冶金原理复习

1、复习重点王春苗一、冶金热力学基础n等温方程式：等温方程式：JRTGGmrmrln J压力商（气体）、活度商（液体压力商（气体）、活度商（液体 ）或混合商（气体和液体）或混合商（气体和液体），取决于体系中的参加反应的物质。，取决于体系中的参加反应的物质。rGm 判断反应方向KRTGmrln2lnRTHTKmr-范特霍夫等压方程式的应用范特霍夫等压方程式的应用rGm与与T的关系：近似直线，精确解还需多项式拟合的关系：近似直线，精确解还需多项式拟合nrGm与T的二项式： rGm=A+BTrGmrHmTrSm因此： A rHm BrSmA rHm 会用焓和熵判断会用焓和熵判断A、B的正负的正负 利用生

2、成吉布斯自由能fGm求反应的rGm 平衡常数K求反应的rGm 利用电化学反应的E求反应的rGm 线性组合法求反应的rGm 冶金反应的rGm的求解 rGm的求解方法1.2溶液的热力学性质n拉乌尔定律和亨利定律：理解定义和他们之间拉乌尔定律和亨利定律：理解定义和他们之间的区别的区别)()(RBBBBBBapxpp-引入活度系数引入活度系数)(/标BBBppa-活度表达式活度表达式冶金中常用的三种标准态、三种标准态活度、冶金中常用的三种标准态、三种标准态活度、活度系数之间的转换活度系数之间的转换选择标准态常用的方法选择标准态常用的方法 n1）溶剂或浓度较高的组分（浓度）溶剂或浓度较高的组分（浓度xB

3、1),选择选择纯物质为标准态，拉乌尔定律作参考。纯物质为标准态，拉乌尔定律作参考。n2）组分的浓度比较低时，选择假想纯物质或）组分的浓度比较低时，选择假想纯物质或质量质量1%溶液作标准态。溶液作标准态。 如对铁液或钢液中铁组分、对于钢铁液中的溶如对铁液或钢液中铁组分、对于钢铁液中的溶质组分、冶金熔渣中组分的活度。质组分、冶金熔渣中组分的活度。二、冶金过程动力学n三个概念；基元过程、复合反应、反应机理三个概念；基元过程、复合反应、反应机理n化学反应速率表达式化学反应速率表达式n质量作用定律质量作用定律n由质量作用定律确定的由质量作用定律确定的C与与t的关系式的关系式 P57表表2-1 阿累尼乌斯

4、公式阿累尼乌斯公式dtdnr bBaAAAACCkdtdCrRTEaekk01.2分子扩散和对流传质n扩散驱动力、扩散通量和扩散流扩散驱动力、扩散通量和扩散流n菲克定律（一、二）：表达式、适用范围菲克定律（一、二）：表达式、适用范围n对流扩散对流扩散CuxcDJx)(cccJ传质系数传质系数的求法：边界层理论、表面更的求法：边界层理论、表面更新理论：新理论： 的表达式的表达式1.4反应过程动力学方程建立n稳定态原理稳定态原理n气气-固反应动力学模型、气固反应动力学模型、气-固反应三个环节固反应三个环节n反应过程速率的影响因素：温度、固相物孔隙反应过程速率的影响因素：温度、固相物孔隙度、固相物粒

5、度和形状、流体速度度、固相物粒度和形状、流体速度三、金属熔体n铁液中组分活度的相互作用系数铁液中组分活度的相互作用系数543lg543BBBBBBeeeBefn铁液中元素的溶解及存在形式：过渡族、铁液中元素的溶解及存在形式：过渡族、C、Si、H、N、On熔铁及其合金的物理性质：熔点、密度、粘熔铁及其合金的物理性质：熔点、密度、粘度、表面张力、扩散度、表面张力、扩散四、冶金炉渣n冶金炉渣：氧化渣、还原渣、富集渣、合成渣冶金炉渣：氧化渣、还原渣、富集渣、合成渣n冶金炉渣的作用冶金炉渣的作用n二元相图：吉布斯相律、连续原理、相应原理二元相图：吉布斯相律、连续原理、相应原理n二元相图的绘制、杠杆定律、

6、冷却过程分析二元相图的绘制、杠杆定律、冷却过程分析n三元相图的基本知识：三元相图的基本知识：P141浓度三角形、等浓度三角形、等含量、等比例、中心规则。含量、等比例、中心规则。n会判断P、E是什么点n会判断M1、M2结晶终 点物质n会分析两点的冷却过程M1M24.4熔渣结构理论n分子结构理论、离子结构理论分子结构理论、离子结构理论n分子结构理论：分子结构理论：n熔渣的化学性质：熔渣的化学性质：1、酸碱性、碱度、酸碱性、碱度2、氧化还原性、影响炉渣氧化性因素氧化还原性、影响炉渣氧化性因素n熔渣物理性质熔渣物理性质nnaBB/)(自考试相关n1、反应的标准吉布斯自有能，如果该反应前、反应的标准吉布

7、斯自有能，如果该反应前后气体物质的量增加，则后气体物质的量增加，则B值可能值可能. n活度的定义式活度的定义式aB=pB/pB(标标)，以纯物质为标，以纯物质为标准态，以拉乌尔定律为基准时准态，以拉乌尔定律为基准时pB(标标)为为 .n钢铁液中的溶质组分，活度通常选择的标准态。钢铁液中的溶质组分，活度通常选择的标准态。n利用什么可以判断反应在一定条件下进行的方利用什么可以判断反应在一定条件下进行的方向向n与选择标准态无关的热力学参数为与选择标准态无关的热力学参数为 n菲克第二定律适用于菲克第二定律适用于 ，n利用什么模型可以建立铁矿石间接还原反应的利用什么模型可以建立铁矿石间接还原反应的动力学

8、模型动力学模型n根据表面更新理论，传质系数的计算式为根据表面更新理论，传质系数的计算式为 ，n温度升高温度升高 ，D，K如何变化n铁碳二元系中加入硅，碳的活度如何变化铁碳二元系中加入硅，碳的活度如何变化n氧在钢液中的溶解反应是否遵循西华特定律氧在钢液中的溶解反应是否遵循西华特定律 n影响熔渣氧化性的因素影响熔渣氧化性的因素 08. 0SiCen三元系相图中，共晶点的自由度为三元系相图中，共晶点的自由度为 n利用什么可以判断相界线是共晶线还是转熔线利用什么可以判断相界线是共晶线还是转熔线n具有一个不稳定化合物的三元系相，图中具有一个不稳定化合物的三元系相，图中E点点为为 什么点，某点结晶终点的固

9、相组成为点结晶终点的固相组成为什么n根据分子结构理论，根据分子结构理论，CaO-SiO2-Al2O3熔渣中熔渣中存在的基本结构单元为存在的基本结构单元为n化合物分解压越大，化合物越（难化合物分解压越大，化合物越（难/易）分解、易）分解、化合物越（稳定化合物越（稳定/不稳定不稳定 ）n凝聚态氧化物氧势线的截距一般都凝聚态氧化物氧势线的截距一般都 n在在1000，因为，因为FeO（s）比）比Al2O3容易还原，容易还原，所以所以FeO（s）的氧势跟）的氧势跟Al2O3的氧势怎么比的氧势怎么比较较n对间接还原反应描述对间接还原反应描述n碳气化反应平衡曲线为碳气化反应平衡曲线为“S型型”曲线，压力降曲线，压力降低，该曲线将向哪移动低，该曲线将向哪移动n氧化熔炼反应的氧化剂有，氧化熔炼反应的氧化剂有，n 脱碳反应的积极作用脱碳反应的积极作用n在温度低于什么的条件下，在温度低于什么的条件下，FeO（s）不能稳）不能稳定存在定存在n相同温度下，相同温度下，Si 、Al、Mn脱氧能力大小顺序脱氧能力大小顺序为为 n有利于熔渣中有利于熔渣中MnO还原的热力学条件还原的热力学条件 n写出反应速率常数与温度的关系式，说明其中写出反应速率常数与温度的关系