《冶金实验研究方法》期末作业

东北大学22春“冶金工程”《冶金反应工程学》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.等温气相反应，如果反应开始时只有反应物J，则膨胀率为：1)50%、 2)100%、3)200%A、2B、0C、0D、0参考答案：A2.以下各式中按单位相界面积计的反应速度是：1)2)3)4)5)A、3B、6C、6D、6参考答案：A3.在一定温度下，化学反应，按反应物A与B的消耗速度定义的反应速度为 1) 2) 3) 4)A、2，4B、5C、5D、5参考答案：A4.以下各式中按固体单位质量计的反应速度为：1) 2) 3) 4) 5)A、2B、6C、6D、65.在一定温度下，化学反应，的化学计量关系式为：，式中，，和A、是反应方程式中各组分的化学计量系数B、分别表示四种物质的量C、分别表示这四种物质的反应速度D、4参考答案：A6.简述土茯苓的功用特点。

参考答案：土茯苓味甘淡渗利，功能解毒，除湿，通利关节，又兼解汞毒，故对梅毒或因梅毒服汞剂中毒而致肢体拘挛、筋骨疼痛者疗效尤佳，为治梅毒的要药。

此外，亦可用于湿热所致的热淋、带下、湿疹湿疮、痈肿疮毒等证。

7.I left for the office earlier than usual this morning ______ traffic jam.A．in case ofB．for the sake ofC．in line withD．at the risk of正确答案：A解析：本题考查介词短语辨析。

四个选项的意思分别为：in case of“万一，以防”，for the sake of“为了，为．．．．的利益”，in line with“符合，与．．．．一致”，at the risk of“冒．．．．．危险”。

故选项A符合题意，为正确选择。

8.返混是1)微观完全混合;2)宏观完全混合;3)不同停留时间物料间的混合;4)相同停留时间物料间的混合。

A、3)B、0C、0D、09.对于给定的化学反应，反应速度 1)只与反应速度常数有关、2)只与反应物浓度有关、3)只与反应体系温度有关、4)与反应速度常数和反应物浓度有关。

冶金实验研究报告冶金实验研究报告摘要：该研究报告主要对某种冶金实验进行了详细的研究和分析。

通过对实验材料的选取、实验过程的控制和结果的分析，得出了一些重要的结论和建议。

研究表明，该实验在研究冶金过程和材料性能方面具有一定的启示和应用价值。

引言：冶金实验是现代冶金学研究的基础，通过对不同冶金材料进行实验研究，可以揭示材料的物理、化学和力学性质，为冶金工艺的改进和优化提供重要依据。

本次实验主要研究了某种金属材料的耐腐蚀性能和力学性能。

实验材料和方法：实验选择了一种常用的金属材料作为研究对象，通过一系列实验方法对其进行了测试。

首先，对材料进行了化学成分分析，以确定其组成和纯度。

然后，利用电化学测试仪器对材料进行了腐蚀实验，测量了其腐蚀速率和腐蚀形貌。

最后，利用力学测试仪器对材料进行了拉伸和硬度测试，得出了其力学性能参数。

实验结果：通过对实验数据的统计和分析，我们得出了一些重要的结果。

首先，材料的化学成分符合标准要求，具有一定的纯度。

其次，材料在腐蚀试验中表现出良好的抗腐蚀性能，腐蚀速率较低。

最后，材料的力学性能良好，具有较高的强度和硬度。

讨论与结论：本次实验结果表明，该材料在冶金应用中具有一定的优势和潜力。

其抗腐蚀性能好，可以在腐蚀环境中长期使用。

同时，它的力学性能优秀，可以满足一般工况下的要求。

然而，该材料的成本较高，需要在使用场景和经济效益之间进行权衡。

建议：根据本次实验的研究结果和分析，我们提出以下几点建议：首先，进一步研究和优化该材料的制备工艺，以提高材料性能和降低成本。

其次，对该材料在不同工况下的耐腐蚀性能进行深入研究，以确定其应用范围和限制条件。

最后，通过与其他材料进行比较和竞争，评估该材料在冶金领域的竞争力和市场前景。

结语：通过本次研究，我们对某种冶金实验进行了深入的研究和分析，得出了一些重要的结论和建议。

该实验在研究冶金过程和材料性能方面具有一定的启示和应用价值。

希望本次研究可以为冶金学研究和工业实践提供一定的参考和指导。

冶金物理化学实验研究方法一、引言冶金物理化学实验是冶金学科中非常重要的一部分，通过实验研究可以揭示材料的结构和性能之间的关系，为冶金过程的优化和材料的改性提供理论依据。

本文将介绍冶金物理化学实验的一般步骤和常用方法。

二、实验步骤1. 实验前准备实验前需准备好所需的实验设备和试剂，并进行检查和校准。

确保实验环境的干净整洁，以避免实验结果的干扰。

2. 样品制备根据实验的目的和要求，选择合适的材料，并进行样品的制备。

制备过程应严格按照标准操作程序进行，以确保样品的质量和一致性。

3. 实验参数的确定根据实验的目的，确定需要测量或观察的参数，并选择合适的实验方法和仪器进行测试。

不同的实验方法适用于不同的参数测量，例如X射线衍射用于晶体结构分析，热分析用于材料热性能的研究等。

4. 实验条件的控制在实验过程中，需要严格控制实验条件，包括温度、湿度、压力等。

这些条件的变化可能会对实验结果产生影响，因此需要保持稳定并记录下来，以便后续的数据分析和对比。

5. 实验数据的获取根据实验方法和仪器的要求，进行数据的获取和记录。

在记录过程中，要注意准确性和完整性，以避免数据丢失或错误。

6. 数据分析和结果验证将实验数据进行分析和处理，得出相应的结果。

对结果进行验证，可以通过对比不同实验条件下的数据，或与已有的文献结果进行对比。

7. 结果的解释和讨论根据实验结果，对实验现象进行解释和讨论。

可以结合已有的理论知识，分析实验结果的原因和机理。

8. 结论和展望根据实验结果和讨论，得出相应的结论，并对未来的研究方向进行展望。

提出进一步改进和深入研究的建议。

三、常用实验方法1. X射线衍射X射线衍射是一种常用的用于材料结构分析的方法。

通过测量材料对入射X射线的散射模式，可以得出材料的晶体结构、晶格常数和晶体缺陷等信息。

2. 热分析热分析是一种通过测量材料在不同温度下的质量变化或热量释放来研究材料热性能的方法。

常用的热分析方法包括差示扫描量热法（DSC）、热重分析法（TGA）和热膨胀分析法（TMA）等。

《冶金实验研究方法》报告学院：冶金与化学工程学院专业：13有色金属冶金学生：邹剑学号：6120130109指导教师：徐志峰课程：冶金实验研究方法热力学、动力学及工艺矿物学分析方法在冶金过程研究中应用一热力学1.1热力学概述冶金过程热力学使用热力学方法研究从矿石提取金属及其化合物的各种冶金过程的一门学科。

它是冶金过程物理化学的一个分支，从矿石提取金属可分为火法冶金、湿法冶金和电冶金，后者包括电炉冶炼、熔盐电解和水溶液电解，故也可分别包括在前二者之内。

冶金过程物理化学的发展是从火法冶金，特别是炼钢的热力学开始的，随着冶金工业的发展而扩大其内容，并已逐步深入到有色金属的火法和湿法冶金的研究。

1.2热力学分析方法在冶金过程研究中的应用冶金过程热力学研究范围十分的广，不仅包括冶金体系的热力学，同时也包含各种冶金过程中有关体系间的相互反应。

在实际生产中，运用热力学定律(dU−TdS−pdV≤SW′)和拉乌尔定律(P A=P A∗∙X A)、亨利定律(P B=k B∙X B)以及吉布斯自由能公式(G=U−Ts−PV)等定理公式求得反应是否可以发生。

在研究有色金属冶金时，冶金热力学涉及到了熔锍、熔渣、熔盐和水盐体系以及有机溶剂和离子交换树脂各个方面。

冶金热力学针对火法冶金来说，通过氧势图给出一系列金属化合物的标准生成自由焓与温度的关系，从而可以对不同化合物的相对稳定性作出定量比较，并可据以计算有关冶金反应的平衡常数。

而对湿法冶金来说,通过电位-pH图给出的某一金属的各种固态和溶解于溶液中的化合物的热力学平衡，也可以给出溶质和气相间的平衡。

这种图对于金属在给定条件下的浸取或腐蚀有一定参考和应用价值，例如湿法冶金中的高压氢还原法就是冶金热力学应用于生产实践的一个例子。

通常情况下，可以通过人为的干预达到提高反应速率、提高经济效益、节约生产成本的目的，从热力学的角度来看，可以通过调节反应条件使得标准自由焓变量尽可能成为较大的负值，越负反应进行得越剧烈也越明显，其次可以提高反应物的活度或者降低产物的活度，这些都可以在生产实践当中指导企业生产，以达到效益的最优化。

《冶金实验技术和研究方法》平时作业一、简答题1. 冶金试验取样的目的是什么？取样的方法有几种？答：冶金实验首先要确定研究对象。

冶金实验取样是为了获得具有代表性的实验批样，再以这些批样依据不同实验研究技术规定的具体制样规程严格制得供实验的对象——试样。

取样的方法分为：随意取样和代表性取样。

2. 粗粒固体试样加工作业大致分为哪几道工序？简述四分法取样的步骤？答：粗固体试样加工大致分为四道工序：①筛分，②破碎，③混匀，④缩分。

四分法取样：将堆成圆锥形的混匀试样用博班旋转或压平成圆盘形，通过圆心画两条互相垂直交线，讲试样分为四个相同扇形，取其对角线的两扇形物料合成一份试料。

3. 什么叫粒度？-200目相当于多少个 m？答：物料的大小叫做粒度。

-200目相当于<74μm的粒径。

4. 实验室常见常用的高温设备有哪几种？用电的特点是什么？答：冶金实验室中常用的高温设备有电热炉和燃烧炉两大类。

其中前者电热炉是使用电作为能源的。

电热炉的特点是温度容易控制，操作简便可靠；带来的杂质少，污染程度小。

5. 电阻炉通常有哪几部分组成？电热元件应具有哪些性能？答：电阻炉主要由炉壳、电源引线、炉衬、电热元件等部分组成。

电热元件应具有的性能：①最高使用温度；②电阻系数和电阻温度系数；③表面负荷及允许表面负荷。

6. 为什么铁铬铝电热体能在氧化性气氛下工作？答：铁铬铝电热体在高温下由于氧化使其表面生成Cr2O3和NiCrO4膜，从而阻止了铁铬铝电热体进一步氧化，故铁铬铝电热体能在氧化性气氛下工作。

7. 气体净化的方法有哪些？常用的干燥剂、吸附剂、催化剂有哪些？答：净化气体的方法包括：吸收、吸附、化学摧化和冷凝等。

常用的干燥剂有：CaO、CaCl2、硅胶、无水CoCl2、P2O5等；常用的吸附剂有：硅胶、活性炭和分子筛；常用的催化剂有：铂、石棉、105催化剂等。

8. 简述使用高压气瓶的注意事项？请写出氢气的净化方法？答：高压气瓶的主义事项有：①为了安全和致误用，各种气体所用的钢瓶外表涂上不同的颜色，以便识别；②由于装的是高压气体，使用时必须经减压阀减压；③使用气体时要注意安全，即防毒、防火、防爆等。

冶金试验研究方法期末复习资料2015年11月13日考试形式与范围考试形式：判断题：10题10分；不定项选择题：10题20分；简答题：6题30分；计算题：4题40分.考试范围：绪论试验设计误差分析与数据处理温场获得与测量气体净化与气氛控制真空技术固体电解质电池与其应用冶金材料物性测定电化学研究方法※回归试验、化学平衡、检测技术和论文撰写不考.一、绪论1. 研究工作的阶段划分与特点〔1〕实验室试验的特点：①规模小,测试手段先进,可采用小型标准设备〔仪器〕.其数据易于采集和处理.②条件容易控制,干扰因素较少,操作严格,试验结果的准确度高.③试样的物相组成与物理化学性质波动不大,试验数据重现性好.④分批试验,机动灵活,可在较大范围内进行探索.〔2〕扩大实验室试验特点：①大部或全部是连续操作,较接近工业生产要求；②规模较大,运行时间较长；③各环节之间的相互影响暴露得较充分,试验结果的可靠性更高；④原材料消耗较大,费用较高.〔3〕半工业试验：半工业试验设备应为生产设备的雏形或一个生产单位的雏形,应要求操作连续化、机械化或自动化,并配备将来工业生产设备同样需要的控制仪表.2. 研究工作的程序二、试验设计1. 试验设计是指为节省人力、财力、迅速找到最佳条件,揭示事物内在规律,根据实验中的不同问题,在实验前利用数学原理科学编排实验的过程.是以概率论与数理统计学为理论基础,以达到经济、科学地安排试验的目的〔正交设计法、优选法、均匀设计法等〕.2. 0.618法〔黄金分割法〕例：在某一生产工序中,需加入一种原料,其适宜加入量为1000～2000克,问最佳加入量是多少？解：若采用均匀试验法,间隔5克做一次试验,需做199次.但用0.618法只需做11次,具体做法如上图.具体步骤如下：先在1000～2000克之间的0.618<1>与其对称点0.382<2>处做第一组试验,其加入量分别为1618克和1382克.比较两点的结果,若<1>比<2>好,则删去小于1382克部分；再在1382～2000克之间做1618的对称点的试验,其加入量为1764克.<2000-1382> × 0.618 = 381.924 + 1382 = 1763.924g比较<1>和<3>的结果又可删去一部分,依此类推.这样每次都可去掉试验范围的38.2%,试验范围逐步缩小,经过11次试验就可求出最佳加入量.反之不用优选法,需要做199次才能求出最佳点,而与11次优选试验等效.3. 正交试验设计正交试验设计是利用已经造好的表格〔正交表〕安排试验和进行数据分析的一种方法.它适用于多因素的条件试验,可从少数的试验中判断影响因素的主次,可确定出较好的组合方案与进一步试验的方向.特点：均匀分散,整齐可比.正交实验设计的基本工具是正交表.常用的正交表有L8<27>、L12<211>、L9<34>、L27<313>、L16<45>、L8<4×24>、L18<2×37>等.各数码意义如下：因子〔因素〕：对试验指标可能会产生影响的原因称为因子,也可称为因素；水平：在试验中因子所选取的具体状态称为水平；L8<27>：正交表最多可以安排7因子二水平试验,共做八次.L9<34>：正交表最多可安排8因子3水平共做9次试验.因子水平表4. 极差分析与方差分析的比较极差分析方法简单,只需少量计算,经综合比较就可得到较优的组合方案.但该法没有考虑误差,也没有一个标准定量地判断因子的影响作用是否显著.而正交表的方差分析可以把因子水平变化引起试验数据间的差异同误差所引起试验数据的差异区分开来,并能定量的描述因子的影响作用是否显著.5. 冶金常用方法：优选法、正交试验设计、正交回归设计、混料回归设计、逐步回归设计、旋转回归设计等.三、误差分析与数据处理1. 误差的分类误差有不同的分类方法,就其性质和产主的原因,可将误差分为系统误差、偶然误差和过失误差三种.1〕系统误差〔恒定误差〕产生原因：①仪表未经校正；②测量方法不当；③化学试剂纯度不够；④观测者的习惯与偏见等而产生.特点：恒偏于一方,数值的大小按一定规律变化或者固定不变,它决定了测量结果的准确性.消除〔使之减小〕办法：①采用不同的实验技术或不同的实验方法；②改变试验条件；③调换仪器和试验人员；④提高化学试剂纯度.2〕偶然误差〔随机误差〕产生原因：某些无法控制的偶然因素影响的结果；测量仪器灵敏度的有限性；温度、压力等无法控制的微小变化.产生的原因一般不详,因而无法控制,但用同一仪器在同样条件下,对一个量做多次测量,若观测次数足够多,则可发现偶然误差完全服从统计规律.误差小的比误差大的出现几率大小相同,符号相反的正、负误差出现的几率近于相等.故误差出现的几率与误差大小有关,当没有系统误差时,无限多次测量结果的平均值可以代表真值.可见误差超过±3σ出现的几率只有0.3%,因此多次重复测量中个别数据误差的绝对值大于3σ时,这个数值可以舍弃.3〕过失误差是一种与实事不相符的误差,主要是由于粗枝大叶和操作不正确等原因所引起,如读错刻度、记录错误、计算错误等.此类误差无规律可寻,只要多加注意、细心操作就可避免.2. 可疑观测值的舍弃2.1. 拉依达3σ准则当观测次数大于10次,可用3σ准则舍弃可疑值,其依据如图2所示.图中误差超过∓3σ的数据的几率小于0.3%,所以在一组较多的数据中,对偏差大于3σ的数据可以舍弃.具体步骤是：首先算出一组数据的算术平均值和标准误差σ,然后比较是否大于3σ,若大于3σ即可舍弃,舍弃可疑值后再重新计算平均值和标准误差σ.2.2. 乔文涅法则在一组数据中,某数据与该组数据算术平均值的偏差大于该组数据或然误差的k倍时,可以舍弃.K值查表.3. 试验数据的表示方法试验数据的表示方法有列表法、作图法、方程式法三种.1、列表法列表法是将试验数据中的自变量与因变量的各个数值依一定的形式和顺序对应列出来.优点：简单易作、形式紧凑、数据清楚、便于参考比较,同一表内可以同时表示几个变量间的变化而不混乱.列表时一般包括表的序号、名称、项目、说明与数据来源等.2、作图法利用图形表达试验结果,实际上就是用形象来表达科学的语言.优点：能清楚地显示研究结果的变化规律和特点,如极大值、极小值、转折点、周期性、数量的变化速率以与其他奇异性等；形式简明直观便于比较；如果曲线作得足够光滑,可对变数做微分和积分,有时还可利用图形外推求得难以用试验获得的值,用途极为广泛.用途：<1> 求内插值；<2> 求外推值；<3> 作切线求函数的微商；<4> 求经验方程；<5> 求转折点和极值.3、方程式法用数学经验方程式表达试验结果时,不但方式简单,而且进一步试验设计和理论探讨可以提供依据和线索.数学经验方程式可用图解法和最小二乘法求得.对于多因素影响的函数式,可用正交回归、旋转回归、混料回归等方法求得.四、实验室温场的获得与测量1. 获得低温的方法绝热膨胀；节流过程；低温液体减压；稀释致冷；磁冷却2. 常用高温炉对比3. 电阻炉结构〔1〕炉壳：放有绝热材料〔2〕保温材料层：放有保温材料〔3〕炉衬：耐火材料为炉膛起保温作用,使炉膛达到要求的高温〔4〕电热体：将电能转化成热能〔5〕炉管：支撑发热体和放置试料〔6〕炉架：支撑整个炉体重量〔7〕接线柱：保证电源线与电热体安全连接对于不同的实验要求,炉体还可能包括密封系统,水冷系统等.4. 耐火材料的工作特性耐火材料的工作特性也就是使用性能,其主要指标有耐火度、荷重软化点、化学稳定性和热稳定性、热导率和导电性.①耐火度耐火度是耐火材料抵抗高温作用的性能.耐火度仅代表耐火材料开始熔化至软化到一定程度时的温度.因为绝大多数耐火材料由多种成分的矿物组成,没有固定的熔点,而是在一定温度范围内熔化的,只有高纯氧化物耐火制品的耐火度和熔点才比较接近.②荷重软化点耐火材料在使用中多少要受到载荷和应力作用,当达到一定温度时,耐火材料内部组织局部开始熔化,机械强度会急剧减低.为了查清这类变化,对耐火材料样品施加一定压力并以一定升温速度加热,当耐火材料塌毁〔以加压力方向收缩一定值作标志〕时的温度称为荷重软化点.荷重软化点表征耐火材料的机械特性,而耐火度表示其热性质.显然,耐火材料的实际使用温度不得超过荷重软化点,更不能超过耐火度.③热稳定性耐火材料在温度急剧变化条件下,不开裂、不破碎的性能叫热稳定性.残存线膨胀收缩的起因：烧成中的矿物变化和物理变化而引起的容积变化还未结束时发生的.这个变化值大,往往使高温下耐火材料龟裂、脱落.一般热膨胀高的制品往往抗热震性较差.④化学稳定性耐火材料在使用过程中,在高温条件下均与一定的气相、凝聚相〔如金属、炉渣〕相接触,在这样的条件下,耐火材料能否稳定存在,对实验过程和耐火材料作用都有重大影响.⑤热导率耐火材料的热导率表示其导热能力的大小,用导热系数λ表示,单位为：J/<m·h·℃>或W/<m·K>.其数值为物体中单位温度降度〔即1m厚的材料两侧温度相差1℃时〕,单位时间内通过单位面积传导的热量.耐火材料中矿物晶型变化将使热导率变化,最明显的例子是SiO2,0℃时结晶的二氧化硅热导率要比石英玻璃高几倍.⑥导电性一般耐火材料中除碳质、石墨、碳化硅、粘土质、炭化硅制品外,在室温下都是不良电导体.随温度升高,大多数耐火材料导电性提高,电阻率下降.最明显的是氧化锆.5. 耐火材料的结构特性气孔率：气孔率高,抗渣铁浸蚀能力差；机械强度低,不能承重但导热性差,可作绝热保温材料.透气性：与工作温度、气体特性和制品组织的均匀性等有关.为保证高温炉内的一定气氛,应选择透气性小的耐火材料.6. 常见耐火材料的特点冶金中常用的耐火材料：氧化物耐火材料；石墨和非氧化物耐火材料；其它耐火材料.氧化物耐火材料：熔融Al2O3再结晶的刚玉制品；石英质品；MgO制品；氧化钙制品；二氧化锆制品；石墨和非氧化物耐火材料：石墨；碳化物；氮化物、硼化物、硫化物、硅化物耐火材料；其它耐火材料：6.1. 熔融Al2O3再结晶的刚玉制品特点：化学稳定性、导热性、和电绝缘等性能均较好,不透气.高级制品由99.98%以上Al2O3制成.致密的刚玉制品具有良好的抗渣性、抗金属浸蚀性能.使用温度：耐火度可达2000℃,其最高使用温度为1900℃,适用于300℃/min的升温速度.薄壁优质坩埚可由室温直接置于1600℃高温中而不炸裂.应用：高温炉衬、电热体支架、炉管、热电偶保护套管、坩埚、坩埚座等.6.2. 石英制品石英玻璃是熔融SiO2的过冷体,快冷得到的玻璃状石英.特点：在单一氧化物中,石英玻璃的热膨胀系数最小.800℃以上,接近零.高温下,抗热震性好,透明,体积密度大,气孔率小,不透气,常用于真空系统.使用温度：室温至1000℃或更高温度下能保持玻璃体性状,常压下使用温度为1240℃左右,短时间使用温度可达1700℃,但在1000℃以上快速结晶而失透.缺点：它是指由介稳的玻璃态转变成结晶态,这种晶型转变多半是由石英玻璃表面粘附的杂质所促进的.此过程一旦开始,器皿会迅速损坏,在1000℃以上更容易进行.应用：坩埚、真空炉管、插入式热电偶保护管等.6.3. MgO制品特点：耐火度高,在氧化气氛中使用温度比刚玉高,还原气氛下只能在1700 ℃以下使用.使用温度：MgO熔点为2800 ℃,由于Mg蒸汽压大,真空条件下不宜超过1600 ℃－1700 ℃使用.氧化气氛比刚玉高.应用：坩埚、炉管与热电偶的电绝缘材料.缺点：易吸水而生成氢氧化物,可通过煅烧生成稳定的形态.6.4. 氧化钙制品特点：具有良好的抗金属性能.耐火度高,价格便宜.使用温度：CaO熔点2600℃,在1700℃以下其稳定性在氧化物中占首位.应用：坩埚材料缺点：CaO易吸收空气中水分成为Ca<OH>2而损坏,另外也不容易烧结,故未能广泛使用.人们一直在寻找解决吸水问题的办法.6.5. 二氧化锆制品特点：烧结ZrO2与某些氧化物结合,高温下有较高的导电性,可以作为高温炉的发热体.使用温度：ZrO2熔点为2700℃,系弱酸性氧化物,其耐火制品何种软化温度高于2000℃,经2200℃煅烧的ZrO2具有较高强度和热稳定性.在氧化性或弱还原气氛下工作均较稳定,高温时使用性能比刚玉强,应用：坩埚、炉衬与绝热材料.6.6. 石墨特点：石墨升华点高于4700℃,没有相变,热膨胀系数小,导热、导电率高,密度小,易加工,高温尺寸稳定,强度大,抗渣性好,所以在很多场合可充当优良的耐火材料.应用：用碳作还原剂的熔融还原反应和被碳饱和的熔体反应时,可以用石墨坩埚；研究金属熔体和炉渣之间的反应可用石墨坩埚.如避免石墨碳参与反应,可以用钼片内衬套在石墨坩埚里.石墨可以作为电极或电热体.使用的温度与气氛：石墨在中性或还原性气氛中是稳定的,在真空条件下可用到2000℃以上.用石墨注意的问题：缺点：石墨不能用于氧化性气氛不反应：石墨不能与金属发生反应；金属不能腐蚀石墨坩埚；石墨不会对金属渗碳从而改变反应体系成分.6.7. 碳化物从热力学上讲,碳化物没有相应的氧化物稳定.有些碳化物在氧化性气氛下由于表面形成了一层氧化物薄膜,阻止了进一步氧化,因而可在氧化气氛下使用至一定温度.如SiC在1000℃以下稳定是由于反应速度慢,在高于1140 ℃至1500 ℃稳定是由于生成了一层SiO2保护膜.TiC和ZrC等在高温时同样可以形成氧化物保护膜.很多碳化物在液态金属中有很大的溶解度,从而使金属玷污,故碳化物不适宜做液态金属的容器.6.8. 氮化物、硼化物、硫化物、硅化物耐火材料氮化物在高温时抗氧化能力较差,易被氧化形成氧化物.硼化物的抗氧化能力不强,在高温下不适于在氧化性气氛下使用.硼化物在真空中的稳定性很高,在2500K以上是唯一适合于真空下使用的耐火材料.硫化物：硫和金属形成一系列高稳定性的硫化物.但是,硫化物的稳定性比相应的氧化物小.在氧化性气氛下高温时要氧化成氧化物.在氮气气氛下很少反应.因为其分解产物为气体硫,高温时离解压大,一般不适合在真空条件下使用.硅化物：氧化性气氛中热力学不稳定,但以MoSi2为例,在氧化气氛中能形成一层二氧化硅保护膜,在空气中高温下直到熔点抗氧化性能很好.6.9. 高熔点金属材料实际应用中有钨〔W〕、钼〔Mo〕、铌〔Nb〕、钽〔Ta〕以与铂〔Pt〕、铱〔Ir〕、铑〔Rh〕、钌〔Rt〕.前四种易氧化,后四种抗氧化,可在氧化气氛中使用.钨熔点高达3337℃,高温下蒸汽压很低,可在真空、氮、氢或其它非氧化性气氛下稳定工作.钨坩埚一般用钨片在氩弧焊下制成,或用粉末冶金方法制成.钼熔点也较高,达2600℃,易加工成型,在非氧氛下工作温度可达2000℃,温度再高则易蒸发.钼坩埚用钼片在氩弧焊下制成.7. 耐火材料的工作稳定性7.1. 在氧化气氛中的稳定性耐火氧化物大多是其金属元素的最高价氧化物,在高温氧化气氛下是稳定的.如果在分解或蒸发温度以下工作,其氧化气氛中的最高温度可以接近其耐火度〔或熔点〕.但碳素耐火材料是不稳定的.7.2. 在H2和CO气氛下的稳定性氧化物耐火材料能否与氢起作用,可以通过热力学计算作出初步判断.钢铁冶金实验温度一般不高于1727℃大多数耐火氧化物在氢气氛下是稳定的.但1727℃下,SiO2与H2作用的P H2O蒸汽压稍高,其余氧化物的P H2O都不高.7.3. 在其它气氛下Al2O3在N2和HCl气氛中是稳定的,在高温下与HF气体发生反应生成AlF3.含S的气氛会微弱的腐蚀Al2O3.MgO 在N2气氛下可稳定至1700℃以上,卤素和S的气氛要腐蚀MgO.7.4. 在高温下的稳定性在高温、真空条件下,耐火材料本身的稳定性减小.在真空冶金中,由于体系的压力很低,促使了氧化物的分解.不宜于用于2000K以上的高温.7.5. 耐火氧化物对碳的稳定性〔1〕耐火氧化物被还原成金属的可能性.在一个大气压,2000℃以下常用耐火氧化物中只有SiO2、MgO有被碳还原成金属的可能.SiO2被还原是明显的.MgO在标准状态压力下高温时虽较难被碳还原,但因生成的Mg和CO都是气体,所以随着气相压力的降低反应易于进行.所以在真空碳热还原金属氧化物时,不能用MgO坩埚,而用石墨坩埚.〔2〕耐火氧化物被C还原成碳化物的可能性大多数耐火氧化物在1500℃以上与碳接触时容易生成碳化物.如果反应生成的CO不断地被排除,氧化物将不断地和碳反应生成碳化物.7.6. 耐火氧化物对液态金属的稳定性耐火氧化物在1000℃以上与液态金属接触时,金属易受污染,而耐火氧化物达到侵蚀.其反应通式如下XO固＋Me液= MeO液+ X固液在实际场合,由于炉内气氛对液态金属的作用,对耐火氧化物也有影响.如铁金属的氧化,生成的<FeO>对很多耐火氧化物都有侵蚀作用.因此必须注意炉内气氛的间接、直接作用.7.7. 耐火氧化物对熔盐和炉渣的稳定性高温下,很多耐火材料易被熔盐或炉渣所侵蚀.熔点在600℃以下：用硬质玻璃作容器,但氟化物熔盐能与SiO2作用生成易挥发的SiF4,应当用白金坩埚.在1100℃以上：碱金属、碱土金属、氯化物、溴化物和碘化物等熔盐,都可用Al2O3、MgO、ZrO2质容器,氟化物则用石墨容器.碱金属的硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐在高温下采用白金或石墨质容器.8. 电热元件电热元件的作用是把电能转化成热能,使被加热的样品达到所要求的温度,它决定炉子的工作能力和寿命.其性能包括：①最高使用温度；②电阻系数和电阻温度系数；③表面负荷与允许表面负荷.分类：①金属电热体；②非金属电热体. ← 注意使用温度和气氛最高使用温度：最高使用温度〔电热元件本身最高的承受温度〕= 炉温+〔50~150℃〕.炉膛的最高温度主要取决于电热元件的使用温度.电阻系数：电阻系数又叫电阻率,是指电热体当温度在20℃,1m长度的电热体1mm2端面所具有的电阻值,其单位：Ω•mm2/m.电阻温度系数：电热体的电阻随着温度变化而变化,衡量这个变化程度的叫电阻温度系数.可按下式计算：式中：ρ20为电热元件在20℃的电阻率,；α为电阻温度系数,℃-1；t为电热元件的工作温度,℃.表面负荷与允许表面负荷：指电热元件单位工作面积上分担的功率.在一定电热炉功率条件下,电热元件表面负荷选得越大,则电热元件用量就越少.但电热元件表面负荷越大,其寿命越短.实际上,只有选择得当,才能得到最佳效果.9 电热体的分类与特点9.1.金属电热体①铬镍合金和铁铬铝合金铬镍合金：铬镍合金的产品塑性好,具有抗氮能力,电阻系数、电阻温度系数、密度均较大.铁铬铝合金：电阻系数比铬镍合金高,电阻温度系数则较低,密度也低,耐热性能好,可以在氧化气氛下使用.要求：温度范围,可以在氧化性气氛中使用.二者可以在1000~1300℃范围内,空气中使用最多.它们抗氧化、价格便宜、易加工、电阻大和电阻温度系数小.注意：它们抗氧化因为在高温下由于空气的氧化能生成Cr2O3或NiCrO4阻止进一步氧化.②钨、钼、钽〔Mo、W、Ta〕纯金属电热体：可以在真空或适当气氛下获得更高的温度.其共同特点是电阻系数大,熔点高,抗氧化差〔一般不能用在空气状态中〕.钼：钼的常用温度为1600～1700℃.由于钼在氧化气氛下生成氧化钼升华,在空气中不能使用,在渗碳气氛下易渗碳变脆电阻系数也较高.因此仅能应用在高纯氢和氨分解气、无水酒精蒸汽和真空中.钨：熔点最高的金属,其熔点达到3400℃,最高使用温度为2500℃,常用温度为2200～2400℃.使用气氛为真空或经脱氧的氢气或惰性气体;钽：熔点达到2900℃,一般用在真空和惰性保护气氛中〔氮气中不能用〕钽的最高使用温度：2200℃,常用温度：2000～2100℃.③铂和铂铑合金〔Pt, Pt-Rh〕铂：多用于微型电热炉中,如卧式显微镜的微型加热炉,测定冶金熔体熔点的小型电炉与标定热电偶的小型电路中,使用温度为1300~1400℃,铂铑合金丝则可用到1600℃.铂电热体的优点：能经受氧化气氛,电阻系数小,升温导热快,电热性能稳定；缺点：不能经受还原性气氛与硅铁硫碳元素的侵蚀,价格十分昂贵.9.2. 非金属电热体①碳化硅电热体形状：常为棒状或管状,也有U型与W型.耐温度骤变性好,化学性能稳定,不与酸性材料反应；耐高温,在空气中常用温度为1450℃.SiC电热体不能在真空和氢气气氛中使用.如何延长其使用寿命：在使用过程中电阻率缓慢增大—老化,可以在1300 ℃将它浸于B2O3中并升温至1500℃,则其表面形成硼化膜,增加其使用寿命.〕②二硅化钼电热体为何MoSi2电热体可以在高温下,氧化性气氛中使用：因为在高温下,发热体表面生成MoO3挥发出去,从而在发热体表面形成致密的SiO2保护膜,阻止其进一步受到氧化."MoSi2疫"：在低温下〔500～700℃〕、空气中使用时,会产生二硅化钼疫,即Mo被大量氧化而又不能形成SiO2保护膜.因而要避免该情况下使用.MoSi2适用于空气,可用于氮气、惰性气体中,但不能用于还原性气氛和真空中可使用到1200～1650℃.没有"老化"现象,可以在空气中长时间使用而电阻率不变,这是其特有的优点.③碳质电热体以碳系发热体做热源的高温炉最高使用温度可达3600℃,常用温度为1800～2200℃.为防止高温氧化而烧毁,应在保护气氛中〔氢气、氮气、二氧化碳、氩气〕和真空中使用.④铬酸镧〔LaCrO3〕发热元件铬酸镧发热元件是以铬酸镧为主要成分,在高温氧化气氛电炉中使用的电阻发热元件；其耗能少,可以精确控制温度.铬酸镧发热元件的优点是能够在大气气氛下使用到1900℃〔表面温度〕,可获得1850℃的炉温；能在氧化气氛下长期使用.适合于高精度温度的自动化控制,其炉温稳定度可在1℃之内.10 电热体重要参数〔1〕元件最高使用温度：电热元件最高使用温度是指电热体在干燥的空气中表面的最高温度,并非指炉膛温度.由于散热条件不同,一般要求炉膛最高温度比电热体最高使用温度低100℃左右为宜.〔2〕电热体的表面负荷：电热体的表面负荷是指电热体在单位表面积上所承担炉子的功率数.在一定炉子功率条件下,电热体表面负荷选的大,则电热体用量就少.但电热体表面负荷越大,其寿命越短,实际上只有选择适当,才能得到最佳效果.对不同电热体,在一定条件下〔散热条件、适用温度等〕都规定有允许的表面负荷值.11 电热丝的缠绕为了维持较长而均匀的高温区,在炉子热损失大的地方要把电热丝缠的密一些.卧式管式炉：两边密,中间疏.竖式管状炉：底下密,上头疏.12 管式电阻炉的设计制作电热丝匝数的确定：其中：n—匝数；L—电热丝总长；D—炉膛外径.该匝间距离是对于均匀缠绕而言的：式中H为加热带长度.对于炉子的不同使用方式〔卧式或竖式〕或对温度场的特殊要求,可以调整匝间距离.另外,边缘要留出引线余份.炉管外涂层：炉丝绕好后,为了避免匝间短路,一般用Al2O3〔不含SiO2>粉调水〔稍加些淀粉〕称糊状,涂在炉管外面,但不宜过厚,以免干裂脱落.涂层涂好后,先在空气中阴干,然后在烘箱烘干后便可装炉.炉壳：可用薄铁板制做,为使保温均匀,形状以圆筒形为好.对于1000℃以下的炉子,炉壳内可直接填充保温材料.对于1200℃以上的电阻丝炉,在靠近电热体部分,应该有一层耐火材料,其外层为保温材料.对于1200℃左右的电阻丝炉,耐火层厚度约为50~70mm,保温层厚度为100~130mm.如果加入的耐火、保温材料均为粉料,则在二者应该使用耐火陶瓷管隔开,以免二者掺混后在高温下发生造渣反应.关于恒温带的标定：在冶金实验研究中往往要进行恒温实验.但由于试样的大小,故要求炉膛内具有一定恒温精。

轻金属冶金学期末复习试卷第一篇：轻金属冶金学期末复习试卷轻金属冶金学期末试卷(1)重庆科技大学专版一名词解释：1，苛性比解答：在NaAl(OH)4溶液中，Na2O和Al2O3的物质的量之比，符号“αk” 2，硅量指数解答：在NaAl(OH)4溶液中，Al2O3和SiO2的质量比，符号“A/S”。

3，碱比解答：Na2O/【Al2O3+Fe2O3】，是物质的量之比。

4，晶种系数解答：指添加Al（OH）3中所含Al2O3的质量与分解原液中Al2O3的质量的比值。

5，阳极效应系数解答：即每昼夜发生阳极效应的次数。

二填空题1，轻金属通常是指比重小于的金属。

2、三种。

3。

5，拜耳法是用NaOH溶出铝土矿，而烧结法用Na2CO3溶出孰料。

6，与赤泥分离后的铝酸钠溶液叫做。

7，拜耳法的和烧结法的都需要经过蒸发，排出多余的水分，保持循环体系中的水量平衡，使蒸发母液达到符合拜耳法溶出或烧结法生料浆配料的浓度的要求。

8，二次反应的主要产物是和9，碳酸化分解过程中，二氧化硅含量变化曲线按分解进程分为段。

其中二氧化硅在分解末期大量析出。

三大部分。

11 和12，氧化铝—冰晶石熔盐体系中，NaF 与AlF3的的物质的量之比为3，工业上将二者的物质的量之比称为冰晶石的摩尔比。

比值为3的电解质称为中性电解质；小于3的称为酸性；大于3 的称为碱性13，炭渣会使铝电解质的电导率。

14，根据表面化学理论，把降低表面张力的物质称为15，在冰晶石—氧化铝熔体中添加氟化钙、氟化镁会使熔体的蒸汽压。

16离子理论。

三简答题1，简述拜耳法的原理？解答：将铝土矿与一定数量苏打石灰配成炉料，在回转窑内进行高温烧结，炉料的 Al2O3与Na2CO3反应生成可溶性的固体铝酸钠。

杂质Al2O3，SiO2，TiO2，分别生成Na2O.Fe2O3、2CaO.SiO2、CaO.TiO2，Na2O.Fe2O3水解生成NaOH和Fe2O3H2O，用Na2CO3溶出，得到NaAl（OH）4溶液。

东北大学“冶金工程”《材料科学导论》23秋期末试题库含答案第1卷一.综合考核(共20题)1.在使用性能的研究过程中，也应特别注意()对其影响。

A.加工工艺技术B.材料使用环境C.材料的加工形状D.以上皆正确2.几乎所有金属在自然界都是以()存在。

只有权少数以金属状态存在。

A.氧化物B.硫化物C.其他化合物形式D.以上所有3.随着现代工业的发展，自动控制、电子计算机技术的广泛应用，锻压加工已经发展的更加完善发挥出技术优势，获得更快。

()A.错误B.正确4.水热法是指在水溶液中或大量水蒸气存在下，以高温高压或高温常压所进行的化学反应过程。

如在无机合成反应中，有一些反应在常温常压下反应速度极慢，甚至()，而在水热条件下，情况则得到明显的改善。

A.停止反应B.丧失其实用价值C.无法反应D.以上皆不正确5.GaAs及其相关化合物半导体材料作为微波器件材料和光电子材料有着特殊功能。

它既可以作为半导体的微波固体振蔼源及激光光源，又可以用作微波和激光探测器，在光纤通讯、全息图像转换及光存储方面有着广泛用途。

()A、错误B、正确6.7.8.所有金属和非金属受环境作用产生的劣化变质都是腐蚀。

()A.错误B.正确9.陶是人类()。

A.最先使用的天然材料B.最先发现的材料C.第一个人工制成的合成材料D.以上皆不对10.在矿石的利用上，首先要通过选矿选别矿石，将有用矿物和脉石矿物分开。

另外有害杂质也必须用选矿的办法除去。

()A.正确B.错误11.12.工程塑料存在着分子链结构的排列不完全规整，分子链受力不均匀；内部杂质、空穴、裂缝、气孔等缺陷，降低了工程塑料的材料强度。

()A.正确B.错误13.近年来红外技术的飞速发展，涌现出许多新型红外材料和器件。

红外滤光材料要求在光谱的()，具有最大的积分透射系数。

此外，光谱透射曲线的前部越陡越好。

A、紫外线区B、超紫外线区C、红外区域内D、可见光区14.所有金属和非金属受环境作用产生的劣化变质都是腐蚀。

重庆科技学院《冶金实验研究方法》课题实验研究方案学院:冶金与材料工程学院专业班级: 冶金12-01班学生姓名:陈毅学号:课程课题:不同MgO含量对烧结矿质量的影响完成日期： 2015年 05 月 26日教师评语:成绩（五级记分制）:教师（签字）: 不同MgO含量对烧结矿质量的影响研究方案4.研究目标针对国内对烧结矿中MgO含量多少更有利不明确的迫切问题，通过研究不同MgO含量对烧结矿质量有何影响,其含量多少为宜，找出最优的MgO含量，为烧结矿质量提供理论依据。

阐明一一随着MgO的增加，烧结矿的冶金性能、低温还原粉化指标改善。

当MgO含量达到某一值时烧结矿强度、冶金性能最佳。

随后，随MgO含量增加，烧结矿强度、冶金性能明显降低；掌握一一在不同MgO含量条件下，测定烧结矿筛分指数、转鼓强度、落下强度、低温还原粉化性、还原性等的技术；达到一一找到最适宜的MgO含量，改善烧结矿质量，提高成品矿含铁品位，降低吨铁渣量的目的。

5.研究内容5.1.不同MgO含量对烧结矿强度的影响。

5.2.不同MgO含量对烧结矿的还原性的影响。

5.3.不同MgO含量对烧结矿低温还原粉化的影响。

6.实验方案6.1烧结杯实验为了研究不同MgO含量下的烧结和冶金性能,在碱度保持2.1不变时,对MgO 为1.8%、2.1%、2.3%、2.5%、2.7%、3.0%和3.0%几个水平进行了烧结试验(见表)。

烧结试验是在Φ200mm的烧结杯中进行的,铺底料10～25mm,厚度为30mm。

布料后压料20mm,料层厚度为400mm,点火时间1.5min,点火温度为1100℃,点火负压为4kPa,保温时间为1.5min,烧结负压为8kPa。

烧结过程中,在相同点火条件、抽风负压下,测定垂直烧结速度。

以烧结废气温度开始下降时作为烧结终点。

烧结矿的冷强度和粒度组成测定参照国家标准(GB8029-87),烧结矿从烧结杯倒出,经冷却后,在2m高的落下装置中进行三次落下实验,进行筛分后,测得成品率及粒度组成;将>10mm的烧结矿缩分取样,采用ISO标准转鼓测定转鼓指数。

中南大学冶金物理化学研究方法试卷
一、简答题（本题50分，每小题5分）
1、根据有效数字的计算规则，计算式0.0121×25.64×1.027结果为多少？
（4×24）可以安排几因素、几水平的试验？试验的次数共
2、正交试验表L
8
有多少个？
3、什么是塞贝克效应？
四、综合题（15分）
如果你的毕业论文题目是“Na
3AlF
6
-Al
2
O
3
-La
2
O
3
熔盐体系表面张力的研究”，
研究内容包括各分对表面张力的影响，研究得到在900─1000℃温度范围内表面张力最小的体系组成。

要完成这个题目，你需要哪些准备？如何进行试验设计？列出实验中所用的设备、试验方法和试验中所要测定的物理量。

五、温度T
1
时，由AB组元可形成α，β两种相，其自由能与成分的关系曲线如图所示，请在图中绘出平衡时α，β两相的组成和化学势，并简要说明如何根据自由能─成分的关系图绘制温度─成分相图。

（15分）。

哎呀，冶金试验研究方法这个话题，听起来就挺专业的，不过别担心，咱们就聊聊这个事儿，用大白话来聊聊。

首先，咱们得知道，冶金试验研究方法，就是研究金属和合金的制备、性能和应用的一种方法。

这事儿，说简单也简单，说复杂也复杂。

就像咱们平时做饭，得知道怎么把菜切好，怎么搭配调料，怎么控制火候，才能做出一道好菜。

冶金试验研究方法，也是这个道理。

比如说，咱们要研究一种新的合金，首先得有个想法，就像你想做个新菜式一样。

这个合金，咱们希望它有什么特性？是更硬，还是更轻，或者是更耐腐蚀？这个想法，就是咱们的“菜谱”。

有了想法，接下来就是准备材料。

在冶金试验里，这材料就是各种金属和合金。

咱们得按照一定的比例，把这些金属混合在一起，就像你做菜时，得按照菜谱准备好各种食材一样。

这个比例，可不是随便定的，得根据咱们想要的合金特性来。

接下来，就是最关键的一步——熔炼。

这就像你做菜时的烹饪过程。

咱们得把混合好的金属加热到一定的温度，让它们完全熔化，然后混合均匀。

这个过程，得控制好温度和时间，不然，合金的性能就会受到影响。

熔炼完成后，就是冷却和成型。

这就像你把炒好的菜盛出来，放到盘子里。

咱们得让熔化的合金慢慢冷却，然后根据需要，把它做成各种形状。

这个过程，也得控制好温度和速度，不然，合金的内部结构就会受到影响。

最后，就是性能测试。

这就像你尝菜，看看味道怎么样。

咱们得对做好的合金进行各种测试，比如硬度、强度、耐腐蚀性等等，看看它是否达到了咱们的预期。

总的来说，冶金试验研究方法，就是从想法到实践，再到验证的一个过程。

这个过程，需要咱们细心、耐心，还得有一定的专业知识。

就像做菜一样，虽然看起来简单，但要做好，还得下一番功夫。

好了，这个话题就聊到这儿。

希望这个例子，能让你对冶金试验研究方法有个直观的了解。

下次再聊这个话题，咱们可以更深入地探讨一下。

北京科技大学远程与成人教育学院2011学年第4次远程课程考试《冶金测试方法》试题专业班级学号姓名_________一、名词解释(每题4分，共20分)1．热重法热重法(Thermogravimetry, TG)是在程序控温下，测量物质的质量与温度或时间的关系的方法，通常是测量试样的质量变化与温度的关系。

热重分析的结果用热重曲线(Curve)或微分热重曲线(Differential Thermogravimetry，DTG)表示。

2．差热分析差热分析是在程序控制温度下，测量物质与参比物之间的温度差与温度关系的一种技术。

差热分析曲线描述了样品与参比物之间的温差(ΔT)随温度或时间的变化关系。

3．质谱法质谱法(Mass Spectrometry, MS)，即用电场和磁场将运动的离子（带电荷的原子、分子或分子碎片）按它们的质荷比分离后进行检测的方法。

测出了离子的准确质量，就可以确定离子的化合物组成。

这是由于核素的准确质量是一多位小数，决不会有两个核素的质量是一样的，而且决不会有一种核素的质量恰好是另一核素质量的整数倍。

4．X射线物相分析法利用X射线通过晶体时会发生衍射效应这一特性来确定结晶物质的物相的方法，称为X射线物相分析法。

5．相干散射散射波与入射波的频率或波长相同，位相差恒定，在同一方向上各散射波符合相干条件，故称为相干散射。

二、填空题(每空1分，共20分)1．热分析方法的种类是多种多样的，根据国际热分析协会(ICTA)的归纳和分类，目前的热分析方法共分为九类十七种。

2．TG曲线上质量基本不变的部分称为平台，两平台之间的部分称为台阶。

T i是指累积质量变化达到能被热天平检测出的温度，称之为反应起始温度。

T f是指累积质量变化达到最大的温度(TG已检测不出质量的继续变化)，称之为反应终了温度。

3．DTA曲线中，向上凸的峰为放热峰，向下凹的峰为吸热峰。

4．在DSC曲线中，吸热(endothermic)效应用向上凸的峰表示(热焓增加)，放热(exothermic)效应用向下凹的谷表示(热焓减少)。

第1篇一、实验目的1. 了解冶金实验的基本原理和方法。

2. 掌握金属熔炼、提纯和合金制备的基本技能。

3. 分析实验结果，提高实验数据分析能力。

二、实验原理（在此处简要介绍实验涉及的冶金原理，如金属熔炼、提纯、合金制备等。

）三、实验材料与设备1. 实验材料：金属原料、助熔剂、合金元素等。

2. 实验设备：熔炼炉、提纯装置、合金熔炼装置、分析仪器等。

四、实验步骤1. 金属熔炼- 将金属原料放入熔炼炉中。

- 加热至熔点，加入助熔剂。

- 控制温度和时间，使金属熔化。

2. 提纯- 将熔融金属倒入提纯装置中。

- 通过化学反应或物理方法去除杂质。

- 获得纯净金属。

3. 合金制备- 将纯净金属与其他合金元素混合。

- 在合金熔炼装置中加热熔化。

- 控制温度和时间，形成合金。

五、实验数据记录1. 金属原料的成分及含量。

2. 熔炼炉的温度和时间。

3. 提纯装置的化学反应或物理参数。

4. 合金熔炼装置的温度和时间。

5. 合金成分及含量。

六、实验结果与分析1. 金属熔炼- 记录熔炼过程中金属的熔化情况。

- 分析熔炼过程中可能出现的异常现象及原因。

2. 提纯- 分析提纯过程中化学反应或物理参数的变化。

- 评估提纯效果，计算去除杂质的百分比。

3. 合金制备- 记录合金熔炼过程中的温度和时间。

- 分析合金成分及含量，评估合金性能。

七、实验结论1. 总结实验过程中发现的问题及解决方法。

2. 总结实验结果，评估实验的成功与否。

3. 提出改进实验方法和设备建议。

八、实验反思1. 反思实验过程中存在的不足，如操作不规范、数据分析不准确等。

2. 提出改进实验操作的措施。

3. 总结实验经验，为今后类似实验提供参考。

九、参考文献（列出实验过程中参考的文献资料。

）十、附录1. 实验数据表格。

2. 实验照片或图表。

3. 实验设备清单。

请注意：以上仅为冶金实验报告模板范文，具体内容需根据实际实验情况进行调整。

实验报告应包括实验目的、原理、材料、设备、步骤、数据记录、结果与分析、结论、反思、参考文献和附录等内容，以确保报告的完整性和准确性。

第一部分《冶金实验研究方法》主要教学内容一、课程的性质与任务：冶金试验研究方法包括“高温冶金物理化学研究的基本技术”和“高温冶金物理化学实验研究方法"两部分内容。

本课程是冶金工程专业的一门主要专业课程，为必修课程。

本课程的基本任务：掌握冶金实验的基本理论和基本技能;能够进行冶金学科方向的科学实验和数据处理。

二、课程的基本内容及要求：第一部分高温冶金物理化学的基本技术第一章实验室的高温获得主要内容（1）冶金实验的高温特点（2）获得高温的方法：电阻炉、感应炉、电弧炉和等离子炉等高温炉的内容（重要）(3）电阻炉恒温带概念、测定意义和方法(4）冶金常用金属和非金属电热体的种类、特点和选择第二章温度测量方法主要内容(1)温标及温度的测量方法(2)热电偶的工作原理、结构和使用（重要）(3)辐射温度计的工作原理，介绍常用几种辐射温度计第三章实验室用耐火材料（了解)内容(1)耐火材料的性能指标(2)常用耐火材料化合物(3)耐火材料的制造工艺以及常见问题第四章气体净化及气氛控制1、主要内容(1)气体储备和安全使用: 防毒、防火、防爆（使用常识）(2)常用气体净化方法：吸收、吸附、催化和冷凝及其内容 (掌握）(3)常用的气体净化剂：干燥剂、脱氧剂和吸附剂，其中分子筛吸附原理是重要内容(4)气体流量的测定：转子流量计（常识）和毛细管流量计(了解）第五章真空技术1、主要内容(1)了解真空技术对冶金工业发展的意义(2)真空的概念和真空度的分类（常识）(3)真空泵的类别和机械真空泵、双级泵工作原理及安全使用(掌握)(4)真空规测量真空度麦克劳真空规、热电阻真空规、热电偶真空规和热阴极电离真空规的原理和使用（掌握）第二部分高温冶金物理化学的实验研究方法第七章量热技术（了解量热的概念）第八章固体电解质的原理及应用主要内容（重要）（1）固体电解质的概念和导电机理（2）氧化物固体电解质电池的工作原理（3）固体电解质传感器的设计与使用(自学）（4）固体电解质氧电池在炼钢中的应用第九章化学平衡的研究主要内容(1)化学平衡的研究内容(了解)(2)实验研究的技术步骤高温炉的选择、建立化学位、氧位的建立和控制、平衡时间的确定、取样、选择坩埚（掌握）(3)化合物和熔体组元热力学数据确定（掌握)第十章相平衡的研究动态法和静态法测定相图的原理第十二、十三、十四章熔体物理性能的测定主要内容（重要）（1）概述熔体物性的研究在冶金研究中的地位（2）表面张力的测定原理和测定方法，其中概念：表面活性物质、表面张力和温度的关系等知识点要掌握（3）密度的测定原理和测定方法（4）粘度的测定原理和方法，其中粘度和温度的关系、粘流活化能、熔化性温度概念要掌握（5）电导率的概念和单位要掌握第十六章热分析技术(重要）1.主要内容（1）热分析技术的定义、分类和研究应用（2）差热分析技术DTA的原理和方法（3）差示扫描量热技术DSC的原理和方法（4）热重技术TG的原理和方法第十七章夹杂物及物相分析主要内容(1)夹杂物的概念、在钢铁中的作用和分类（了解）(2)物相分析定义和分析方法：显微分析法金相法、显微硬度法、化学腐蚀法、岩相法（概念要掌握）(3)相的提取和分离技术：化学提取、电解法、物理分离法（了解）第十九章冶金反应工程学研究(重要）主要内容（1）冶金反应工程学的概念、研究内容和方法（2）停留时间分布法表示方法和实验测定等（3）物理模拟法数学模型法和数学模拟法的概念和应用第二十章实验设计方法（重要)主要内容（1) 概述实验设计对实验研究的重要作用（2) 正交实验设计法的定义和设计步骤说明：未涉及到的教材章节作为自学内容。

东北大学22春“冶金工程”《现代冶金学》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.硫化镍矿一般都含有铜，因此，硫化镍矿的冶金都有一个铜、镍分离的问题，世界上硫化镍矿提取冶金的铜镍分离基本上都是以高镍锍为对象。

()A.正确B.错误参考答案：A2.熔炼硫化镍矿所得的镍锍是很复杂的硫化物共熔体，但基本上是由金属的()所组成，其中富集了所提炼的金属及贵金属。

A.单质B.高价硫化物C.氧化物D.低价硫化物参考答案：D3.三水铝石是氧化铝生产中稳定的化合物。

三水铝石在提高温度后可转变为一水硬铝石，继续提高温度可转变为一水软铝石。

()A.正确B.错误参考答案：B4.连铸坯热送热装和直接轧制工艺的目的有()。

A.节约能源消耗B.缩短生产周期C.降低氧化铁皮损耗D.提高产品质量和金属收得率E.降低生产成本5.下列炉外精炼方法中，采用电弧加热的有()。

A.LF法B.CAS-OB法C.VAD法D.RH-OB法E.VOD法参考答案：AC6.拜耳法生产氧化铝过程中高压溶出的目的就是用苛性碱溶液将铝土矿中的氧化铝溶出，生成铝酸钠溶液，使溶液充分脱硅，避免过量的SiO2影响，把苛性碱的消耗减至最少。

()A.正确B.错误参考答案：A7.用碳热还原法生产铝很难，而只能以沸点更高的金属为还原剂，由金属热还原法来制取。

()A.正确B.错误参考答案：A8.铸坯在二冷区传热的方式有()。

A.辐射B.对流C.传导D.水的蒸发E.水的加热参考答案：A有利于铁水预处理脱硅的因素有()。

A.低温B.高温C.较低的SiO2活度D.较高的SiO2活度E.较低的FeO活度F.较高的FeO活度参考答案：ACF10.镍电解精炼阳极有()，都属于可溶性阳极电解。

A.低镍锍B.粗镍C.镍基合金D.硫化镍参考答案：BCD11.在镍电解体系中，铜是电解溶液当中的主要杂质之一，基于在镍电解液的杂质元素中，铜的电负性最小，硫化物的溶度积为最小，传统中通常采用()、硫化氢除铜、镍精矿加阳极泥除铜等方法。

冶金实验复习题答案一、选择题1. 冶金过程中，铁矿石中的铁元素主要以什么形式存在？A. 氧化铁B. 硫化铁C. 碳化铁D. 金属铁答案：A2. 以下哪种气体在高炉炼铁过程中起到还原剂的作用？A. 氧气B. 氮气C. 氢气D. 一氧化碳答案：D3. 炼钢过程中，脱碳反应主要发生在哪个阶段？A. 熔炼初期B. 熔炼中期C. 熔炼后期D. 整个熔炼过程答案：B二、填空题1. 炼铁的基本原理是利用______的还原性，将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。

答案：一氧化碳2. 钢铁材料的强度和硬度可以通过______来提高。

答案：合金化3. 钢铁材料的韧性可以通过______来提高。

答案：退火或正火处理三、简答题1. 简述高炉炼铁的基本原理。

答案：高炉炼铁是利用焦炭作为还原剂和燃料，将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。

在高炉中，焦炭燃烧产生高温和还原性气体（主要是一氧化碳），这些气体上升与下降的铁矿石接触，发生还原反应，生成金属铁和炉渣。

2. 钢铁材料的热处理方法有哪些？答案：钢铁材料的热处理方法主要包括退火、正火、淬火和回火。

退火是将材料加热至一定温度并保温，然后缓慢冷却，以消除内部应力；正火是加热后快速冷却，以提高材料的硬度；淬火是将材料迅速加热至高温后迅速冷却，以获得马氏体组织，提高硬度；回火是淬火后的加热处理，以减少脆性，提高韧性。

四、计算题1. 某高炉炼铁厂使用铁矿石含铁量为60%，每天处理铁矿石1000吨，求该厂每天可以生产多少吨金属铁？答案：首先计算铁矿石中的铁含量：1000吨 * 60% = 600吨。

因此，该厂每天可以生产600吨金属铁。

五、论述题1. 论述钢铁材料在现代工业中的应用及其重要性。

答案：钢铁材料是现代工业的基础材料之一，广泛应用于建筑、汽车、船舶、机械制造、电力、交通等多个领域。

钢铁材料具有高强度、良好的韧性和可加工性，是支撑现代工业发展的关键。

例如，在建筑领域，钢结构因其轻质、高强度而被广泛使用；在汽车制造中，高强度钢用于提高车辆的安全性和燃油效率。

冶金实验研究方法题库及答案第二部分试题类型一名词解释（共20分）二填空（共20分）三判断题（共5分）四简答题（25分）五解答题（30分）1名词解释(1)热分析技术：是在程序控制温度下，测定物质的物理性质随温度变化的一类技术(2)表面活性物质：熔体的表面张力与组成有密切关系，熔体中能够剧烈降低溶剂表面张力的物质。

(3)固体电解质：就是离子在其中有较高迁移速度的固态物质(4)差热分析法（DTA）：是在程序控制温度下，测量物质和参比物之间温度差 vs 温度关系的一种技术(5)差示扫描量热法（DSC）：是在程序控制温度下，测量输入到物质和参比物的功率差vs温度关系(6)热重法（TG）：测得的记录质量变化 vs 温度的关系曲线。

(7)恒温带：恒温带是指有一定恒温精度的加热带长度(8)电阻老化：由于发热体氧化，在使用过程中电阻率增大，高温使用时间长会加速老化.此时使用只好降低炉子使用温度(9)相：表示一种存在状态，独立组元，是指体系中性质和成分均匀一致的部分物质(10)耐火材料：是指耐火度高于1580℃的无机非金属材料，是服务高温技术的基础材料(11)冶金反应工程学：是把冶金反应器内发生的过程分别按反应速率理论和传递过程理论，用以阐明反应器的特性，决定反应操作条件和力求按最佳的状态控制反应过程，最终取得综合的技术经济效益，同时也为了使反应器的设计和放大从传统上主要依赖于直接实验的纯经验方法逐步过渡到理论分析和数学模型为主。

(12)电导：当一稳恒电流通过一个导体时，其电流和施加与导体两端的电压成正比，该比例常数称为物体的电导(13)金相法：是借助金相显微镜，根据物相在明视场、暗视场和正交偏振光光路下的物理光学和化学性质，对照已知物相性质表，达到鉴别分析物相的目的。

(14)显微硬度法：根据夹杂物的力学性质对其进行检测，包括硬度和塑性。

夹杂物的力学性质是鉴定夹杂一个依据，不同夹杂硬度塑性不同。

(15)化学腐蚀法：是根据夹杂物的化学性质来鉴别夹杂的方法，用各种化学试剂（比如无机酸、有机酸、碱和盐等溶液）在一定时间、温度条件下对样品的抛光面进行浸蚀，根据不同夹杂在化学试剂作用下的不同表现，达到鉴别的目的。