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本书采用的主要符号一览表1

1 溶液的热力学性质1

1.1溶液及其组元的热力学量1

1.1.1偏摩尔量和摩尔量1

目录1

1.1.2混合自由焓2

1.1.3过剩自由焓2

1.1.4偏摩尔自由焓增量3

1.2偏摩尔量和摩尔量的关系式3

1.2.1偏摩尔量的集合式3

1.2.3偏摩尔量和摩尔量的关系式4

15.4 同时脱硫和脱磷的电化学解释 214

1.2.2吉布斯—杜亥姆方程4

1.2.4其它偏摩尔量和摩尔量的关系式5

1.3 各类溶液的热力学特征6

1.3.1理想溶液7

1.3.2实际溶液8

1.3.3稀溶液8

1.3.4规则溶液11

参考文献12

2溶液的拟晶态模型13

2.1 溶液的拟晶态模型——混合过程基本方程13

2.1.1几个假定13

2.1.2构型能13

2.1.3混合过程基本方程14

2 2.1理想混合——理想溶液15

2.2 各种混合情况的自由焓变化15

2.2.2非理想混合——规则溶液16

2.2.3非理想混合——稀溶液18

2.2.4间隙型溶液19

2.3溶液的拟化学模型20

参考文献24

3铁液中溶质的相互作用参数25

3.1 相互作用参数式25

3.1.1活度相互作用系数25

3.1.2瓦格纳（Wagner）相互作用参数式26

参考文献 128

3.2 相互作用参数的意义28

3.2.1几何意义28

3.2.2物理化学意义29

3.3 相互作用参数的关系式30

3.3.1 εi(j)和εj(i)的关系30

3.2.3二次相互作用系数的意义30

3.3.2εi(j)和ei(j)的关系31

3.4温度对相互作用参数的影响33

3.3.4相互作用参数与原子序的关系33

3.3.3 εi(j)和ei(j),ei(j)和ej(i)的关系33

3.5相互作用参数的测定和计算34

方法34

3.5.1相互作用参数的测定方法34

3.5.2相互作用参数的计算方法36

参考文献38

4铁液中溶质活度系数39

4.1 达肯（Darken）二次式——规则溶液模型39

4.1.1二次式导出的根据39

4.1.2多元系1gγi的计算式44

4.2 启普曼（Chipman）的间隙型溶液处理法47

参考文献50

5.1 离子溶液的活度——特姆金（Temkun）理论51

5熔渣的热力学活度（一）51

5.2 离子价的作用——弗勒德53

（Flood）理论53

5.2.1弗勒德理论53

5.2.2多元系炼钢渣aF3o的计算式55

5.3 复杂的阴离子的作用57

5.3.1引用活度系数的计算方法57

5.3.2引用共存理论的计算法58

5.3.3引用马森（Masson）模型的计算法61

5.4熔渣活度的求值法63

5.4.1熔渣的等活度图和实验式63

5.4.2熔渣活度的计算法66

参考文献71

6.1 正规溶液模型计算法72

6.1.1基本依据72

6熔渣的热力学活度（二）72

6.1.2多元系熔渣活度系数计算式73

6.1.3相互作用能的求法75

6.1.4活度标准态的变换78

6.1.5应用示例78

6.2规则离子溶液模型计算法79

6.2.1熔渣活度计算式推导79

6.2.2碱性炼钢渣活度的计算式81

第二篇钢铁冶金反应热力学分析83

参考文献83

7 多相多元系平衡定律及其应用84

7.1 化学位和化学亲和力——平衡的判据84

7.2.1相律86

7.2相律及其应用86

7.2.2相律在高炉炼铁的应用87

7.2.3应用相律说明渣—钢反应88

7.3分配定律及其应用89

7.3.1分配定律89

7.4 质量作用定律及应用91

7.4.1质量作用定律91

7.3.2分配定律在试验研究中应用91

7.4.2化学亲和力和氧势的应用92

参考文献95

8选择氧化—还原反应热力学分析96

8.1 多元系中元素的选择氧化—还原96

8.2 化合物的稳定性——△G-T图的应用97

8.2.2气相压力变化的修正98

8.2.1 AG°-T图的制作基础98

8.2.4△G-T图在钢铁冶炼中应用示例100

8.2.3反应物和反应产物的活度变化的修正100

8.3.1同时平衡温度（转化湿度）103

析103

8.3选择氧化还原反应热力学分103

8.3.2气相压力的作用107

8.3.3反应产物活度的控制108

8.3.4元素的平衡余量110

参考文献112

9.1 混合气体的氧势和碳势113

9.1.1 CO，CO2，H2，H2O混合气的平衡氧压（氧势）113

9气相的性质和反应热力学分析113

9.1.2 CO，CO2，CH4，H2，H2O混合气的平衡碳势115

9.1.3 C-H-O系平衡成分的计算法116

9.2铁氧化物还原的热力学分析117

9.3气体溶解反应热力学分析121

9.3.1氧在铁液中的溶解121

9.3.2氮在多元系铁液中溶解度122

9.3.3氢在铁液中溶解度123

9.4 CO-CO2混合气对Fe-C-O124

系的作用124

9.4.1 CO-CO2混合气同铁液中〔C〕的关系124

9.4.2 CO-CO2混合气同铁液中〔O〕的关系125

9.4.3〔C〕和〔O〕的乘积126

10渣相的性质和反应热力学分析129

10.1熔渣的反应性129

10.1.1离子—氧的吸引参数129

10.1.2碱度130

10.1.3渣相反应性其它表示法131

10.2 气相—渣相间反应131

10.2.1渣中Fe2+-Fe3+平衡131

10.2.2渣的硫容量132

10.2.3渣的磷酸盐容量134

10.2.4 N2、C、H2O和CO2的溶解反应135

10.3渣和金属液间的平衡139

10.3.1 磷的分配系数Lp——希利（Healy）计算式139

10.3.2脱磷平衡和光学碱度A142

10.3.3硫的分配系数142

10.3.4金属中元素的脱除反应能力CM143

参考文献145

11 金属液相中反应热力学分析146

11.1元素的脱氧能力分析146

11.1.1单元素脱氧146

11.1.2脱氧曲线的分析147

11.2复合脱氧149

11.2.1复合脱氧的热力学条件149

11.2.2米哈依罗夫（МИХАЙЛОВ）的热力学分析法151

11.3脱氧产物形态控制反应154

11.3.1 A1-Ca和Si-A1脱氧154

11.3.2 Fe-O-Al-Ca系平衡156

11.4元素脱氧能力随温度的变化159

参考文献161

12.1.1单元系和二元系162

12.1 结晶的热力学基础162

12 钢液凝固过程中反应热力学分析162

12.1.2二元系的固相线和液相线163

12.2.1多元系平衡分配系数164

12.2平衡分配系数164

12.2.2相互作用参数对平衡分配系数的影响167

12.3凝固过程非金属夹杂物生168

成反应168

12.3.1 氧化物生成反应168

12.3.2氮化物生成反应172

12.4 钢液凝固过程气泡生成反应173

参考文献174

13.1.1反应速度常数和平衡常数175

第三篇冶金反应动力学基础175

13.1 化学反应速度和反应物浓度的关系175

13 多相化学反应速度175

13.1.2反应级数的求值方法176

13.2 化学反应速度和温度的关系179

13.2.1阿列纽斯（Arrhenius）式179

13.2.2化学反应活化能181

13.2.3活化能的求值183

13.3多相反应速度183

13.3.1多相反应速度式183

13.3.2多相反应速度的限制步骤研究186

13.3.3确定多相反应限制步骤的原则189

参考文献192

14扩散和传质速度193

14.1扩散的基本方程193

14.1.1菲克（Fick）第一定律193

14.1.2菲克第二定律194

14.2 扩散系数196

14.2.1扩散系数的关系式196

14.2.2扩散系数与温度和粘度的关系199

14.2.3冶金熔体中的扩散系数200

14.3相界面传质模型200

14.3.1边界层模型（液—液相反应）200

14.3.2浸透模型和表面更新模型（气—液相反应）202

14.3.3境膜浸透模型204

参考文献205

15渣—钢反应的电化学现象206

15.1偶合反应和局部平衡206

15.2 混成电位和界面氧分压209

15.2.1混成电位209

15.2.2界面氧分压210

15.3 电极反应速度212

15.4.1脱硫和脱磷的条件的分析214

15.4.2熔渣成分的选择216

15.4.3反应地点分离的作用217

参考文献218

16吸附对冶金反应速度的影响219

16.1界面层的基本性质219

16.2 吸附的基本方程221

16.2.1固体表面吸附221

16.2.2溶液表面吸附222

16.2.3表面活性物质224

16.3吸附对反应速度的影响226

16.3.1反应界面积的变化226

（Marangoni）效应226

16.3.3表面吸附量的作用227

16.3.4表面活性物质的作用229

16.4吸附反应速度式230

参考文献232

17新相的生成233

17.1 新相生成热力学233

17.1.1均相生核233

17.1.2异相生核235

17.2 新相生成动力学236

17.3表面自由焓对化学反应动力学的影响237

17.4各种新相生成问题的分析239

17.4.1脱氧反应产物的生成239

17.4.2钢液中生成气泡242

17.4.3钢液凝固时晶核的生成243

参考文献244

18冶金过程中表面张力平衡现象245

18.1 溶体的表面张力与组成的关系245

18.2 冶金熔体的表面张力247

18.2.1液体金属和铁合金的表面张力247

18.2.2熔渣的表面张力248

18.2.3渣—钢间的界面张力250

18.3冶金中的乳化现象251

18.4冶金中的润湿现象252

18.4.1决定润湿的因素253

18.4.2喷射冶金中粉——气接触状态分析254

参考文献256

19.1.1化学反应速度257

19.1 气—固相反应基本方程257

19气—固相反应速度257

第四篇冶金反应动力学分析257

19.1.2扩散速度258

19.1.3描述固体反应物转化进程的参数259

19.2 气体同致密的固体物质259

反应259

19.2.1 同块状物质的反应260

16.3.2流体力学作用——马栾哥尼19.2.2同球状物质的反应263

19.3气体同多孔物质的反应265

19.3.1多孔物质内气体的浓度梯度265

19.3.2反应物转化速度268

参考文献270

20气——液相反应速度（一）271

20.1物理吸收反应模型271

20.2铁液吸收或放出气体的274

速度274

20.2.1吸氮和脱氮274

20.2.2吸氧277

20.2.3脱氢278

20.3.1 CO的放出反应模型280

反应280

20.3有化合物生成时气—液相280

20.3.2用O2／Ar或CO／CO2混合气的脱碳速度284

参考文献286

21 气—液相反应速度（二）287

21.1气泡的形成和上浮速度287

21.1.1气泡的形成287

21.1.2气泡上升速度288

21.2气泡—液体金属间的传质291

21.2.1传质系数291

21.2.2铁液对吹入气体的吸收速度292

21.3气体射流和液相间反应294

21.4吹气搅拌对反应速度的影296

响296

21.4.1底吹气的搅拌力297

21.4.2搅拌对反应动力学的作用299

参考文献301

22.1 渣—金属间反应速度302

22.1.1渣—金属间反应的速度式302

22液—液相反应速度（一）302

22.1.2特例303

22.1.3 应用304

22.2 渣—金属间电化学反应速度式305

22.2.1 电化学反应的总反应速度式305

22.2.2硅还原反应速度306

22.3 渣—金属间反应动力学模型307

22.3.1渣—金属反应模型307

22.3.2渣—金属反应模型的数学处理309

22.3.3应用实例311

参考文献313

23.1 液—液相接触方式与反应进行程度的关系314

23液—液相反应速度（二）314

23.1.1分批式操作315

23.1.2半分批渣流通式操作316

23.1.3半分批金属流通式操作317

23.1.4连续管型逆流式操作319

23.2 非均匀成分的微粒在上浮中同金属的反应速度321

23.3 喷吹粉剂的反应进行度323

参考文献325

24.1.1废钢的熔化326

24固—液相反应速度326

24.1金属料的熔化326

24.1.2铁合金的熔化330

24.2渣料的熔化331

24.3金属液的凝固速度332

24.3.1凝固速度式332

24.3.2偏析速度333

24.4伴有化学反应的凝固速度334

参考文献336