东北大学+冶金物理化学

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1、冶金物理化学参考书目梁连科，冶金热力学及动力学，东北工学院出版社，1989黄希祜，钢铁冶金原理（修订版），冶金工业出版社，1990傅崇说，有色冶金原理（修订版），冶金工业出版社，1993车荫昌，冶金热力学，东北工学院出版社，1989魏寿昆，冶金过程热力学，上海科学技术出版社，1980韩其勇，冶金过程热力学，冶金工业出版社，1984陈永民，火法冶金过程物理化学，冶金工业出版社1984李文超，冶金热力学，冶金工业出版社，1995第一章绪言1.本课程作用及主要内容1.1地位冶金专业平台课之一。以普通化学、高等数学、物理化学为基础。与物理化

2、学相比，更接近与实际应用。目的：为开设专业课和今后的发展作理论准备。1.本课程作用及主要内容火法冶金特点：一高三多1.本课程作用及主要内容1.2作用将物理化学的基本原理及实验方法应用到冶金过程中，阐明冶金过程的物理化学规律，为控制和强化冶金过程提供理论依据。为去除某些元素保留某些元素而选择合适的冶炼条件（温度、气氛）。例如炼钢过程。此类问题将由本课程解决。1.本课程作用及主要内容注意：由于高温的特点，宏观测定难度大，微观就更难，有时只能使用常温数据外推，误差较大。本学科尚在不断完善发展中。应学会灵活应用，依据冶物化理论，创造有利反应

3、进行条件，抑制不利反应，提出合理工艺流程。1.本课程作用及主要内容1.3冶金实例1.3.1高炉炼铁（a）炉顶煤气成分：N2、CO、CO2，少量H2、CH4N2<50％，CO（20～25％）、CO2（22～17％）CO+CO2（42～44％）CO为还原剂且属有毒气体，希望能够在炉内100%消耗。无法实现的原因：存在化学平衡。1.本课程作用及主要内容1.3冶金实例（b）矿石中含有Fe、Mn、S、P、Al、Mg、Ca等多种元素，但被还原量却不同：原因：氧化物稳定性问题（c）S、P的去除炼钢、炼铁过程分别去除P、S原因：反应条件是否适宜。1

4、.本课程作用及主要内容1.3冶金实例1.3.2炼钢奥氏体不锈钢冶炼：去C保Cr。特种冶金（二次精炼）真空脱气，矿石中含有Fe、Mn、S、P、Al、Mg、Ca等多种元素，但被还原量却不同。原因：氧化物稳定性问题。1.本课程作用及主要内容1.3.3有色冶金炼铜：氧化→还原→电解去铁Cu2S→Cu2O→Cu湿法：电解过程，电化学，ph－电位图浸出，萃取过程熔盐电解等等1.本课程作用及主要内容1.4主要内容热力学第一定律：能量守恒，转化；第二定律：反应进行的可能性及限度；第三定律：绝对零度不能达到。1.4.1冶金热力学主要为第二定律工具：等

5、温方程式正向逆向平衡测定计算（查表）CP→K（0）CP→＝A＋BT估计值统计热力学1.   本课程作用及主要内容1.4.2冶金动力学研究过程的机理（反应机制）和限制环节提出一系列模型，找出结症对症下药：提高其反应速度或减缓反应速度。1.   本课程作用及主要内容1.4.2冶金动力学与物理化学的差异：物化：只是单相中微观的化学反应，也称微观动力学；冶金动力学：对多相，还伴有传热、传质现象，为宏观动力学；一般说来，由于高温，所以化学反应速度快，多为扩散为限制行环节；现状：数据不全，误差大，模型的适用性差。1.   本课程作用及主要内容2

6、.冶金物理化学的发展2.1国外1920~1932年，黑色冶金中引入物理化学理论；1920年，P.Oberhoffer（奥伯霍夫）首次发表钢液中Mn-O平衡问题的论文；1925年，FaradySociety（法拉第学会）在英国伦敦召开炼钢物理化学学术年会。1926年，C.H.Herty（赫蒂）在美国发表《平炉炼钢过程中C、S、Mn等元素变化规律》论文，且专门领导建立一个研究平炉冶炼过程问题的小组。1932年，德国R.Schenk发表专著：钢铁冶金物理化学导论（PhsicalChemistryofSteelManufactureProc

7、esses）其他：德国的Korber和Olsen等。2.   冶金物理化学的发展2.1国外冶金物理化学体系：1932－1958创立J.Chipman（启普曼）,逸度和活度理论1926年毕业于加里福尼亚大学，物理学博士；1932年发表H2O，CO2，CO，CH4的自由能及在冶金学上的意义（密西根大学，研究工程师）；1937年任麻省理工学院教师；1942年出版《1600℃化学》一书；1948年发表《金属溶液的活度》论文，奠定了活度基础；1951年出版《碱性平炉炼钢》一书。2.   冶金物理化学的发展C.Wagner1952年出版《合金热

8、力学》提出活度相互作用系数，使活度更加理论化；1958年出版《炼钢中的动力学问题》创立较完整的冶金动力学研究体系；S.Darken1953年出版《金属物理化学》，较系统地论述了“冶金动力学及热力学”问题2.   冶金物理化学的发展2.