冶金物理化学第一章

绪论

冶金物理化学是全部冶金过程的理论基础，经历了一个多世纪的不断完善，至今已经发展成为一个相对成熟的学科，成为一个独立的分支学科。

冶金过程与冶金过程基础理论

全部冶金过程可以用以下流程图表示

冶金过程理论

图1 冶金过程基本流程图

冶金物理化学可以分为冶金热力学和冶金动力学，最近学科的发展，有人提出，将冶金电化学也划分到冶金物理化学的内容中。

冶金热力学

?）；确定利用化学热力学原理，研究冶金中反应的可能性（反应方向）（理论依据－G

?）；找出控制反应过程的基本参数冶金反应过程的最大产率（反应限度）（理论依据－G?

（T，P，C i）。

冶金热力学的局限性：所确定的冶金过程的条件是必要的，但不是充分的。

应用冶金热力学可以确定冶金体系状态变化前后焓、熵及吉布斯自由能等热力学参

数的变化。如由体系的焓变可以确知氧气转炉炼钢、铜转炉吹炼冰铜是自热过程，无需补充能量，而在铜闪速炉中进行的冰铜熔炼及在镍闪速炉中进行的铜冰镍熔炼是半自热过程。冶金热力学还应用于确定冶金反应进行的条件和方向。如冶金热力学表明，要在低于1700o C下吹炼超低碳不锈钢必须采用真空或氩氧混吹。应用热力学可以确定冶金体系状态变化时，过程进行的限度及与其影响因素的关系。应用标准平衡常数K 可以计算在一定的热力学条件下（如温度、压力恒定）反应能进行的限度和生成物的理论最高产量。

冶金反应一般都包括一系列基元反应。通过添加催化剂，可以改变反应的机理，从而改变冶金反应的速率。从机理和速率的角度来研究冶金反应的规律及其影响因素属于冶金动力学的研究范畴。

冶金动力学

利用化学动力学与传输原理，研究冶金过程的机理；确定各基元过程及总过程的速率；找出反应过程的限制环节。

冶金动力学的作用：提供了冶金反应过程研究内容的完备性，提供了反应的充分性条件。

冶金热力学和冶金动力学两者研究内容不同，但它们相辅相成，互相补充。掌握冶金热力学与动力学对于开发冶金新工艺、新技术及现行工艺过程的优化非常重要。

关于冶金物理化学的发展，李文超教授等将其划分为开拓期（1925~ 1948）、发展期(1948~1970)和深化期(1971年以后)三个阶段，并得到冶金物理化学学术界的认同。在各个时期，都有代表性的研究成果或论文、专著。例如在开拓期，美国的奇普曼（J.Chipman）的炼钢炉渣基本三元系CaO-SiO2-FeO中组元活度的测定结果；前苏联学者焦姆金和施瓦茨曼(Тёмкин–Шварцман) 提出的炉渣完全离子溶液理论模型等对冶金物理化学起到开拓作用。在发展期，埃林汉姆-理查森图（Ellinham-Richardson）成为后来提取冶金的基础。这一时期，应用吉布斯-杜亥姆方程(Gibbs-Duhem)，从已知一组元的活度求其余组元活度的方法有了较大进展，还产生了正规溶液模型、准化学平衡模型等，为溶液热力学奠定了基础。

在20世纪70年代，“固体电解质快速定氧探头的应用”被誉为冶金史上三大发明之一。固体电解质浓差电池在冶金体系热力学参数测定中的应用，成为冶金物理化学进入深化期的标志。冶金热力学数据库、计算相图相继出现，说明热力学进入了运用计算机、运用近代测试方法深化研究的新阶段。在20世纪最后30年中，日本的鞭严和美国的舍克里(Szekely)等将冶金动力学与反应工程结合并应用计算机技术建立了冶金过程计算机模拟和优化新领域。这一时期冶金物理化学发展出现新的分支，包括材料制备物理化学、计算冶金及材料物理化学。原有的传统学科分支也得到拓展，例如冶金电化学已拓展为冶金及能源电化学。

我国冶金物理化学研究起步于20世纪50年代，学科发展已形成了自己的特点。在多金属矿综合利用物理化学、冶金热力学、计算冶金物理化学、冶金熔渣理论、材料物理化学、二次资源综合利用物理化学和环境化学等分支领域都取得了可喜的成绩。

我国冶金热力学研究基础较好，学术队伍实力雄厚。1964年魏寿昆教授出版了国际上第一部活度专著《活度在冶金物理化学中的应用》；同年邹元羲研究员首次提出由含化合物的二元相图提取活度的计算方法。1965年张鉴教授发表了修正的炉渣共存理论模型，至今不仅可以准确计算多元渣系组元的活度，还可以计算金属熔体中组元的活度，为计算溶液中组元活度开创了一条新的道路。1973年，周国治教授引入R函数，简化了三元系的活度计算法。随后，又领导其研究组提出一系列二元系活度计算的新方法。1996年，周国治教授报道了通用的几何模型，将相图计算中的对称和非对称几何模型统一起来，解决了它们带来的在计算中人为设定积分路径的问题。近年来，非平衡态热力学理论在冶金中的应用也得到重视和发展。

应用冶金热力学和动力学理论，指导了我国多金属矿共生矿综合提取中的工艺流程和技术路线研究，如攀西地区钒钛磁铁矿的综合利用、内蒙古白云鄂博铁矿稀土与铌

的提取与利用、辽宁硼镁铁矿的综合利用等。在二次资源综合利用与环境化学领域也取得突破，我国开展了大量的实验研究和半工业试验，以解决冶金厂排出的废气、渣、烟尘，湿法冶金和电解车间排放出的废液的再利用等问题。

在材料物理化学方面，我国科技工作者近年来应用物理化学、量子化学、近代数学理论(如线性、非线性规划等)，结合计算机统计模式识别、人工神经网络、遗传算法及分形研制了一系列新型氧化物与非氧化物复合材料。其中，具有典型性的有赛隆系列复合材料、功能梯度材料、氮化硼基复合材料等，实现了以化学为基础的材料设计。利用非线性优化的方法解决了多元多组分的平衡计算。

值得一提的是，对多元系溶液中的组元浓度都比较大时，用Wagner的方法不能准确计算组元的活度，这已经是公认的世界难题。张鉴和他的研究组利用共存理论的原理和方法，可以在不用活度的情况下，使计算溶液（包括渣溶液和金属溶液）中的平衡组分的问题变得容易，更为可喜的是，这个问题可能是我们中国人最先完成的。

当前形势对我国冶金物理化学学科提出了新课题。首先，在贫、杂、难分离金属矿综合利用和二次金属资源再利用物理化学方向，要实现更深入的发展。为了节约资源、能源，要加强采选－冶金－材料一体化新工艺、新流程的应用理论研究；还应加强计算冶金与材料物理化学研究，为开发国民经济和科技发展所需的新材料和现行冶金、材料制备工艺优化进行基础方面的铺垫。

第一篇 冶金过程热力学

本篇共分三个部分，首先介绍冶金过程热力学基础，这是本篇的重点内容，希望学员能花费更多的学时学好这一部分。其后分钢铁冶金热力学和有色冶金热力学两部分，对不同专业的学员可以选择，也可以相互借鉴。

学习冶金物理化学，必须重视冶金物理化学的基础，特别要重点注意以下几个方面： 1． 几个基本概念的理解： 标准态

1） 气体的标准态与气体组元的表达方式；

2） 液体中组元标准态的选择（一般地，金属熔体中的组元选1%标准态，而炉渣中组元

一般选纯物质）。 活度

1） 准确理解三种标准态下的活度的定义；

2） 熟练掌握三种标准态下的活度之间的关系，活度系数之间的关系； 3） 特别注意在特殊情况下（如浓度趋于0和浓度趋于1或100）的活度系数之间的关系；

4） i γ?

的物理意义。

等温方程式

1） 等温方程式是冶金物理化学的核心，必须熟练掌握其来源； 2） 深刻理解G ?、G ?

?的区别和联系。

2． 几个基本模型

稀溶液、理想溶液、规则溶液 1） 稀溶液的定义、范围；

2） 稀溶液中组元的活度、活度系数。

多元系铁溶液中组元的活度计算方法-----Wagner 模型；

多元系炉渣溶液中组元的活度计算方法----离子理论、分子理论

1 冶金热力学基础

1．1 几个基本公式

1．1．1 体系中组元i 的吉布斯Gibbs 自由能

理想气体中组元的吉布斯自由能

体系中组分的偏摩尔Gibbs 自由能可以用化学位i μ表示。

在一个封闭的多元理想气体组成的气相体系中，在等温等压下，存在组元1，2 ,……i,……，则其中任一组元i 的吉布斯自由能

为

ln i i i RT P μμ?=+ （1-1-1）

此式可由SdT VdP dG -=方程式在等温下证明。

式中，i P 是无量纲压强（注：冶金物理化学中在对数号里边的压强i P 都是无量纲压强，比如平衡常数K ?中出现的压强）

i i P P P

?'

=

（1-1-2） 式中 i P '——i 组分气体的实际压强，Pa ；

P ?——标准压强，Pa ，也即Pa 51001325.1?。

应该注意的是，高温冶金过程中的气体由于压强比较低，都可以近似看作理想气体。

液相体系中组元i 的吉布斯自由能

在多元液相体系中，存在组元1，2 ,……i,……，则其中任一组元i 的吉布斯自由能（或其化学位）为

ln i i i RT a μμ?

=+

其中，i a ——组元的活度，在钢铁冶金中，其标准态的确定原则是： 若i 在铁液中，选1%溶液为标准态，其中的浓度为质量百分数，[%i]； 若i 在熔渣中，选纯物质为标准态，其中的浓度为摩尔分数，i X ；

若i 是铁溶液中的组元铁，在其他组元浓度很小时，组元铁的活度定义为1。 注：有色冶金中，该原则不适用。

固相体系中组元i 的吉布斯自由能

在多元固相体系中，存在组元1，2 ,……i,……，则其中任一组元i 的吉布斯自由能为

ln i i i RT a μμ?

=+

其中，i a ——固相体系中组元的活度，其确定原则是：

若体系是固溶体，则i 在固溶体中的活度选纯物质为标准态，其中的浓度为摩尔分数，i X ；

若体系是共晶体，则i 在共晶体中的活度定义为1； 若体系是纯固体i ，则其活度定义为1。

1．1．2

G

?与G ??----化学反应等温方程式

对以下化学反应

dD cC bB aA +=+

则反应前后的吉布斯自由能的变化

()()

C D A B G cG dG aG bG ?=+-+

(ln )(ln )C C D D c G RT a d G RT a ??

=+++

(ln )(ln )A A B B a G RT a b G RT a ??

-+-+

()()ln c d C D C

D

A

B

a b A B

a a

cG dG aG bG RT a a ?

?????=+-++?? ln G RT Q ?=?+ （1-1-3）

G ?有三种情况 1）

0>?G ，以上反应不可以自动进行；

2） 0

G RTLnK ?

?

?=- （1-1-4） 式（1-1-3）、（1-1-4）叫化学反应的等温方程式。

注：

1）G ?是反应产物与反应物的自由能的差，表示反应的方向，或反应能否发生的判据；

c d

C D a b

A B

a a

Q a a = 表示任意时刻(不平衡状态)的压强商或活度商。

2）G ?

?是反应产物与反应物处于标准态时自由能的差，表示反应的限度，是反应平衡态的度量。

3）在G RTLnK ???=-中，左边的G ?

?是反应在标准态时产物的自由能与反应物的自由

能的差。G ?

?的计算方法，可以通过查热力学数据表，由各组元的i i i

G a bT ??=-求得； 但右边项表示的是平衡态，K ?

是反应的平衡常数

c d

c D a b A B a a

K a a ?

=

其中，组元A 、B 、C 、D 有三种情况

（1）若组元是固态时，1=i a （i=A,B,C,D ）；

(2) 若组元是气态时，i i P a =，而i P 是组元i 的无量纲分压； （3）若组元存在于液态中，i a 表示组元i 的活度。在一般情况下 若i 在金属溶液中，活度的标准态选1%；

若i 在炉渣中，则选纯物质为标准态。

4）G ?的表达式中，G ?

?是G ?的主要部分，常用G ?

?的值近似代替G ?，对化学反应进行近似分析，以判断化学反应进行的可能性。

1．1．3 Van ’t Hoff 等压方程式

对一个化学反应，各热力学参数之间的关系，可根据吉布斯-亥姆霍兹方程（Gibbs-Helmholtz ）

2P

G T H T T ?????????? ??????=-??????

? 得出，在等压下

2

T T G d T H dT T ?

???? ????=- 若T H ??随温度变化不大，假设其为常数时，将等温方程式G RTLnK ??

?=-代入，

2

ln d K H dT RT ??

?= （1-1-5） 这即是Van ’t Hoff 等压方程式的微分式。

对微分式分离变量，作不定积分，可以得出积分式如下：

ln H K B RT

?

?

?=-+ （1-1-6）

或

ln A

K

B T

?

=-

+ （1-1-7） 其中，B 是不定积分常数，A 也是常数。式（1-1-6）两边同乘-RT ，亦可改变为

ln RT K H BRT ??-=?-

式中，左边为G ?

?，右边H ??为常数，用a 表示，BR 常数用b 表示，则得

G a bT ??=-

这即是化学反应的标准自由能变化与温度的二项式。

以上三个方程式：多组元体系中i 组元的自由能（化学位）的表示式、化学反应等温方程式、Van ’t Hoff 等压方程式构成了冶金热力学最基本的方程式。

1．2．化学反应的标准吉布斯自由能G ??的计算

1．2．1． 用积分法计算f G ??（化合物标准生成自由能）及

r G ??（化学反应标准自由能）

积分法计算化学反应的标准自由能可以分为定积分法和不定积分法。 定积分法

由吉尔霍夫(Kirchhoff)定律

()T P P

H C T ?

??????=?????? (1-1-8)

在等压p 的情况下，有：

()T p d H C dT ?

?=?

()

T p d H C dT T

T

???=

P

T C dS dT T

?

?=

可得

298298

T

T P H H C dT ???=?+?? (1-1-9)

及

298

T

p T T

C S S dT T

?

???=?+?

（1-1-10）

由

T T T G H T S ????=?-?

得

298298298298T

T

P

T P C G H T S C dT T dT T

???

??=?-?+?-??

(1-1-11)

其中

2

2

1

T c cT bT a C P '?+?+?+?=? (1-1-12) 将式(1-1-12)代入式(1-1-11)中积分，并整理得：

()2982980122T G H T S T aM bM cM c M ???

-'?=?-?+?+?+?+? (1-1-13)

其中

1298298ln

0-+=T

T M ()T

T M 22982

1

-=

??

?????-?+=23

222983298261T T M

()2

22

22982298T T M ??-=

-

式中，0M ，1M ，2M ，2-M 均可由手册查出。

式(1-1-13)称为捷姆金－席瓦尔兹曼（TeM КИH －ШВаРЦМаН）公式。

不定积分法

由吉尔斯－亥姆霍兹（Gibbs －Helmholtz ）方程2T T P

G T H T T ?

????????? ?????

?=-??????

? 可得

2T T G H d dT T T ??

????=- ???

(1-1-14)

对（1-1-14）式进行不定积分

2T T

G H dT I T T

??

??=-+? （1-1-15） 而 230262T P b c c H C dT H aT T T T

?

'

????=?=?+?+

+-?

(1-1-16) 将式（1-1-16) 代入式（1-1-15），得

230ln 262T b c c G H aT T T T IT T

?

'????=?-?-

--+ （1-1-17) 式中0H ?及I 为积分常数，由以下方法确定：

1）用T=298K 时已知的T H ?

?值，通过式（1-1-16）可以求出0H ?；

2）用T=298K 时已知的T H ??值与已知的298S ??求出298G ?

?，用1）中求出的0H ?代入式（1-1-17），可求出I 。

例1-1-1：求反应2Fe (s)+O 2(g)=2FeO (s)的r G ?

?与T 的关系式及二项式。 已知：K

mol J

T

T C O e

F P ??-?+=--2

5310309.310164.880.50 (298~1650K)；

2531067.11018.496.292

--?-?+=T T C O P (298~3000K)；

T C Fe

P

31077.2449.17-?+= (298~1033K)；

298,272.04f FeO KJ

H mol

??=-，298,0f Fe KJ

H mol

?

?=，2298,0f O KJ

H mol

?

?=，

298,60.75FeO J

S mol K

?

=?，298,27.15/()Fe S J mol K ?

=g ，2298,205.04/()O S J mol K ?

=g 。

解：1）.用不定积分法：

298298,544.08

i f i i

KJ H H mol

ν???=?=-∑ 298298,137.48

i f i i

J S S mol K

ν???=?=-?∑ 298298298502983J

G H T S mol

???

?=?-?=-

K

mol J

T T C P ??-?-=?--25310948.410496.3666.36

即66.36=?a ，496.36-=?b ×10-3，0=?c ，5

10948.4?-='?c

将以上数据代入（1-1-16），可计算得5550600-=?H ，将Θ

?298G ，0H ?及a ?，b ?，

c '?代入式（1-1-17）可计算得：375=I 所以

25155506036.66ln 18.2510 2.4710375r G T T T T T ?-?=--+?+?+－３

2）求r G ?

?与T 的二项式 用回归分析法，对b ax y +=

()()()

∑∑---=2

x x y y x x a i

i i

（1-1-18）

x a y b -= （1-1-19）

相关系数

()()()()

∑∑----=

2

2

y y x x y y x x r i

i

i i

（1-1-20）

用以上计算所得r T G ?

?与T 关系式，每间隔K 100取得一值，得表1-1-1

表1-1-1计算的r T G ?

?与T 的值

计算得：=T 648

r T G ?

?=-458319.0

将以上数据代入（1-1-18）、（1-1-19）、（1-1-20）式，得66.16a =，262690-=b ，9999.0=r 。

所以，26269066.16r T G T ?

?=-+。

1.2.2由物质的标准生成吉布斯自由能f G ??及标准溶解吉布斯自由能sol G ??，求化学反应的r G ??

f G ??定义：恒温下，由标准大气压（P ?）下的最稳定单质生成标准大气压（P ?）

1mol 某物质时反应的自由能差。

注：①稳定单质的0f G ?

?=；

②手册上给出的一般为化合物在298K 时的标准生成自由能298f G ?

?。

sol G ??定义：恒温下，某一元素M 溶解在溶剂中，形成1％（质量）的溶液时自由能

的变化。一般为

[])%(1质量M M = sol M G a bT ?

?=-

用f G ??及sol G ??计算r G ?

?的通式如下：

r i f i i

G G ν???=?∑（或sol i G ??） （1-1-21）

式中，

i ν——化学反应方程式中反应物i 或产物i 的计量系数，若i 代表反应物，则i ν

为“—”；若i 代表产物，则i ν为“+”（注：以下类同）。

例1-1-2：试计算反应2[C]+

23Cr 2O 3(S)=43

[Cr]+2CO (g)的r G ?

?与T 的关系。 已知：C (S)=[C]1%(质量) 2259042.26sol c G T ?

?=- Cr (s)=[Cr] 1%(质量) 1925046.86sol Cr G T ?

?=-

2Cr (s)+

32O 2(g)=Cr 2O 3(S) 231120260255.44f Cr O G T ??=-+ C （s ）+12

O 2(g)=CO (g) 11631583.89f CO G T ?

?=--。

解：由式（1-1-21），得：

24222494697316.0333

r SOL Cr f CO SOL C f Cr G G G G G T ?????

?=

?+?-?-?=-３Ｏ 1.2.3 由K ?求r G ??

由等温方程式ln r G RT K ???=-，可由几个温度下的K ?

求出r G ??与T 的关系。

例1-1-3：实验测得反应 Nd 2O 2S (S)=2[Nd]+2[O]+[S]

1823K 16

18239.3310K ?-=? 1873K 14

1873 1.2910K ?-=?

1933K 13

1933 1.6210K ?-=?

求r G ?

?与T 的关系式。 解：用最小二乘法求lg K ?

与T

1

的关系式。 由已知数据,求得

411 5.4910T -=?；411 5.3410T -=?；41

1

5.1710T -=? 所以，

41

5.4910i

T -=?； 161lg 9.3310K ?-=?；142lg 1.2910K ?-=?；13

3lg 5.1710K ?-=?

所以，14

lg 5.8610

i K ?-=?

求出 2

11lg lg 11i i i i i

i K K T T A T T ?????

?--??????=??-??

??∑∑= —70930 B=1

lg K A T

?

-=23.91

r=0.99 即 70930

lg 23.91K

T

?=-

+ 由两边同乘以－2.303RT ，即得到：r G ?

?＝1358110－457.81T 。

1.2.4 由电化学反应的电动势求r G ??

由热力学与电化学反应的关系式

r G nFE ?=-

在标准状态或当参加反应的物质都是纯物质时r r G G ?

?=?，E E ?

=，即：

r G nFE ???=-

其中，n －电化学反应得失电子的数目；

F －法拉第常数，965001

c mol -?；

E ?—标准电动势。

例1-1-4：用CaO 稳定的2ZrO 固体电解质浓度电池计算

()()()()s S S S Fe NiO FeO Ni +=+

的r G ?

?~T ，并利用给出的f FeO G ??数据求f NiO G ?

?~T 。

已知：电池设计如下：

2()|,||||,|()t t P Fe FeO ZrO CaO Nio Ni P -?+

不同温度下E 及f FeO G ?

?见表1-1-2：

表1-1-2 不同温度下的标准电位和自由能值

解：电池反应

（－）（氧化反应）2()()2s S Fe O FeO e -+=+（第二类电极，金属表面覆盖一薄层该金属的难溶盐。）

（＋）（还原反应）2()()2S s NiO e Ni O -+=+ 电池总反应 ()()()()s S S s Fe NiO FeO Ni +=+

将不同温度E ?

代入，即可得到不同温度r G ?

?，再利用不同温度f FeO G ??，求出不同

温度f NiO G ??，用最小二乘法得：r G ?

?～T ，f NiO G ??～T ，结果为

f NiO

G ?

?＝23463085.23T -+。 1.2.5 由吉布斯自由能函数求r G ??

自由能函数的定义

定义：T R

H H T

??-为焓函数

R H ?－参考温度下物质的标准焓（如果为气态物质，则R H ?为0K 标准焓，记为0H ?；

如果为凝聚态物质，则R H ?为298K 标准焓，记为298H ?

。）

由T T T G H TS ???=-

两边同时减去R H ?

，再同除以T ，得：

T R T R T G H H H S T T

?????

--=- (1-1-22) 定义：T R

G H T

??

-为自由能函数，记为fef 。

利用自由能函数计算r G ?

?

首先计算化学反应产物与反应物的自由能函数fef 之差值，即

i i i

fef fef ν?=∑

而 fef ?＝()T R r G H T ??-?＝r T r R

G H T T

????-

所以， r T G ??＝r R H T fef ?

?+? （1-1-23）

注：当参加反应的物质既有气态又有凝聚态，将R H ?

统一到298K 。298K 与0K 之间的自由能函数的换算公式为：

298T G H T ??-＝0T G H T ??-－2980

H H T

??- （1-1-24） 此式一般用于将气态在0K 的fef 值换算成298K 的fef 。

例1-1-5：用吉布斯自由能函数法计算反应

()2()23()3

22

l g s Al O Al O +=

的1000r K G ?

?。 已知数据如下：

表1-1-3 各组元的热力学数据

解：先将2O 的fef 换算成298K 时的fef

222

29802980T T O O O G H G H H T T T ????????????---=- ? ? ???????Ｈ

＝－212.12－

8656.7

1000

＝1

1

220.67J mol K ---??

所以 fef ?＝23Al O fef －2()l Al fef －

3

22O fef ＝－102.9－2（－42.7）－3

2

(－220.78)

＝313.6711

J mol K --??

故 298r T r G H T fef ??

?=?+?

＝16721000313.671000-?+? ＝－1358.331

KJ mol -?

1.2.6 由r G ??与T 的多项式求二项式

实际上，在本章的开始，不管是定积分法还是不定积分法都可以求出化学反应的自由能与温度的关系的多项式，但是可以看出，事实上化学反应的自由能与温度的关系可以近似用线性关系代替，也就是二项式。

其步骤如下： 1）对r G ?

?＝23

A BT CT DT ++++L 形式的多项式； 2）在一定温度的定义域内，合理选择n 个温度点：12,,,n T T T L ； 3）求出n 个温度对应的自由能12,,,n r T r T r T G G G ?

?

?

???L ； 4）用最小二乘法，得出

r G a bT ??=+。

1.3 G ??～T 图及其应用（Ellingham 图）

对元素M 和氧的反应，可以写成如下标准反应形式（即所有元素都与21molO 反应）：

222

x y x M O M O y y

+=

r G ??＝2'1ln

O RT P P ?

- ＝2'ln

O P RT P

?

=2ln O RT P

为了比较各元素M 与氧气反应生成氧化物的难易，Ellingham 根据以上标准反应得到G ?

?与T 的关系式,将所有元素与21molO 反应的G ?

?～T 画到一张图上，如图1-1-1所示。 该图称为Ellingham 图，又叫氧势图。

1.3.1 Ellingham 图的热力学特征

从热力学原理来说，氧势图中所描述的化学反应有以下两个特点： 1) 直线位置越低，则氧化物x y M O 越稳定，或该氧化物越难被还原；

2) 同一温度下，几种元素同时与2O 相遇，则氧化顺序为：Ellingham 图上位置最低的元素最先被氧化。例如：1600K ，最易氧化的几个元素依次为：

Ca →Ce →Ba →Mg →Al

概括起来，氧势图1-1-1有如下热力学特征：

低位置的元素可将高位置元素形成的氧化物还原。 例1-1-6：1600K ，Ca 可将23Al O 还原得Al

222Ca O CaO += 1r G ?

?＝－1278244＋211.5T ①

2234233

Al O Al O += 2

r G ?

?＝－1119404＋214.0T ② ①－②得

()23()()()24

2233

l s S l Ca Al O CaO Al +

=+ r G ??＝－158840－2.5T T=1600K 时，ln1r r G G RT G ??

?=?+=?＝－162840J

由于ΔG 小于零，这就从热力学原理上解释了低位置的元素可将高位置元素形成的氧化物还原。

特殊的线（222C O CO +=）

图上唯一的这条区别于其他线的特殊性，就在于它的斜率为负。这条线的存在，对利用化学反应从氧化物中提取金属元素具有重要意义。从热力学的角度看，它的重要性在于，原则上，只要能够升高温度，碳可以还原任何氧化物。从冶金工业的角度，可以

想象，如果没有这条斜率为负值的线，就不会有今天的高炉炼铁。如果真正理解了氧势图的热力学原理，就会理解这一点。

图1-1—1 氧化物的△G。～T图(Ellingham图)

现在讨论，在一定的温度范围，碳还原氧化物的情况。

若划定了一个温度范围，则该线在Ellingham图上形成了三个区域：（例如在温度区间1000K～2000K）

1）在CO的r G?

?与温度线之上的区域

,,,,,,

Fe W P Mo Sn Ni As及Cu在此区域，在此温度范围内的区域，由于CO的

r G?

?与温度的关系曲线在这些元素的氧化物之上，所以这些元素的氧化物都可以被C还原。

2）在CO的r G?

?与温度线之下的区域

Al Ba Mg Ce及Ca在此区域，在此温度范围，这些元素的氧化物不可以被C还原。

,,,

3）中间区域

,,,,,

Cr Mn Nb V B Si及Ti在此区域，在此温度范围，这些元素的氧化物在高于某一温度(称为转化温度)时可以被C还原，低于这一温度不能被C还原。

Cu2O

As2O3

?与其他氧化物的关系

图1-1-2 1000-2000K范围内，CO的G?

图1-1—3几条特殊的线

关于Ellinghanm 图中直线的斜率

由G H T S ?

?

?

?=?-? (对应G ?

?＝a bT -) 根据如下原则：

凝聚态（固，液）的熵值远小于气态熵值，即：

,l s S ?<

在Ellinghanm 图上，选择几个性反应，可以证明： 1）222C O CO +=

22CO O C S S S S ????

?=--２ ≈2CO S S ??-２

Ｏ >0 因为 S ?

-?<0;

所以 G ?

?~T 曲线的斜率小于零（如图1-1-3直线②）。 2）22C O CO += 22CO O C S S S S ????

?=--

≈2

2

CO O

S S ??

- ≈0

(如图1-1-3直线③)

3）()2()22s S Fe O FeO += 2

22FeO Fe O S

S S S ?

???

?=-- ≈2O S ?

-

<0

∴2

O S ?

->0 ∴G ??~T 曲线的斜率大于零（大多数曲线的情况如此）。

注：图上还可以看出，有些曲线在某温度T 时斜率发生变化，这可以用热力学原理证明：

①若M 在T 1点发生相变，G ?

?~T 曲线斜率增加； ②若x y M O 在T 1点发生相变，G ??~T 曲线斜率减少。

2016年云南昆明理工大学冶金物理化学考研真题A卷

2016年云南昆明理工大学冶金物理化学考研真题A 卷 一、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。(共15小题, 每小题2分，合计30分) 1、对封闭系统来说，当过程的始态和终态确定后，下列各项中没有确定的值的是：( )。 ( 1 ) Q ； ( 2 ) Q ＋W ； ( 3 ) W ( Q = 0 )； ( 4 ) Q ( W = 0 )。 2、某坚固容器容积100 dm 3 ，于25℃，101.3 kPa 下发生剧烈化学反应，容器内压力、温度分别升至5066 kPa 和1000℃。数日后，温度、压力降至初态（25℃和101.3 kPa ），则下列说法中正确的为：（ ）。 ( 1 )该过程?U = 0，?H = 0 ( 2 )该过程?H = 0，W ≠0 ( 3 )该过程?U = 0，Q ≠0 ( 4 )该过程W = 0，Q ≠0 3、如图，把隔板抽走后，左右两侧的两种气体（可视为理想气体）发生混合，则混合过程的熵变为（ （选填 （1）0.416 J ·K ； （2）41.6 J ·K ；（3）4.16 J ·K -1 ； （4）－4.16 J ·K -1 ） 4、1 mol 理想气体经一等温可逆压缩过程，则：（ ）。 (1) ?G > ?A ； (2) ?G < ?A ； (3) ?G = ?A ； (4) ?G 与?A 无法比较。 5、已知在298 K 时有下列热化学方程： (1) Zn(s ) + O 2 (g) == ZnO(s)，?r H ,1 = －351.4 kJ ·mol -1 ； (2) Hg(l) + O 2 (g) == HgO (s)，?r H ,2 = －181.6 kJ ·mol -1 ； 则 Zn(s ) + HgO (s) == ZnO(s) + Hg(l)反应的标准摩尔焓变?r H 为（ ）。 （1）260.8 kJ ·mol -1 ； （2）－169.8 kJ ·mol -1 ； （3）169.8 kJ ·mol -1 ； （4）－260.6 kJ ·mol -1 。 6、物质的量为n 的理想气体等温压缩，当压力由p 1变到p 2时，其?G 是：（ ）。 （选填 (1) ； (2) ； (3) ； (4) ） 7、1000 K 时 ,CO (g) + 2 1O 2 (g) == CO 2(g ) 其K 1= 5.246×1012 ； C(s) + CO 2(g) == 2CO(g) 其 K 2= 1.719×10 -5

材料科学基础相图习题DOC

1．下图为一匀晶相图，试根据相图确定： (1) w B ＝0.40的合金开始凝固出来的固相成分为多少？ (2)若开始凝固出来的固体成分为w B ＝0.60，合金的成分为多少？ (3)成分为w B ＝0.70的合金最后凝固时的液体成分为多少？ (4)若合金成分为w B ＝0.50，凝固到某温度时液相成分w B ＝0.40，固相成分为w B ＝0.80，此时液相和固相的相对量各为多少? 2．Mg —Ni 系的一个共晶反应为： 0.23520.546g g i M L M N 纯＋（570℃） 设w Ni 1＝C 1为亚共晶合金，w Ni 2＝C 2为过共晶合金，这两种合金中的先共晶相的质量分数相等，但C 1合金中的α总量为C 2台金中α总量的2.5倍，试计算C 1和C 2的成分。 3．根据A-B 二元相图 (1) 写出图中的液相线、固相线、α和β相的溶解度曲线、所有的两相区及三相恒温转变线； (2) 平衡凝固时，计算A-25B(weight%)合金（y ’y 线）凝固后粗晶β相在铸锭中的相对含量； (3) 画出上述合金的冷却曲线及室温组织示意图。

4．根据如图所示的二元共晶相图 （1）分析合金I，II的结晶过程，并画出冷却曲线； （2）说明室温下合金I，II的相和组织是什么，并计算出相和组织组成物的相对含量？ （3）如果希望得到共晶组织加上5％的 初的合金，求该合金的成分。 （4）合金I，II在快冷不平衡状态下结晶，组织有何不同？ 5．指出下列相图中的错误： 6. 试述二组元固溶体相的吉布斯（Gibbs）自由能-成分曲线的特点? (a) (b) (c) (d)

冶金物理化学

冶金物理化学 第一章溶液热力学 1、活度相互作用（1.4） 若选“亨利假想态”为标准态，有 若选遵从Herry定律、的状态为标准态，则有 式中，亦分别称作组分j对组分i的活度相互作用系数和组分i的自身交互作用系数。 2、正规溶液模型及性质（1.9） 正规溶液的定义： 当极少量的一个组分从理想溶液迁移到具有相同组成的实际溶液时，没有熵的变化，总的体积不变，后者叫正规溶液。 特点：1）、质点分布完全无序。 2）、 3）、 正规溶液模型特点： 1）形成正规溶液的各组分质点半径相似，交换位置不会改变原有的晶格结构。2）粒子间的相互作用力是一种近程力，所以，以质点间的相互作用能计算混合焓时，只考虑最邻近质点间的键能。 3）溶液中质点的排列是完全无序的，混合熵等于理想溶液的混合熵。 第二章吉布斯自由能变化 （） 1、化学反应的ΔG和ΔG 。（2.1.2） （1）.化学反应的ΔG和ΔG的含义不同，其中 表示一化学反应的Gibbs自由能变化；而 表示以化学反应的标准Gibbs自由能变化。 （2）.标准态确定，ΔG 确定。 2、化学反应等温方程应用（p58） 3、平衡移动原理（改变活度）（p86） 第三章相图 分析冷却过程（切线规则，三角形规则） 1、生成异分熔点化合物的三元系相图。（p106参考p114表格） 2、实际相图及其应用（p114） CaO-SiO2-Al2O3三元相图分析及应用

第四章熔渣及冶金熔体反应热力学 1、完全离子溶液模型（p132 例4-1） 2、熔渣的去硫能力 热力学条件：1 高温2 高碱度3 低氧势4 铁水成分合适5高硫熔渣 3、熔渣的去磷能力 热力学条件：1 较低的熔池温度2 高碱度渣3 高氧化性4 多次放渣造新渣 第五章熔锍 1、造锍反应： FeS(l)和Cu2O(l)在高温下将发生反应： 该反应的平衡常数K值很大，表明反应向右进行得很彻底。一般来说，体系中只要有FeS存在，Cu2O就会转变成Cu2S，进而与FeS形成铜锍（FeS1.08-Cu2S），所以常常把上述反应视为造锍反应。 2、造渣反应： 熔炼炉中产生FeS的如果遇到SiO2，将按下列反应生成铁橄榄石炉渣： 炉内的Fe3O4也会与SiO2作用，生成铁橄榄石炉渣：

《广告学概论》期末考试试卷及答案

《广告学概论》试卷及答案 一、单项选择题。在每小题列出的四个选项中只有一个是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。多选、少选、漏选、错选，均无分。（本大题共10小题，每 小题1分，共10分） 1、最常用的广告分类方法是【】 A.按广告媒介划分 B.按广告诉求方式划分 C.按市场区域划分 D.按广告的直接目的划分 2、广告的社会服务功能一般是通过【】形式实现的。 A.专业广告 B.消费者广告 C.分类广告 D.区域性广告 3、现代广告事业的首要原则是【】。 A.真实性原则 B.思想性原则 C.艺术性原则 D.政策性原则 4、北京路上有些商店的售货员站在门口击掌引起路人注意，并高声邀请路人入店属于（A）广告形式。 A、口头广告 B、实物广告 C、标记广告 D、招牌广告 5、广告的作用不包括（D） A、指导消费 B、促进销售 C、塑造形象 D、增加宣传成本 6、香烟广告不准进入电视反映了（D） A、生产观念 B、推销观念 C、营销观念 D、社会营销观念 7、有很多女性会受打折影响而购买了并不需要的东西，反映了女性的（A） A、情绪化心理 B、情感丰富 C、爱炫耀的心理 D、爱美的心理 8、下列不属于 POP 广告形式的是（A） A、口头叫卖 B、店幌 C、招牌 D、销售柜台 9、“味道好极了！”这句广告语体现了（B）。 A、品名定位 B、品质定位 C、价格定位 D、功效定位 10、“孔府家酒，叫人想家”是属于（C）。 A、理性诉求广告 B、企业广告 C、感性诉求广告 D、形象广告 1、第一部《中华人民共和国广告法》于【】年施行。 A.1985 B.2001 C.1992 D.1995 2、理发店的门口常常挂着三色柱，这是（C）广告形式。 A、口头广告 B、实物广告 C、标记广告 D、招牌广告 3、虚假广告盛行说明市场的观念处于（B） A、生产观念 B、推销观念 C、营销观念 D、社会营销观念 4、产品引入期的广告多采用（A） A、报道式广告 B、劝导式广告 C、提醒式广告 D、竞争式广告. 5、“海尔，中国造！”属于（B）。 A、商品广告 B、企业广告 C、品牌广告 D、观念广告 6、“永芳，世界淡妆之王”这句广告语体现了（A）。 A、反类别定位 B、逆向定位 C、对抗竞争定位 D、改变消费观念定位 7、“最小的投入，最大的收益”作为标题是属于（B）标题。 A.直接标题 B.间接标题 C.复合标题 D.混合标题 8、广告标题“使用电冰箱请注意！”是属于（D）。 A.陈述式广告标题 B.故事式广告标题 C.询问式广告标题 D.祈使式广告标题 9、下列媒体可信度最好的是（D）。

(冶金行业)硕士研究生入学考试大纲冶金物理化学

（冶金行业）硕士研究生入学考试大纲冶金物理化学

冶金物理化学考试大纲 I考查目标 掌握冶金物理化学的基本概念、基本理论及计算方法，正确运用于分析和解决具体问题。基本理论包括溶液热力学理论、Gibbs自由能变化的计算、应用原则及活度数据的获得原理和方法、相图基本原理及典型二三元相图基础知识、表面和界面基本理论、冶金动力学基本理论等，冶金基本熔体（熔渣的基本物理化学性质及在冶金中的作用）、解决冶金实际问题常用的几种基本手段和方法（包括化学反应等温方程式和平衡移动原理的灵活运用；优势区图、位势图等几种热力学状态图的构成原理及使用方法等）。 II考试形式和试卷结构 壹、试卷满分及考试时间 试卷满分为150分，考试时间180分钟。 二、答题方式 答题方式为闭卷、笔试。允许使用计算器，但不得使用带有公式和文本存储功能的计算器。 三、试卷内容和题型结构 1、名词解释题6题，每小题5分，共30分 2、简答题6题，每小题10分，共60分 3、计算和分析题4题，共60分 III考查内容 1、冶金热力学基础 化学反应的标准吉布斯自由能变化及平衡常数，溶液的热力学性质－活度及活度系数，溶液的热力学关系式，活度的计算方法，标准溶解吉布斯自由能及溶液中反应的吉布斯自由能计算。 重点：化学反应的吉布斯自由能计算及由此判断化学反应进行的方向，活度计算。 2、冶金动力学基础 化学反应的速率，分子扩散及对流传质，反应过程动力学方程的建立，新相形成的动力学。 重点：壹、二级化学反应及壹级可逆化学反应速率方程推导，菲克第壹、第二定律，双膜理论，未反应核模型。 3、金属熔体 熔铁及其合金的结构，铁液中组分活度的相互作用，铁液中元素的溶解及存在形式，熔铁及其合金的物理性质。 重点：活度相互作用系数及其转换关系。 4、冶金炉渣 二元系、三元系相图的基本知识及基本类型，三元渣系的相图，熔渣的结构理论，熔渣的离子溶液结构模型，熔渣的活度曲线图，熔渣的化学性质，熔渣的物理性质。 重点：二、三元系平衡相的定量法则（直线法则和杠杆定律,重心法则），分析等温截面图和

2013年冶金物理化学考研试题

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北京科技大学2013年硕士学位研究生入学考试试题 ======================================================================== ===================================== 试题编号：809 试题名称冶金物理化学（共7 页）适用专业：冶金工程、冶金工程（专业学位） 说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。 考试用具：无存储功能计算器。 ======================================================================== ===================================== 此试卷包含两部分：其中第一部分适用于冶金工程（不含生态学）考生，第二部分仅适用于生态学考生。 第一部分（适用于冶金工程<不含生态学>考生） 1、简要回答下列问题（第1-8小题每题7分，第9小题14分，共70分） 1）当铁液中组元i的浓度趋于零时，试推导以纯物质标准态的活度及活度系数与以1%标准态的活度及活度系数的关系。 2）对如下反应 （SiO2）+2[C]=[Si]+2CO (1) △G10=a1-b1T SiO2，（S）+2[C]=[Si]+2CO (2) △G20=a2-b2T 在T≤1873K时，讨论△G10与△G20的关系。 3）用热力学原理分析氧势图（Ellingham图）上，为什么标准状态下低位置的金属元素可以还原高位置的氧化物？ 4）描述二元系规则溶液的活度系数的计算方法，并与Wagner模型计算进行对

广告学试题与答案.docx

. .... . 2014 秋季期末广告学试卷 一、单项选择题 ( 本大题共 5小题，每小题 2 分，共 10分 ) 1.广告的本质是 () A.宣传 B.传播 C.促销 D.说服 2.中国最早的专业广告公司主要集中在（） A. 上海 B. 广州 C. 北京 D. 深圳 3.以下哪一种不属于商业性广告() A.促销广告 B.公益广告 C.观念广告 D.形象广告 4.最常用的广告分类方法是() 。 A. 按照广告媒介分类 B.按照广告信息分类 C. 按照广告受众分类 D.按照区域分类 5.在广告中，运用空白引起人们的注意，这种方法属于（） A、增强刺激 B、运用对比 C、产生悬念和奇想 D、利用“大” 二、多项选择题( 本大题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分 ) 在每小题的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分。 1. 市场营销“ 4C理论”中的4 个 C 指的是() A. 消费者 B. 成本 C. 方便 D. 渠道 E. 沟通

. .... . 2. 报纸媒介的缺点包括（） A. 干扰度大 B. 保留性差 C. 说服力差 D. 受众少 E. 制作复杂 3. 测定广告的传播效果，主要是评定（） A. 认知效果 B. 到达效果 C. 产品知名度 D. 销售量 E. 利润 E.清样 4.广告口号的表现手法（） A.口语法 B.押韵法 C.双关法 D.顶针法 E.悬念法 5.广告媒体的评价指标有（） A.视听率 B.频次五等分配 C.到达率 D.有效到达率 E.毛点评 6.广告效果的事中测定方法有（） A.销售地区实验法 B.分割测定法 C.促销法 D.回忆测定法 E.认知测定法

北京科技大学 冶金物理化学 第二章 作业答案汇编

P317 8 计算氧气转炉钢熔池(受热炉衬为钢水量的10%)中，每氧化0.1%的[Si]使钢水升温的效果。若氧化后SiO 2与CaO 成渣生成2CaO ?SiO 2（渣量为钢水量的15%），需要加入多少石灰（石灰中有效灰占80%），才能保持碱度不变（0.81kg ）,即;增加的石 灰吸热多少?(答案：1092.2kJ)欲保持炉温不变，还须加入矿石多少kg? 已知：2229822;97.07kJ/mol r SiO CaO CaO SiO H +=??=- 钢的比定压热容p,0.84kJ /(K kg)st C =；炉渣和炉衬的比定压热容 p,, 1.23kJ /(K kg) sl fr C =;矿石的固态平均比热容p,ore 1.046kJ /(K kg)C =;矿石熔化潜热 fus ore 209.20/H kJ kg ?=; 2r [Si]2[O](SiO ) ; H -600kJ/mol +=?≈ 221r [Si]O (SiO ) ;H = 28314kJ/kgSi , H 792.792kJ/mol +=?-?≈- 解： 221 [Si]O (SiO ) ;H = 28314kJ/kgSi +=?- 硅氧化所产生的化学热不仅使钢水升温，而且也使炉渣、炉衬同时升温。忽略其他的热损失。设有钢水质量m st ,根据 p,p,p,()st st sl sl fr fr Q c m c m c m t =++? 11p,p,p,p,p,p,11 p,p,p,p,p,p,0.1%0.1%0.1% 10%15%(10%15%) 0.1%28314 = 0.84 1.2310%st st st sl sl fr fr st st sl sl fr fr st st st st sl st fr st st st sl fr m H Q t c m c m c m c m c m c m m H m H c m c m c m m c c c ????== ++++??????= = ?+??+???+?+??+?+- 1.2315% = 24.67 K ?-，升温 硅的氧化反应是放热反应，所以钢水升温约24.67K 。 方案一： 过剩碱度：氧化后SiO 2与CaO 成渣生成2CaO ?SiO 2,即渣中的（CaO ）减少，碱度减小，减少的量是与氧化后SiO 2结合CaO 的量。所以需要增加石灰，使得碱度不变。 工程碱度：氧化后的SiO 2使得(SiO 2)增多，（CaO ）不变，碱度减小，所以需要增加石灰。 2(CaO) 3(SiO ) w R w = =

冶金物理化学简明教程第二版课件

冶金物理化学简明教程第二版课件Physical Chemistry of Metallurgy 冶金物理化学 参考书目 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 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 Physical Chemistry of Metallurgy 第一章绪言 1. 本课程作用及主要内容 1.1地位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: 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高炉炼铁高炉炼铁 (a)炉顶煤气成分: N2 、CO、CO2，少量H2、CH4 N2<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. 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? 炼铜:氧化?还 原?电解去铁 Cu2S?Cu2O?Cu 湿法:电解过程，电化学，ph, 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. 本课程作用及主要内容 1.4.1 冶金热力学主要为第二定律工具:等温方 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

《材料科学基础》总复习(完整版)

《材料科学基础》上半学期容重点 第一章固体材料的结构基础知识 键合类型（离子健、共价健、金属健、分子健力、混合健）及其特点；键合的本质及其与材料性能的关系，重点说明离子晶体的结合能的概念； 晶体的特性（5个）； 晶体的结构特征（空间格子构造）、晶体的分类； 晶体的晶向和晶面指数（米勒指数）的确定和表示、十四种布拉维格子； 第二章晶体结构与缺陷 晶体化学基本原理：离子半径、球体最紧密堆积原理、配位数及配位多面体； 典型金属晶体结构； 离子晶体结构，鲍林规则（第一、第二）；书上表2－3下的一段话；共价健晶体结构的特点；三个键的异同点（举例）； 晶体结构缺陷的定义及其分类，晶体结构缺陷与材料性能之间的关系（举例）； 第三章材料的相结构及相图 相的定义 相结构 合金的概念：

固溶体 置换固溶体 （１）晶体结构 无限互溶的必要条件—晶体结构相同 比较铁（体心立方，面心立方）与其它合金元素互溶情况（表３－１的说明） （２）原子尺寸：原子半径差及晶格畸变； （３）电负性定义：电负性与溶解度关系、元素的电负性及其规律；（４）原子价：电子浓度与溶解度关系、电子浓度与原子价关系；间隙固溶体 （一）间隙固溶体定义 （二）形成间隙固溶体的原子尺寸因素 （三）间隙固溶体的点阵畸变性 中间相 中间相的定义 中间相的基本类型： 正常价化合物：正常价化合物、正常价化合物表示方法 电子化合物：电子化合物、电子化合物种类 原子尺寸因素有关的化合物：间隙相、间隙化合物 二元系相图： 杠杆规则的作用和应用； 匀晶型二元系、共晶（析）型二元系的共晶（析）反应、包晶（析）

型二元系的包晶（析）反应、有晶型转变的二元系相图的特征、异同点； 三元相图： 三元相图成分表示方法； 了解三元相图中的直线法则、杠杆定律、重心定律的定义； 第四章材料的相变 相变的基本概念：相变定义、相变的分类（按结构和热力学以及相变方式分类）； 按结构分类：重构型相变和位移型相变的异同点； 马氏体型相变：马氏体相变定义和类型、马氏体相变的晶体学特点，金属、瓷中常见的马氏体相变（举例）（可以用许教授提的一个非常好的问题――金属、瓷马氏体相变性能的不同――作为题目） 有序-无序相变的定义 玻璃态转变：玻璃态转变、玻璃态转变温度、玻璃态转变点及其黏度按热力学分类：一级相变定义、特点，属于一级相变的相变；二级相变定义、特点，属于二级相变的相变； 按相变方式分类：形核长大型相变、连续型相变（spinodal相变）按原子迁动特征分类：扩散型相变、无扩散型相变

冶金物理化学教程知识点总结

三元相图规则 相率 等含量规则 平行于浓度三角形的任何一边的直线，在此线上的所有点代表的体系中，与直线相对顶角代表的组元浓度均相同。 等比例规则 从浓度三角形的一个顶点到对边的任意直线，线上所有点代表的体系点中，线两侧对应的二个组元浓度之比是常数。 背向性规则：图中等比例线上物系点的组成在背离其所在顶角的方向上移动（21O O C →→）时，体系将不断析出组分C ，而其内组分C 的浓度将不断减少，但其他组分的浓度比则保持不变，此项特性称为背向性规则。 杠杆规则（直线规则）：若三元系中有两个组成点M 和N 组成一个新的物系O ，那么O 点必定落在MN 连线上，其位置由M 和N 的质量M m 和N m 按杠杆规则确定，即： MO NO m m N M = 反之，当已知物系O 分离成两个互相平衡的相或物系M 、N 时，M 、N 的相点必定在通过O 的直线上，M 、 N 物系的质量由杠杆规则确定： O M m MN ON m ?= O N m MN OM m ?= 重心规则：在浓度三角形中，组成为1M 、2M 、3M 的三个物系或相点，其质量分别为1m 、2m 、3m ，混合形成一质量为O m 的新物系点O ，此新物系点则位于此三个原物系点连成的321M M M ?内的重心上（不是几何中心，而是物理重心）。O 的位置可用杠杆原则利用作图法确定（两次杠杆规则即可求出O 点）： )(::O ::211332321面积比M OM M OM M M m m m ???= 切线规则：——判定相界线是共晶线还是转熔线（当然相界线也可能一段为共晶线，一段为转熔线），从而分析体 系点冷却到该相界线时析出固相的成分。分界线上任意一点所代表的熔体，在结晶瞬间析出的固相成分，由该点的切线与相成分点的连线之交点来表示；当交点位于相成分点之间，则这段分界线是低共熔线（单变线或二次结晶线）；当交点位于相成分点之外，则该段分界线是转熔线。 温度最高点规则（阿尔克马德规则，或罗策布规则）：——用以判断单变线上的温度最高点，从而判断温度降低时，液相成分点沿单变线进行的方向。在三元系中，若连接平衡共存两个相的成分点的连线或其延长线，与划分这两个相的分界线或其延长线相交，那么该交点就是分界线上的最高温度点。 三元系零变点的判断规则——判断零变点的性质，是共晶点还是转熔点（或包晶点） 在复杂三元系中，三条相界线的交点其自由度为零，称为零变点。若三条相界线温度降低的方向都指向该点，则此点就是三元共晶点（或低共熔点），若三条相界线的温降方向不全指向三条界线的交点，即有一条或两条相界线的温降方向离开该点，则此点称之为转熔点（或包晶点）。 三角形划分规则 连线规则：连接相邻组分点（体系基本组分点和形成的化合物）构成三角形，稳定化合物及基本组分点之间用实现连接，但它们与不稳定化合物逐渐的连线用虚线连接。 四边形对角线不相容原理：三元系中如果存在四个固相点（或组分点）构成的四边形，只有一条对角线上的两个固相可平衡共存。 体系内有几个无变量点就有几个分三角形。 划分出的三角形不一定为等边三角形。 三元无变量点的归属——就近原则 三元无变量点离那个小三角形近，该三元无变量点就是哪个小三角形的无变量点。一般来说对应的无变量点位于该三角形内时，该无变量点为共晶点；对应的无变量点位于该三角形外时，该无变量点为转熔点。 Flood 模型特点 1)熔渣完全由正负离子组成

北京科技大学 冶金物理化学 第四章 相图 作业

P344 3 （1）把含w(Ni)=30%的熔体从1600K开始冷却，试问在什么温度开始有固体析出，其组成如何？最后一滴熔体凝结时的温度和组成各为多少？ （2）将含w(Ni)=50% 的合金0.24kg冷却到1550K，Ni在熔体和固体中的含量各为多少？

此为固态完全互熔系统。设开始结晶温度为IT ，终了结晶温度为FT 。 （1） IT = -0.0214x 2 + 5.8041x + 1356.5，w(Ni)=30%，即 x=30, 开始有固体析出的温度IT=1511.37K FT = 0.0142x 2 + 2.2716x + 1355, FT=1511.37, x=53，即w(Ni)=53% 开始有固体析出时组成：固体相含53%(w/w) Ni ；液态熔体含30%(w/w) Ni FT = 0.0142x 2 + 2.2716x + 1355, x=30, FT=1435.93K IT = -0.0214x 2 + 5.8041x + 1356.5， IT=1435.93K, x=14 最后一滴熔体凝结时温度T=1435.93K 最后一滴熔体凝结时组成： 固体含30%(w/w) Ni ； 液态熔体含14%(w/w) Ni; (2) IT = -0.0214x 2 + 5.8041x + 1356.5， IT=1550K, x=38.9，w(Ni)=38.9%。 FT = 0.0142x 2 + 2.2716x + 1355, FT=1550,x=61.6，w(Ni)=61.6%。 (50-38.9)W L =(61.6-50)W S , 又W L +W S =0.24kg 联立以上两式子，解方程得：W S =0.118kg ， W L =0.123kg 固体含Ni=0.118*61.6%=0.073kg 熔体含 Ni=0.123*38.9%=0.047kg Cu-Ni Phase diagram 02004006008001000120014001600180020000 20 40 60 80 100 x=Ni%(w/w) T /K

北科大试题

2001北京科技大学攻读硕士研究生入学考试试题 考试科目：金属学A 适用专业：科学技术史，冶金物理化学，钢铁冶金，有色金属，材料加工工程。 说明：1.试题必须写在答题纸上。 2.统考生做1--10题；单考生做1--7题和11--13题。 1.名词解释：（每小题2分，共10分） （1）单胞和复合单胞（2）金属键（3）代位固溶体（4）位错（5）偏聚和有序化 2.判断对错：（10分） 3.以液态无限互溶、固态有限溶解并具有共晶反应的二元相图为例说明二元相图是制作方法和二元相图的一般几何规律。（10分） 4.结晶后的组织中产生显微偏析的原因是什么？采用什么措施能减少和消除偏析。（10分） 5.什么是晶界？讨论晶界在多晶体形变过程中的作用。（10分） 6.什么是相界面？复合合金形变的特点是什么？（10分） 7.说明使多晶体晶粒细化能使材料的强度提高、韧性增加的原因。（10分） 8.简要叙述马氏体转变的一般特点。（10分） 9.要想获得粗大的再结晶晶粒可采取什么措施，说明原因。（10分） 10.简述固态相变在相变阻力、新相形核、新相成长方面的特点。（10分） 11.什么叫再结晶？什么是再结晶温度？简要描述再结晶过程。（10分） 2002北京科技大学攻读硕士研究生入学考试试题 考试科目：金属学A 适用专业：科学技术史，冶金物理化学，钢铁冶金，有色金属，材料加工工程。 说明：1.试题必须写在答题纸上。 2.统考生做1--9题；单考生做1--6题和10--12题。 一.名词解释（20分，每个2.5分） （1）点阵畸变（2）柏氏矢量（3）相图（4）过冷度 （5）形变织构（6）二次再结晶（7）滑移系（8）孪生 二.画出立方晶系中（111）面、（435）面。写出立方晶系空间点阵特征。（10分） 三.铸锭的一般组织可分为哪几个区域？写出其名称。并简述影响铸锭结晶组织的因素。（10分） 四.画图并简述形变过程中位错增殖的机制。（10分） 五.写出菲克第一定律的数学表达式，并说明其意义。简述影响扩散的因素。（10分） 六.简述形变金属在退火过程中显微组织、存储能及其力学性能和物理性能的变化。（10分） 七.简述固态相变与液态相变的相同点与不同点。（10分） 八.画出铁碳相图，标明相图中各特征点的温度与成分，写出相图中包晶反应、共晶反应与共析反应的表达式。（10分） 九.分析再过程中行核和张大与凝固过程中的行核和张大有何不同点。（10分） 十.分析含碳量0.12%的铁碳合金的结晶过程。（10分）（单考生做） 十一.简述铸锭的宏观偏析。（10分）（单考生做） 十二.简述金属晶体中缺陷的类型。（10分）（单考生做） 2003北京科技大学攻读硕士研究生入学考试试题 考试科目：金属学A 适用专业：科学技术史，冶金物理化学，钢铁冶金，有色金属，材料加工工程。 说明：带三角板等，统考生做1--11题；单考生做1--7题和12--15题。 1.名词解释： （1）刃型位错和螺型位错模型（2）晶界与界面能 （3）同分凝固与异分凝固（4）形变织构

最新广告学A试卷及答案资料

2016-2017学年第二学期期末考试题 《广告学》试卷（A卷） 注意事项： 1.试题为闭卷考试，考试时间为120分钟，满分100分。 2. 要求卷面整洁、字迹工整、无错别字；考生必须将“学生姓名”和“学号”完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方，否则视为废卷。 3.考生必须在签到表上签到，否则若出现遗漏，后果自负。 一、字词翻译题 本题共15小题，每小题1分，共15分 一、单项选择题。 (本题共10小题，每小题1.5分，共15分) 1. 中国广告开始进入现代阶段的标志是（） A. 报纸广告的广泛出现 B. 杂志广告的广泛出现 C. 广播广告的广泛出现 D. 电视广告的广泛出现 2. 划分产品生命周期的标准是产品的（） A、流通时间 B、销售年增长率 C、知名度 D、渠道覆盖率 3. 凡是设置在商业街、购物中心及商店内及周围的广告叫做（） A、户外广告 B、印刷品广告 C、销售现场广告（POP） D、交通工具广告 4. 广告策划的第一项工作是( ) A、确定目标 B、寻求主题 C、调查研究 D、进行创意 5. （）是广告创作与广告制作形成的，最终与广告对象见面，并说服或影响其购买行为的形式，其具体形式就是广告作品。 A、广告艺术 B、广告创意 C、广告主题 D、广告表现 6. 广告的最终目的是为了，为了创出名牌商品。 A、传播信息 B、表现广告主题 C、促进商品销售 D、寻找卖点 7. 传统广告作业程序里广告创意是核心，而现代广告发展提出更高要求，这种要求表现在重视广告活动的事先调查，事后的效果反馈和以为核心开展广告活动。 A、广告表现 B、广告创意 C、广告调查 D、广告策划 8. 华龙面推出“煮着吃”的方便面，奥利奥饼干在广告中推荐蘸牛奶的吃法，这些案例应用的广告策略是（）

冶金物理化学简明教程第二版课件

冶金物理化学简明教程第二版课件 Physical Chemistry of Metallurgy 冶金物理化学 参考书目 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 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 Physical Chemistry of Metallurgy 第一章绪言 1. 本课程作用及主要内容1.1 地位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: 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 高炉炼铁高炉炼铁(a) 炉顶 煤气成分：N2、CO CO2 少量H2、CH4 N2&It;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、AI、 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. 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、AI、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? 炼铜：氧化?还原？ 电解去铁Cu2S?Cu2O?Ci湿法:电解过程，电化学，ph,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. 本课程作用及主要内容1.4.1 冶金热力学主要为第二定律工具: 等温方程式 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

材料科学基础相图部分参考

参考答案 第4章 相 图 范莉： p.4 问题 讲义中说：“压力平衡最容易，温度平衡次之，化学势平衡最难达到”，为什么？ 答：从三个层次考虑，力(压力) 能量（温度） 物质（化学势），平衡越来越难。 p.8 问题 从图4-1看出，自由能G 随温度T 的增加而下降。能不能据此做如下判断：低温物质不如高温物质稳定，因为前者的G 高，而后者低。 答：不可以。用G 判据判定体系是否稳定需在同一温度下比较，否则无意义。 问题 p G S T ???=- ????表明，G T -曲线的斜率一定是负的。除此之外，G T -曲线还有另一个特点，请问是什么？ 答：温度越高熵值越大，曲线斜率越来越负，即曲线随温度的增加越降越快。 问题 在图4-1中，设有一个温度m T T <。证明：若T 与m T 相差不大，则 ()T T T L G G G m m m L S V -=-=? 答：提示：（1）局部线性 （2）m m /T L S = p G S T ???=- ????，m m m T L T )-T S T G （=??=? 问题 当压力不变时，某种纯金属处于两种不同的状态：一是理想晶体；二是含晶界的多晶体。请说明两种不同状态下该金属的G T -曲线有什么差异？ 答：含晶界的多晶体的熵值比理想晶体大，故曲线更陡。 问题 当压力不变时，某种纯金属处于两种不同的状态：一是非晶体；二是含晶界的多晶体。请说明两种不同状态下该金属的G T -曲线有什么差异？在横坐标中注明熔点位置。 答：（1）非晶体的熵值比含晶界的多晶体大，故曲线更陡。 （2）按照纯金属的自由能-温度曲线标出熔点。

问题 从图4-2看出，固-气、液-气两相平衡的温度范围比较大，而固-液两相平衡仅在很窄的温度范围存在，请分析原因。 答：根据 m d d L p T T V =? ，主要看V ?的大小。 问题 对图4-2中的亚稳平衡线，克拉贝龙方程还适用吗？为什么？ 答：适用，克拉贝龙适用于两相平衡。 P12~13 问题 为什么“应变能因素总是使固溶体中A 组元的化学势高于纯A ”？注意，不能用公式回答，而要用文字表述。 答：应变能永远为正，使得体系能量增大，A 组元的化学势高于纯A.(位错等缺陷带来影响也是使体系自由能增大，与之类似。) 问题 从()x T k Z x G -+Ω+=1ln B 2A A μ看出，当1x →时，A μ→-∞。请从物理概念角度分析这一问题。注意：负无穷大总是不合理的。 答：考虑在纯B 中加入一个A 的情况，此时熵的变化很大而内能变化很小，此时G-X 的曲线做切线时斜率很大，A d d G G x x μ=-，故A μ→-∞ 问题 讲义中说：规则溶液模型既可以用于液体，也可以用于固溶体。问：具体应用时，两者的主要差异是什么？ 答：两者的是主要差异在于线性项，参见教材P14

推荐-华中师大广告学练习测试题库及答案 精品

华中师范大学网络教育 《广告学》练习测试题库及答案 一、单项选择题 1、（）是在营销环境分析的基础上制定的。 A营销环境分析 B营销目标 C市场定位 D市场营销战略 2、（）是实现企业经营策略的工具之一。 A竞争 B促销 C广告 D媒体 3、( ）是产品进入的第一个阶段。 A引入期 B成长期 C成熟期 D衰退期 4、广告活动的基础是（）。 A、广告的目标 B、广告的主题 C、广告的预算费用 D、广告的市场分析 5、广告目标的关键是（）。 A、广告的目标 B、广告的市场分析 C、广告的费用预算 D、广告的主题 6、根据广告时间分类，5年以上的广告计划属于（）。 A、近期广告计划 B、长期广告计划 C、中期广告计划 D、短期广告计划 7、企业针对某一市场、某一产品在一定时段内进行广告活动应制定（） A、单一性广告计划 B、战术性广告计划 C、战略性广告计划 D、复合性广告计划 8、下面那个是营销组合策略的内容（） A质量 B分销 C售后服务 D产品 9、下面不是广告计划内容的是（） A广告的市场分析 B广告的目标 C广告的对象 D广告的制作 10、下面不是广告计划的是（） A长期广告计划 B中期广告计划 C短期广告计划 D单一性广告计11、下面那一项不是广告标题创作的形式（） A陈述式 B新闻式 C承诺式 D正衬式 12、以下不属于名人广告的优势是(B)

A、容易引起注意，并且记忆程度好 B因个人绯闻给企业带来负面影响 C、显示企业实力 D增加商品的可信度和可靠性 13、下列选项中，属于大众传播媒体的是（） A、报纸 B、POP广告 C、DM广告 D户外广告 14、广告的目的就是为了把商品卖出去，广告首先涉及的是（） A创意问题 B市场问题 C艺术问题 D经营管理问题 15、下列广告媒介中不属于户外媒介的是（） A、路牌 B大型灯箱 C霓虹灯 D报纸 16、广告学根据具体研究对象的不同，可以分为理论广告学、历史广告学和（） A.艺术广告学 B.应用广告学 C.经济广告学 D.消费广告学 17、我国于哪一年加入亚洲广告协会联盟（） A.1985年 B.1986年 C.1987年 D.1988年 18、关于传播学意义上的“传播”，以下哪一句描述是错误 ．．的（） A.最早出现于7世纪中期李延寿所著《北史·突厥传》中 B.译自英语MUNICATION C.大约20世纪初开始使用 D.指人与人之间通过符号传递信息、观念、态度、感情，以实现信息共享和互换的过程 19、到了20世纪90年代，下列各项中哪项成为广告界的主流（） A.品牌营销 B.产品营销 C.IMC D.网络营销 20、产品销售量的年增长率（N）是产品生命周期判断标准，如果0.1%

冶金物理化学答案

一、解释下列概念（每题5分，共20分） 1、扩散脱氧：在炼钢过程中，根据分配定律钢液中的[O]向熔渣中扩散，而与加入渣相中的脱氧元素进行的脱氧反应称为扩散脱氧。 2、炉渣：炉渣是火法冶金中以氧化物为主要成分形成的多组分熔体，是金属提炼和精炼过程中除金属熔体以外的另一产物。 3、硫容量：炉渣容纳或溶解硫的能力，即2/122)/()(%S O S P P S C ?=。 4、偏摩尔量：在恒温、恒压及其他组分的物质的量保持不变的条件下，溶液的广度性质X （X 代表U 、H 、V 、S 、G ）对其组分摩尔量的偏微商值。 二、简答题（共60分） 1、简述热力学计算中活度标准态之间的转换关系。 答：（1）纯物质标准态活度与假想纯物质标准态活度之间的转换： ][0 ][0 * )() (* ] [][//H B B R B B B x H x H B B B H B R B a r a r p K K p p p a a === = 故 （2）纯物质标准态活度与质量1%溶液标准态活度之间的转换： * )(* (%)(%) * [%] ][100100//B B A B x H B A B H H B B B B R B r M M p K M M p K K p p p a a ?= ? = = = （3）假想纯物质标准态活度与质量1%溶液标准态活度之间的转换： B A x H H H B x H B B H B M M K K K p K p a a 100//) ((%)(%) )([%] ][= == 2、简述炉渣氧化脱磷的热力学条件。 答：由炉渣脱磷反应可知： 9 24 524 52 52)(%)(%] [%)(%O CaP CaO FeO P P P f CaO FeO K P O P L γγγ?== 由上述公式可知，为使脱磷反应进行完全，必要的热力学条件是： （1） 较高的炉渣碱度； （2） 较高的氧化铁含量； （3） 较低的熔池温度；