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第一章冶金的热力学基础1

1自由能变化和平衡常数1

1．自由能2

2．反应的自由能变化——等温方程2

3．平衡常数3

4．过程的判据5

2冶金反应的△G°和平衡常数的计算6

1．绝对熵法：近似计算法，准确计算法，相变的影响6

2．准确计算的查表计算法9

3．组合计算法17

4．利用自由能函数（GT-H？／T）的计算法18

3活度及其计算法21

1．活度的概念21

2．活度的标准态23

3．活度的求法25

4．多组分的活度系数41

4 溶质的化学势及溶解自由能变化的计算49

习题56

第二章气固相反应的热力学59

1氧化物的氧势及氧势图59

1．氧势59

2．氧势图61

2氧化物的分解及分解压64

1．分解压及其确定法64

2．氧化物分解的影响因素：相变，体系的压力66

3．氧化物的分解特性68

4．氧化物分解的条件：分解温度72

3碳酸盐分解的热力学74

1．碳酸盐的分解压及分解温度74

2．碳酸盐分解的影响因素：副反应的发生，分散度，杂质的存在79

4燃烧反应的热力学81

1．C.CO.H2与O2的反应81

2．水煤气反应85

3．固体碳的气化反应86

4．固体碳和水蒸气的反应88

5．CH4的离解及燃烧反应88

6．燃烧反应的平衡成分及其性质的确定90

5还原反应的热力学基础99

1．还原反应的热力学条件99

2．各种氧化物还原的一般情况101

3．高炉内炉气氧势的变化和氧化物的还原101

6CO及H2还原氧化物的热力学102

1．CO还原氧化物的热力学特点102

2．CO对氧化铁的还原104

3．H2对氧化铁的还原105

4．实际固相氧化铁的还原106

7固体碳还原氧化物的热力学110

1．固体碳还原氧化物的热力学特点110

2．固体碳还原氧化物的平衡图113

3．氧化铁为固体碳还原115

4．其他氧化物的直接还原116

5．复杂化合物中氧化物的直接还原116

8 金属热还原法118

9焙烧反应的热力学119

1．硫化物的氧化焙烧119

2．氯化焙烧的热力学124

习题127

第三章冶金熔体130

1炉渣的状态图130

1．二元氧化物状态图：CaO—SiO2系，Al2O3—SiO2系，CaO—Al2O3系，FeO—SiO2系130

2．三元系状态图：三元系相图的基本类型及特点，CaO—SiO2—Al2O3系状态图，FeO—CaO—SiO2系状态图134

2熔渣的结构142

1．分子结构模型理论143

2．离子结构模型理论145

3熔渣的物理性质151

1．熔渣的熔化性151

2．熔渣的粘度153

3．熔渣的导电性158

4．熔渣的表面性质：熔渣的表面张力，界面张力与润湿性，泡沫渣159

4熔渣的化学性质163

1．熔渣的碱度163

2．熔渣的氧化能力及还原能力165

3．气体在渣中的溶解165

5熔渣的热力学性质——活度166

1．二元渣系的活度166

2．三元渣系的活度：CaO—SiO2—Al2O3系，FeO—CaO—SiO2系，CaO—(FeO—MnO)—SiO2系，CaO—MnO—SiO2系167

6熔渣的离子模型171

1．完全离子溶液模型171

2．正规溶液模型173

3．马松模型（Masson's Model）174

4．离子—分子共存模型176

5．离子反应的平衡商模型（弗鲁德模型）177

7金属熔体的结构及性质178

1．金属熔体的结构178

2．铁熔体的粘度179

3．铁熔体的表面张力180

4．元素在熔铁中的溶解181

习题183

第四章有溶液参加的反应的热力学186

1有溶液参加的反应的自由能变化186

1．溶液中反应的等温方程186

2．溶液中反应的平衡常数189

3．溶液中氧化物的氧势190

4．溶液中氧化还原反应的热力学192

5．两液相间物质的分配比197

2高炉熔渣与金属液间溶解元素的分配——锰，硅，铬，钛，钒，磷，硫197

1．锰的分配197

2．硅的分配198

3．铬，钛，磷，钒的分配199

4．硫的分配202

3铁的渗碳及熔铁的含碳量208

1．碳在铁中存在的状态208

2．CO对铁的渗碳209

3．CH4对铁的渗碳216

4．熔铁中碳的溶解度217

4氧化熔炼的热力学基础219

1．熔渣的氧化能力219

2．铁液中元素氧化的氧势220

3．炼钢熔池中元素氧化的热力学条件221

5炼钢反应的热力学223

1．硅及锰的氧化223

2．碳的氧化224

3．磷的氧化226

4．去硫反应230

5．铬的氧化232

6．钒与铌的氧化234

7．钢中气体234

8．钢液的脱氧237

9．钢液脱氧及冷却、凝固过程中夹杂的形成242

10．钢液真空处理的热力学244

习题249

第五章冶金反应过程的动力学252

1化学反应的速度252

1．化学反应的速度和速度式252

2．一级可逆反应的速度式254

3．反应级数的确定和反应速度常数的计算255

2扩散258

1．扩散的理论基础258

2．气体中的扩散261

3．固相及液相内的扩散262

4．对流扩散：边界层理论及表面更新理论262

附录：菲克第二定律的数学推导272

3多相反应过程的动力学基础275

1．多相反应的动力学特征275

2．多相反应的速度式和速度范围276

3．多相反应速度的影响因素278

4．多相反应速度限制环节的确定279

4多相反应（过程）速度方程的类型281

1．界面反应成为限制环节的速度方程281

2．扩散成为限制环节的速度方程283

3．混合限制环节的速度方程287

4．吸附环节的速度方程289

5．核生成环节的速度方程293

5碳酸盐分解的动力学298

1．碳酸盐分解的机理298

2．CO2在分解产物层内的扩散300

3．碳酸盐分解的速度及其影响因素300

6铁等金属氧化的动力学301

1．铁氧化的结晶化学变化：金属铁及其氧化物的结构，铁氧化时晶格的重建，氧化物层的结构，固相内质点的扩散，氧化物层形成的过程301

2．金属氧化的速度306

7氧化物还原的动力学307

1．还原过程的组成环节及特点307

2．氧化物还原反应的机理：自动催化特性，吸附特性，还原层内离子的扩散，还原的结晶化学变化308

3．铁矿石为气体还原的数学模型：一界面模型速度方程，三界面模型速度方程310

4．各种因素对气体还原氧化铁的影响：粒度和孔隙度，温度，还原气体的成分与压力317

8固体碳燃烧的动力学318

1．固体碳与气体氧化剂反应的一般动力学特征319

2．固体碳和氧作用的动力学319

3．固体碳与CO2反应的动力学321

4．CO分解的动力学323

9液态金属与熔渣间反应的动力学324

1．金属与熔渣间脱硫反应的动力学：脱硫的电化学反应，脱硫反应的扩散环节，脱硫速度的影响因素324

2．钢液中锰氧化的动力学328

3．其他元素反应的动力学330

10钢液中气液反应的动力学331

1．钢液脱碳反应的动力学：CO气泡核的生成及长大，钢液中碳和氧的扩散，脱碳反应的速度及其影响因素331

2．钢液中气体吸收和排出的动力学：钢液表面气体的排出，脱碳过程中气体的排出，吹氩气的脱气336

3．真空下合金元素的挥发339

习题340

附录343

一．物质的热力学数据表343

二．化合物的标准生成自由能表348

三．计算△G0用的温度函数表364

四．物质的自由能函数（？）表367

五．主要反应的标准自由能变化368

六．本书有关物理量的公制和国际制（SI单位）的转换表370

七．主要的物理化学常数（主要参考用书）370