冶金原理

前言

冶金原理是，臺金工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎課之一。我們在長期的教學實踐中發(fā)現(xiàn)，對大多數(shù)學生來說，冶金原理是一門難學、難懂、更難綜合應用的課程。這與這門課程的邏輯性強、內(nèi)容較多、緊密結合生產(chǎn)實際、應用性強的特點是分不開的。另外，隨著我國高等教育的發(fā)展和高等教育的大眾化，為了滿足社會發(fā)展對人才的需求，出現(xiàn)了多種培養(yǎng)人才的高等教育模式。工程應用型人才培養(yǎng)的課程體系改革的趨勢為縮減理論學時，強化實踐。因此，編寫適合于當前教學改革要求的冶金原理教材，是工程應用型人才培養(yǎng)的迫切之需。本書吸收了作者長期進行工程應用型人才培養(yǎng)的教學與教改實踐經(jīng)驗，參考了大量的文獻，依據(jù)工程應用型人才培養(yǎng)的特點，舍棄那些理論性強而實際應用較少的內(nèi)容；注重闡述與冶金過程密切相關的冶金熱力學基礎、冶金動力學基礎、熔體理論及其在7臺金生產(chǎn)過程中的應用。在體系編排上，先闡述冶金過程的熱力學基礎、相平衡及冶金熔體的結構與性質、冶金動力學基礎，在此基礎上介紹這些基本理論在冶煉過程中的應用分析。各章末均附有思考題和習題，一是力求引導學生學會綜合應用基本知識分析具體冶金生產(chǎn)過程中的問題，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力；二是便于教師根據(jù)教學時數(shù)和教學對象，靈活選擇教學內(nèi)容。本書的第1、8、9章由重慶科技學院張生芹編寫，第2、3、4章由重慶科技學院韓明榮編寫，第5、6、7章由上海應用技術學院陳建斌編寫，第10章和附錄由重慶科技學院高逸峰編寫，全書由韓明榮統(tǒng)稿。在編寫過程中，參考了多種版本的冶金原理教材，這些書中對有關問題的精辟闡述使我們受益很大，在此特別表示感謝。同時，向支持本書編寫的鄧能運及其他同事和朋友表示衷心的感謝!由于水平有限，書中有疏漏和不妥之處，誠請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　本書是根據(jù)冶金行業(yè)高等學校教材出版規(guī)劃和冶金工程專業(yè)“冶金原理教學大綱”的要求編寫的。內(nèi)容基于物理化學基礎理論知識，結合冶金生產(chǎn)實際，闡述冶金過程的基本理論以及這些理論在冶金生產(chǎn)過程中的應用分析；力圖引導學生學會用基本理論去分析冶金生產(chǎn)過程，從而培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。全書共分為10章：冶金熱力學基礎，冶金熔體的相圖，冶金熔體的結構與性質，冶金動力學基礎，化合物的生成-分解和燃料的燃燒反應，還原熔煉反應，氧化熔煉反應，硫化物的火法冶金與氯化冶金，電解過程，萃取和離子交換提純。各章均附有思考題和習題?！　”緯勺鳛橐苯鸸こ虒I(yè)教學用書，也可供從事冶金專業(yè)技術工作的人員參考。

書籍目錄

緒言1 冶金熱力學基礎1.1 概述1.2 溶液1.2.1 常用的溶液組成表示方法1.2.2 活度1.2.3 溶液的熱力學關系式1.2.4 標準溶解吉布斯自由能1.3 冶金反應的焓變及吉布斯自由能變化1.3.1 焓變1.3.2 化學反應的吉布斯自由能變化△G1.4 熱力學數(shù)據(jù)庫簡介1.4.1 工程化學數(shù)據(jù)庫：ECDB1.4.2 熱力學計算數(shù)據(jù)庫及FactSage軟件思考題和習題2 冶金熔體的相圖2.1 重要的二元熔渣系相圖2.1.1 CaO-SiO2二元系2.1.2 Al2O3-SiO2二元系2.1.3 CaO-Al2O3二元系2.1.4 FeO-Si02二元系2.1.5 CaO-Fe2O3二元系2.1.6 NaF-AlF3和Na3AlF6一A1203二元系2.1.7 Cu2S-FeS二元系2.2 三元系相圖的基礎知識及基本類型2.2.1 三元系相圖的組成表示法——濃度三角形2.2.2 濃度三角形的性質2.2.3 三元系相圖的表示方法2.2.4 三元系相圖的基本類型2.3 冶金中三元系熔渣相圖2.3.1 分析復雜三元系相圖的方法2.3.2 CaO-SiO2-A12O3三元系相圖2.3.3 CaO-SiO，一FeO三元系相圖2.3.4 Na3AlF6一A1F3-A1203三元系相圖思考題和習題3 冶金熔體的結構與性質3.1 概述3.2 冶金熔體的結構3.2.1 金屬熔體的結構3.2.2 熔渣的結構3.2.3 熔鹽的結構3.3 冶金熔體的化學性質與熱力學性質3.3.1 熔渣的酸一堿度3.3.2 熔渣的氧化一還原性3.3.3 物質在冶金熔體中的溶解3.3.4 熔渣與金屬液的反應3.3.5 熔渣組分的活度3.4 冶金熔體的物理性質3.4.1 熔點3.4.2 密度3.4.3 黏度3.4.4 熔體的表面性質與界面性質3.4.5 擴散3.4.6 導電性思考題和習題4 冶金動力學基礎4.1 概述4.2 化學反應的速率4.2.1 化學反應的速率式4.2.2 可逆反應的速率式4.3 擴散傳質及對流傳質4.3.1 擴散傳質4.3.2 擴散系數(shù)4.3.3 對流擴散4.4 冶金多相反應動力學4.4.1 限制性環(huán)節(jié)與穩(wěn)態(tài)或準穩(wěn)態(tài)原理4.4.2 氣／固反應的動力學4.4.3 液（氣）／液反應的動力學4.4.4 固／液反應的動力學思考題和習題5 化合物的生成一分解和燃料的燃燒反應5.1 化合物的穩(wěn)定性及氧勢圖5.1.1 化合物的相對穩(wěn)定性5.1.2 氧勢圖及其應用5.2 化合物的形成一分解反應5.2.1 金屬氧化物生成及分解反應的熱力學5.2.2 Fe.O體系狀態(tài)圖5.2.3 碳酸鹽分解的熱力學5.2.4 碳酸鹽分解的動力學5.2.5 硫化物分解的熱力學5.3 燃料的燃燒5.3.1 燃燒反應5.3.2 C-O體系熱力學及碳的氣化反應5.3.3 C-H-O體系熱力學及水煤氣反應5.3.4 燃燒反應氣相平衡成分的計算思考題和習題6 還原熔煉反應6.1 概述6.1.1 研究還原過程的意義6.1.2 還原過程分類6.1.3 還原劑的選擇6.1.4 還原反應的熱力學條件6.2 CO／H：還原氧化物6.2.1 CO／H2還原鐵氧化物6.2.2 浮氏體的還原6.2.3 CO／H2還原鐵氧化物的動力學6.3 碳還原氧化物6.3.1 熱力學原理6.3.2 碳還原鐵氧化物6.3.3 復雜氧化物的還原6.4 熔渣中氧化物的還原6.4.1 反應熱力學條件的確定方法6.4.2 SiO，的還原6.4.3 MnO的還原6.5 金屬熱還原反應的熱力學6.6 高爐冶煉的脫硫6.6.1 脫硫的熱力學6.6.2 鐵水爐外脫硫6.6.3 鐵水的同時脫磷和脫硫思考題和習題7 氧化熔煉反應7.1 氧化熔煉反應的熱力學和動力學原理7.1.1 鐵液中元素氧化的氧勢圖7.1.2 影響元素氧化的熱力學分析7.1.3 元素氧化過程的動力學原理7.2 脫碳反應7.2.1 脫碳反應的作用7.2.2 脫碳反應的熱力學條件7.2.3 脫碳反應的動力學7.3 脫磷反應7.3.1 脫磷反應的熱力學7.3.2 脫磷反應的動力學7.4 脫硫反應7.4.1 脫硫反應的熱力學7.4.2 脫硫反應的動力學7.5 脫氧反應7.5.1 沉淀脫氧7.5.2 擴散脫氧7.5.3 真空脫氧7.6 選擇性氧化——奧氏體不銹鋼去碳保鉻問題7.7 真空和氬氣攪拌7.7.1 真空和氣泡冶金中的碳氧反應7.7.2 真空下碳還原金屬氧化物7.7.3 金屬液的真空去氣思考題和習題8 硫化物的火法冶金與氯化冶金8.1 锍的形成與锍的吹煉8.1.1 造锍8.1.2 金屬硫化物氧化的吉布斯自由能圖8.1.3 Cu-Fe-S的三元系狀態(tài)圖8.1.4 冰銅的主要性質8.1.5 锍吹煉的熱力學8.2 氯化反應的熱力學8.2.1 金屬與氯的反應8.2.2 金屬氧化物與氯的反應8.2.3 金屬硫化物與氯的反應8.2.4 金屬氧化物與氯化物的反應8.3 氯化反應的動力學思考題和習題9 電解過程9.1 概述9.2 熔鹽電解9.2.1 熔鹽電解過程的陰極和陽極反應9.2.2 分解電壓9.2.3 電極極化9.2.4 熔鹽電解過程的特殊現(xiàn)象9.3 水溶液電解質電解9.3.1 陰極過程9.3.2 陽極過程9.3.3 水溶液電解質電解過程9.3.4 槽電壓、電流效率和電能效率思考題和習題10 萃取和離子交換提純10.1 溶劑萃取10.1.1 概述10.1.2 萃取機理與萃取平衡10.1.3 協(xié)同萃取10.2 離子交換10.2.1 概述10.2.2 離子交換平衡思考題和習題附錄 化合物的標準生成吉布斯自由能參考文獻

章節(jié)摘錄

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