冶金原理名詞解釋-2023修改整理

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第一章冶金溶液熱力學基礎—重點內(nèi)容

本章重要內(nèi)容可概括為三大點：有溶液參加反應的θGΔ、GΔ、溶液中組分B活度

一、名詞解釋

生鐵鋼工業(yè)純鐵熟鐵提取冶金抱負溶液稀溶液正規(guī)溶液偏摩爾量XB化學勢μB活度活度系數(shù)無限稀活度系數(shù)rB0一級活度互相作用系數(shù)eij一級活度互相作用系數(shù)εij標準溶解吉布斯自由能

θBSG?溶液的超額函數(shù)

生鐵:

鋼:

工業(yè)純鐵:

熟鐵:

提取冶金:

抱負溶液:

稀溶液:

正規(guī)溶液是指混合焓不等于0，混合熵等于抱負溶液混合熵的溶液稱為正規(guī)溶液。

偏摩爾量XB是指指在恒溫、恒壓、其它組分摩爾量保持不變條件下，溶液的廣度性質(zhì)X（G、S、H、U、V）對組分B摩爾量的偏導值。)(,,)/(BknpTBBknXX≠??=。化學勢μB是指在恒溫、恒壓、其它組分摩爾量保持不變條件下，溶液的吉布斯能對組分B摩爾量的偏導值。)(,,)/(BknpTBBBknGG≠??==μ。(P27)

活度是指實際溶液按拉烏爾定律或亨利定律修正的濃度。

活度系數(shù)是指實際溶液按拉烏爾定律或亨利定律修正的濃度時引入的系數(shù)。無限稀活度系數(shù)rB0是指稀溶液中溶質(zhì)組分以純物質(zhì)為標準態(tài)下的活度系數(shù)。無限稀活度系數(shù)rB0大小意義

是組元B在聽從亨利定律濃度段內(nèi)以純物質(zhì)i為標準態(tài)的活度系數(shù)

是純物質(zhì)為標準態(tài)的活度與以假想純物質(zhì)為標準態(tài)的活度互相轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換系數(shù)是計算元素標準溶解吉布斯能的計算參數(shù)

一級活度互相作用系數(shù)eij是指以假想1%溶液為標準態(tài)，稀溶液中溶質(zhì)組分i的

活度系數(shù)的lgfi對溶質(zhì)組分j的ωj(%)偏導值，即：0)/lg((%)→??=Ajijifeωω。

(P106)

一級活度互相作用系數(shù)εij是指以純物質(zhì)為標準態(tài)，稀溶液中溶質(zhì)組分i的活度系

數(shù)的lgri對溶質(zhì)組分j的xj偏導值，即：0)/lg((%)→??=Ajijixrωε。(P105)

標準溶解吉布斯自由能θ

BSG?是指純物質(zhì)溶液溶解于溶液中，并形成標準態(tài)溶液的吉布斯自由能變化值。

溶液的超額函數(shù)是指實際溶液的偏摩爾量（或摩爾量）與假想其作為抱負溶液時偏摩爾量（或摩爾量）的差值，用上標“ex”表示。

二、冶金原理三大內(nèi)容（重慶高?？碱}：冶金過程熱力學、冶金過程動力學的區(qū)分）

冶金原理主要討論內(nèi)容包括冶金過程熱力學、冶金過程動力學、冶金溶液三大部分。

冶金過程熱力學討論在給定條件下，反應舉行的可能性、方向和限度（平衡），影響反應平衡因素（如溫度、濃度、壓力、催化劑等），如何利用影響因素制造條件使反應沿著預期的方向舉行，達到預期的限度。熱力學不涉及反應速度、反應機理問題。

冶金過程動力學的主要討論冶金反應的機理、速率、速率限制環(huán)節(jié)、速率影響因素，以及如何制造條件加速反應的舉行。

冶金溶液討論熔體的相平衡、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。

三、拉烏爾定律、亨利定律內(nèi)容及其表達式

拉烏爾定律：“在一定溫度和平衡狀態(tài)下，溶液中溶劑的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮撼艘匀芤褐腥軇┑哪柗謹?shù)?！逼鋽?shù)學表達式為：

式中，*Ap為純?nèi)軇〢的蒸氣壓。亨利定律：“在一定溫度和平衡狀態(tài)下，揮發(fā)性溶質(zhì)在氣相中的平衡分壓與溶質(zhì)在溶液中的摩爾分數(shù)成正比?！焙嗬蓴?shù)學表達式為：

式中，)(xHk為亨利系數(shù)。

三、標準溶解吉布斯能計算式

（1）純物質(zhì)為標準態(tài)時，B=[B]θ)(BmSG?=0

（2）假想純物質(zhì)為標準態(tài)時，B=[B]0)(lnBBmSrRTG=?θ（3）假想1%溶液為標準態(tài)時，B=[B]BABBmSMMRTrRTG100lnln0)(+=?θ證實：對于B=[B]θ)(BmSG?=RTlnP[B]-RTln*BP(P[B]為溶液中組分B的蒸氣；

*BP為純物質(zhì)B的飽和蒸氣壓)

（1）純物質(zhì)為標準態(tài)時，P[B]=*BP，則：θ)(BmSG?=RTlnP[B]-RTln*BP=

RTln*BP-RTln*BP=0

（2）假想純物質(zhì)為標準態(tài)時，由亨利定律可得P[B]=kH(x)，則：θ)(BmSG?=RTlnP[B]-RTln*BP=RTlnkH(x)-RTln*BP=RTln(kH(x)/*BP)=RTln0Br

（3）假想1%溶液為標準態(tài)時，由亨利定律可得P[B]=kH(%)，則：

θ)(BmSG?=RTlnP[B]-RTln*BP=RTlnkH(%)-RTln*BP=RTln(kH(%)/*BP)=RTln)100(0BB

ArMM其次章冶金動力學基礎

名詞解釋

基元反應速率限制環(huán)節(jié)化學蔓延（互蔓延）對流蔓延蔓延通量速度邊界層濃度邊界層（或蔓延邊界層）動力學中的穩(wěn)定態(tài)均相形核異相形核

1、基元反應：反應物分子互相碰撞直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物分子的反應?；磻姆磻墧?shù)與反應物計量數(shù)之和相等。（P56）

2、速率限制環(huán)節(jié)：反應過程由界面化學反應和蔓延多環(huán)節(jié)組成的串聯(lián)過程，其中速率最慢或阻力最大，對反應總速率影響很大的環(huán)節(jié)。（P55）

3、化學蔓延（互蔓延）：靜止體系中，溶液中有濃度梯度存在時，發(fā)生的蔓延，它是一種原子在其它種作為基體的原子中的相對蔓延。（P61）

4、對流蔓延：流淌體系中浮現(xiàn)的蔓延，它是由分子蔓延和液體的分子集團的整體運動，使其內(nèi)的物質(zhì)發(fā)生遷移。

5、蔓延通量：指組分在單位時光內(nèi)，通過垂直于蔓延方向單位截面積的物質(zhì)的量。

6、速度邊界層：在流速較大的非均相體系（氣固、氣液、液固等）內(nèi)，流體在相界面上流淌時，液體與相界面浮現(xiàn)摩擦阻力，在貼近相界面并浮現(xiàn)很大速度梯度的流體薄層稱為速度邊界層。（P67）

7、濃度邊界層（或蔓延邊界層）：在流速較大的非均相體系（氣固、氣液、液固等）內(nèi)，流體在相界面上流淌時，在貼近相界面并浮現(xiàn)很大濃度梯度的流體薄層稱為速度邊界層。（P68）

8、動力學中的穩(wěn)定態(tài)：反應過程由界面化學反應和蔓延多環(huán)節(jié)組成的串聯(lián)過程中，各環(huán)節(jié)與總反應速率相等，且不隨時光而變化的狀態(tài)。（P79）

9、均相形核：指在反應產(chǎn)物在勻稱的相內(nèi)發(fā)生的形核。

10、異相形核：指在核在異相界面上形成時稱為異相形核。

第三章相圖

名詞解釋

相圖或狀態(tài)圖自由度相律穩(wěn)定化合物（同分化合物，或全都熔溶化合物）不穩(wěn)定化合物（異分化合物，或示全都熔溶化合物）二元共析（共熔）改變二元轉(zhuǎn)熔（包晶）改變?nèi)参觯ü踩郏└淖內(nèi)D(zhuǎn)熔（包晶）改變相圖的作用

1、相圖或狀態(tài)圖：在多相平衡體系中，表示物質(zhì)相的狀態(tài)與影響相態(tài)變化的溫度、壓力及組成等變量之間的幾何圖形，冶金過程的相圖普通是“溫度-組成”之相圖。

2、自由度：影響相態(tài)變化的溫度、壓力及組成等變量中在一定范圍內(nèi)可以隨意自立轉(zhuǎn)變而不致使相態(tài)發(fā)生變化的變量個數(shù)。

3、相律：多相體系平衡的基本邏輯，描述的是凝結(jié)相平衡體系中相數(shù)、自立組元數(shù)與自由度之間的關系。考慮到溫度、壓力兩個變數(shù)時：f=C–φ+2，其中，f：自由度；C：自立組元數(shù)；φ：相數(shù)；對于凝結(jié)系，可以不考慮體系壓力時，f=C–φ+1

4、穩(wěn)定化合物（同分化合物，或全都熔溶化合物）：從固相到熔化溫度的過程中，組成保持全都的化合物。

5、不穩(wěn)定化合物（異分化合物，或示全都熔溶化合物）：從固相到熔化溫度的過程中，組成不全都的化合物。

6、二元共析（共熔）改變：體系降溫至某溫度時，自液相中同時析出兩個固體的變化。

7、二元轉(zhuǎn)熔（包晶）改變：體系降溫至某溫度時，液相汲取一個固體生成另一個固體的變化。

8、三元共析（共熔）改變：體系降溫至某溫度時，自液相中同時析出三個固體的變化。

9、三元轉(zhuǎn)熔（包晶）改變：體系降溫至某溫度時，液相汲取一個固體生成另外二個固體的變化，或液相汲取二個固體生成另外一個固體的變化。

二、相圖的作用

答：相圖是表示凝結(jié)相體系的組成和溫度的相平衡關系。由相圖可以確定氧化物在高溫下互相反應、形成的不同相組分(純凝結(jié)相、液溶體及固溶體、容易氧化物及復雜化合物、共晶體、包晶體、液相分層等)和一些參數(shù)(溫度、組分濃度、相數(shù)等)之間關系，以及各相在不同條件下(溫度、組成)的互相改變關系，為挑選某種性能的相成分提供依據(jù)。

第四章冶金爐渣物理化學性質(zhì)

本章主要內(nèi)容：熔渣的物理性質(zhì)（熔化溫度、密度、粘度等）、熔渣化學性質(zhì)（渣酸堿性，氧化還原性，容量性等）、熔渣結(jié)構(gòu)（分子理論、離子理論、徹低離子理論、正規(guī)離子理論等）。

一、名詞解釋

熔體的熔化溫度熔體的熔化性溫度熔體的粘度熔體的表面張力熔體的界面張力熔體的潤濕角熔渣堿度氧化物的光學堿度渣的過剩堿度熔渣的氧化性、還原性熔渣的容量性熔渣的硫容（硫容量）熔渣的磷容（磷容量）

1、熔體的熔化溫度：渣加熱過程中剛好徹低熔化時的溫度，或液態(tài)渣冷卻過程中剛析出固體時的溫度，在相圖中為液相線溫度。

2、熔體的熔化性溫度：渣加熱過程中至渣剛好能自由流淌時的溫度，或指在渣粘度-溫度關系圖中，渣粘度發(fā)生急劇變化時的溫度。

3、熔體的粘度：是指單位速度梯度下，作用于平行的兩液層間單位面積的摩擦力。

4、熔體的表面張力：凝結(jié)相與氣相之間形成的張力。

熔體的界面張力：兩凝結(jié)相接觸面之間形成的張力。

5、熔體的潤濕角：指熔體的界面張力與表面張力之間形成的夾角。

6、熔渣堿度：熔渣中堿性氧化物質(zhì)量分數(shù)之和與酸性氧化物質(zhì)量分數(shù)之和之比值

7、氧化物的光學堿度：指氧化物施放電子的能力與CaO施放電子能力之比。

8、渣的過剩堿度：渣中堿性氧化物的總量與酸性氧化物消耗堿性氧化物的量差值。

9、熔渣的氧化性、還原性：熔渣從與之相接觸的金屬液中汲取氧的能力稱為熔渣的還原性。熔渣向與之相接觸的金屬液中提供氧的能力稱為熔渣的氧化性。

10、熔渣的容量性：指熔渣容納或汲取對金屬液有害的成分（如S、P、H、N等）的能力。

11、熔渣的硫容（硫容量）：指氣體硫在熔渣中溶解反應()222221)()(21OSOSg+=+--達平衡時，21)()(

222SOSsPPC?=-ω，即氣體中S2在熔渣溶解度反應達平衡時，熔渣中S2-的濃度與21)(22

SOPP乘積

12、熔渣的磷容（磷容量）：指磷在渣中的溶解反應1/2P2(g)+3/2(O2-)+5/4O2=(PO43-)達到平衡時的4

/52/122-34-34=OPPOPOPPωC

第五、六章化合物的形成-分解及碳、氫的燃燒反應

一、名詞解釋

氧勢硫勢硫化物的硫勢氯勢氯化物的氯勢碳化物的碳勢氧化物的分解壓碳酸鹽的分解壓碳酸鹽分解開頭溫度碳酸鹽沸騰分解溫度直接還原間接還原浮士體

1、氧勢：含有O2的體系，氧的相對化學勢，即222lnOOOOPRT=-=θμμπ稱為體系的氧勢。

氧化物的氧勢：氧化物生成反應：2x/yM(S)+O2=x/yMxOy(S)達平衡時，平衡氣相中氧的氧勢2lnOPRT稱為氧化物的氧勢。

2、硫勢：含有S2的體系，硫的相對化學勢，即222lnSSSSPRT=-=θμμπ稱為體系的

硫勢。

硫化物的硫勢：硫化物生成反應：2x/yM(S)+S2=x/yMxSy(S)達平衡時，平衡氣相中硫的硫勢2lnSPRT稱為硫化物的硫勢。

3、氯勢：含有Cl2的體系，氯的相對化學勢，即222lnClClClClPRT=-=θμμπ稱為體系的氯勢。

氯化物的氯勢：氯化物生成反應：2x/yM(S)+Cl2=x/yMxCly(S)達平衡時，平衡氣相中氯的氯勢2lnClPRT稱為硫化物的硫勢。

4、碳化物的碳勢：碳化物生成反應：2x/yM(S)+C=x/yMxCy(S)達平衡時，CaRTln稱為碳化物的碳勢

5、氧化物的分解壓：氧化物MO分解反應2MO(S)=2M(S)+O2達平衡時，產(chǎn)生的氧氣壓力稱為氧化物MO的分解壓，普通用)(2MOOP表示。

6、碳酸鹽的分解壓：碳酸鹽MeCO3分解反應MeCO3(S)=MeO(S)+CO2達平衡時，產(chǎn)生的CO2壓力稱為碳酸鹽MeCO3的分解壓，普通用)(32MeCOOP表示。

7、碳酸鹽分解開頭溫度：碳酸鹽MeCO3分解壓與環(huán)境氣相中CO2分壓相等時的溫度稱為碳酸鹽分解開頭溫度。

8、碳酸鹽沸騰分解溫度：碳酸鹽MeCO3分解壓與環(huán)境氣相總壓相等時的溫度稱為碳酸鹽沸騰分解溫度

9直接還原是指采納固體碳作還原劑還原氧化物，產(chǎn)生CO的反應。

10間接還原是指采納CO（或H2）作還原劑還原氧化物，產(chǎn)生CO2（或H2O）的反應。

11浮士體：純氧化亞鐵FeO的理論含氧量為22.28％，但實際存在的卻是含氧量變動在23.16～25.60％的非化學計量氧化亞鐵相，這種固溶體稱為浮氏體（Wüstite）

第七章—重點內(nèi)容與練習

一、名詞解釋

氧化熔（氧化精煉）直接氧化間接氧化脫氧沉淀脫氧蔓延脫氧真空脫氧氧化過程中元素[M]氧化的分配比元素挑選性氧化

1、氧化熔（氧化精煉）：指在氧化劑作用下，使粗金屬中的過多（即超過允許含量）的元素及雜質(zhì)通過氧化作用分別除去的過程。

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