冶金物理化学课程教学大纲

1、冶金物理化学课程教学大纲一、课程基本信息1二、教学内容及基本要求2三、教学安排及方式7四、课程教学的有关说明8一、课程基本信息课程编号110300020课程名称冶金物理化学课程英文名称Physical Chemistry of Metallurgy总学时数80讲课学时80实验学时习题课学时12周学时5学 分6开课单位 材料与冶金学院适用专业 冶金工程，材料与冶金学院“教改试点班”，环境科学先修课程 高等数学，物理学，大学化学，物理化学课程性质 专业平台课课程类型必修课选用教材 翟玉春，田彦文冶金物理化学，自编 主要教学参考书 1. 梁连科，车荫昌冶金热力学与动力学，东北工学院出版社，1992

2、2. 陈新民火法冶金过程物理化学冶金工业出版社，1994 3. 魏寿昆冶金过程热力学 科学技术出版社，1980 4. 李文超 冶金与材料物理化学 冶金工业出版社，2001 5. 黄希祜钢铁冶金原理 冶金工业出版社，2002 6. C.H.P.Lupis. Chemical Thermodynamics of materials，North-Holland1983本课程地位(作用)和任务本课程为冶金工程专业本科生的必修课。通过本课程的学习使学生掌握冶金热力学、冶金动力学、冶金电化学、表面和界面化学的基本理论，了解这些基本理论能解决什么问题，以及如何应用这些基本理论解决实际问题；初步掌握用这些基本

3、理论分析和解决实际问题的基本方法；培养学生应用这些基本理论分析解决实际问题的能力和获取知识的能力。二、教学内容及基本要求基本内容： 冶金物理化学是冶金及材料科学的重要基础理论。以物理化学（包括化学热力学、化学动力学和结构化学）的基本理论和基本方法为基础，研究与冶金及材料制备相关体系的物理化学性质以及物质的组成、结构和性质、性能间的关系；研究冶金及材料制备的物理化学原理，以及这些原理在冶金及材料制备过程中的运用。内容涵盖钢铁冶金、有色金属冶金及材料科学等领域。1绪论 2溶液理论 2.1 引言 2.2 偏摩尔性质 2.3 理想溶液与稀溶液 2.4 真实溶液的处理方法 2.5 多元系中组元的活度及组

4、元间的相互影响 2.6 偏摩尔混合性质 2.7 过剩热力学性质 2.8 GD方程在二元系中的应用 2.9 GD方程在三元系中的应用 2.10 正规溶液及相关模型 2.11 其他溶液模型 2.12 活度的测定与计算 3Gibbs自由能变化 3.1 化学反应等温方程式 3.2 标准Gibbs自由能变化的计算 3.3 有溶液存在的反应Gibbs自由能计算 3.4 化学反应等温方程式在冶金及材料制备过程中的应用 3.5 平衡移动原理在冶金及材料制备过程中的应用 3.6 标准Gibbs自由能变化的实验测定 4相图 4.1 二元系相图的基本类型 4.2 FeO系相图 4.3 FeC系相图 4.4 三元系相

5、图的一般原理 4.5 三元相图的基本类型 4.6 相图在冶金及材料制备过程中的应用 CaO-Al2O3-SiO2相图 CaO-FeOn-SiO2相图 Cu-Fe-S相图 4.7 自由能组成图 4.8 相图的计算（由热力学数据计算相图） 5熔渣 5.1 熔渣结构及相关理论模型 5.2 熔渣的碱度 5.3 熔渣的氧化能力 5.4 熔渣氧化物的活度 5.5 熔渣的去硫去磷能力 5.6 熔渣的物理化学性质 6熔锍 6.1 熔锍的组成和性质 6.2 熔锍理论模型 6.3 造锍过程的热力学分析 6.4 熔锍吹炼热力学分析 7电解质水溶液 7.1 电解质及离子的化学势 7.2 水溶液中的反应焓和离子生成焓

6、7.3 离子熵和离子的平均热容 7.4 有离子参加反应的标准Gibbs自由能变 7.5 电位PH图 7.6 金属水溶液电解 7.7 电极过程动力学 8熔盐 8.1 熔盐的基本结构和性质 8.2 熔盐的物理化学性质 8.3 熔盐的化学性质 8.4 熔盐电解 8.5 金属在熔盐中的溶解 9多相反应动力学 9.1 多相反应动力学基础 9.2 多相反应的速率方程 9.3 气固相反应动力学 9.4 气液相反应动力学 9.5 液固相反应动力学 9.6 熔体凝固过程动力学 9.7 固固相反应动力学 10界面化学 10.1 熔体的表面现象 10.2 固体的表面特性 10.3 界面行为 10.4 界面化学在冶金

7、及材料制备过程中的应用 11冶金及材料制备过程的实例分析 11.1 平衡体系热力学分析 11.2 碳热还原体系的热力学分析 11.3 铁液中的碳氧反应 11.4 钢液脱氧反应 11.5 选择性氧化及选择性还原 11.6 金属氧化物的加碳氯化 11.7 固体金属的氧化 基本要求： （1）掌握冶金物理化学的基本理论、基本概念。 （2）掌握应用这些基本理论分析和解决问题的基本思想和方法。 （3）初步具备应用这些基本理论分析、解决实际问题的能力和获取知识的能力。 三、教学安排及方式 总学时80学时，讲课 80 学时，实验 学时。 学时分配表： 课程内容讲课 实验习题课讨论课 上机参观或看录像小计1绪论

8、222溶液理论 883Gibbs自由能变化10104相图 10105熔渣 10106熔锍 887电解质水溶液 888熔盐889多相反应动力学101010界面化学8811冶金及材料制备过程的实例88总计9090四、课程教学的有关说明 本课程课内外学时比例： 1:1 ； 平均周学时： 5 ； 可对下述有关情况做出说明： 1 本课程自学内容及学时 本课程自学内容如下，20学时。 2溶液理论 2.9 GD方程在三元系中的应用 2.11其他溶液模型 3Gibbs自由能变化 3.4化学反应等温方程式在冶金及材料制备过程中的应用 4相图 4.1二元系相图的基本类型 4.3 FeC系相图 4.8相图的计算（由热力学数据计算相图） 5熔渣 5.6熔渣的物理化学性质 6熔锍 6.1熔锍的组成和性质 6.2熔锍理论模型 7电解质水溶液 7.2水溶液中的反应热和离子的生成焓 7.3离子熵和离子的平均热容 9多相反应动力学 9.6熔体凝固过程动力学 9.7固固相反应动力学 10界面化学 10.1熔体的表面现象 10.2固体的表面特性 10.3界面行为 10.4界面化学在冶金及材料制备过程中的应用 11冶金及材料制备过程的实例分析 11.7固体金属的氧化 2利用现代化教学手段内容及学时 如下部分教学利用多媒体教学，36学时。 4相图 5熔渣 6熔锍 7电解质水溶液 9多相反应动力学 3对学生能力培