1、E-mail: Tel: 83683974 (O) 參考書目參考書目n梁連科，冶金熱力學及動力學，東北工學院出版社，1989n黃希祜，鋼鐵冶金原理（修訂版），冶金工業出版社，1990n傅崇說，有色冶金原理（修訂版），冶金工業出版社，1993n車蔭昌，冶金熱力學，東北工學院出版社，1989n魏壽昆，冶金過程熱力學，上海科學技術出版社，1980n韓其勇，冶金過程熱力學，冶金工業出版社，1984n陳永民，火法冶金過程物理化學，冶金工業出版社1984n李文超，冶金熱力學，冶金工業出版社，19951.本課程作用及主要內容本課程作用及主要內容1.1地位地位n冶金專業平臺課之一。n以普通化學、高等數學、物理

2、化學為基礎。n與物理化學相比，更接近與實際應用。n目的：為開設專業課和今后的發展作理論準備。 1.本課程作用及主要內容本課程作用及主要內容火法冶金特點：一高三多火法冶金特點：一高三多1.本課程作用及主要內容本課程作用及主要內容1.2作用作用n將物理化學的基本原理及實驗方法應用到冶金過程中，闡明冶金過程的物理化學規律，為控制和強化冶金過程提供理論依據。n為去除某些元素保留某些元素而選擇合適的冶煉條件（溫度、氣氛）。例如煉鋼過程。此類問題將由本課程解決。 1.本課程作用及主要內容本課程作用及主要內容n注意：由于高溫的特點，宏觀測定難度大，微觀就更難，有時只能使用常溫數據外推，誤差較大。n本學科尚在

3、不斷完善發展中。應學會靈活應用，依據冶物化理論，創造有利反應進行條件，抑制不利反應，提出合理工藝流程。 1.本課程作用及主要內容本課程作用及主要內容1.3冶金實例冶金實例1.3.1高爐煉鐵高爐煉鐵（a）爐頂煤氣成分：nN2 、CO、CO2，少量H2、CH4nN250， CO（2025）、CO2（2217）nCO+CO2（4244）nCO為還原劑且屬有毒氣體，希望能夠在爐內100%消耗。n無法實現的原因：存在化學平衡。1.本課程作用及主要內容本課程作用及主要內容1.3冶金實例冶金實例n（b）礦石中含有Fe、Mn、S、P、Al、Mg、Ca等多種元素，但被還原量卻不同：n原因：氧化物穩定性問題n（c

4、）S、P的去除 煉鋼、煉鐵過程分別去除P、Sn原因：反應條件是否適宜。1.本課程作用及主要內容本課程作用及主要內容1.3冶金實例冶金實例1.3.2煉鋼煉鋼n奧氏體不銹鋼冶煉：去C保Cr。n特種冶金（二次精煉）真空脫氣，礦石中含有Fe、Mn、S、P、Al、Mg、Ca等多種元素，但被還原量卻不同。n原因：氧化物穩定性問題。1.本課程作用及主要內容本課程作用及主要內容1.3.3有色冶金有色冶金n煉銅：氧化煉銅：氧化還原還原電解電解n去鐵 Cu2SCu2OCun濕法：電解過程濕法：電解過程，電化學電化學，phph電位圖電位圖n浸出，萃取過程n熔鹽電解等等1.本課程作用及主要內容本課程作用及主要內容1.

5、4主要內容主要內容熱力學熱力學n第一定律：能量守恒，轉化；n第二定律：反應進行的可能性及限度；n第三定律：絕對零度不能達到。1.4.1冶金熱力學冶金熱力學n主要為第二定律 工具：等溫方程式n正向 逆向 平衡n測定n計算（查表）CPK（0） CPABTn估計值n統計熱力學1.本課程作用及主要內容本課程作用及主要內容1.4.2冶金動力學冶金動力學n研究過程的機理（反應機制）和限制環節n提出一系列模型，找出結癥對癥下藥：提高其反應速度或減緩反應速度。1.本課程作用及主要內容本課程作用及主要內容1.4.2冶金動力學冶金動力學n與物理化學的差異：與物理化學的差異：n物化：只是單相中微觀的化學反應，也稱微

6、觀動力學；n冶金動力學：對多相，還伴有傳熱、傳質現象，為宏觀動力學；n一般說來，由于高溫，所以化學反應速度快，多為擴散為限制行環節；n現狀：數據不全，誤差大，模型的適用性差。1.本課程作用及主要內容本課程作用及主要內容2.冶金物理化學的發展冶金物理化學的發展 2.1國外國外n19201932年，黑色冶金中引入物理化學理論；n1920年，P.Oberhoffer（奧伯霍夫）首次發表鋼液中Mn-O平衡問題的論文；n1925年，Farady Society（法拉第學會）在英國倫敦召開煉鋼物理化學學術年會。n1926年，C.H.Herty（赫蒂）在美國發表平爐煉鋼過程中C、S、Mn等元素變化規律論文，

7、且專門領導建立一個研究平爐冶煉過程問題的小組。n1932年，德國R.Schenk發表專著：鋼鐵冶金物理化學導論（Phsical Chemistry of Steel Manufacture Processes）n其他：德國的Korber和Olsen等。2.冶金物理化學的發展冶金物理化學的發展 2.1國外國外冶金物理化學體系冶金物理化學體系：19321958創立創立J.Chipman（啟普曼）啟普曼）,逸度和活度理論逸度和活度理論n1926年畢業于加里福尼亞大學，物理學博士；n1932年發表H2O，CO2，CO，CH4的自由能及在冶金學上的意義（密西根大學，研究工程師）；n1937年任麻省理工學

8、院教師；n1942年出版1600化學一書；n1948年發表金屬溶液的活度論文，奠定了活度基礎；n1951年出版堿性平爐煉鋼一書。2.冶金物理化學的發展冶金物理化學的發展 nC.Wagner1952年出版合金熱力學提出活度相互作用系數，使活度更加理論化；1958年出版煉鋼中的動力學問題創立較完整的冶金動力學研究體系；nS.Darken1953年出版金屬物理化學，較系統地論述了“冶金動力學及熱力學”問題 2.冶金物理化學的發展冶金物理化學的發展 2.1國內國內n李公達(19051971),湖北人，南開大學畢業。1931年進入美國密歇根大學研究院，師從美國著名學者J.chipman教授，獲冶金工程博

9、士學位。 n1937年發表H2-H2S混合氣體與Fe中S的平衡，論述了鐵液中s的行為。2.冶金物理化學的發展冶金物理化學的發展 2.1國內國內n魏壽昆（1907)，天津人，中國科學院院士。德國德累斯頓工科大學工學博士,冶金過程熱力學、活度在冶金中的應用。n在冶金熱力學理論及其應用中獲得多項重大成果。運用活度理論為紅土礦脫鉻、金川礦提鎳、等多反應中金屬的提取和分離工藝奠定了理論基礎。2.冶金物理化學的發展冶金物理化學的發展 2.1國內國內n鄒元爔 （中科院上海冶金研究所） 發表一系列熔體活度測定方法，如測定Cao-SiO2-Al2O3渣系的活度n我國冶金物理化學活度理論研究的先驅，將冶金物理化學

10、對象從鋼鐵冶金、有色冶金延伸到高純金屬和半導體材料冶金； 2.冶金物理化學的發展冶金物理化學的發展 2.1國內國內n陳新民（19121992），有色金屬冶金先驅，研究火法冶金、濕法冶金、氯化冶金及熔體熱力學理論。 n1947年與J.Chipman共同發表H2-H2O混合氣體與Fe液中Cr的平衡2.冶金物理化學的發展冶金物理化學的發展 2.1國內國內n周國治,中國科學院院士，用Gibbs-Duhem方程計算熔體熱力學性質；2.冶金物理化學的發展冶金物理化學的發展 2.1國內國內n王之昌，東北大學教授王之昌，東北大學教授.n主要學術研究：（一）溶液理論和熱力學：首次揭示各類實際多元系的簡單共性，創立了偏簡單溶液