反应动力学基础
5.1 化学反应动力学基础
5.1.1 化学反应速率
5.1.2 可逆反应与铁矿石的气基还原
*5.1.3 其他典型的复杂反应
*5.1.4 温度对反应速率的影响
习题
思考题
Unit 2 扩散与传质基础
5.2 扩散与传质基础
5.2.1 传递过程基本原理
5.2.2 D为常数时费克第二定律的几个特解
*5.2.3 扩散理论在冶金中的应用——扩散系数的确定
*5.2.4 非稳态扩散传质的一些特征
习题
思考题
Unit 3 多相反应动力学的基本理论
5.3 多相反应动力学的基本理论
5.3.1 边界层理论
5.3.2 边界层理论与多相反应动力学基本方程
*5.3.3 多相反应动力学基本方程的应用
习题
思考题
Unit 4 多相反应动力学典型模型
5.4 多相反应动力学模型
5.4.1 双膜传质理论
5.4.2 溶质渗透理论与表面更新理论
*5.4.3 传质系数的确定方法
习题
思考题
第6章 气/固反应动力学
Unit 5 气/固反应与未反应核模型
6.1 气/固反应与未反应核模型
6.1.1 气/固反应特点与反应机理
6.1.2 外扩散控速时的未反应核模型
*6.1.3 固体表面的吸附与表面反应速率
习题
思考题
Unit 6 不同限制环节的未反应核模型
6.2 不同限制环节的未反应核模型
6.2.1 内扩散为限制环节时的反应模型
6.2.2 界面化学反应为限制环节时的反应模型
6.2.3 内扩散和界面化学反应混合控速时的反应模型
*6.2.4 不考虑固体颗粒内部结构的几个经典模型
习题
思考题
Unit 7 未反应核模型的一般情况
6.3 未反应核模型的一般情况
6.3.1 未反应核模型的一般情况下方程
6.3.2 考虑吸附现象的界面化学控速时的情况
*6.3.3 考虑固体颗粒空隙结构的随机孔模型
习题
思考题
Unit 8 气/固反应动力学理论的应用
6.4 气/固反应动力学理论的应用
6.4.1 致密固体与气体反应生成固相产物层的动力学
6.4.2 致密固体与气体反应不生成固相产物层的动力学
*6.4.3 多孔固相颗粒气化反应动力学
习题
思考题
第7章 气/液反应动力学
Unit 9 液相中气泡的生成原理
7.1 液相中气泡的生成原理
7.1.1 过饱和熔体气泡成核
7.1.2 气泡在钢液中的运动和长大
*7.1.3 喷嘴吹入液体形成气泡的机理
*7.1.4 气泡与液体间的传质
习题
思考题
Unit 10 钢液脱碳反应动力学
7.2 钢液脱碳反应动力学
7.2.1 脱碳反应机理与速率
7.2.2 氧气顶吹转炉脱碳速率的数学模型
*7.2.3 双膜理论在气/液反应中的应用
习题
思考题
Unit 11 气泡冶金过程动力学
7.3 气泡冶金过程动力学
7.3.1 吹氩脱碳过程动力学
7.3.2 吹氩脱氢过程动力学
*7.3.3 有化合物生成的气/液反应动力学
习题
思考题
Unit 12 真空冶金动力学
7.4 真空冶金动力学
7.4.1 真空去气的基本规律
7.4.2 真空脱碳、脱氧
7.4.3 真空脱氮动力学
*7.4.4 气泡冶金传质系数计算
*7.4.5 真空条件下气泡和钢液的作用
习题
思考题
第8章 液/液反应动力学
Unit 13 液/液反应动力学
8.1 液/液反应动力学
8.1.1 液/液反应动力学机理及速率方程
8.1.2 最大速率法确定液/液反应的限制性环节
*8.1.3 几种特殊情况下的液/液反应动力学方程
习题
思考题
Unit 14 液/液反应动力学的应用
8.2 液/液反应动力学的应用
8.2.1 熔渣中MnO被Si还原的动力学
*8.2.2 熔渣中SiO2还原的动力学
习题
思考题
第9章 固/液反应动力学
Unit 15 固/液反应动力学
9.1 固/液反应动力学
9.1.1 组元在液相中传质控速时的动力学规律
9.1.2 化学反应步骤控速时的动力学规律
9.1.3 两种步骤速率控制共存的动力学规律
9.2 固/液反应动力学应用
9.2.1 耐火材料抗熔渣侵蚀动力学研究的一般方法
9.2.2 氧化镁在熔渣中的溶解动力学
*9.3 固态合金的熔化与液态合金凝固动力学
9.3.1 固态合金熔化动力学基础
9.3.2 液态合金凝固动力学
9.3.3 合金凝固时的偏析动力学
习题
思考题
附录
附录1 常用(常数)单位与国际单位的转换表
附录2 元素与1 mol O2反应生成氧化物的标准吉布斯自由能ΔrG
附录3 元素与1 mol S2、N2、C、Cl2反应生成化合物的标准吉布斯自由能变化ΔrG=A+BT
附录4 元素溶于金属液的标准溶解吉布斯自由能ΔsolGi
附录5 溶于铁液中各元素的相互作用系数eji(1600 ℃)
附录6 Cu-i-j系活度相互作用系数
附录7 常用物质的等压热容及在298 K的ΔH298、ΔG298、S298
附录8 铁液中组元的自扩散系数与活化能
附录9 二元系金属溶液中组元的自扩散系数
附录10 熔渣、熔锍中组元的扩散系数
前辅文
上篇 冶金过程热力学
第1章 冶金反应热力学基础
Unit 1 冶金热力学基本方程
1.1 冶金热力学基本方程
1.1.1 体系中组元i的化学势
1.1.2 化学反应等温方程式
1.1.3 Van’t Hoff等压方程式
1.1.4 运用ΔrG时应注意的几个问题
*1.1.5 ΔrG和ΔrG在冶金过程中的应用
习题
思考题
Unit 2 冶金反应标准吉布斯自由能变化值的计算
1.2 冶金反应标准吉布斯自由能变化值ΔrG的计算
1.2.1 用积分法计算ΔrG
1.2.2 由物质的标准摩尔生成吉布斯自由能ΔfGm及标准摩尔溶解吉布斯自由能ΔsolGm求化学反应的ΔrG
1.2.3 由化学反应的平衡常数K求ΔrG
1.2.4 由电化学反应的电动势求ΔrG
1.2.5 由吉布斯自由能函数求ΔrG
1.2.6 由物质的相对摩尔吉布斯自由能Gi求ΔrG
*1.2.7 标准吉布斯自由能计算新方法
习题
思考题
第2章 热力学参数状态图
Unit 3 氧势图
2.1 氧势图
2.1.1 氧势图的形成原理
2.1.2 氧势图的应用
*2.1.3 氧势图及相关热力学状态图新发展
习题
思考题
Unit 4 相图的基本规则与三元系相图的构成
2.2 相图的基本规则与三元系相图的构成
2.2.1 相图的基本规则
2.2.2 二元系相图
*2.2.3 相图计算的热力学原理
2.2.4 三元系相图的构成
习题
思考题
Unit 5 简单共晶型三元系相图
2.3 简单共晶型三元系相图
2.3.1 简单共晶型三元系立体相图及截面相图
2.3.2 简单共晶型三元系的冷却过程
*2.3.3 简单三元交互系的液相投影面
习题
思考题
Unit 6 具有化合物的三元系相图
2.4 具有化合物的三元系相图
2.4.1 生成稳定二元化合物的三元系
2.4.2 生成不稳定二元化合物的三元系
*2.4.3 生成三元化合物的三元系
习题
思考题
Unit 7 三元系相图的应用
2.5 三元系相图的应用
2.5.1 CaO-SiO2-Al2O3三元系相图
2.5.2 CaO-SiO2-FeOn三元系相图
*2.5.3 Fe-Al-O及FeO-Al2O3相图与钢液脱氧产物
习题
思考题
第3章 冶金溶液
Unit 8 溶液的基本定律与活度
3.1 溶液的基本定律与活度
3.1.1 拉乌尔定律与亨利定律
3.1.2 活度及活度系数
3.1.3 活度的标准态和参考态
3.1.4 不同标准态下活度及活度系数的转换
*3.1.5 冶金中活度的测定和计算
*3.1.6 活度质疑
习题
思考题
Unit 9 金属溶液
3.2 金属溶液
3.2.1 标准溶解吉布斯自由能
3.2.2 多元金属溶液中组元的活度系数——瓦格纳模型
*3.2.3 活度相互作用系数的关系及在冶金中应用
习题
思考题
Unit 10 正规溶液及其他溶液模型
3.3 正规溶液及其他溶液模型
3.3.1 正规溶液
*3.3.2 正规溶液的统计热力学方法
*3.3.3 几何模型
习题
思考题
Unit 11 熔渣的结构理论
3.4 熔渣的结构理论
3.4.1 熔渣的分子结构理论
3.4.2 熔渣的离子结构理论
*3.4.3 熔渣离子分子共存理论
习题
思考题
Unit 12 冶金炉渣的性质
3.5 冶金炉渣的性质
3.5.1 冶金炉渣的基本化学性质
3.5.2 炉渣的硫容量
*3.5.3 磷酸盐容量
习题
思考题
第4章 冶金热力学应用
Unit 13 冶金反应标准焓的应用
4.1 冶金反应标准焓的应用
4.1.1 冶金反应标准焓的计算
4.1.2 最高反应温度的计算
4.1.3 炼钢中元素发热能力的计算
*4.1.4 热容和标准焓的理论估算
习题
思考题
Unit 14 固体氧化物的还原
4.2 固体氧化物的还原
4.2.1 固态化合物分解
4.2.2 固体氧化物的间接还原
*4.2.3 固体氧化物的直接还原
习题
思考题
Unit 15 氧化物的选择性还原
4.3 氧化物的选择性还原
4.3.1 选择性还原——从红土矿中提取钴和镍
*4.3.2 选择性还原——从含锌粉尘中分离锌
习题
思考题
Unit 16 不锈钢冶炼的去碳保铬原理
4.4 选择性氧化——奥氏体不锈钢的去碳保铬
4.4.1 选择性氧化热力学原理
*4.4.2 铬在熔渣中的存在形式的物理化学研究
*4.4.3 钒的选择性氧化——雾化提钒工艺
习题
思考题
下篇 冶金过程动力学
第5章 冶金反应动力学基础
Unit 1 化学反应动力学基础
5.1 化学反应动力学基础
5.1.1 化学反应速率
5.1.2 可逆反应与铁矿石的气基还原
*5.1.3 其他典型的复杂反应
*5.1.4 温度对反应速率的影响
习题
思考题
Unit 2 扩散与传质基础
5.2 扩散与传质基础
5.2.1 传递过程基本原理
5.2.2 D为常数时费克第二定律的几个特解
*5.2.3 扩散理论在冶金中的应用——扩散系数的确定
*5.2.4 非稳态扩散传质的一些特征
习题
思考题
Unit 3 多相反应动力学的基本理论
5.3 多相反应动力学的基本理论
5.3.1 边界层理论
5.3.2 边界层理论与多相反应动力学基本方程
*5.3.3 多相反应动力学基本方程的应用
习题
思考题
Unit 4 多相反应动力学典型模型
5.4 多相反应动力学模型
5.4.1 双膜传质理论
5.4.2 溶质渗透理论与表面更新理论
*5.4.3 传质系数的确定方法
习题
思考题
第6章 气/固反应动力学
Unit 5 气/固反应与未反应核模型
6.1 气/固反应与未反应核模型
6.1.1 气/固反应特点与反应机理
6.1.2 外扩散控速时的未反应核模型
*6.1.3 固体表面的吸附与表面反应速率
习题
思考题
Unit 6 不同限制环节的未反应核模型
6.2 不同限制环节的未反应核模型
6.2.1 内扩散为限制环节时的反应模型
6.2.2 界面化学反应为限制环节时的反应模型
6.2.3 内扩散和界面化学反应混合控速时的反应模型
*6.2.4 不考虑固体颗粒内部结构的几个经典模型
习题
思考题
Unit 7 未反应核模型的一般情况
6.3 未反应核模型的一般情况
6.3.1 未反应核模型的一般情况下方程
6.3.2 考虑吸附现象的界面化学控速时的情况
*6.3.3 考虑固体颗粒空隙结构的随机孔模型
习题
思考题
Unit 8 气/固反应动力学理论的应用
6.4 气/固反应动力学理论的应用
6.4.1 致密固体与气体反应生成固相产物层的动力学
6.4.2 致密固体与气体反应不生成固相产物层的动力学
*6.4.3 多孔固相颗粒气化反应动力学
习题
思考题
第7章 气/液反应动力学
Unit 9 液相中气泡的生成原理
7.1 液相中气泡的生成原理
7.1.1 过饱和熔体气泡成核
7.1.2 气泡在钢液中的运动和长大
*7.1.3 喷嘴吹入液体形成气泡的机理
*7.1.4 气泡与液体间的传质
习题
思考题
Unit 10 钢液脱碳反应动力学
7.2 钢液脱碳反应动力学
7.2.1 脱碳反应机理与速率
7.2.2 氧气顶吹转炉脱碳速率的数学模型
*7.2.3 双膜理论在气/液反应中的应用
习题
思考题
Unit 11 气泡冶金过程动力学
7.3 气泡冶金过程动力学
7.3.1 吹氩脱碳过程动力学
7.3.2 吹氩脱氢过程动力学
*7.3.3 有化合物生成的气/液反应动力学
习题
思考题
Unit 12 真空冶金动力学
7.4 真空冶金动力学
7.4.1 真空去气的基本规律
7.4.2 真空脱碳、脱氧
7.4.3 真空脱氮动力学
*7.4.4 气泡冶金传质系数计算
*7.4.5 真空条件下气泡和钢液的作用
习题
思考题
第8章 液/液反应动力学
Unit 13 液/液反应动力学
8.1 液/液反应动力学
8.1.1 液/液反应动力学机理及速率方程
8.1.2 最大速率法确定液/液反应的限制性环节
*8.1.3 几种特殊情况下的液/液反应动力学方程
习题
思考题
Unit 14 液/液反应动力学的应用
8.2 液/液反应动力学的应用
8.2.1 熔渣中MnO被Si还原的动力学
*8.2.2 熔渣中SiO2还原的动力学
习题
思考题
第9章 固/液反应动力学
Unit 15 固/液反应动力学
9.1 固/液反应动力学
9.1.1 组元在液相中传质控速时的动力学规律
9.1.2 化学反应步骤控速时的动力学规律
9.1.3 两种步骤速率控制共存的动力学规律
9.2 固/液反应动力学应用
9.2.1 耐火材料抗熔渣侵蚀动力学研究的一般方法
9.2.2 氧化镁在熔渣中的溶解动力学
*9.3 固态合金的熔化与液态合金凝固动力学
9.3.1 固态合金熔化动力学基础
9.3.2 液态合金凝固动力学
9.3.3 合金凝固时的偏析动力学
习题
思考题
附录
附录1 常用(常数)单位与国际单位的转换表
附录2 元素与1 mol O2反应生成氧化物的标准吉布斯自由能ΔrG
附录3 元素与1 mol S2、N2、C、Cl2反应生成化合物的标准吉布斯自由能变化ΔrG=A+BT
附录4 元素溶于金属液的标准溶解吉布斯自由能ΔsolGi
附录5 溶于铁液中各元素的相互作用系数eji(1600 ℃)
附录6 Cu-i-j系活度相互作用系数
附录7 常用物质的等压热容及在298 K的ΔH298、ΔG298、S298
附录8 铁液中组元的自扩散系数与活化能
附录9 二元系金属溶液中组元的自扩散系数
附录10 熔渣、熔锍中组元的扩散系数

















