《冶金物理化学》课程教学大纲.docVIP

PAGE 冶金物理化学 教学大纲 一．说明 1．1本课程的目的和任务 本课程为冶金工程专业本科生的必修课。通过本课程的学习使学生掌握冶金热力学、冶金动力学、冶金电化学、表面和界面化学的基本理论，了解这些基本理论能解决什么问题，以及如何应用这些基本理论解决实际问题；初步掌握用这些基本理论分析和解决实际问题的基本方法；培养学生应用这些基本理论分析解决实际问题的能力和获取知识的能力。 1．2基本要求 掌握冶金物理化学的基本理论、基本概念。 掌握应用这些基本理论分析和解决问题的基本思想和方法。 初步具备应用这些基本理论分析、解决实际问题的能力和获取知识的能力。 1．3与相关课程的关系 先修课为大学化学，物理化学，冶金和材料制备的认识实习及生产实习，后序课为冶金学，本课程要为冶金学打下扎实的理论基础。 二．内容概要 冶金物理化学是冶金及材料科学的重要基础理论。以物理化学（包括化学热力学、化学动力学和结构化学）的基本理论和基本方法为基础，研究与冶金及材料制备相关体系的物理化学性质以及物质的组成、结构和性质、性能间的关系；研究冶金及材料制备的物理化学原理，以及这些原理在冶金及材料制备过程中的运用。内容涵盖钢铁冶金、有色金属冶金及材料科学等领域。 三．课程内容 1．绪论 2．溶液理论 2.1引言 2.2偏摩尔性质 2.3理想溶液与稀溶液 2.4真实溶液的处理方法 2.5多元系中组元的活度及组元间的相互影响 2.6偏摩尔混合性质 2.7过剩热力学性质 2.8 G—D方程在二元系中的应用 2.9 G—D方程在三元系中的应用 2.10正规溶液及相关模型 2.11其他溶液模型 2.12活度的测定与计算（可与3.6合在一起讲） 3.Gibbs自由能变化 3.1化学反应等温方程式 3.2标准Gibbs自由能变化的计算 3.3有溶液存在的反应Gibbs自由能计算 3.4化学反应等温方程式在冶金及材料制备过程中的应用 3.5平衡移动原理在冶金及材料制备过程中的应用 3.6标准Gibbs自由能变化的实验测定 4、相图 4.1二元系相图的基本类型 4.2 Fe—O系相图 4.3 Fe—C系相图 4.4三元系相图的一般原理 4.5三元相图的基本类型 4.6相图在冶金及材料制备过程中的应用 CaO-Al2O3-SiO2相图 CaO-FeOn-SiO2相图 Cu-Fe-S相图 4.7自由能—组成图 4.8相图的计算（由热力学数据计算相图） 5.熔渣 5.1熔渣结构及相关理论模型 5.2熔渣的碱度 5.3熔渣的氧化能力 5.4熔渣氧化物的活度 5.5熔渣的去硫去磷能力 5.6熔渣的物理化学性质 6、熔锍 6.1熔锍的组成和性质 6.2熔锍理论模型 6.3造锍过程的热力学分析 6.4熔锍吹炼热力学分析 7、电解质水溶液 7.1 浸出过程热力学 7.1.1电位-pH图 7.1.2 非金属-水系电位-pH图 7.1.3 络合物-水系的电位-pH图 7.1.4 高温水溶液热力学和电位-pH图 7.1.5 电位-pH图在湿法冶金中的应用 7.2湿法分离提取过程 7.2.1 沉淀法与结晶法 7.2.2 离子交换法 7.2.3 有机溶液萃取法 7.3金属的电沉积过程 7.3.1 法拉第定律和电流效率 7.3.2金属的还原过程 7.3.3 金属电沉积过程中的阴极极化和超电势 7.3.4 金属阳极和阳极过程 7.3.5 金的电解精炼 8、熔盐 8.1熔盐的基本结构和性质 8.2熔盐电解 8.3金属在熔盐中的溶解 9.冶金动力学 9.1多相反应动力学基础 9.2多相反应的速率方程 9.3气—固相反应动力学 9.4气—液相反应动力学 9.5液—固相反应动力学 9.6熔体凝固过程动力学 9.7固—固相反应动力学 10.界面化学 10.1熔体的表面现象 10.2固体的表面特性 10.3界面行为 10.4界面化学在冶金及材料制备过程中的应用 11.冶金及材料制备过程的实例分析 11.1 平衡体系热力学分析 11.2 碳热还原体系的热力学分析 11.3铁液中的碳氧反应 11.4钢液脱氧反应 11.5选择性氧化及选择性还原 11.6金属氧化物的加碳氯化 11.7固体金属的氧化 四．教材及参考书 田彦文，翟秀静，刘奎仁. 冶金物理化学简明简程，北京，化学工业出版社，2011. 梁连科，车荫昌．冶金热力学与动力学，沈阳：东北工学院出版社，1992 D.R.Gaskell．Introduction to Metallurgical Thermodynamics． 2nd. Ed. McGRANHILL, 1981 李文超．冶金与材料物理化学．北京：冶金工业出版社，2001 陈新民．火法冶金过程物理化学．北京：冶金工业出版社，1994 魏寿昆．冶金过程热力学．上海：科学技术出版社，1980