冶金原理

內(nèi)容概要

　　本書是為原有色冶金和鋼鐵冶金專業(yè)合并組建的冶金工程專業(yè)編寫的教材。編寫過程中參考了原冶金工業(yè)部有色冶金專業(yè)力鋼鐵冶金專業(yè)《冶金原理》統(tǒng)編教材的內(nèi)容和要求。在內(nèi)容編排上，按照冶金方法，即火法冶金、濕法冶金和電冶金進(jìn)行歸類。考慮到和基礎(chǔ)課《物理化學(xué)》有機(jī)結(jié)合，本教材中增加了物理化學(xué)基礎(chǔ)部分。這樣，本書的內(nèi)容將由三個(gè)部分組成：第一篇為冶金物理化學(xué)基礎(chǔ)，簡(jiǎn)要地介紹了復(fù)雜納物理化學(xué)的基本概念和定律，并將相圖基礎(chǔ)和冶金動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)等安排在這一篇；第二篇為火法冶金，介紹火法冶金過程的物理化學(xué)及其基本原理。

書籍目錄

第一篇 冶金物理化學(xué)基礎(chǔ)
第1章 冶金熱力學(xué)基礎(chǔ)
1.1 引言
1.2 熱力學(xué)基本概念
1.3 能量守恒——熱力學(xué)第一定律
1.4 熱力學(xué)第二定律
1.5 化學(xué)平衡
1.6 溶液
1.7 表面現(xiàn)象及其熱力學(xué)
1.8 電化學(xué)現(xiàn)象及其熱力學(xué)
習(xí)題與思考題
第2章 相圖基礎(chǔ)
2.1 相律初步
2.2 二元相圖
2.3 三元相圖有關(guān)表示方法和規(guī)則
2.4 簡(jiǎn)單的三元共晶型相圖
2.5 生成異分熔點(diǎn)化合物的三元相圖
2.6 生成三元化合物和同分熔點(diǎn)化合物的三元相圖
2.7 冶金領(lǐng)域應(yīng)用的典型相圖簡(jiǎn)介
習(xí)題與思考題
第3章 冶金反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
3.1 概述
3.2 化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
3.3 冶金反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
習(xí)題與思考題
第二篇 火法冶金原理
第4章 冶金熔體
4.1 引言
4.2 金屬熔體
4.3 冶金爐渣
習(xí)題與思考題
第5章 還原過程
5.1 燃燒反應(yīng)
5.2 氣體還原劑對(duì)氧化物的還原
5.3 固體碳存在時(shí)氧化物的還原
5.4 金屬熱還原
5.5 選擇性還原
習(xí)題與思考題
第6章 氧化過程
6.1 鐵的氧化和熔池傳氧方式
6.2 脫碳反應(yīng)
6.3 硅、錳的氧化反應(yīng)
6.4 脫磷反應(yīng)
6.5 脫硫反應(yīng)
6.6 脫氧反應(yīng)
6.7 氣體溶解與去除
6.8 選擇性氧化——不銹鋼去碳保鉻問題
習(xí)題與思考題
第7章 硫化礦的火法冶金
7.1 概述
7.2 金屬硫化物的熱力學(xué)性質(zhì)
7.3 硫化物焙燒過程熱力學(xué)
7.4 硫酸化焙燒的動(dòng)力學(xué)
7.5 硫化礦的造锍熔煉
習(xí)題與思考題
第8章 鹵化冶金
8.1 氯化反應(yīng)的熱力學(xué)
……
第9章 粗金屬的火法精煉
第10章 熔鹽電解
第11章 凝固理論基礎(chǔ)
第三篇 濕法冶金原理
第12章 物質(zhì)在水溶液中的穩(wěn)定性
第13章 礦物浸出
第14章 浸出液凈化
第15章 水溶液電解質(zhì)電解
附錄
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   第1章 冶金熱力學(xué)基礎(chǔ) 1．1 引言 熱力學(xué)是自然科學(xué)的一個(gè)重要分支，按它的實(shí)際內(nèi)容，它是研究物質(zhì)的熱運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)形式相互關(guān)系的一門科學(xué)。熱力學(xué)適用于宏觀體系，它的基礎(chǔ)主要是熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律。這兩個(gè)定律是人類長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，有其廣泛、堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。將熱力學(xué)基本原理用于研究冶金過程、化學(xué)變化及相關(guān)的物理現(xiàn)象即為熱力學(xué)。其中第一定律用于研究這些變化中的能量轉(zhuǎn)化問題，第二定律用于研究上述變化過程的方向、限度以及化學(xué)平衡和相平衡的理論。 熱力學(xué)方法的特點(diǎn)是既不考慮物質(zhì)內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)，也不涉及過程的速率和機(jī)理。這一特點(diǎn)決定了它的局限性，即只指出某一變化在一定條件下能否發(fā)生，若能發(fā)生，其方向和限度如何，而無法解釋其發(fā)生的道理，也不可能預(yù)測(cè)實(shí)際產(chǎn)量。只預(yù)測(cè)反應(yīng)發(fā)生的可能性，而不問其現(xiàn)實(shí)性；只指出反應(yīng)的方向、變化前后的狀態(tài)，而不能得出變化的速率。 1．2 熱力學(xué)基本概念 一、系統(tǒng)與環(huán)境 熱力學(xué)中將研究的對(duì)象作為體系，體系以外與體系密切相關(guān)的其他部分則稱為環(huán)境。體系與環(huán)境之間的界面可以是真實(shí)的，也可以是虛構(gòu)的。體系與環(huán)境的劃分是相互的，主要取決于研究問題的需要和方便。 體系和環(huán)境的選取方法不同，體系變量的取值也不同。 二、體系的性質(zhì)、狀態(tài)、狀態(tài)函數(shù)體系表現(xiàn)出來的宏觀性質(zhì)稱為體系的熱力學(xué)性質(zhì)，也稱熱力學(xué)變量。如質(zhì)量、溫度、體積、壓力、密度、表面張力、電導(dǎo)率等。體系的性質(zhì)依其與物質(zhì)量有無關(guān)系可分為廣延函數(shù)和強(qiáng)度函數(shù)。 1）廣延函數(shù)，其數(shù)值與物質(zhì)量成正比，具有加合性，如質(zhì)量、體積等； 2）強(qiáng)度函數(shù)，其數(shù)值與物質(zhì)量無關(guān)，不具有加合性，如溫度、壓力等。 它們兩者之間的關(guān)系是每單位量的廣延函數(shù)變化值，就是強(qiáng)度函數(shù)值。 體系的狀態(tài)是體系所有性質(zhì)的綜合體現(xiàn)。當(dāng)體系的所有性質(zhì)確定之后，體系的狀態(tài)隨之確定。因體系的各性質(zhì)之間有一定關(guān)系，在一定狀態(tài)下，可以采用數(shù)學(xué)函數(shù)表示這種關(guān)系，即稱為狀態(tài)函數(shù)。 由于體系狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)是單值對(duì)應(yīng)的，所以，狀態(tài)函數(shù)的變化只取決于體系的初始態(tài)，而與體系變化所經(jīng)歷的路徑無關(guān)。 三、過程和途徑體系狀態(tài)所發(fā)生的變化稱為過程，常見的過程有 （1）等溫過程； （2）等壓過程； （3）等容過程； （4）絕熱過程； （5）可逆過程。 對(duì)復(fù)雜的冶金過程，一般無法用單一過程描述，但可以結(jié)合狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)，將復(fù)雜過程分解成若干個(gè)上述的單一過程的組合。 四、熱和功 熱和功是體系發(fā)生變化時(shí)與環(huán)境交換能量的兩種形式。它們都不是體系的性質(zhì)。熱和功使用能量單位，常用焦?fàn)枺↗），千焦?fàn)枺╧J）表示。 體系與環(huán)境之間由于溫度的不同而傳遞的能量為熱，以Q表示。 體系與環(huán)境之間傳遞的其他形式的能量統(tǒng)稱為功，以W表示。 五、內(nèi)能 內(nèi)能是體系內(nèi)部?jī)?chǔ)存的總能量，包括體系內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、分子間相互作用的勢(shì)能、分子內(nèi)部各粒子動(dòng)能及粒子間相互作用的勢(shì)能等，常用U表示，單位為K或J。 由于人們對(duì)體系內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的作用及其運(yùn)動(dòng)等尚無清楚的認(rèn)識(shí)，尚無法知道內(nèi)能的絕對(duì)值。但因體系狀態(tài)改變后，內(nèi)能的變化常以功、能的形式表現(xiàn)出來，而這一部分能量是可測(cè)的，所以，常用到內(nèi)能的變化值△U。 內(nèi)能是體系的性質(zhì)，是狀態(tài)函數(shù)，所以狀態(tài)變化時(shí)，內(nèi)能的變化值只取決于體系的初始和終態(tài)，而與變化的途徑無關(guān)。

編輯推薦

《高等學(xué)校教材?材料科學(xué)與工程:冶金原理》適用于冶金工程專業(yè)的本科生教學(xué)，也可供有色冶金和鋼鐵冶金的工程技術(shù)人員參考。

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