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材料化学导论复习提纲第一章1、 冶炼过程的定义、实质、步骤？定义：冶炼过程是指高温下元素的分离和浓缩的过程。实质：是从由氧化物、硫化物构成的矿石以及其他精制原料中分离提取某种有用金属，再经过精炼后制成金属的物理化学过程。步骤：把矿石粉碎分离，经过筛选获得含有某种金属的高品位精矿。（选矿过程）； 对精矿进行高温物理化学处理，提取某种金属（粗金属）的冶炼过程； 去除粗金属中杂质的精炼、提纯过程。2、 讲述融化凝固，离子交换，电解、溶解与析出法精炼工艺的原理。融化凝固利用的是熔点差；离子交换是利用选择系数差；电解析出是利用电解电压差；而溶解析出则是利用溶解度差。3、 详细分析区域精炼、挥发精炼的工艺原理。 利用溶液中析出固体的现象，使其中一种成分浓缩、富聚的方法叫做区域精炼。在温度T*下二元系的固相和液相处于平衡时，对于图110来说，系统中溶质的浓度CL*的液相和溶质浓度CS*的固相处于平衡共存，由于CL*CS*，因此浓度为CL*的液相凝固时，在固液界面析出的浓度为CS*的固体。这说明凝固过程中存在着溶质浓度升高的可能性，从而造成明显的成分不均匀，即偏析。这种不均匀的效应的强弱程度可有下式表示：CS*/CL*=k；式中k叫做偏析系数。如果k 1或者k 1，有可能通过融化或凝固过程去除杂质，从而获得较高纯度的某一物质。利用这一原理的精炼叫做区域精炼。 液相的和气相之间的分配比随着成分的不同而不同，利用这一特性，可有去除杂质，完成精炼。当XBg XBl，则溶体中杂质成分B的浓度降低，而溶体A的纯度增高。前者叫蒸馏精炼，后者称为挥发精炼。4、 GT图的应用：为何炼钢时，Si先氧化，C后氧化。在使杂质氧化去除而精炼金属不被氧化时为何杂质成分的平衡线必须位于精炼金属平衡线下方，越远越好。 铁溶化熔化后的初始温度约为1300oC,由图可知，在这一温度下SiO2的位置比CO低，因此SiO2比CO稳定，反应初期Si优先氧化。随着Si的氧化，温度不断升高，C的平衡线和Si的平衡线相交后，CO反而更加稳定，这是C才开始氧化。 GT图中，要氧化杂质成分而精炼成分不被氧化，则杂质成分的平衡线必须位于精炼金属下方，越低越好，因为越低其还原性就越强，越容易与氧化剂结合。5、 自蔓燃定义，能否形成的因素。 定义：自蔓燃合成是利用两种以上物质的生成热，通过连续燃烧放热来合成化合物。 因素：取决于生成热、绝热温度、熔点、原料粉末的性质（尺寸、比热容、热导率等），点火时原料粉末的温度，环境介质（真空、气体、液体、固体）和压力，以及绝热温度下的扩散系数等。6、 自蔓燃合成的绝热温度与自蔓燃合成反应焓之间的关系。设Tm为熔点，Hm为合成物的熔解焓，(01)为Tm温度下合成物中已熔解部分的比值，则绝热温度和其他几个热力学参数之间的关系有如下三种情况(1)HT0T0TmCp(T)dT时，TadT0TmCpTdT+Hm时，TadTm，绝热温度超过熔点后所能达到的温度为HT0=T0TmCpsTdT+Hm+TmTadCpl(P)dT7、 合金反应的O2平衡分压的计算。纯金属具有优良的导电性，导热性，化学稳定性及美丽的金属光泽等特点，但几乎所有纯金属的强度、硬度、耐磨性等机械性能都比较差。为了弥补纯金属的某些不足，需要进行合金。为了便于讨论，我们先考虑二元合金，且二元合金中只有一种成分被氧化的情况下。例如，含有1%（摩尔分数）的Ni的Au合金在1200K下氧化时，由于Au不发生氧化，因此反应式和式相同，即2Ni+O2=2NiO平衡常数等于 kNiO=2NiO/(2Ni * PO2)因为NiO只有一种那个氧化物，所以可以认为NiO=1，但是Ni1。假设合金的理想溶液，Ni=0.01，由于平衡常数只与温度有关，与浓度无关，因而最最终平衡氧势为：PO2=-2Ni * kNiO-1=104exp(G/RT)其他化学式也可同理推得，G的值来源重要实际上在合金表面形成层状氧化物，界面的氧势会进一步下降。但是，不以层状氧化物而以粒状氧化物的形式存在于合金内部，称为内氧化。第二章1、金属相变的主要类型，以及金属相变的驱动力。 金属相变有两种，一种是在晶格发生相变的同时伴有原子扩散的相变，称为扩散相变；另一种是只发生晶格变化而无原子扩散的相变，称为无扩散相变。金属相变的驱动力是自由能差。2、菲克第一定律是什么?溶质原子的扩散通量J为J=-DCxD为溶质原子的扩散系数，Cx为沿x轴的浓度梯度。菲克第二定律：该式子为一维扩散方程。Ct=D2C2x23、金属-氢二元氢化物的主要类型，特点。(1)共价键氢化物 特点：挥发性大，熔点低，稳定性差，毒性大，在空气中容易燃烧。(2)离子键氢化物 特点：具有明显的极性，高生成热，高熔点，在熔融状态下是导体。(3)金属键氢化物 特点：呈现出金属性质如高导热性，高导电性和金属光泽；比金属脆，对称性比原金属差4、常见金属间氢化物储氢材料分类。 (1)AB5型合金(LaNi5,MmNi5,MlNi5)(2)AB型合金(TiNiNbNi,)(3)非晶态合金(Mn-Ni)5、在图217的PCT曲线基础上画出吸、放氢滞后示意图，解释滞后的原因？与氢反应生成氢化物后引起体积膨胀导致产生界面位错。为了释放剪切变形应力还将发生位错滑移、孪晶现象或者裂纹(脆性)，由于这些吸放氢产生缺陷以及缺陷的运动不可逆导致PCT曲线吸氢与放氢水平线不同，因此产生滞后现象。第三章1. 下图是金属Fe的电位-pH示意图，假设溶液中的Fe2+时，光电子被加速，当s90%。2、假设某一聚合物样品中，分子量为104的M1分子有10 mol，分子量为105的M2分子有5 mol，分子量为5105的M3分子有5 mol, 则重均分子量和数均分子量?M1的数量分数 N1 = 10/(10+5+5) = 0.5，重量分数 W1= 10410/(104 10+ 105 5 +51055) = 0.032M2的 N2 = 0.25， W2 = 0.161； M3的 N3 = 0.25， W3 = 0. 807;Mn （数均）= NiMi = 0.5104 + 0.25105+0.25(5105) = 1.55105；Mw （重均）= WiMi= 0.032104 + 0.161105 + 0.807(5105) = 4.23105；d = Mw / Mn（重比数） = 4.23105 / 1.55105 = 2.733、分析聚合物反应的影响因素？(1)基团的孤立效应； 残留基团难以继续反应，因而存在最大转化率。 (2)结晶性； 反应温度低于熔点，不恰当溶剂难以使其溶解为均相溶液，则反应在非晶区进行，反应试剂难以靠近晶区官能团。(3)溶解性的变化；产物本身的溶解变化会影响反应的进行，而产物的溶解度变化也会影响试剂的扩散，从而影响反应。 (4)交联；高交联或不良溶剂降低溶胀度，小分子在聚合物中扩散降低，影响反应速率(5)空间位阻效应； 高分子侧链位阻大，小分子试剂含有刚性基团，反应活性减低。 (6)邻近基团效应。相邻的官能团会互相影响活性，从而影响反应速率。4、聚合物降解以及基本形式？聚合物的降解反应是指聚合物分子链在机械力、热、高能辐射、超声波或化学反应等的作用下，分裂成较小聚合度产物的反应过程。聚合物的降解可分为三种基本形式：(1)热降解； (2)化学降解； (3)光降解。5、防止或延缓聚合物光降解的办法?(1)光屏蔽剂 又分两类，一类是防止光照透入聚合物内，如聚合物外表面的铝粉涂层；另一类是能降低光能的吸收的紫外线吸收剂，如炭黑和一些有机紫外线吸收剂：如邻羟基二苯甲酮等。(2)猝灭剂 这类稳定剂能与被激发的聚合物分子作用，把激发能转移给自身并无损害地耗散能量，使被激发的聚合物分子回复原来的基态。常用的有过渡金属的络合物。(3)过氧化氢分解剂 能分解光氧化降解过程中生成的过氧化氢基团，从而终止断链反应的发生。如(RO)3P等。另外一类光稳定剂是自由基清除剂（或抗紫外光氧化剂），它们并不吸收光能，但能有效地捕捉自由基防止光氧化降解反应的发展。6、聚合物的老化现象？老化机理？防老化方法？聚合物的老化是指聚合物在加工、贮存及使用过程中，其物理化学性能及力学性能发生不可逆坏变的现象。热、光、电、高能辐射和机械应力等物理因素以及氧化、酸碱、水等化学作用，以及生物霉菌等都可导致聚合物的老化。聚合物的防老化的一般途径：(1)采用合理的聚合工艺路线和纯度合格的单体及辅助原料；或针对性的采用共聚、共混、交联等方法提高聚合物的耐老化性能；(2)采用适宜的加工成型工艺（包括添加各种改善加工性能的助剂和热、氧稳定剂等），防止加工过程中的老化，防止或尽可能减少产生新的老化诱发因素；(3)根据具体聚合物材料的主要老化机理和制品的使用环境条件添加各种稳定