1、什么是化学反应工程学？它是什么时间建立起来的？
化学反应工程学：化学工程的一个分支，以工业反应过程为主要研究对象，以反应技术的开发、反应过程的优化和反应器设计为主要目的，以揭示反应器内化学反应规律、反应器内传递规律、传递过程对反应结果的影响规律为主要研究内容的一门新兴工程学科。它是在化工热力学、反应动力学、传递过程理论以及化工单元操作的基础上发展起来的。这一学科是在1957年第一届欧洲化学反应工程讨论会上正式确立的。
2、什么是经验模型法？有何特点？
是通过小型试验、中间试验、生产实测数据为基础而建立的自变量与因变量的关系（即数学模型），这样获得的模型称为经验模型。其特点是：1）模型适用性受到试验条件的限制，超出试验范围模型则不能随意采用和推广2）通常要建立这要的模型需要大量的试验数据，耗时长、耗费高3）模型一旦建立在其试验范围内可靠性高。4）迄今为止，此法是开发新新技术最普遍采用的传统方法。
3、什么是机理模型法？有何特点？
从无机材料工业生产过程的物理和化学本质的机理出发，利用无机材料反应工程学的基本理论，建立无机材料工业反应过程的数学方程式（数学模型），这样获得的模型称为机理模型。其特点是：1）数学模型的适用性只与所提出的物理化学模型（假定）有关，一旦假定正确则模型具有较高的普适性2）耗时短、耗费少3）须对反应过程的机理进行较深入的研究，才能提出合符实际的假定。所建模型才较为可靠4）模型最终仍然需要实验进行检验。5）此法是工程技术界孜孜以求的目标，目前已经在很多新技术的开发中得到应用。
4、无机材料工业反应动力学研究内容是什么？
（1）研究无机材料宏观反应机理：即研究反应的历程分那些步骤来完成
（2）建立宏观动力学方程：宏观动力学方程：即宏观反应速率与其所有宏观影响因素（包括所有的传递过程）定量关系，这样的关系式称为宏观动力学方程；本征动力学方程：化学反应速率与反应物物料浓度、温度、压力以及催化剂等反应系统的状态参数的关系称为本征动力学方程（即不考虑传递过程对反应的影响）
5、什么是均相反应？
在均一的液相或气相中进行的反应，所谓均相是指反应系统已经达到分子尺度上的混合6、如何描述均相反应的快慢程度？
反应速率：反应速率为反应体系中单位时间、单位反应区内第i种组分的反应量，可表示为：ri=第i组分反应量/反应时间*反应区
对均相反应：反应区通常用反应区的体积描述，所以均相反应速率通常用单位时间在反应区内摩尔浓度的变化量来表述，即：ri=dci/dt
7、影响均相反应速率的因素有哪些？这些影响因素是如何影响反应速率的？
（1）反应物浓度的影响：反应物浓度越大反应速度越大；反应物浓度对反应速率的影响敏感程度是通过反应级数来体现的。级数越大，越敏感。
反应级数及其特性：一个化学反应，当反应速率与某一反应物浓度的某次方成正比时，则定义该次方为该组分的反应级数；反应级数与反应式的化学计量系数不同，只有当反应式是基元反应时，才相等。反应级数高低并不一定决定反应速率的高低，只反映了反应速率对浓度的敏感程度。基元反应：基元反应是反应物分子(或离子、原子、自由基等)直接作用而生成新产物的反应步骤，所有的基元反应总合起来即构成了总反应。简单反应与复杂反应：由一个基元反应构成的总反应称为简单反应，否则有多个构成则为复杂反应
2）反应温度：反应温度对反应速率的影响是通过影响反应速率常数来体现的，即阿累尼乌斯定律K=k0exp(-Ea/RT)
8、什么是反应动力学方程？如何建立均相反应动力学方程？
宏观动力学方程：即宏观反应速率与其所有宏观影响因素（包括所有的传递过程）定量关系，这样的关系式称为宏观动力学方程；本征动力学方程：化学反应速率与反应物物料浓度、温度、压力以及催化剂等反应系统
的状态参数的关系称为本征动力学方程（及
不考虑传递过程对反应的影响）
对均相反应，由于不存在传递过程，所以上
述两个方程是统一的。
均相反应动力学方程是在实验基础上通过积
分法、微分法、降低级数法及初始速率法等
对实验数据进行整理而获得的
积分法：建立步骤：（1）测定c(t)（2）假定
反应级数，写出相应动力学方程：如简单反
应-dci/dt=kcin（3）积分得出f(c)=f(k)t（4）
将测定的c(t)代入计算出不同时刻f(c)（5）
画出f(c)-t图形（6）若所绘图形为一直线，
则可确定动力学方程的两个基本常数：反应
级数n和反应速率常数k。否则重复（2）一
（6）积分法特点：积分较困难，灵敏度不高
微分法：（1）测定c(t)（2）画c-t（3）作切
线得dc/dt （4）再作直线lg(-dc/dt)-lgc（5）
由直线的斜率求n，由直线的截距求K；微
分法特点：对非整数级数的反应较有效，实
际反应多属于此类反反应，但对实验数据的
测量精度和时间间隔要求较高。
9、什么是非均相反应？无机材料非均相反
应有何特点？
反应物处于不同相中的反应，在反应物体系
中存在反应物浓度和温度的分布。其特点是：
（1）化学反应只能在组分的相界面上进行，
反应物向反应界面传输及产物离开界面的输
送过程反应速率之间是相互影响的。（2）反
应速率与因温度分布不同所产生的传热过程
也是相互影响的（3）一般反应均属于复杂反
应，有多个阶段的中间产物一步步完成的（4）
在多个串联的反应步骤中，各步的反应速率
往往差别较大，因此存在控制步骤，即总反
应速率由反应速率较慢的步骤所控制
10、非均相反应动力学研究方法有哪些？
（1）拟均相化法：通过适当的方法处理后（通
常有两种：效率因子法和表观动力学法），对
非均相反应过程采用均相反应过程的方法进
行研究；效率因子法：表观动力学法：直接
以气体主体浓度，而不以界面浓度与反应速
度的实验值进行关联从而获得非均相反应动
力学方程的方法
（2）控制步骤法：非均相反应速率近似等于
控制步骤（阻力最大的步骤）的反应速率，
因此只要确定控制步骤的反应速率的关系
式，则可建立非均相反应动力学方程
11、无机材料固相反应特点有哪些？
1）总在相界上进行，反应慢2）受化学健的
束缚，反应能力较低3）是非均相反应，反
应过程受到传递过程的影响4）反应是在固
相之间直接进行的5）固相反应开始的温度
远低于熔点或反应物共熔温度，此时的温度
称为泰曼温度或烧结温度6）固相反应常伴
随一系列中间产物。
12、固相反应有哪些类型？各类型是如何定
义的？
按参加反应的物质状态分：固固，液固，气
固；按反应方式分：加成、造膜、置换反应、
转变反应、热分解反应
13、无机化合物的分解反应机理具有哪些特
征？
分解反应的重要性：典型的分解反应：碳酸
盐分解、脱水、粘土矿物分解
CaCO3的分解机理特征：分四步（1）分解
Ca2+和O2-（2）迁移结合形成CaO晶核（3）
CaO晶核长大（4）分解完成，晶体长大成紧
密结构
14、无机化合物的加成反应机理具有哪些特
征？
固态氧化物之间的加成反应机理特征是：1）
高温下反应物在接触界面生成产物层；2）产
物层逐渐增厚而将反应物分隔开3）通过扩
散反应物穿过产物层（主要是金属离子的扩
散，氧离子不动）
15、如何建立均相二元固相反应在化学反应
控制下反应物消耗量与反应时间的函数关
系？
问题的描述：对二元互熔固相系统，如果固
相中的扩散速度非常快，则可以近似地看作
均相系统，若反应在恒温下进行，且初始反
应物A浓度为c0 ，另一反应物B保持足够
过量，试求：反应开始后反应物浓度随时间
的函数关系？
解：A+B→C对二元固相反应，其化学反应
速率为：r=KcAα*cBβ
B足够过量，以至于反应过程中浓度不变，
则有:r=KcAα；设任意时刻t，反应物浓度为
cA(t)，则有-dcA/dt=KcAα；初始条件：t=0
cA=c0 当α=1时和α≠1时，解上述微分
方程得：
16、如何建立非均相二元固相反应系统在化
学反应控制下反应物消耗量与反应时间的函
数关系？
问题描述：在界面上完成化学反应的非均相
二元固相系统，若扩散速度较快，各反应物
在向界面传递过程中所产生的浓度差可以忽
略，反应过程仅受界面上的化学反应过程控
制，保持B过量试建立反应物A剩余量与时
间的函数关系。
解：(1) 二元非均相反应动力学微分方程的
建立
反应速度定义：-rA=-dcA/dt/F -rA=KcAα
*cBβ；保持B过量:-dcA/dt/F=KcAα；引入
转化率：G=c0-cA/c0 -d(1-G)/dt=K'F(1-G)a；
（2）寻求F-G关系：为此假定反应物为初始
半径为R的球形颗粒，产物密度与反应物密
度相近则有:F=F0(1-G)2/3则有
-d(1-G)/dt=K'F(1-G)2/3+a（3）解微分方程:当
a≠1/3积分可得1-（1-G）
1/3-a=(1/3-a)K'F0t=K''t
属于零级化学反应控制的有：碳酸钙分解、
无机盐脱水等；属于1级化学反应控制的有：
NaCo3+SiO2→
17、什么是杨德尔方程？它是如何建立起来
的？
t=1/K D(1-3√1-G)2=R02/2DΔc(1-3√1-G)2
该方程物理意义：反应完成时间与粒径的平
方成成正比，与浓度差成反比，与扩散系数
成反比；建立过程：建立时间，1927年建立，
提出物理模型（假定）：1）反应物半径为R0；
2）反应物A是扩散相；3）产物层的浓度是
线性分布的，且扩散层截面积不随厚度方向
变化而变化。
建立数学模型（微分方程）：设产物层的厚度
为y，任意时刻以B为基准物的转化率为G，
则有：G=1-(1-y/R0)3；菲克定律：在纯扩散
过程中，单位时间单位扩散面积所传递的质
量J与浓度梯度成正比，其比例系数称为扩
散系数D，扩散系数是物性参数（与扩散物
质和扩散体系及其状态温度有关），其数学表
达式为：J=Ddc/dr则反应速率(单位反应面积)
为：dy /dt=DdcA/dr，由物理模型可得微分方
程为：dy /dt=DΔc/y，初始条件:t=0 y=0，求
解微分方程即可得到杨德尔方程
18、碳酸钙分解机理是什么？缪勒尔提出的
分解物理模型是怎样的？如何建立分解动力
学方程？根据理论和实验研究结果如何指导
碳酸钙分解反应器的设计与实际操作？
1）分解机理由以下五个过程：气流向颗粒
表面传热：对流传热过程、产物层的传热：
导热过程、碳酸钙分解：四步完成、CO2穿
过产物层：扩散、CO2进入气流：对流扩散
（2）缪勒尔模型：碳酸钙为球形颗粒；由
单一的化学过程控制，分解自球表面向中心
进行；碳酸钙在每个温度下都有一相应的平
衡分解压力
（3）分解动力学方程的建立
由缪勒尔模型可得：dy/dt=K (p1-p2)/p2
（4）碳酸钙分解反应器的设计与实际操作：
提高分解温度；降低烟气中的CO2；缩小粒
径均可提高分解速率，减少分解时间，但同
时均有相应的副作用。
19、阿利特形成反应机理是怎样的？哪个过
程是阿利特形成过程的控制步骤？
阿利特形成反应是在液相中完成的，因此其
反应机理包含以下过程：贝利特溶解过程；
CaO溶解过程；Ca粒子向贝利特扩散过程；
阿利特在液相中形成成核；阿利特结晶过程。
其中CaO溶解过程为控制步骤
20、什么是烧结？评价烧结过程质量的指标
有哪些？
一种或多种粉状物料或坯体在高温作用下，
产生体积收缩、气孔排出逐渐变成致密坚固
整体的过程，称为烧结。一般常用烧成收缩、
强度、容重和气孔率等物理指标来衡量物料
烧结质量。
21、烧结过程是怎样分类的？
按烧结过程中有否液相分：固相与液相烧结；
按烧结过程中是否加压分：常压与加压烧结
（热压、热等静压、热锻）；按是否利用活性
物质分：活性烧结与非活性烧结
22、烧结过程与熔融、固相反应、烧成等过
程的异同是什么？
烧结与熔融：烧结和熔融均须在高温下进行，但烧结温度远低于熔融温度
烧结与固相反应：两者均是在远低于熔融温度下进行，烧结可以是单组分材料也可以是多组分材料，可以包含化学反应（固相反应）也可以不包含化学反应；固相反应则是化学反应，必须是两个或多个组分间进行的化学反应过程，固相反应也可同时伴随烧结，也可不伴随烧结。
烧结与烧成：烧结是烧成的组成部分，烧成包含众多的物理化学变化
23、何谓固相烧结？固相烧结过程分哪几个阶段？各阶段特征是什么？
固相烧结：是指没有液相参加的烧结，一般包含气孔率降低，颗粒总面积减小，表面自由能减小以及与其相联系的晶粒长大等变化，分为三个阶段：初、中、末三个阶段
初期：开始颗粒间点接触，气固表面积基本不变，随温度升高，颗粒间开始键合重新排列形成晶界。中期：有明显的传质，颗粒间为面接触，晶界开始移动。末期：气孔逐渐转化为孤立的气孔并迁移到晶粒界通过扩散逐渐排出，烧结体变为致密体
24、固相烧结过程的机理是什么？
（1）蒸发-凝聚传质过程（2）表面-表面扩散传质过程（3）表面-晶格扩散传质过程（4）晶界-晶界扩散传质过程（5）晶界-晶格扩散传质过程（6）位错-晶格扩散传质过程。上述六种传质过程是并列进行的，具体对不同的烧结体系及烧结时期和条件，是其中的任意一种或几种控制烧结过程速率
25、什么叫液相烧结？液相烧结过程与固相烧结过程有何异同？
液相烧结是指有液相参与下的烧结。
与固相烧结相同的是：推动力均是过剩表面自由能；烧结过程均是由充填气孔，颗粒重排、晶粒生长等阶段构成
与固相烧结不同的是：对流传质比扩散传质快；由于比固相烧结多了一相，因此烧结过程除了固相烧结的因素外，固相烧结所没有的液相数量、液相性质（粘度）、液固润湿状况、固相在液相中的溶解度等因素相关
26、液相烧结机理是怎样的？
液相烧结机理主要是以下列三种机构进行的：粘性流动传质、塑性流动传质、溶解沉淀传质
27、玻璃形成动力学特征规律是什么？各种影响因素是如何影响玻璃形成速度的？
玻璃形成过程速率取决于石英砂粒的容扩速率。石英砂粒在熔体中的溶解速率可用下式表示：t=K0[SiO2]3/[Na2O]2 [SiO2]→溶解终了时单位体积中SiO2质量浓度K0温度与表面影响系数
从形成开始到结束大约30分钟左右，影响玻璃形成速度的影响因素有玻璃成分、砂粒大小、熔制温度
玻璃成分：通常用熔化速率常数，一个表示玻璃相对难熔的特征值，其定义根据玻璃品种的不同而不同，一般在6~4之间变化，越大越难熔。
砂粒大小：粒度越大越难熔，溶化时间与粒径成比例，
熔制温度：越高熔化速度越快，。
28、玻璃液澄清过程的影响因素有哪些？各种影响因素是如何影响气泡的排除过程的？在硅酸盐与玻璃形成阶段中形成大量气体
玻璃液的澄清过程是指排除气泡的过程
玻璃液中可见气泡的排出以两种方式进行，大于临界泡径的气泡由玻璃液内上升到玻璃液面。而后破裂进入大窑空间小于临界泡径的气泡在玻璃液表面张力作用下溶解于玻璃液中而消失。影响气泡排除的因素有：（1）玻璃液粘度：气泡上升速度与粘度成反比（2）气泡大小: 大气泡上升速度与气泡直径的平方成成正比（3）玻璃液的表面张力：表面张力越大越利于小气泡的溶解而消失（4）玻璃液温度：温度越低，气泡压力越大，越易使小气泡消失（5）澄清剂的影响：通过添加澄清剂在澄清阶段不断产生气体充填到在玻璃形成阶段所产生的气泡内使之长大而逸出29、用简单二元系统研究水泥熟料烧成动力学得到哪些结论？
（1）氧化钙与二氧化硅间的固相反应是受扩散控制的固相反应（2）固相扩散控制反应动力学规律遵循杨德尔方程。最新的更准确的方程是：t=R02/k[(1-2/3G)-(1-G)2/3]（3）在C —S二元系统中C2S是直接形成的，没有中间产物；C3S是由C2S和CaO反应形成的。
在C—A二元系统中，C3A是经过许多中间
产物逐步形成的。（4）原始物料的化学性质、
煅烧温度、加热速率等因素将显著影响C3S
的形成速率。
30、工业反应器常用的分类方式有哪些？
反应物相态、反应器结构、操作方法、物料
流动形态、气（液）固接触方式
31、按反应器内反应物相态分哪些类型？各
类型的特征是什么？
按反应器内反应物相态可分为均相和非均相
两大类
均相反应器的特征是反应无相界面，反应速
率只与温度和浓度有关
非均相反应器，其反应存在相界面，实际反
应速率与相界面大小及相间传质速率有关
32、按工业反应器结构形式可分哪些类型？
各类型特征有哪些？
按工业反应器结构可分为：釜、管、塔、床、
窑、炉
釜：是古代的炊器，敛口，圆底，置于灶口。
反应釜：最常用的反应器，外形实质是一个
容器（高径比较小或长径比较小），必有液相
参与的反应器，常带搅拌器、冷却夹套等装
置
管：结构上最简单的一种反应器，管式反应
器实质上是一根或一组长径比很大的管子所
构成的装置，有盘管式、列管式等，常用于
气相、液相反应器。
塔：结构特点是高径比一般都大于4，内设
构件（如塔板、气体分布器等），反应特点是
气液相界面比表面积大，主要用于快速气液
反应，常用于气液两相反应。
床：结构特点是一般有壳体、气体（液体）
分布板（床）、换热器等装置，常见的形式有
固定床、喷腾床、流化床等，反应特点是气
固相界面比表面积大，常用于气固、液固反
应器
窑：通常用于硅酸盐工业高温反应器：1）机
立窑：窑体呈垂直竖立的圆筒状，内衬耐火
材料2）回转窑：窑体是一个倾斜放置的回
转式直圆筒，或局部扩大的圆筒，内衬耐火
材料3）倒焰窑：窑体是一砖砌的方行或圆
形构筑物，窑座分布若干吸火孔，烟气经此
孔及烟囱排出4）隧道窑：5）池窑：窑体是
-水平放置的长方形砖砌构筑物，内衬耐火材
料6）炉：本义是指贮火的地方，泛指高温
反应器，按供热方式可分为燃料炉和电炉两
类
33、按操作方法反应器可分为哪些类型？各
类型的特征是什么？
可分为间歇式、半间歇式和连续式三种。（1）
间歇式反应器：反应物料一次加入反应器；
经一定反应时间后一次取出反应产物；反应
物与反应产物浓度随时间变化，是一不稳定
过程；劳动强度大，生产效率低；灵活，设
备费用底，适合多产品小批量生产。（2）连
续反应器
反应物连续不断加入反应器；反应产物连续
取出；反应器内任何一类反应物或产物浓度
不随时间改变，是一稳定过程；便于自动化，
劳动效率高，产品质量稳定，但设备费用高。
（3）半间歇式反应器：一种反应物料分批加
入，各种物料连续加入，经一定时间取出反
应产物；或分批加入反应物料，连续移走部
分产品（蒸馏法）。
34、按物料流动形态分为哪些类型？各类型
特征是什么？
（1）全混流反应器：反应器内物料混合完全
均匀。反应器内各处物料浓度和温度完全相
同，并等于出口处物料的温度与浓度。（2）
活塞流反应器：反应器内物料以相同速率沿
同一方向向前流动，与流动方向垂直截面上
各类参数（浓度，温度，压力，流速）都相
同，在流动方向上不存在反混。长径比大（大
于50），流速高（雷诺数大于10000）的管式
反应器可近似看成是这种反应器。（3）非理
想流反应器：流体在反应器内的流动偏离上
述两种流动状态，固定床反应器属这种类型
反应器。
35、按气固相接触方式分反应器分为哪些类
型？各类型的特征是什么？
（1）固定床反应器：在这种反应器中，固体
物料固定不动，气体流过固体物料时发生气
固相反应。固体物料一次装入，流体连续流
动，属于半连续式操作。（2）移动床反应器：
固体物料与气体物料同时逆向或同向移动，
如立窑。（3）流化床反应器：在这种反应器
内的固体颗粒接近完全混合状态，气固相接
触面积大，传热快，床内温度均匀。（4）喷
腾床反应器：在这种反应器内气固相接触方
式类似于流化床。在高速气流作用下，不能
流态化的粗大固体颗粒，随气流上升，在床
层上方空隙部分，固体颗粒沿喷流周围边界
下落，然后又被气流带起，往复循环。
36、与间歇反应器比较连续流动反应器的中
物料停留时间和反应物浓度有何特点？
间歇反应器：所有物料停留时间相同，反应
物浓度随时间逐渐降低。
连续反应器：同时进入反应器的物料的停留
时间不同，形成停留时间分布；反应物浓度
初始迅速降低至出口浓度，反应速率较慢。
37、什么叫物料的混合水平？什么叫返混？
混合水平：是指两股或多股流体在同一反应
器中所能达到的分隔尺度，通常有宏观、微
观及介于之间的混合三种。
微观混合水平：物料进入反应器后，物料间
的混合达到了分子状态的分隔尺度，即形成
了单个分子水平上的混合。
宏观混合水平：物料在反应器内被分散成分
子团（微元体）微观流体与宏观流体。物料
混合水平对化学反应有明显影响
返混：不同时间进入反应器的物料之间的混
合。返混是由于对流，分子扩散，涡流扩散
造成的，其结果是生产能力下降。
38、根据物料在反应器内运动混合情况可将
反应器内的流动分为哪些模型的流动？
物料在反应器内的流动状况对反应结果有极
大影响；物料在反应器内的混合可分为基本
上没有混合，基本上均匀混合及介于二者之
间的流动三种情况。1）理想流动模型（两种）：
（1）全混流流动模型（又称理想混合流动模
型）（2）活塞流流动模型（又称平推流流动
模型）2）非理想流动模型：偏离上述两种理
想流动的实际流动状态模型称为非理想模
型，根据情况又可简化为扩散模型和多釜串
联模型两种。单参数扩散模型：双参数扩散
模型：多釜串联模型：
39、造成非理想流动模型的原因有哪些？
对管式反应器偏离活塞流的原因有两个，一
个由于流体具有粘性使得在管内的线速率不
相同而产生的偏离，另一个是由于轴向浓度
差引起的扩散使得物料在反应器内停留时间
不同而产生的偏离
对搅拌槽式反应器偏离全混流模型的原因：
搅拌不充分；存在短路和死区。
40、如何简化非理想流动过程（实际流动过
程）？
（1）对长径比大，流速高的管式反应器和高
效搅拌槽式反应器内流体流动接近理想流
动，可用两种理想流动模型分别处理，不会
造成很大误差。
（2）对反应器内流动状况偏离理想流动较
小，可将理想流动模型略加修正，即采用轴
向扩散模型及多釜串联模型
（3）反应器内流体流动偏离理想流动较大
时，根据引起偏离的原因，可分为几个适当
的模型进行计算。
41、如何分析求解单参数扩散模型反应物浓
度与反应管长的定态函数关系？
（1）分析求解的目的：反应物浓度C与管
长x之间的函数关系，即求C（x）（2）物
理模型（单参数扩散）的构建:径向无浓度差；
轴向无温度差；稳定态；常物性；（3）数学
模型的构建（课件）（4）数学模型的解算（课
件）
42、如何分析求解双釜（多釜）串联模型出
口反应物的浓度？（课本）
43、什么是停留时间分布密度函数与分布函
数？如何测定与计算？
t=0时刻同时进入反应器的示踪粒子数为N；
停留时间在t 与t+dt的粒子数为dN；定义
停留时间分布密度函数为E(t)：即在t时刻的
单位时间内离开系统的示踪粒子的百分数。
0-t时刻期间内离开反应器的粒子数占总的
粒子数的百分数称为停留时间累积分布函数
F(t)
E（t）= F(t)= 测定方法有：脉冲法和
阶跃法两种
44、如何根据分布密度函数及分布函数判定
反应器的流动模型？
定量判定通过引入平均停留时间和方差及相
关无因次参数，由无因次方差的大小进行判
定流动模型偏离理想流动的程度，其定义分
别为：
45、什么是固定床反应器？有何特点？
固体颗粒静置在气体（液体）分布器上，气体(液体)通过分布器穿过固体颗粒而完成相应反应的装置称为固定床反应器。其特点是：床层内流体流动近于平推流、反应速度快、停留时间可严格控制、温度分布可适当调节、固定床内温差较大、不易控制、颗粒不能实现连续在线更换
46、影响固定床传递特性的因素有哪些？这些因素用什么参数进行描述？
床层颗粒性状：颗粒当量直径、空隙度、导热系数、密度
流体物性：流体密度、导热系数、动力黏度、扩散系数
床层形状和尺寸：床层当量直径、床层厚度推动力状况：床层压力场、床层温度场、床层浓度场
47、什么是流化床反应器？有何特点？
通过气体（或液体）的流动冲击作用，使反应器内固体颗粒悬浮起来，在反应器内作剧烈运动，并完成相应的反应过程的反应器称为流化床反应器。其特点是：1）气固之间的接触面积大，相间传递过程的面积增大了2）气固相对运动速度加大，强化了气固两相的传递过程3）床层温度均匀，且容易控制4）床层固体颗粒容易实现连续式替换5）床层稳定性差，容易产生气泡、沟流、节涌、死床等非正常操作6）床层近于全混流，反应推动力较低7）存在扬析及对器壁的碰撞磨损较严重
48、流化床中通常需要考虑哪些过程？影响流化床传递过程的因素有哪些？这些因素用什么参数进行描述？
需要考虑的过程有：气体流动过程；气固相的传热过程；气固相的传质过程；床层与器壁间的传热过程；化学反应过程；气泡在床层中的运动过程；颗粒的杨析过程
影响这些过程的因素有：床层颗粒性状：颗粒当量直径、颗粒真实密度、颗粒堆积密度、颗粒形状、颗粒导热系数；流体物性：流体密度、导热系数、动力粘度、扩散系数；床层流体速度：通常用空塔速度描述；床层形状和尺寸：床层当量直径、床层高度；床层构件形状和尺寸：布风板结构形状和参数，内构件的形状和参数
49、什么是回转式反应器？有何特点？
具有一定倾斜度的旋转圆筒体式的反应器称为回转式反应器，其显著特点是：1）对反应物料的适应性强2）流动压降低3）反应温度、停留时间调节控制方便4）反应物及产物均呈连续性运动5）相间的接触面积小，反应速率低6）相间相对速率小，传递强度低7）进出口密封性能差8）高温内衬耐火砖寿命较短
50、回转窑中通常需要考虑哪些过程？影响回转窑传递过程的因素有哪些？这些因素用什么参数进行描述？
需要考虑的过程有：1）气体流动过程；2）固体运动过程；3）气固相的传热过程；4）气体与器壁间的传热过程；5）固体物料与器壁间的传热过程；6）气固间的传质过程；7）燃料燃烧过程。影响这些过程的因素有：固体颗粒性状：颗粒当量直径、颗粒真实密度、颗粒堆积密度、颗粒形状、颗粒导热系数；流体物性：流体密度、导热系数、动力粘度、扩散系数；气流速度：通常用平均速度描述；物料速度：窑体形状结构尺寸：填充率、斜度、转速、直径；窑内构件形状和尺寸：链条、扬料板等内构件的形状尺寸
51、如何进行间歇操作理想搅拌釜的设计计算？
52、.如何进行平推流反应器的设计计算？
53、如何进行全混流反应器设计的设计计算？
材料科学与工程专业解析
材料科学与工程专业解析 材料科学与工程是最近美国研究生申请的热门专业，其申请人数虽然不及电气工程、计算机科学等科目，但申请人数一直在上升，今天小编就为大家介绍有关材料科学工程专业申请的相关信息，希望对大家的申请能有所帮助。 学科简介 材料科学与工程(Materials Science and Engineering)是一个多学科领域，涉及物质的性质及其在各个科学和工程领域的应用。它是研究
时间不长，研究成果多，申请难度比较大，专业的回报率还是比较高的。 高分子材料的应用十分广泛，比如轮胎、液晶电视、甚至防弹衣、航天飞机上都能用到高分子材料。值得注意的是：化学工程专业下也有高分子方向，化学背景的学生有相关的课程背景也是可以申请材料专业下高分子方向的。 金属材料 Metallic Materials 金属材料是最传统的材料，如钢铁材料、非晶态合金、结构金属材料、功能金属，它们的微观结构对材料力学和物理性能影响，合金中不同成份比例对材料硬度、韧性、拉伸强度的影响。现在对于金属材料的研究多与纳米材料以及复合材料相结合。注意：国内冶金材料专业的学生比较适合学习金属材料方向或材料加工方向，但是材料加工方向的设置相对较少。 无机非金属材料 Ceramic Materials 主要研究水泥、玻璃、光导纤维、非金属矿、绝缘材料、功能陶瓷如压电陶瓷，由于陶瓷材料
耐高温、耐磨、硬度大在无机非金属材料中应用最广泛。这几年无机非金属材料要比金属材料发展迅速，尤其是陶瓷方面竞争比较激烈。 计算材料科学 Computational Materials Science 这是一种工程技术手段，主要用计算机模拟以及分子动力学的方法进行材料结构、特征模拟、复杂材料的统计力学、大分子材料理论。具体研究内容例如：电子结构和焊接、原子协议、电子材料的缺点及微观结构、结构和位相转变、光子及电子机械内部和外部结构的反应。该方向对于学生的课程背景(计算机课程)要求比较严格，且必须要有相关的项目背景。 电子、光学、磁性材料 Optical、Electronic and Magnetic Materials 主要研究光学与光谱学、液晶、聚合物二级管、光电池和光子晶体、半导体材料和装置、磁存储器、磁性薄膜及磁性发电机装置、压电晶体的表面和界面特性。这个方向竞争最激烈，由于现在社会朝微电子方向发展，所以就业前景非常乐观。近年来这个方向申请的人数逐渐增加，并
4-1 在定态操作反应器的进口物料中脉冲注入示踪物料。出口处示踪物浓度随时间变化的情况如下。假设在该过程中物料的密度不发生变化，试求物料的平均停留时间与时间t/s 0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 示踪物浓度 / )/(3cm g 0 0 0 t/min 2 4 6 8 10 12 14 16 18 3/cm g c i 0 0 0 min /1)(i t E 0 0 0 i i t E t )( 0 0 0 min )(2i i t E t 0 2 5 0 0 ])(2)(4[3109753864210c c c c c c c c c c t dt c i +++++++++?=?∞ ]0)5.20.1025.1(2)0.10.55.125.6(40[3 2++++++++= =100 min)/1(100) ()(0 ti i c dt c t c t E ==? ∞
} )(])()()()([2])()()()([4)({3 10109977553 38866442211_ t E t t E t t E t t E t t E t t E t t E t t E t t E t t E t t t +++++++++?= ]0)03.08.05.0(2)14.05.075.013.0(40[3 2 +++++++++=min 187.6= ?∞ =-=-=0 22 2 2971.8187.625.47)(t dt t E t t σmin 2 4-2 无量纲方差表达式的推导 （1）推导无量纲方差2 22 /t t σσθ=； （2）推导CSTR 的2 2t t =σ。 1. τ θt = 2. τ τ t e t E - =1 )( 证明： 20 22)(i i i i t t t t E t -?=∑∞σ ? ∞ --= 2 21 t dt e t t τ τ 2 2)()()()(ττθθττθ--=?∞ - d t E ()]1)1([0 22 --=?∞ θθθτd E 22θστ= 222/τσσθt =∴ 220 2 2 2)(1 )(- - ∞ -=-=??t dt e t t dt t E t t t ττ σ
材料科学与工程专业简介 材料科学与工程专业简称材料专业。 大千世界中的材料无所不包、无处不在。吃、穿、住、行，每个人每天会碰到诸如金属、橡胶、磁性、光电等众多材料，小到一根针、一张纸、一个塑料袋、一件衣服，大到交通工具、医疗器械、工程建筑、信息通讯、航天航空，处处都有材料科学的身影。 材料科学与工程是一个涉及材料学、工程学和化学等方面的较宽口径专业。该专业以材料学、化学、物理学为基础，主要研究的是材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用。事实上，人类文明发展史，就是一部如何更好地利用材料和创造材料的历史，材料的不断创新和发展，也极大地推动了社会经济的发展。 材料科学与工程专业依据各地区的发展历史，专业教学的侧重点略有不同。比如，材料专业中材料可以分为金属、无机非金属、高分子材料等。辽宁省各个高校由于历史沿乘的原因，多以金属材料为主。金属材料包括钢铁、有色金属及新型金属材料。 各高校材料专业学生，在大学二年级下学期会接触到本专业课程。主要的专业课程有：材料科学基础、金属学、金属学与热处理、材料力学性能等。 在专业课学习之前，需要学习一些涉及化学、机械的相关课程。 比如：工程制图、机械设计、电工电子技术、普通化学、物理化学等。
材料专业的学生除了需要掌握材料的相关知识和技能，还需掌握机械、电子等知识及技能。 材料专业学生除了要掌握课程内容外，还需掌握建模软件、有限元分析软件、科学分析软件等工具。 就业去向 材料科学与工程专业的毕业生多从事工艺、技术、质检、检验、研发等工作。除此之外，还有从事采购、高精尖大型设备的技术售后等工作。职业发展较好，由于材料专业的特点，使得材料专业的用处存在于产品的研发、性能的保障、产品的质量检验等重要的核心环节中，从业人员可快速展现自己的专业优势。
4管式反应器 4.1在常压及800r 等温下在活塞流反应器中进行下列气相均相反应： C 6H 5CH 3 H 2 C 6H 6 CH 4 在反应条件下该反应的速率方程为： r 1.5C T c H .5,mol /l .s 式中G 及G 分别为甲苯及氢的浓度，mol/l ，原料处理量为2kmol/h ，其中甲苯 与氢的摩尔比等于1。若反应器的直径为 50mm 试计算甲苯最终转化率为 95% 时的反应器长度。 解：根据题意可知甲苯加氢反应为恒容过程， 原料甲苯与氢的摩尔比等于1， 即： C T0 C H 0，则有： C T C H C T0(1 示中下标T 和H 分别代表甲苯与氢，其中： P T0 0.5 1.013 105 RT 8.314 Q °C T 0 2/ 2 所以，所需反应器体积为： X T V r Q 0C T0 0 X T ) C T0 103 1073 5.68 1kmol /h 0.278 10 3kmol / m 3 10 3kmol /s 3 0.278 10 dX T 1.5C T C H .5 0.95 Q 0 C T0 dX T X T dX T 0 1.5C T .5 c 3 15 15 0.4329 0 1.5(5.68 10 3 ) (1 X T ) 3.006 d 2 1531.1m 所以，反应器的长度为：0.05 3.14/4 (1 T 1 3.006m 3 1.5 1 4.2根据习题3.2所规定的条件和给定数据，改用活塞流反应器生产乙二醇， 试计算所需的反应体积，并与间歇釜式反应器进行比较。 解：题给条件说明该反应为液相反应，可视为恒容过程，在习题 3.2中已 算出： Q 0 27 5.8l /h 所以，所需反应器体积： X A C A0 1.231mol / I V r Q 0C A0 0 dX A kC A0(1 X A )(C B0 C A 0X A ) 275?8 O.95 818.6l X kC A0 1 X A 5.2 1.231 1 0.95 由计算结果可知，活塞流反应器的反应体积小，间歇釜式反应器的反应体积大, 这是由于间歇式反应器有辅助时间造成的。 Q 0 X A 4.3 1.013 x 105Pa 及20C 下在反应体积为0.5m 3的活塞流反应器进行一氧 化氮氧 化反应：
材料科学与工程专业建设规划材料科学与工程学院材料工程系 2005．9 1 材料科学与工程专业建设的目标 1.1 专业建设基本思路 加快教改步伐，通过课程体系建设、加强实践教学环节的调控、科研素质的培养来大力推进专业学科建设，拓宽专业覆盖面，全面推进素质教育，显著提高教学质量和科研水平，建成基础厚实、特色突出、实力较强的专业。 1.2 专业建设整体目标 通过5 年乃至更长时间的建设与发展，打造出特色、优势专业，建设成高水平学科，培养出高素质创新型人才。 (1)科学合理地定好自己的位置，确定好人才培养类型和层次。在专业性质上加强材料科 学与工程基础、侧重材料制备和表征训练，以现代科学与工程体系为主干构建专业和组织教学，培养“厚基础、宽专业、高素质、强能力、具创新精神、面向生产第一线的优秀工程型人才”。 (2)专业方向紧密结合产业科技进步需要、地方经济及区域经济的发展需要(尤其是高新技术产业的发展需要)。 (3)突出优势，保持和发展自己的办学特色和专业方向特色，提高办学水平。 ( 4)以教学内容和课程体系改革为中心，以培养目标和培养模式改革为重点，辅以实践教学改革、教学方法和教学手段改革，全面推进、整体优化。形成特色鲜明的人才培养模式、教学计划、课程体系与教学内容。 (5)强化学生大工程意识的培养与训练，培养适应2l 世纪时代特征要求的创新性人才，为 我国材料产业的产品更新换代、产业科技进步作出贡献。 (6) 把专业建设和学科建设结合起来，通过若干年的努力，打造出特色品牌专业，建设成高水平学科，培养出高素质、创新型人才。 2 材料科学与工程专业建设措施 2.1 建立具有特色的人才培养模式 (1)以新的人才培养观确立了本专业的人才培养目标 在专业建设和教学改革的探索和实践中，我们进一步认识到转变教育思想和教育观念以及树立新的人才培养观的重要性。高等工程教育应从“授技型”向“育才型”转变，从单纯传播知识向全面培养学生的能力转变，从狭窄的专业技术教育向提高学生的综合素质转变，应将工程专业技术人员应具有的爱国主义、集体主义、社会责任感、奉献精神、大工程观念、市场经济观念、开拓创新精神、独立深入学习获取知识的能力、分析解决工程技术问题的能力的培养贯穿于整个教育过程之中。 (2)建立起了新的人才培养模式——两段式、三平台、多专业方向 两段式人才培养模式——三年的基础教育阶段和一年的专业技术教育阶段的人才培养过程；基础教育阶段的三级教学平台——通式教育基础教学平台，大学科基础教学平台，按一级学 科设置专业基础教学平台；多专业方向。 2.2 以“大学科、大材料、大工程”的人才培养观，以创新的思路构建起了新型课程体系 21 世纪人才需求对高等教育提出了新要求，我们必须树立素质是前题、能力是关键、知识是载体的新型人才观，以“大学科、大材料、大工程”的意识，以创新的思路构建起新型课程体系。注重课程体系的整体优化，充分发挥知识平台和课程群（教学模快）的整体功能作用。如何做到厚基础，在工作中我们体会到，
第四章非理想流动 1. 停留时间分布的密度函数在t < 0时，E (t) = 。 2. 停留时间分布的密度函数在t > 0时，E (t) _ _ 。 3. 当t=0时，停留时间分布函数F (t) =_ 。 4. 当t= a时，停留时间分布函数 F (t ) = ______ 。 5?停留时间分布的密度函数E ( 9 ) = _______ E (t ) _ 2 _ 2 6. 表示停留时间分布的分散程度的量▽日= ______ 坊七。 7. 反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的，根据示踪剂的输入方式不同分为 。 8. 平推流管式反应器t 时，E (t ) = ______________ 。 9. 平推流管式反应器t式￡时，E (t ) = ___________ 。 10. 平推流管式反应器t At时，F (t) = ___________ 。 11. 平推流管式反应器t V t时，F (t) = ___________ 。 2 12. 平推流管式反应器其E ( 9 )曲线的方差▽日= ____________ 。 _ 2 13. 平推流管式反应器其E (t )曲线的方差▽t = _____________ 。 14. 全混流反应器t=0时E (t ) = ________ 。 _ 2 _ 15. 全混流反应器其E ( 9 )曲线的方差日二_____________ 。 _ 2 _ 16. 全混流反应器其E (t )曲线的方差=_________________ 。 _ 2 17. 偏离全混流、平推流这两种理想流动的非理想流动， E ( 9 )曲线的方差日为____________ 。 C A 18. 脉冲示踪法测定停留时间分布C0对应曲线为___________ 。 C A 19. 阶跃示踪法测定停留时间分布C0对应曲线为__ _ 。 20. 非理想流动不一定是由__= _______ 造成的。 21. 非理想流动不一定是由返混造成的，但返混造成了______________ 。 22. 为了模拟返混所导致流体偏离平推流效果，可借助这种轴向返混与扩散过程的相似性，在__ _____ 的基础上 叠加上轴向返混扩散相来加以修正，并认为的假定该轴向返混过程可以用费克定律加以定量描述，所以，该模型称 为_ _ _ 。 23. 在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数P e = __。 24. 在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数愈大轴向返混程度就________ 。 25. 轴向分散模型的偏微分方程的初始条件和边界条件取决于采用示踪剂的__________ 、 __________ 、_______ 的 情况。 26. 轴向分散模型的四种边界条件为___ ________ 、 _____________ 、 ____________ 、_ 。 27. 若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为_ —。
第一章绪论 1．表面工程技术：为满足特定的工程需求，使材料或零部件表面具有特殊的成分、结构和性能的化学、物理方法与工艺。 2．表面工程技术内涵： （1）表面改性技术。能够提高零部件表面的耐磨性、耐蚀性、抗高温氧化性能，或使材料表面具有特殊功能（磁性能、光电性能）的有关技术。 （2）表面加工技术。能在单晶硅表面制作大规模集成电路的光刻技术、离子刻蚀技术。 （3）表面合成技术。借助各种手段在材料表面合成新材料的技术，离子注入制备或合成新材料。 （4）表面加工三维合成技术将二维表面加工累积成三维零件的快速原型制造技术。 （5）上述几个要点的组合或综合 3．表面工程技术的分类： （1）表面改性技术：表面组织转换技术、表面涂镀技术、表面合金化和掺杂技术（2）表面微细加工技术 （3）表面加工三维成型技术——快速原型制造 ⑷表面合成新材料技术 4.表面工程技术功能： ①提高耐腐蚀、耐磨性、耐疲劳、耐辐射性能，表面自润滑性； ②实现表面自修复性（自适应、自补偿、自愈合），生物相容性。 第二章表面工程技术的物理化学基础 1.理想表面：无限晶体中插进一个平面，将其分成两部分后所形成的表面，并认为半 无限晶体中的原子位置和电子密度都和原来的无限晶体一样。 2.洁净表面：尽管材料表层原子结构的周期性不同于体内，但如果其化学成分仍与体 内相同，这种表面就成为洁净表面。 3.清洁表面：指零件经过清洗（脱脂、浸蚀等）以后的表面，与洁净表面必须用特殊 的方法才能得到不同。 4.典型固体界面分类： （1）基于固相晶粒尺寸和微观结构差异形成的界面 （2）基于固相组织或晶体结构差异形成的界面 （3）基于固相宏观差异形成的界面：冶金结合界面、扩散结合界面、外延生长界面、化学键结合界面、分子键结合界面、机械结合界面 5.物理吸附和化学吸附的区别：P12 表2-1 6.摩擦分类（实际工作条件差别） 干摩擦，边界润滑摩擦、流体润滑摩擦、滚动摩擦 7.固体润滑覆膜分类： （1）粘结固体润滑膜 （2）化学反应法固体润滑膜
怎样选专业之材料科学与工程专业 对于考生和家长来说，报考一个合适的专业，就要全面的了解不同专业学什么、适合什么人学、就业前景如何。新浪教育为大家分享一些大学生对常见专业的介绍，通俗易懂。以下是材料科学与工程专业的介绍。 804材料类80401材料科学与工程 我毕业于清华大学(分数线,专业设置)，本科和研究生学的都是材料科学与工程专业，今天应高考填志愿看看通邀请说下这个专业。 专业概述 材料科学与工程专业属于工科专业，这个专业算是材料类的一个总括专业吧，你在学校发的那个志愿填报指南上肯定还能看到有材料物理、材料化学、金属材料、无机非金属材料等等专业名称。材料科学与工程这个专业基本就是以上那些材料类专业的总括。那些方向的知识我们都会学习一些，但是学习内容也不是很深入。 因为专业囊括知识太多，所以很多学校是有具体倾向方向的，就比如说我们清华就含材料物理与化学、材料加工工程、无机非金属材料、金属材料及复合材料等方向。一般大学都会在“材料”这个大背景下，再细分专业方向。比如大二学完基础知识之后，绝大多数学校就会让学生们进行专业方向的选择：你到时候可以选的专业方向有金属材料、无机非金属材料、高分子材料、耐磨材料、表面强化、材料加工工程等等，到时候选了哪个就专攻哪个方向。 专业详解
说了这么多那究竟什么是材料科学与工程？可能一看到材料科学与工程这个专业，大部分人的第一反应是“一头雾水”。的确，与其他诸如“电子信息”、“计算机”、“物流工程”等一眼就可以看出“研究什么”的专业相比，“材料”这一概念显得相当的宽泛。 但其实这个专业理解起来也很简单的，观察一下我们生活的周围，你会发现处处都可以看到材料专业知识的影子。举些例子你就明白了： 你坐在家里看电视——电视机显示图像的元器件还有遥控器里的发信号装置是什么做的？是电子信息材料和光电材料。 电视看腻了出门逛街要坐车，汽车是什么做的？车外壳是金属材料；挡风玻璃是非金属材料，可能是有机的，也可能是无机的；车内饰是橡胶材料。 逛街累了要回家做饭，买好晚饭的食材，到了超市购物要付钱，纸币是有机木纤维加油机印刷油墨印制的，硬币是金属材料冲压制成的。OK，你不用现金而选择刷卡，信用卡是什么做的？有机聚合物材料，还有磁性材料。 买好东西拎着袋子回家，用的是现在大力提倡的环保可降解塑料袋——这是有机生物材料…… 你想吧，生活中这么多材料的影子，总得有人去详细的研究了解各种材料的性质以后才能更好更合理的开发利用吧？比如汽车外壳、挡风玻璃的材料怎么才能更坚固？塑料袋用哪种材料设计才能更环保？我们材料科学与工程的学生就是研究这个的。
? 专论 ? 中药生产工艺、单元操作、传递及过程工程学 刘明言，张慧慧 天津大学化工学院，天津 300072 摘 要：根据过程工程学的基本理论及发展历史、中药生产过程的发展现状，从系统工程角度分析了中药生产过程各环节的过程工程学特点，分析中药过程工程学这一更为宽广视野的概念，从新的视角对中药过程工程学的研究内容进行了阐述，并探讨了本领域的研究新进展。 关键词：中药；单元操作；传递；过程工程；中药过程工程学 中图分类号：R28 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2011)04 - 0625 - 06 Technology, unit operation, transference, and process engineering of Chinese materia medica LIU Ming-yan, ZHANG Hui-hui School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China Abstract: According to the basic theories of process engineering and their developing histories, considering the development of pharmaceutical industry of Chinese materia medica (CMM), the process engineering features in all sectors of the CMM whole production process were discussed on the point of systematical engineering, and a wider concept of CMM process engineering was suggested. Its research contents were analyzed and lastest achievements were reviewed in this paper. Key words: Chinese materia medica (CMM); unit operation; transference; process engineering; process engineering of CMM 中药是中医药宝库中的重要组成部分，因其具有独特的疗效和“绿色药品”等特点而受到国内外的广泛关注和推崇[1-6]。中药不等同于“天然药物”，其使用需要在中医药理论的指导下完成[2]。因此，中药是我国获得具有自主知识产权成果的优势领域之一[7-8]。 中药制药业的历史悠久，但是采用的是“前堂后坊”的手工业生产方式，20世纪80年代以后，中药生产才初具工业化规模[1-2]。中药存在着药效物质基础不清，企业规模小、数量多、品种多、工艺与装备现代化水平低，质量不稳定，剂型相对落后，国际化程度低等问题。为此，近20年来，我国实施了中药现代化战略[2]。目前已初步形成中药现代化科技创新体系，今后一段时期中药产业将会有更大的发展。显然，中药产业的发展需要以先进的中药生产工艺和设备为基础，而指导先进生产工艺和设备 研究开发的基础应当是化学工程和过程工程理论。 过程工程学是相对较新的概念，比化学工程学的概念更广。中药制药业具有过程工业的特点，因此，曾提出过中药过程工程的构想[9]。但是，需要进一步清晰地分析和阐明中药过程工程的相关问题。 1 广义中药生产过程简述 广义的中药生产过程应包括：中药材种植（养殖）、中药炮制、提取分离纯化等制剂前处理、制剂成型等。 1.1 中药材的种植（养殖） 中药材的种植（养殖）是中药生产的“第一车间”，应当遵从《中药材生产质量管理规范》（GAP）。GAP 是我国中药制药企业实施《药品生产质量管理规范》（GMP），确保中药质量的重要配套工程。从中药材生产前（如种子品质标准化[10]）、生产中（如生产技术管理各个环节标准化）到生产后（如加工、贮运等标 收稿日期：2010-11-04 基金项目：国家自然科学基金项目（20576091）；国家“十一五”重大新药创制科技重大专项综合性新药研究开发技术大平台项目药物分离精制技术平台子课题（2009ZX 09301-008-P-11） 作者简介：刘明言，教授，主要从事化工、中药制药及药品质量工程研究。Tel: (022)27404614 E-mail: myliu@https://www.doczj.com/doc/945994754.html,
1，摩擦磨损与腐蚀 摩擦：相互接触的物体相对运动时产生的阻力，称为摩擦。 按实际工作的条件的差别，可以将摩擦分为四类，即干摩擦，边界润滑摩擦，流体润滑摩擦和滚动摩擦。 磨损：指相对运动的物质摩擦过程中不断产生损失或残余变形的现象。 按照磨损机理的不同，可将磨损分为粘着磨损，磨粒磨损，疲劳磨损，腐蚀磨损，微动磨损，冲蚀磨损和高温磨损。最基本的是粘着磨损，磨粒磨损，疲劳磨损和腐蚀磨损。 腐蚀：就是材料与环境介质作用而硬气的恶化变质或破坏。 按照材料腐蚀原理的不同，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是金属在干燥的气体介质中或不导电的液体介质中发生的腐蚀，腐蚀过程无电流产生。电化学腐蚀是指金属在导电的液态介质中因电化学作用导致的腐蚀，在腐蚀过程中有电流产生。 金属腐蚀的主要形式有三种，即局部腐蚀，全面腐蚀和机械力作用下的腐蚀。 局部腐蚀主要分为：点蚀，缝隙腐蚀，晶间腐蚀，电偶腐蚀。 2，热扩渗 形成热扩渗的基本条件有三个：1，渗入元素必须能够与基体金属形成固溶体或金属件化合物。2，欲渗元素与基材之间必须有直接接触。3，被渗元素在基体金属中要有一定的渗入速度。 渗层形成机理：1，产生渗剂元素的活性原子并提供给基体金属表面。2，渗剂元素的活性原子吸附在基体金属表面上随后被基体金属所吸收，形成最初的表面固溶体或金属间化合物，建立热扩渗所必须的浓度梯度。3，渗剂元素原子向基体金属内部扩散，基体金属原子也同时向渗层中扩散，使扩散层增厚，即扩散层成长过程，简称扩散过程。 3，热喷涂 热喷涂是采用各种热源使涂层材料加热熔化或半熔化，然后用高速气体使涂层材料分散细化并高速撞击到基体表面形成涂层的工艺过程。 涂层形成的大致过程是：涂层材料经加热熔化和加速撞击基体冷却凝固形成涂层 涂层材料的喷涂速度主要由焰流速度决定，同时也与材料的粒径有关。调整喷嘴与工件的距离到最佳位置非常重要。 热喷涂工艺流程包括基体表面预处理，热喷涂，后处理，精加工等过程。 涂层的结合质量直接与基体表面的清洁度和粗糙度有关。 粗化表面可使涂层与基体之间，涂层颗粒之间的结合得到强化，原因是：1，提供表面压应力；2，提供涂层颗粒互锁的结构；3，增大结合面积；4，净化表面。 火焰喷涂是对线材火焰喷涂和粉末火焰喷涂的统称。 喷焊的基本特点：1，热喷焊层组织致密，冶金缺陷很少，与基材结合强度高。2，热喷焊材料必须与基材相匹配，喷焊材料和基材范围比热喷涂窄的多3，热喷焊工艺中基材的变形比热喷涂大的多4，热喷焊层的成分与喷焊材料的原始成分会有一定差别。 基材的熔点应高于喷焊材料的熔点，否则容易导致基材塌陷或者工件损坏。 热喷涂属机械结合，喷焊属冶金结合。 喷焊工艺过程主要按焊前预处理，喷焊以及后处理三步进行。
UNIT 1 一、材料根深蒂固于我们生活的程度可能远远的超过了我们的想象，交通、装修、制衣、通信、娱乐（recreation）和食品生产，事实上（virtually），我们生活中的方方面面或多或少受到了材料的影响。历史上，社会的发展和进步和生产材料的能力以及操纵材料来实现他们的需求密切（intimately）相关，事实上，早期的文明就是通过材料发展的能力来命名的（石器时代、青铜时代、铁器时代）。 二、早期的人类仅仅使用（access）了非常有限数量的材料，比如自然的石头、木头、粘土（clay）、兽皮等等。随着时间的发展，通过使用技术来生产获得的材料比自然的材料具有更加优秀的性能。这些性材料包括了陶瓷（pottery）以及各种各样的金属，而且他们还发现通过添加其他物质和改变加热温度可以改变材料的性能。此时，材料的应用（utilization）完全就是一个选择的过程，也就是说，在一系列有限的材料中，根据材料的优点来选择最合适的材料，直到最近的时间内，科学家才理解了材料的基本结构以及它们的性能的关系。在过去的100年间对这些知识的获得，使对材料性质的研究变得非常时髦起来。因此，为了满足我们现代而且复杂的社会，成千上万具有不同性质的材料被研发出来，包括了金属、塑料、玻璃和纤维。 三、由于很多新的技术的发展，使我们获得了合适的材料并且使得我们的存在变得更为舒适。对一种材料性质的理解的进步往往是技术的发展的先兆，例如：如果没有合适并且没有不昂贵的钢材，或者没有其他可以替代（substitute）的东西，汽车就不可能被生产，在现代、复杂的（sophisticated）电子设备依赖于半导体（semiconducting）材料 四、有时，将材料科学与工程划分为材料科学和材料工程这两个副学科
材料科学与工程专业人才培养方案（07级） 材料科学与工程专业培养目标与规格 1．专业代码、名称 专业代码：0805 专业名称：材料科学与工程 2．专业培养目标 本专业毕业生坚持德、智、体、美等方面全面发展方针，培养具备坚实的自然科学基础和一定的人文社会科学知识、具有一定水平的计算机与外语应用能力，初步掌握系统的材料科学与工程基础知识，受到工程技术和研究技能的初步训练，能在材料基础理论、材料合成与制备、材料加工与成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺设计与工程设计、生产管理与经营等方面工作的复合型人才。 本专业毕业生，既可从事材料科学与工程基础理论研究、新材料、新工艺和新技术开发和生产技术管理等材料科学与工程领域的科技工作，又可承担相关专业领域的教学和科技管理工作。 3．专业培养要求 本专业学生主要学习材料的制备合成、加工工艺及设备的基础理论、组成、结构、性能及加工生产条件间的关系，具有材料测试、生产过程设计、材料改性及研究开发新产品、新技术和设备及技术管理的能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： （1）、具备较高的综合素质，包括思想道德素质、文化素质、业务素质和身心素质，成为“有理想、有道德、有文化、守纪律”的社会主义事业接班人。 （2）、具有较扎实的数学、物理、化学等自然科学基础，较好的人文社会科学基础和管理科学基础。 （3）、系统地掌握较宽的必要的本专业领域技术基础理论，具有本专业领域1-2个专业方向的专业知识和技能，了解本专业学科前沿和发展趋势，了解相近专业基本知识。 （4）、获得较好的工程实践训练，具有本专业必需的制图、设计、计算、测试、调研、查阅文献、实验和基本工艺操作等基本技能，
【课程内容】第四章 利率期货 【时间安排】6学时 【讲授内容】 即期利率与远期利率、中长期国债期货、短期国债期货、久期 一、利率基础知识 （一）中长期债券的报价习惯 1、净价交易 现金价格=报价+应计利息 2、 报价的格式 面值的百分比，小数点后采用32进制。 3、计息方式 国债：实际天数/实际天数 公司债与市政债券：30天/360天 4、收益率报价 “等效债券收益率” （Bond Equivalent Yield: BEY）或简称为“债券制”收益率，它是债券持有到期的半年期内部收益率的两倍。 例子4-1：投资者于2002年8月5日购买了息票利率为10%的国债，上一个付息日为2月15日，下一个付息日是8月15日。当前的息票期为181天，到8月5日息票期已经过了171天，因此该投资者应该向卖方支付的应计利息为 171/181*5%=4.724%。 如果投资者购买的不是国债，而是市政债券或者公司债，其它一切与国债完全相同，那么，投资者应该支付的应计利息为 170/180*5%=4.722%。 例子4-2：2002年2月16日，票面利率为10%、将于2003年8月15日到期的国债的报价为108-14，如果持有该债券到期，那么半年期的内部收益率为2.07%，因此，该国债在5月15日的BEY制收益率为4.14%。 （二）短期国债的报价习惯
1、计息方式 实际天数/360天 2、 报价 “银行贴现制收益率” (Bank Discount Yield: BDY) 3、 美国短期国债的收益率报价低于债券的实际收益率 (a)定义中高估了投资额，初始投资应该是，而不是100。 (b)1年的实际天数为365天，而不是定义中的360天。 例子4-3：一种距离到期日还有60天的美国短期国债的报价为3%，根据上述公式，我们可以计算出其现金价格为99.5。因此，60天的实际收益率为0.503%，折合成年有效收益率为 ： （三）其它货币市场工具的报价习惯 1、计息方式 实际天数/360天 2、 报价 “货币市场收益率”(Money Market Yield: MMY) （四）国债利率 1、国债利率是政府以其一般信用条件在国内发行的本币债务的利率，本质上，政府用其财政收入为债务的偿还担保。 2、 一般来说，国债没有违约风险，是信用等级最高的债券。 3、几乎所有的衍生工具的定价都涉及无风险利率这个参数，在实际应用中，常常把无风险利率取作国债利率。 （五）LIBOR利率 1、LIBOR是“伦敦银行同业拆借利率” (the London Interbank Offer Rate) ——具有很高信用等级的大型跨国银行之间的大额贷款的平均利率报价。 2、 LIBOR利率一般都高于同币种的国债利率。 3、 LIBOR利率由英国银行家协会向全球公布。
《材料表面工程基础》课后习题目录及答案 1.材料表面工程技术为什么能得到社会的重视获得迅速发展? 2.表面工程技术的目的和作用是什么? 3.为什么说表面工程是一个多学科的边缘学科? 4.为什么会造成表面原子的重组？ 5.什么是实际表面？什么是清洁表面？什么是理想表面？ 6.常用的材料表面处理预处理种类及方法有哪些？ 7.热喷涂技术有什么特点？ 8.热喷涂涂层的结构特点是什么？其形成过程中经历了哪几个阶段？ 9.简单分析热喷涂涂层的结合机理？ 10.热喷涂只要有哪几种喷涂工艺？各有什么特点？ 11.热喷涂材料有哪几大类？热喷涂技术在新型材料开发方面可以做什么工作？ 12.镀层如何分类？怎样选择使用？ 13.金属电镀包括哪些基本步骤？说明其物理意义。 14.电镀的基本原理？ 15.共沉积合金的相特点有几种类型？ 16.电刷镀的原理及特点是什么？ 17.什么叫化学镀？实现化学镀过程有什么方式。 18.与电镀相比，化学镀有何特点？ 19.热浸镀的基本过程是什么？控制步骤是什么？其实质是什么？ 20.形成热浸镀层应满足什么条件？
21.简述钢材热镀铝时扩散层的形成过程。 22.热镀铝的优缺点怎样？ 23.表面淬火与常规淬火的区别：临界温度上移、奥氏体成分不均匀、晶粒细化、硬度高、耐磨性好、抗疲劳强度高。 24.表面淬火层组成：淬硬区、过渡区和心部区。 25.硬化层厚度的测定：金相法和硬度法。 26.喷丸强化技术原理、特点、应用围。 27.感应加热淬火原理、涡流、集肤效应。 28.工件感应加热淬火的工艺流程。 29.各种表面淬火的特点和应用围。 30.什么是表面工程？表面工程技术的作用是什么？ 31.金属离子电沉积的热力学条件是什么？金属离子从水溶液中沉积的可能性取决于什么？ 32.什么是热喷涂技术？试简述热喷涂的特点。 33.热喷涂的涂层结构特点是什么？其涂层与基体的结合机理是什么？一般的等离子喷涂层不可能形成太厚的涂层，为什么？而HVOF技术则可以获得10余毫米厚的超厚涂层，又是为什么？ 34.化学镀的基本原理是什么？有哪些特点？ 35.材料表面工程技术是我校材料科学的学科优势之一？你对于我校材料表面技术的发展有什么想法和建议？ 36.材料表面耐腐蚀的技术有哪些？我国规定煤矿系统的井筒井架、电力塔架、广播发射塔等必须要进行钢结构长效防腐处理。一般的寿命要求30～50年。请
《表面工程学》复习资料 1、表面工程技术:指为了满足特定得工程需求,就是材料或零部件表面具有特殊得成分,结构与性能得化学,物理方法。 2、表面工程技术分类:(1)表面改性技术(2)表面微细加工技术(3)表面加工三维成型技术(4)表面合成新材料技术。表面:一般将固相与气相之间得分界面称为表面。界面:把固相之间得分界面称为界面 3、典型得固相表面:(1)理想表面,(2)洁净表面与清洁表面(3)机械加工表面 (4)一般表面。 4、典型固体界面:界面指两个块体相之间得过渡区①空间尺度——原子间力作用影响范围大小②状态——材料与环境条件特征。(1)基于固相晶粒尺寸与微观结构差异形成得界面(比尔比层:离表面约5nm得区域内,点阵发生强烈畸变,形成得厚度约1~100nm得晶粒极微小得微晶层。它具有粘性液体膜似得非晶态外观,不仅能将表面覆盖得很平滑,而且能流入裂缝或划痕等表面不规则处;下面为塑性流变层)(2)基于固相组织或晶体结构差异形成得界面(3)基于固相宏观或成分差异得界面。宏观成分差异形成得界面:冶金结合界面、扩散结合界面、外延生长界面、化学键结合界面、分子键结合界面、机械结合界面。 5、吸附对材料力学性能得影响——莱宾杰效应:许多情况下,由于环境介质得作用,材料得强度,塑性,耐性,耐磨性等力学性能大大降低,产程原因:(1)不可逆转物理过程与物理化学过程引起得效应(2)可逆物理过程与可逆物理化学过程引起得效应,这些过程下降,固体表面自由能,并不同程度地改变材料本身得力学性能。这种因环境介质得影响及表面自由能减少导致固体强度,塑性降低得现象,称为莱宾杰尔效应。 特征:(1)环境介质得影响有很明显得化学特征。(2)只要很少得表面活性物质就可以产生莱宾杰尔效应。(3)表面活性熔融物得作用十分迅速(4)表面活性物质得影响可逆(5)莱宾杰尔效应得产生需要拉应力与表面活性物质同时起作用。 本质:就是金属原子对活性介质得吸附,使表面原子得不饱与键得到补偿,使表面能降低,改变表面原子间得相互作用,使金属表面得强度降低。 实际意义:(1)此效应提高金属加工效率(2)应注意避免因此效应所造成得材
《化工与制药导论》课程结课作业 化学工程与过程工程 一：学科内涵 化学工程经过归纳、综合和与其他知识的交叉，形成了以传递和反应为主且还在不断发展的“三传一反＋X”的学识基础。化学工程对化学工业的发展起了巨大的推动作用，而化学工业的发展也为化学工程学科不断提出新挑战和新课题，促进了化学工程学科的发展。目前化学工程的服务对象已不限于化学工业，而是扩展到冶金、材料、能源、环境、生物等诸多进行物质与能量转化的过程工业。化学工程学科本身也在不断扩大其学科内涵，向着以更广泛地研究物质和能源在化学、物理和生物转化过程中的运动、传递和反应及其相互关系以及过程的绿色化和集约化为科学内涵的过程工程学科转移。 1923年Walker、Lewis和McAdams三位教授将多年积累的单元操作教材编撰成教科书，被认为是化学工程发展的第一里程，而“三传一反”理论的形成则被认为是第二里程。化学工程学有可能在“三传一反”理论的基础上增加新的学科内涵而转变为过程工程学，成为化学工程发展的第三里程。 可以说，过程工程反映人类智慧对物质能源转化过程的认识和驾驭，其基础还是化学工程，其扩展部分为材料、生化、能源、环境、冶金、医药等工程领域；其基本理论还是“三传一反”，但应该是“三传一反”理论的深化与发展，还需增加绿色、环保、节能、减排、循环经济的相关理论和方法。 关于化学工程和过程工程的相同、承继和区别，Wikipedia载有以下两段文字： Chemical engineering is the branch of engineering that deals with the application of physical science （e.g. chemistry and physics),with mathematics, to the process of converting raw materials or chemicals into more usefulor valuable forms......Chemical engineers are for the most economical process. Process engineering is often a synonym for chemical engineering and focuses on the design,operation and maintenance of chemical and material manufacturing processes. 过程工程有四大特色。 特色1 占我国GDP1/6，高于电子行业，也高于农业：过程工程作为从事物质的物理、化学、生物转变的工程，包括两类：全属过程工程，如石油、化学原料过程工程，在我国共13种；渗入其他行业的过程工程，如烟叶、自来水过程工程，在我国共14种。具有重大经济价值。 特色2 连续运转+内循环：过程工程一般都连续生产作业，且包含或多或少的内部物质和能量在流程内的循环，以求达到高纯度、高反应转换的产物，同时减少设备投资和生产成本。特色3 过程工程研究和开发（R&D）的运行包括三段：道、术和企。三者相互促进反馈，必须有效管理和领导，同时也表明过程工程的道和术向其他领域的延伸和扩散。道，即基础知识和共性方法。包括单元操作、传递过程、反应工程、数学方法和过程设计与开发等；术，以雷同产物为目标的有效方法，如化工冶金、生物化工、石油化工、有机合成、中药制作与食品加工等；企，指管理、经营与经济；延，即在能源、环境等诸多领域的扩散和延伸。特色4 逐步审核。 二：基础理论 过程工程设备内部进行着多种性质不同的速率过程，概括地归纳为“三传一反”即动量传递、热量传递、质量传递和化学反应过程。对过程工程设备的操作和控制，需要以传递过程原理为工具，认识不同尺度的不均匀环境中的传递和反应过程规律和调控方法，以期实现化学家
《金融工程学》思考与练习题 第一章金融工程概述 1.金融工程的含义是什么？ 2.金融工程中的市场如何分类？ 3.金融工程中的无套利分析方法？举例说明。 4.金融工程中的组合分解技术的含义是什么？举例说明。 5.远期利率与即期利率的关系如何确定。推导远期利率与即期利率的关系。 6.假定在外汇市场和货币市场有如下行情，分析市场是否存在套利机会。如何 套利？如何消除套利？ 第二章现货工具及其应用 1.举例说明商品市场与货币市场如何配置？ 2.商品市场与外汇市场的现货工具如何配置？举例说明。 3.举一个同一个金融市场中现货工具配置的例子。 4.举例说明多重现货市场之间的工具配置。 第三章远期工具及其应用 1.什么是远期交易？远期交易的基本要素有哪些？ 2.多头与空头交易策略的含义是什么？ 3.什么是远期利率？ 4.举例说明“借入长期，贷出短期”与“借入短期，贷出长期”策略的含义。 5.何谓远期利率协议？其主要功能是什么？描述其交易时间流程。 6.在远期利率协议的结算中，利率上涨或下跌对借款方和贷款方的影响如何？ 7.什么情况下利用购入远期利率协议进行保值？什么情况下利用卖出远期利 率协议进行保值？
8.远期合约的价格与远期价格的含义是什么？如果远期价格偏高或偏低，市场 会出现什么情况？ 9.远期价格和未来即期价格的关系是什么？ 10.在下列三种情况下如何计算远期价格？ 11.合约期间无现金流的投资类资产 12.合约期间有固定现金流的投资类资产 13.合约期间按固定收益率发生现金流的投资类资产 14.一客户要求银行提供500万元的贷款，期限半年，并且从第6个月之后开始 执行，该客户要求银行确定这笔贷款的固定利率，银行应如何操作？目前银行的4月期贷款利率为9.50%，12月期贷款利率为9.80%。 15.假设某投资者现在以20美元的现价购买某只股票，同时签订一个半年后出 售该股票的远期合约，在该期间不分红利，试确定该远期合约的价格。假定无风险利率为7.5%。 16.假设3个月期的即期年利率为5.25%，12月期的即期年利率为5.75%，问（3 ×12）远期利率是多少？如果市场的远期利率为6%，则市场是否存在套利机会？若存在，请构造一个套利组合。 17.假设A银行计划在3个月后筹集3个月短期资金1000万美元，为避免市场 利率上升带来筹资成本增加的损失，该行作为买方参与远期利率协议。设协议利率为8%，协议金额为1000万美元，协议天数为91天，参照利率为3个月LIBOR。到了结算日LIBOR为8.10%，则该行从事远期利率协议的结果如何？ 18.一个股价为40元的7月期远期合约，无风险连续复利为8%，假设在3个 月，6 个月，和9个月后都有每股０.8元的红利支付,求远期合约的价格? 19.某股票预计在3个月和6个月后每股分别派发1元股息，该股票目前市价等 于25，所有期限的无风险连续复利年利率均为8%，某投资者刚取得该股票9个月的远期合约空头，请问：（1）该远期价格等于多少？若交割价格等于远期价格，则远期合约的初始价值等于多少？（2)3个月后，该股票价格涨到35元，无风险利率仍为8%，此时远期价格和该合约空头价值等于多少？