第三章 熔体的结构与性质(完整)
第三章熔体结构(二)
Tl、Si、Sn、Pb、P、As 、Sb、Bi、O、S、Te 的硒化物 Tl、Sn、Pb、Sb、Bi、O、Se、As 、Ge 的碲化物 BeF2 、AlF3 、ZnCl2 、Ag (Cl、Br、I)、Pb（Cl2 、Br2 、I2 ）和多组分混合物 R NO3 －R （NO3 ）2 , 其中 R ＝碱金属离子，R ＝碱土金属离子 K2 CO3 －MgCO3 TI2 SO4 、KHSO4 等 例子很多 非聚合物：甲苯、乙醚、甲醇、乙醇、甘油、葡萄糖等 聚合物：聚乙烯等，种类很多 酸、碱、氧化物、硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐等，种类很多 Au4 Si、Pd4 Si、Tex－Cu2.5 －Au5 及其它用特殊急冷法获得
5．物理、化学性质随成分变化的连续性 ．物理、
30 3 28 26 2
VM
24 1 22 20 0 10 20 30 40 50 R2O(mol%)
系玻璃R 含量与分子体积的关系 图3-15 R2O-SiO2系玻璃 2O含量与分子体积的关系 1-Li2O; 2-Na2O; 3-K2O
二、玻璃的转变
479 493 499
(b) 加热时与冷却时测定的 温度应一致（不 加热时与冷却时测定的Tg温度应一致 温度应一致（ 考虑滞后 滞后）。 考虑滞后）。 实际测定表明玻璃化转变并不是在 一个确定的Tg点上 点上， 是有一个转变温度范围。 一个确定的 点上，而 是有一个转变温度范围。 玻璃没有固定熔点， 结论：玻璃没有固定熔点，玻璃加热变为熔体 过程也是渐变的。 过程也是渐变的。
表3 －7
种 类 元 素 氧化物 硫化物 硒化物 碲化物 卤化物 硝酸盐 碳酸盐 硫酸盐 硅酸盐 硼酸盐 磷酸盐 有 机 化合物 水溶液 金 属 O、S、Se、P
由熔融法形成玻璃的物质
第三章 熔体和玻璃体
熔 体
1、问题的引出：
晶体（理想）的特点—— 晶体（实际）的特点——
整 体 有 序
【举例 】
熔体与玻璃的特点—？
近程有序远程无序
2、从能量角度分析：热力学、动力学
能 量
ΔGa 熔体 ΔGv
晶体
从热力学和动力学角度分析熔体与晶体
从能量曲线分析熔体和玻璃
气相冷凝获得的无定形物质
位能
熔体 玻璃
真实晶体
1Pa S 1N S m2 105 dye S 104 cm2 10P(泊)
流动度 ：φ＝１／η
绝对速度理论 2. 粘度－温度关系 自由体积理论
过剩熵理论 根据玻尔兹曼能量分布定律，活化质点的数目与exp（－ ΔE/kt）成比例。
即：流动度φ＝ φ0 exp（－ΔE/kt） 则：η＝ η0 exp（ΔE/kt） 两边取对数： 其中： ΔE —— 质点移动的活化能 η0 —— 与熔体有关的常数
在钠钙硅酸盐玻璃中：
活化能E（KJ/mol） 电阻率ρ（350℃） 熔融石英 50％Na2O的碱硅酸盐 142 50 1012 102
cm cm
R2O含量 （2）RO的影响
，活化能E
，σ
，且Li > Na > K
随R2＋离子半径 r
，σ
，次序是：
Ba2＋ > Pb2＋ > Sr2＋ > Ca2＋ > Mg2＋ > Be2＋
多种聚合物同时并存即是熔体结构远程无序的实质。
4) 熔体中的可逆平衡：
结果：使熔体中有多种多样的聚合物，高温时低聚物各自以
分立状态存在，温度降低时有一部分附着在三微碎片上，形
成“毛刷”结构。温度升高“毛刷”脱开。反应的实质是：
第三章熔体结构(三)
常见玻璃类型
通过桥氧形成网络结构的玻璃称为
氧化物玻璃。
典型的玻璃形成的氧化物是SiO2、
B2O3、P2O5、和GeO2,制取的玻璃，在
实际应用和理论研究上均很重要。
一、硅酸盐玻璃 这是实用价值最大的一类玻璃，由于SiO2等原 料资源丰富，成本低，对常见的试剂和气体有良 好的化学稳定性，硬度高，生产方法简单等优点 而成为工业化生产的实用价值最大的一类玻璃。 1、石英玻璃：石英玻璃是由[SiO4]四面体以顶角 相连而组成的三维网络，Si的配位数为4，O的配 位数为2，Si－O键长为0.162nm,O－O键长为 0.265nm
(6) 10％molNa2O.8%molAl2O3.82%molSiO2
Z＝4
R＝(10+24+82×2)/(82+8×2)＝2.02
X＝0.0 Y＝3.96
注意——
有些的离子不属典型的网络形成离子或网络 变性离子，如Al3+、Pb2+等属于所谓的中间离子， 这时就不能准确地确定R值。 若 (R2O＋RO)/Al2O3 > 1 , 则有[AlO4] 即 为网络形成离子 若 (R2O＋RO)/Al2O3 < 1 , 为网络变性离子 则有[AlO6] 即
通过顶点连接成为三维空间网络，但在石英晶 体中硅氧四面体[SiO4]有着严格的规则排列； 而在石英玻璃中，硅氧四面体[SiO4]的排列是 无序的，缺乏对称性和周期性的重复，图3－ 21所示。
图3-21 石英晶体与石英玻璃结构比较
查哈里阿生还提出氧化物（AmOn）形成玻璃时， 应具备如下四个条件： 1．网络中每个氧离子最多与两个A离子相联； 2．氧多面体中，A离子配位数必须是小的， 即为4或3。 3．氧多面体相互连接只能共顶而不能共棱或 共面。 4．每个氧多面体至少有三个顶角是与相邻多 面体共有以形成连续的无规则空间结构网络。
第三章冶金熔体的结构
第三章冶⾦熔体的结构第三章冶⾦熔体的结构3.0 概述冶⾦熔体的结构：指冶⾦熔体中各种质点（分⼦、原⼦或离⼦）的排列状态。
熔体结构主要取决于质点间的交互作⽤能。
冶⾦熔体的物理化学性质与其结构密切相关。
相对于固态和⽓态，⼈们对液态结构，尤其是冶⾦熔体结构的认识还很不够。
在接近临界温度时，液态与⽓态较接近。
在通常情况下，冶⾦熔体的结构和性质更接近于其固态。
不同的冶⾦熔体具有明显不同的结构和性质。
3.1 ⾦属熔体的结构3.1.1 ⾦属晶体的结构晶体：由占有晶体整个体积的、在三维⽅向上以⼀定距离呈现周期⽽重复的有序排列的原⼦或离⼦构成——物质结构的远程有序性。
基本概念：单位晶胞、晶格常数、配位数、晶格结点、⾦属键典型的晶体结构：⾯⼼⽴⽅、体⼼⽴⽅和密堆六⽅铁的结构：原⼦半径：1.28*10-l0m，三种晶型：αFe →γFe (1185K)γFe →δFe (1667K)αFe、δFe：体⼼⽴⽅晶格，配位数为8γFe：⾯⼼⽴⽅晶格，配位数为12固溶体：当有其它固体原⼦溶⼊某种固体置换型固溶体——各组分的原⼦在晶格结点位相互置换，置换的异种原⼦的半径差别不⼤；间隙型固溶体——组分的原⼦占据了本体晶格的空隙位，两种原⼦的半径差别很⼤。
如：碳原⼦占据在铁晶体结点间的空隙位。
3.1.2 ⾦属熔体的结构基本事实I⾦属的熔化潜热仅为汽化潜热的3%～8%对于纯铁，熔化潜热为15.2 kJ·mol-1，汽化潜热是340.2 kJ·mol-1→液态⾦属与固态⾦属的原⼦间结合⼒差别很⼩⾦属熔化时，熵值的变化也不⼤，约为5～10 J·mol-1·K-1→熔化时⾦属中原⼦分布的⽆序度改变很⼩。
熔化时⼤多数⾦属的体积仅增加2.5%～5%，相当于原⼦间距增加0.8%～1.6%→在液态和固态下原⼦分布⼤体相同，原⼦间结合⼒相近。
⾦属液、固态的⽐热容差别⼀般在10%以下，⽽液、⽓态⽐热容相差为20%～50%。
《熔体的结构》课件
2 熔体的粘度
熔体的粘度取决于分子间 的相互作用和分子自身运 动的速度。不同物质的熔 体粘度差异很大。
3 熔体的流变特性
熔体具有流动性，可以通 过外力的作用改变形状， 其流变特性对材料的加工 和应用具有重要影响。
熔体的分子结构
简单分子熔体
由分子间的非共价力相互连接 而成的熔体，如水的熔体由氢 键相互连接形成。
高分子熔体
由大量链状或网状高分子复合 物相互连接而成的熔体，如塑 料的熔体。
离子熔体
由离子间的电力相互连接而成 的熔体，如盐的熔体。
熔体的晶体结构
1
相变过程
熔体经过冷却逐渐形成固态晶体，其中包括晶格排列和结晶生长过程。
随着材料科学的发展，熔体在新材料研究中将发挥更重要的作用，探索更多创新性的材 料。
2 熔体技术的发展趋势
熔体技术将不断革新，通过改进加工工艺、提高材料性能，满足不断增长的应用需求。
结束语
熔体的重要性
熔体是材料科学中不可或缺的研究对象，深入理解和应用熔体对材料领域的发展至关重要。
熔体的未来展望
通过研究熔体的结构和性质，我们将能够创造出更加高效、可持续和创新的材料，促进科技 进步。
《熔体的结构》PPT课件
通过本课件，我们将探讨熔体的结构及其在材料科学中的重要性。熔体是什 么？为何它对材料的性质产生重要影响？让我们一起来了解吧！
什么是熔体
熔体的定义
熔体是物质在升温过程中由固态转变为液态的状态，具有较高的温度和流动性。
熔化的条件
熔化需要达到物质的熔点温度，并提供足够的能量使分子间的相互作用力克服。
2
第三章 熔体的结构与性质(完整)
第三章熔体的结构与性质一、名词解释1、金属液的类晶结构:金属液在过热度不高的温度下具有准晶态结构，即金属液中接近中心原子处原子基本呈有序的分布，与晶体中相同（即保持近程有序），而在稍远处原子的分布几乎是无序的（即远程有序消失）。
2、铁液中的群聚态：过热度不高（10%-15%）的铁液，在一定程度上仍保持着固相中原子间的键。
但原子的有序分布不仅局限于直接邻近于该原子的周围，而是扩展到较大体积的原子团内，即在这种原子团内保持着接近于晶体中的结构，这被称为金属液的有序带或群聚态。
3、（还原性渣）炉渣的还原性：指炉渣从金属液中吸收氧，使之发生脱氧反应的能力。
4、（氧化性渣）炉渣的氧化性：指炉渣向与之接触的金属液供给氧，使其中的杂质元素氧化的能力。
（炉渣向金属液供给氧的能力。
）5、炉渣的磷容量：熔渣具有容纳或溶解磷酸盐或磷化物的能力。
6、炉渣的容量性质：炉渣具有容纳或溶解某种物质的能力。
7、炉渣的硫容量：炉渣具有容纳或溶解硫的能力。
8、炉渣的碱度：指炉渣中主要碱性氧化物含量与主要酸性氧化物的含量比值。
9、炉渣的熔点：加热时固态炉渣完全转变为均匀液相或冷却时液态开始析出固相的温度。
10、炉渣的表观（黏度）粘度：当炉渣内出现了不溶解的组分质点或是在温度下降时，高熔点组分的溶解度减少，成为难溶的细分散状的固相质点而析出，炉渣变为不均匀性的多相渣，其粘度（黏度）比均匀性的渣的粘度（黏度）大得多，不服从牛顿（黏）粘滞定理，则其粘度称为表观粘（黏）度（炉渣成为非均匀性渣）。
11、表面活性元素：能够导致溶剂表面张力剧烈降低的元素，如微量的O S N等。
12、表面活性物质：能导致溶剂表面张力剧烈降低的物质。
二、填空1、在冶金生产中，认为氧、硫等是铁液的表面活性元素，其原因是：氧硫等元素的存在会导致铁液的表面张力显著降低。
2、反应[Si]+2(FeO)=(SiO2)+2[Fe] ，反应[C]+(FeO)=CO+[Fe]，[FeS]+(CaO)=(CaS)+[FeO]，[Mn]+(FeO)=(MnO)+[Fe]，[S]+(CaO)=(CaS)+[O]的离子方程式为：[Si]+4( O2-)+2(Fe2+)=(SiO44-)+2[Fe]；C]+(O2-)+(Fe2+)=CO+[Fe]；[ S] +（O2-）=（S2-）+[O]；[Mn]+(Fe2+)=(Mn2+)+[Fe]；[S]+( O2-)=(S2-)+[O]。
冶金原理复习题(stu)
第一篇冶金熔体第一章冶金熔体概述1. 什么是冶金熔体？它分为几种类型？2. 何为熔渣？简述熔渣成分的主要来源及冶炼渣和精炼渣的主要作用。
3. 熔锍的主要成分是什么？第二章冶金熔体的相平衡图1. 在三元系的浓度三角形中画出下列熔体的组成点，并说明其变化规律。
X ：A 10% ，B 70% ，C 20% ；Y ：A 10% ，B 20% ，C 70% ；Z ：A 70% ，B 20% ，C 10% ；若将3kg X 熔体与2kg Y 熔体和5kg Z 熔体混合，试求出混合后熔体的组成点。
2. 试分析下图中熔体1 、2 、3 、4 、5 、6 的冷却结晶路线。
第三章冶金熔体的结构1. 熔体远程结构无序的实质是什么？2. 试比较液态金属与固态金属以及液态金属与熔盐结构的异同点。
3. 简述熔渣结构的聚合物理论。
其核心内容是什么？第四章冶金熔体的物理性质1. 试用离子理论观点说明熔渣的温度及碱度对熔渣的粘度、表面张力、氧化能力及组元活度的影响。
2. 什么是熔化温度？什么是熔渣的熔化性温度？3. 实验发现，某炼铅厂的鼓风炉炉渣中存在大量细颗粒铅珠，造成铅的损失。
你认为这是什么原因引起的？应采取何种措施降低铅的损失？第五章冶金熔体的化学性质与热力学性质1. 某工厂炉渣的组成为：44.5% SiO 2 ，13.8%CaO ，36.8%FeO ，4.9%MgO 。
试计算该炉渣的碱度和酸度。
原子量：Mg 24 Si 28 Ca 40 Fe 56 Mn 55 P 31 Zn 652. 什么是熔渣的碱度和酸度？3. 熔渣的氧化性主要取决于渣中碱性氧化物的含量，这种说法对吗？为什么？4. 已知某炉渣的组成为（W B / % ）：CaO 20.78 、SiO2 20.50 、FeO 38.86 、Fe2O3 4.98 、MgO10.51 、MnO 2.51 、P2O5 1.67 ，试求该炉渣的碱度。
原子量：Mg 24 Si 28 Ca 40 Fe 56 Mn 55 P 31 Zn 65 5. 某铅鼓风炉熔炼的炉渣成分为（W B / % ）：CaO 10 、SiO2 36 、FeO 40 、ZnO 8 ，试求该炉渣的酸度。
无机材料科学基础 第3章 熔体和玻璃体
第三章熔体和玻璃体§3-1 熔体的结构-聚合物理论一、聚合物的形成硅酸盐熔体聚合物的形成可分为三个阶段：（一）、石英颗粒分化熔体化学键分析：离子键与共价键性(约52％)混合。
Si-O键：σ、п 故具有高键能、方向性、低配位特点；R-O键：离子键键强比Si-O键弱 Si4+能吸引O2-；在熔融SiO2中，O/Si比为2：1，[SiO4]连接成架状。
若加入Na2O则使O/Si比例升高，随加入量增加，O/Si比可由原来的2：1逐步升高到4：1，[SiO4]连接方式可从架状变为层状、带状、链状、环状直至最后断裂而形成[SiO4]岛状，这种架状[SiO4]断裂称为熔融石英的分化过程。
由于Na+的存在使Si-O-Na中Si-O键相对增强，与Si相联的桥氧与Si的键相对减弱，易受Na2O的侵袭，而断裂，结果原来的桥氧变成非桥氧，形成由两个硅氧四面体组成的短链二聚体[Si2O1]脱离下来，同时断链处形成新的Si-O-Na键。
邻近的Si-O键可成为新的侵袭对象，只要有Na2O存在，这种分化过程将会继续下去。
分化的结果将产生许多由硅氧四面体短链形成的低聚合物，以及一些没有被分化完全的残留石英骨架，即石英的三维晶格碎片[SiO2]n 。
（二）、各类聚合物缩聚并伴随变形由分化过程产生的低聚合物，相互作用，形成级次较高的聚合物，同时释放出部分Na2O，这个过程称为缩聚。
[Si04]Na4+[Si2O7]NA6=[Si3O10]Na8+Na2O（短链）2[Si3O10]Na8=[SiO3]6Na12+2Na2O（三）、在一定时间和一定温度下，聚合⇌解聚达到平衡缩聚释放的Na2O又能进一步侵蚀石英骨架，而使其分化出低聚物，如此循环，最后体系出现分化⇌缩聚平衡。
熔体中存在低聚物、高聚物、三维晶格碎片、游离碱及石英颗粒带入的吸附物，因而熔体是不同聚合程度的聚合物的混合物，这些多种聚合物同时存在便是熔体结构远程无序的实质。
熔体的性质
（5） 阳离子配位数 -- 硼反常现象
在硅酸盐Na2O－SiO2系统中：
1）当B2O3含量较少时，Na2O/ B2O3>1，结构中”游离”氧充 足，B3＋以[BO4]四面体状态加入到[SiO4]四面体网络，将断 开的网络重新连接起来，结构趋于紧密，粘度随含量升高而 增加； 2）当Na2O/ B2O3 约为1时(B2O3含量约为15％)，B3＋形成[BO4] 四面体最多，粘度达到最高点； 3）B2O3含量继续增加，较多量的B2O3引入使Na2O/ B2O3<1， “游离”氧不足，B3＋开始处于层状[BO3]中，使结构趋于疏 松，粘度又逐步下降。
水 熔融 NaCI 钠长石 80％钠长石十 20％钙长石 瓷釉
表3－4 熔体中O/Si比值与结构及粘度的关系
(2)一价碱金属氧化物 通常碱金属氧化物（Li2O、Na2O、K2O、
Rb2O、Cs2O）能降低熔体粘度(图3－5) 。这
些正离子由于电荷少、半径大、和O2－的作用
力较小，提供了系统中的“自由氧”而使O/Si
（7）离子极化的影响
离子间的相互极化对粘度也有重要影响。由于极化使离
子变形，共价键成分增加，减弱了Si－O键力，温度一定时， 引入等量的具有18电子层结构的二价副族元素离子Zn2+、Cd2+、 Pb2+等较引入含8电子层结构的碱土金属离子更能降低系统的 粘度；当粘度一定时，系统的温度会更低。 18Na2O· 12RO· 70SiO2玻璃，当η ＝1012Pa· s时温度是
冶金原理复习试题(分章)
第一章 热力学基础一、名词解释：（溶液的）活度，溶液的标准态，j i e （活度的相互作用系数），（元素的）标准溶解吉布斯自由能，理想溶液，化合物的标准摩尔生成吉布斯自由能。
二、其它1、在热力学计算中常涉及到实际溶液中某组分的蒸汽压问题。
当以纯物质为标准态时，组分的蒸汽压可表示为＿＿＿＿＿＿；当以质量1%溶液为标准态时，组分的蒸汽压可表示为＿＿＿＿＿＿；前两种标准态组分的活度之比为＿＿＿＿。
2、反应MnO(s)+C(s)=Mn(s)+CO(g)，G θ∆=268650-158.4T 1J mol -⋅，在标准状态下能进行的最低温度为＿＿＿＿＿＿K 。
该反应为（填“吸或放”）＿＿＿＿＿＿热反应。
当T=991K ，总压为101325Pa 时，该反应＿＿＿＿＿＿(填“能或否”)向正方向进行；在991K 时，若要该反应达到化学平衡的状态，其气相总压应为＿＿＿＿＿＿Pa ；若气相的CO 分压为Pa 5102⨯，则开始还原温度为＿＿＿＿＿＿。
反应MnO(s)+C(s)=Mn(s)+CO(g)，14.158268650-⋅-=∆mol TJ G θ,在标准状态下能进行的最低温度为＿＿＿＿＿＿。
3、理想溶液是具有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿性质的溶液；理想溶液形成时，体积变化为＿＿＿＿，焓变化为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
实际溶液与理想溶液的偏差可用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿参数来衡量。
4．判断冶金生产中的化学反应能否向预想的方向进行，在等温、等压下用＿＿＿＿热力学函数的变化值；若该反应在绝热过程中进行，则应该用＿＿＿＿函数的变化值来判断反应进行的方向。
5．冶金生产中计算合金熔体中杂质元素的活度常选的标准态是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
对高炉铁液中[C]，当选纯物质为标准态时，其活度为＿＿＿＿，这是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
6．物质溶解的标准吉布斯自由能是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；纯物质为标准态时，标准溶解吉布斯自由能为＿＿。
《熔体的结构》课件
目 录
• 熔体的定义与特性 • 熔体的微观结构 • 熔体的物理性质 • 熔体的化学性质 • 熔体与环境的关系 • 熔体在工业中的应用
01
熔体的定义与特性
熔体的定义
熔体定义
熔体是一种物质状态，其中分子 或原子在热能作用下具有较高的 流动性，并呈现出液态的特性。
熔体的形成
当物质受到足够的热能作用时， 其固态晶体结构被破坏，分子或 原子获得足够的能量以克服相互 间的吸引力，形成自由流动的状
分子间作用力
熔体中分子或原子间的相互作用力 决定了其物理性质，如粘度、表面 张力等。
熔体的分类
01
02
03
有机熔体
有机熔体是指由有机化合 物组成的熔体，如聚合物 熔体、油脂等。
无机熔体
无机熔体是指由无机化合 物组成的熔体，如玻璃、 金属熔体等。
混合熔体
混合熔体是指由两种或多 种物质组成的熔体，其性 质取决于各组成物质的性 质和比例。
态。
熔体的特点
熔体具有液态的流动性，可以自 由流动和润湿其他物质表面，同 时其粘度、密度和分子间作用力
等物理性质与液态相似。
熔体的特性
粘度
熔体的粘度是衡量其流动性的一 个重要参数，粘度越低，流动性
越好。
密度
熔体的密度是其在一定温度和压力 下的质量与体积的比值，不同物质 在熔融状态下的密度也有所不同。
在其他领域的应用
食品加工
熔体在食品加工中用于制作巧克力、糖浆、果酱等。
陶瓷与玻璃制造
熔体在陶瓷和玻璃制造中起到传递热量和形成所需形状的作用。
新能源领域
熔融盐在新能源领域中用于太阳能热发电和核能发电的热量传递和存 储。
熔融体的结构与性质
表面张力
表面张力是排列在表面层的质点受力不均 衡造成的，故这个力场相差越大，表面张 力也越大。因此，影响熔体质点间相互作 用力的因素，都将直接影响表面张力的大 小。 1．表面张力与温度关系
2．表面张力与组成和结构关系
1．表面张力与温度关系
一般玻璃熔体表面张力随温度升高而下降，两者
几乎成直线关系。
粘度随之改变。
影响熔体粘度的主要因素是其化学组成和温度。
粘度与组成的关系
与O/Si比有关
(i)引入网络形成体SiO2、ThO2和
ZrO2等氧化物时，正离子电价高，半 径小，作用力大，易形成巨大而复杂 的负离子团，粘度增加。
O/Si比较低时
(ii)碱金属氧化物R2O总的作用是提供“自 由氧”，使O/Si比增加，熔体中原来的硅 氧负离子团解聚为较简单的结构单元，使 活化能降低，粘度变小。
4
4
6
2
三聚体
2
多聚体
[SiO 4 ] [Si n O3n17 ]
4
( 2 n 2)
[Si n1O3n4 ]
( 2 n 4)
O
2
硅酸盐熔体中存在许多聚合程度不等的
硅氧负离子团，负离子团的种类、大
小和复杂程度随熔体的组成和温度不 同而变化。
网络改变体
R2O(碱金属氧化物) RO(碱土金属氧化物 ）
(iii)玻璃中加入除碱金属以外的网络改
变体离子(如碱土金属离子R2+时，这
些离子填充于网络空隙，阻碍了离子
的运动而使玻璃电导下降。
添加B2O3，Al2O3，Ga2O3时，
由于[BO4]四面体体积小于[SiO4]四 面体体积, 使玻璃结构趋于紧密，空隙 减小，使电导率降低。 Al2O3，Ga2O3使电导率升高。 随温度升高，玻璃电导率增大。
熔体的结构—聚合物理论
在1400时Na2O-SiO２系统玻璃粘度表
O/Si 比值 2∶1 2.5∶1 3∶1 4∶1
结构式
[SiO2] [Si2O5]2－ [SiO3]2－ [SiO4]4－
[SiO4]连接形式 骨架状 层状 链状 岛状
1400℃粘度值（Pa·s） 109 28 1.6 <1
Ⅰ、R+对粘度的影响：与熔体中的O/Si比有 关。
10000
1000
100 10
1 0.1
0
K Na Li
Li
K Na
10
20 30
40
R2O(mol%)
图3－17 Ｒ2O－SiO2熔体在1400℃R＋对粘度的影响
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Ⅱ、R2+对粘度的影响：降低粘度程度与R2+ 有关。
除R2+对O/Si比例影响与一价离子相同 外，离子间的相互极化对η也有显著的影响， 一般R2+对粘度降低的次序：
（2）熔体内质点间的键型对表面张力的影响很大
规律：金属键>共价键>离子键>分子键 共价键>硅酸盐熔体表面张力>离子键
（3）温度：温度上升，表面张力降低.一般当温度提高 1000C时，表面张力减少1%。
第三节 玻璃的通性
▪ 一、各向同性 ▪ 二、介稳性 如图3-19 ▪ 三、熔融态向玻璃态转化的可逆与渐变性 ▪ 四、熔融态向玻璃态转化时物理、化学性
质随温度变化的连续性 如图3-20
V、Q
A 过冷液体
B
玻璃 K
快冷 M
F
C
慢冷 E
D 晶体
Tg1 Tg2
TM
T
图3－19 物质体积与内能随温度变化示意图
无机材料物理化学__熔体和玻璃
•当Y小于2，硅酸盐玻璃不能构成网络 •Y相同，玻璃物理性质相似
2017/7/21 24
注意——
有些的离子不属典型的网络形成离子或网络 变性离子，如Al3+、Pb2+等属于所谓的中间离子， 这时确定R值要根据(R2O＋RO)/Al2O3 再定。 若 (R2O＋RO)/Al2O3 ≥ 1 , 则有[AlO4] 即 为网络形成离子
不同入射方向的C-ZrO2衍射斑点 (a)[111]; (b)[011]; (c) [001]; (d) [112]
典型的非晶衍射花样
为什么要研究熔体、玻璃？（结构和性能）
• 熔体是玻璃制造的中间产物
原 因
• 瓷釉在高温状态下是熔体状态
• 耐火材料的耐火度与熔体含量 有直接关系 • 瓷胎中40%—60%是玻璃状 态（高温下是熔体态）
Log η
• 黏度的倒数－流动度
3.2 熔体的性质
200 160 120 100 80 120 0 0 0 0
Hale Waihona Puke 60 0• 黏度和流动度表征了流体（熔体）
的流动程度：黏度越低，在外力下，
1
9
6 3 0 0.4
越短时间（越容易）改变离子相对位置
• 黏度的影响因素：温度和组成 • 3.2.1 黏度－T关系 • T↑→黏度↓（黏度改变幅度较大，用lgη－T图表示） • T＞T （转变点）时：福格尔公式 lg A B
• 10～10 Pa· s：转筒法。利用细铂丝悬挂的转筒浸在熔体内 • 10
转动，悬丝受熔体粘度的阻力作用扭成一定角度，根据扭 转角的大小确定粘度。 Pa· s：落球法。根据斯托克斯沉降原理，测 定铂球在熔体中下落速度求出。 Pa· s：振荡阻滞法。利用铂摆在熔体中振荡时， 振幅受阻滞逐渐衰减的原理测定。
无机材料科学基础-第三章-熔体和玻璃体
② 影响熔体中聚合物种类与数量的因素 温度的影响:： ☆ 温度的影响 ： 温度上升，低聚物浓度上升，高聚物浓度下降。 温度上升，低聚物浓度上升，高聚物浓度下降。
组成的影响： ☆ 组成的影响： O/Si增大，非桥氧增多，低聚物增多。 增大，非桥氧增多，低聚物增多。 增大 各种聚合物的数量(浓度 是可以定量计算出来的。根据 各种聚合物的数量 浓度)是可以定量计算出来的。 浓度 是可以定量计算出来的 Masson法对 法对Na2O﹒SiO2熔体进行聚合物浓度计算后，可以画出 熔体进行聚合物浓度计算后， 法对 ﹒ 熔体进行聚合物浓度计算后 的聚合物结构模型（ 的聚合物结构模型（见P84,图3-12）。 图 ）。
（2） 二价金属氧化物的加入还要考虑离子极化对黏度的影响 ） 降低粘度的次序： 降低粘度的次序：Pb2+>Ba2+>Cd2+>Zn2+>Ca2+>Mg2+
（3）Al2O3和 B203对熔体粘度的影响 Al2O3/R2O > 1，Al2O3作为网络变性体 代替SiO 补网”作用，粘度提高。 Al2O3/R2O ≤ 1， Al2O3 代替SiO2 起 “ 补网” 作用， 粘度提高。 的加入， 开始使粘度升高， 硼含量继续增加， B203 的加入 ， 开始使粘度升高 ， 硼含量继续增加 ， 结构网 变得疏松，粘度下降。 变得疏松，粘度下降。 （4）SiO2和ZrO2的影响 都起“补网”作用，使粘度提高。 SiO2 和 ZrO2 都起“补网”作用，使粘度提高。
二、影响熔体粘度的主要因素 1、温度 、 温度对硅酸盐熔体粘度影响很大， 温度对硅酸盐熔体粘度影响很大，它与一般金属和 盐类的差别： 盐类的差别： η η
一般金属或盐类 T
《材料物理》第三章 溶体
(2) 当温度不变时，熔体组成的O/Si比 (R)高，则表示碱性氧化物含量较 高，分化作用增强，从而Onb增多， 低聚物也增多。
把聚合物的形成大致分为三个阶段：
初期：主要是石英颗粒的分化；
中期：缩聚反应并伴随聚合物的变形；
总
结
后期：在一定温度(高温)和一定时间 (足够长) 下达到聚合 解聚平衡。
强度 I
气体 熔体
玻璃
晶体
sinθ λ
不同聚集状态物质的X射线衍射强度 随入射角度变化的分布曲线
近程有序理论
晶态时，晶格中质点的分布按一定规律排列，而这 种规律在晶格中任何地方都表现着，称为“远程有 序”。
熔体时，晶格点阵(crystal lattices)被破坏，不再 具有“远程有序”的特性，但由于熔化后质点的距 离和相互间作用力变化不大，因而在每个质点四周 仍然围绕着一定数量的、作类似于晶体中有规则排 列的其它质点，和晶体不同的是这个中心质点稍远 处（10~20A）这种规律就逐渐破坏而趋于消失。对 于这种小范围内质点的有序排列称之为“近程无 序”。
玻璃自重软化 成形操作粘度值
(2) 粘度——组成关系
① O/Si比
硅酸盐熔体的粘度首先取决于硅氧四面体网络 的聚合程度，即随O/Si比的上升而下降，见表3－4。
熔体的分子式
SiO2 Na2O·2SiO2 Na2O·SiO2 2Na2O·SiO2
O/Si 比值 2∶1 2.5∶1 3∶1 4∶1
结构式
共氧 离子
数 0 1
2
2 2.5 3 4
每个硅 负电荷
数 4 3
2
2 1.5 1 0
负离子团结构
二维方向无限延伸 三维方向无限延伸
12
熔体物化_第三章_熔渣的物理化学性质（1）
熔渣主要由氧化物组成，为了冶炼的需要也 适当加入少量萤石调渣
¾ 通过氧化反应去除铁水中的杂质（C,Si,Mn,P） ¾ 脱氧反应要造还原性渣 ¾ 氧气顶吹冶炼要求熔渣与金属、气泡形成乳化相 ¾ 电渣冶炼时，要求熔渣有合适的电导率 ¾ 保护渣浇注时要求具有良好的绝热性能和吸附夹
(4)氧化物要形成玻璃必须具备四个条件： A、每个O最多与两个网络形成离子相连。 B、多面体中阳离子的配位数 ≤ 4。 C、多面体共点而不共棱或共面。 D、多面体至少有3个角与其它相邻多面体共用。
3、评价
(1) 说明玻璃结构宏观上是均匀 的。解释了结构上是远程无序的， 揭 示了玻璃各向同性等性质。
注意——
♠ 有些的离子不属典型的网络形成离子或网络 变性离子，如Al3+、Pb2+等属于所谓的中间离子， 这时就不能准确地确定R值。
若 (R2O＋RO)/Al2O3 > 1 , 则有[AlO4] 即 为网络形成离子
若 (R2O＋RO)/Al2O3 < 1 , 则有[AlO6] 即 为网络变性离子
若 (R2O＋RO)/Al2O3 ≈ 1 , 则有[AlO4] 即 为网络形成离子
Y增大网络紧密，强度增大，粘度 增大，膨胀系数降低，电导率下降。
Y下降网络结构疏松，网络变 性离子的移动变得容易，粘度下降， 膨胀系数增大，电导率增大。
Y对玻璃性质的影响
组成
Y
Na2O·2SiO2 3
P2O5
3
Na2O·SiO2
2
Na2O·P2O5
2
熔融温度 (℃)
1523 1573 1323 1373
X＝2R－Z Y＝2Z－2R
(1)石英玻璃(SiO2) Z=4 R=2 X=2×2－4＝0 Y＝2(4-2)=4
熔体与玻璃体内容提要本章主要叙述硅酸盐熔体结构的聚合
第三章熔体与玻璃体内容提要：本章主要叙述硅酸盐熔体结构的聚合物理论。
熔体的性质：粘度和表面张力。
介绍了玻璃的四个通性。
玻璃形成的动力学手段——3T 图（时间-温度-转变）的绘制和形成玻璃的结晶化学条件。
玻璃结构的主要学说：晶子假说和无规则网络假说的主要实验依据和论点。
硅酸盐玻璃和硼酸盐玻璃结构与性质。
熔体结构的聚合物理论：硅酸盐熔体聚合物的形成可以分为三个阶段。
初期由于Si—O键具有高键能、方向性和低配位等特点，当石英晶体受碱作用而分化，随O/Si比增加，使部分桥氧断裂成非桥氧，从而使高聚体石英分化为三维碎片、高聚物、低聚物和单体；中期各类聚合物缩聚并伴随变形；后期在一定时间和温度下，聚合解聚达到平衡。
产物中有低聚物[Si3O10]8-、高聚物[Sin O13+n])1(2+n、三维碎片[SiO2]n、吸附物和游离碱(MO)。
因而熔体是不同聚合程度的各种聚合物的混合物。
聚合物的种类、大小和数量随熔体的组成和温度而变化。
多种聚合物同时并存而不是一种独存是构成熔体结构近程有序而远程无序的必然结果，是熔体结构远程无序的实质。
熔体的粘度：熔体流动的特点是在切向力作用下，产生的剪切速度dxdv与剪切应力σ成正比。
因而属于粘性流动。
σ=ηdxdv式中η定义是相距一定距离的两个平行平面以一定速度相对移动所需的力。
硅酸盐熔体粘度随温度的变化是玻璃加工工艺的基础。
熔体温度升高导致粘度下降。
硅酸盐熔体粘体与组成的关系是粘度随碱性氧化物含量增加而剧烈降低。
这是因为粘度随O/Si比值的上升而下降，硅氧四面体网络连接由三维逐渐向二维、二维过渡，随着低聚物比例增高，熔体粘度逐渐下降。
在含碱金属的硅酸盐熔体中，当Ⅰ、R+对粘度的影响：与熔体中的O/Si比有关。
O/Si比较低时，加入正离子半径越小，对降低粘度的作用越大，粘度按Li2O、Na2O、K2O次序增加。
O/Si比较高时，[SiO4]连接方式已接近岛状，四面体在很大程度上依靠R—O相连，此时键力最大的Li+具有最高的粘度，粘度按Li2O、Na2O、K2O顺序递减。
第一节熔体的结构演示文稿
玻璃转变过程和结晶过程的区别
熔体
晶体
有固定熔点 物化性质发生不连续变化 热效应大 形成新相
熔体
玻璃体
在一定温度范围内完成 物化性质发生连续变化 热效应小 不形成新相
Tg和Tm的关系
不同物质的熔点Tm和玻璃转变温度Tg(液态一一玻 璃态的温度）之间呈简单线性关系。即：
Tg/Tm≈2/3＝0.667 （3－6）
第一节熔体的结构演示文 稿
（优选）第一节熔体的结 构
V、U
过冷液体 b
玻璃 e
c
快冷
f
慢冷h
d 物质体积与内能随温度变化示意图
性 质
Ⅰ 电导、比容、粘度
d
d’ Ⅱ 热容、膨胀
c’
系数、密度、 折射率
c
b
a b’
a’
a”
b”
Tg
c” Tf
导热系数 d” Ⅲ 机械性质
温度
图3－14 玻璃性质随温度的变化
30 K2O 3
28
26 2 Na2O
24
22
1 1-Li2O
VM
20 0 10
20 30 40 50 R2O(mol%)
图3-15 R2O-SiO2系玻璃R2O含量与分子体积的关系
二、玻璃的转变
玻璃转变温度Tg
确定方法
影响因素
热膨胀曲线 差热分析
冷却速度、测试条件、 组成、样品形貌
则
△Sg/△Sm≈1/3＝0.33 （3－7）
q＝q0exp［－Ea／RTg］ （3－8）
式中 Ea――与玻璃转变有关的活化能；
R――气体常数；
q0――常数。
图3-16 一些化合物的熔点(Tm)和转变温度(Tg)的关系
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第三章熔体的结构与性质一、名词解释1、金属液的类晶结构:金属液在过热度不高的温度下具有准晶态结构，即金属液中接近中心原子处原子基本呈有序的分布，与晶体中相同（即保持近程有序），而在稍远处原子的分布几乎是无序的（即远程有序消失）。
2、铁液中的群聚态：过热度不高（10%-15%）的铁液，在一定程度上仍保持着固相中原子间的键。
但原子的有序分布不仅局限于直接邻近于该原子的周围，而是扩展到较大体积的原子团内，即在这种原子团内保持着接近于晶体中的结构，这被称为金属液的有序带或群聚态。
3、（还原性渣）炉渣的还原性：指炉渣从金属液中吸收氧，使之发生脱氧反应的能力。
4、（氧化性渣）炉渣的氧化性：指炉渣向与之接触的金属液供给氧，使其中的杂质元素氧化的能力。
（炉渣向金属液供给氧的能力。
）5、炉渣的磷容量：熔渣具有容纳或溶解磷酸盐或磷化物的能力。
6、炉渣的容量性质：炉渣具有容纳或溶解某种物质的能力。
7、炉渣的硫容量：炉渣具有容纳或溶解硫的能力。
8、炉渣的碱度：指炉渣中主要碱性氧化物含量与主要酸性氧化物的含量比值。
9、炉渣的熔点：加热时固态炉渣完全转变为均匀液相或冷却时液态开始析出固相的温度。
10、炉渣的表观（黏度）粘度：当炉渣内出现了不溶解的组分质点或是在温度下降时，高熔点组分的溶解度减少，成为难溶的细分散状的固相质点而析出，炉渣变为不均匀性的多相渣，其粘度（黏度）比均匀性的渣的粘度（黏度）大得多，不服从牛顿（黏）粘滞定理，则其粘度称为表观粘（黏）度（炉渣成为非均匀性渣）。
11、表面活性元素：能够导致溶剂表面张力剧烈降低的元素，如微量的O S N等。
12、表面活性物质：能导致溶剂表面张力剧烈降低的物质。
二、填空1、在冶金生产中，认为氧、硫等是铁液的表面活性元素，其原因是：氧硫等元素的存在会导致铁液的表面张力显著降低。
2、反应[Si]+2(FeO)=(SiO2)+2[Fe] ，反应[C]+(FeO)=CO+[Fe]，[FeS]+(CaO)=(CaS)+[FeO]，[Mn]+(FeO)=(MnO)+[Fe]，[S]+(CaO)=(CaS)+[O]的离子方程式为：[Si]+4( O2-)+2(Fe2+)=(SiO44-)+2[Fe]；C]+(O2-)+(Fe2+)=CO+[Fe]；[ S] +（O2-）=（S2-）+[O]；[Mn]+(Fe2+)=(Mn2+)+[Fe]；[S]+( O2-)=(S2-)+[O]。
其依据的理论是：熔渣的离子结构理论、金属的群聚态理论。
SiO的3、依据炉渣的分子理论，炉渣中氧化物的存在（质点）形式有两种形式。
比如2存在形式为（自由的SiO2（简单氧化物）和复杂化合物（结合）（2CaO.SiO2、CaO.SiO2、CaO. FeO .SiO2、2FeO.SiO2）。
能与金属液作用的质点是自由氧化物形式。
4、在铁为溶剂的溶液中，若元素之间的相互作用系数为负值，说明：元素A与元素B质点间的的相互作用能大于元素B与铁质点间的相互作用能，向铁为溶剂的溶液中加入元素A 会使B的“有效浓度”降低，活度系数减小。
5、在冶金生产中，铁液中的表面活性元素通常指：O S N等。
7、依据炉渣的离子理论，炉渣中质点与金属液的作用是：电化学反应；依据炉渣的分子理论，炉渣中能与金属液作用的质点是：自由氧化物。
8、炉渣中有组分CaO 、SiO2 、FeO存在，依据炉渣的离子理论熔渣中的CaO以简单SiO以络离子SiO44- 形式存在；依据分子理论熔渣中CaO以自由Ca2+、O2- 形式存在，2的CaO和复杂的2CaO.SiO2、CaO.SiO2、CaO. FeO .SiO2形式存在。
9、金属熔体中存在的群聚团，包括近程有序和准分子。
t=1538-90[%C]估算碳素钢的熔点。
其依据是：在碳素钢中除了10、在冶金生产中，可用f碳元素外，其它元素的含量几乎可以忽略不计，且碳元素对纯铁熔点的影响最为显著，所以可以用上式估算碳素钢的熔点。
11、依据炉渣的离子理论，炉渣中质点分布不均的原因是：离子的静电矩有区别（不相同）。
13、钢铁冶炼过程的产物——铁基合金液中溶解有多种除铁元素以外的其它金属或非金属元素，这些元素要相互作用，其作用关系可用相互作用系数热力学参数来表示。
14、某炉渣内含有氧化钙、二氧化硅、氧化亚铁。
依据炉渣的分子理论，氧化钙的存在形式为自由的CaO和复杂的化合物如2CaO.SiO2、CaO.SiO2、CaO. FeO .SiO2；依据离子理论其存在形式为简单Ca2+、O2-。
15、在冶金生产实践中炉渣的碱度常定义为：主要碱性氧化物与主要酸性氧化物的含量比值。
16、钢液中的氧、硫、氮能使钢液的表面张力发生显著降低的变化。
所以氧、硫、氮是钢液的表面活性元素。
19、CaF2能助熔的原因是：CaF2能与炉中的二氧化硅和三氧化二铝等形成20、炉渣具有还原性是指：炉渣能从金属液中吸收氧，使之发生脱氧反应的能力。
依据炉渣的分子理论，其过程表示为： x(M)+y[FeO]=(M x O y)+y[Fe]；依据炉渣的离子理论，其过程表示为：x(M)+y[Fe2+]=(M x+)+y[Fe]。
转炉炼钢的炉渣具有氧化性质，所以炉内熔池发生的主要反应是氧化性质的反应。
21、炉渣的组分为CaO 、MgO、SiO2、FeO。
依据炉渣的分子理论CaO以自由CaO、2CaO.SiO2、CaO.SiO2、CaO. FeO .SiO2等形式存在，SiO2以复杂氧化物如CaO.SiO2、2CaO.SiO2、2FeO. SiO2 、CaO.FeO.SiO2、MgO. SiO2等形式存在；依据炉渣的离子理论MgO以简单Mg2+、O2- 形式存在，能够释放出O2-的氧化物有CaO 、MgO、FeO。
22、金属熔体在过热度不高的温度下具有准晶态的结构，称这种准晶态结构为近程有序，远程无序。
（晶态的话，称为近程有序，远程有序）23、炼钢渣中主要氧化物（写出三种）有氧化钙、二氧化硅、氧化亚铁。
依据炉渣的分子理论，这些氧化物可能以结合产物形式存在；依据炉渣的离子理论，炉渣中质点分布不均的原因是：离子的静电矩有区别（不相同）。
三、问答24、分析炉渣的碱度对炉渣粘度的影响。
答：1、碱度越高，粘度越低，CaO释放出O2-，能切断络阴离子的网状结构，降低其尺寸变小，结构变的简单，能够增加离子，ERP减小，粘度就降低2、用化学平衡方程式分析25、决定物质熔点高低的主要因素是什么？说明氟化钙能降低炉渣熔点的原因？答：主要因素：组成物质的各种元素间的键力；原因：氟化钙能与炉中的二氧化硅和三氧26、（未讲）试用炉渣的离子理论分析影响炉渣粘度的因素。
27、在生产实践中发现，当钢液中碳的含量很低时，钢液吸收大气中氮的能力减弱，为什么？答：反应[C]+[O]=CO(可由C=[C]、1/2O2= [O]、C+1/2O2=CO组合得出)，G标=A+BT=-RTlnK 标，K标=1/（W[C]. W[0]）=常数，当W[C]降低时，W[0]升高；又因为O、N、S都是活性元素，且O的活性大于N的活性，所以钢液中的[N] 受钢液中[0]的控制，W[0]升高，W[N]降低，即钢液吸收大气中氮的能力减弱。
28、熔渣中的氧化物依据酸碱性分为碱性氧化物、酸性氧化物和两性氧化物。
依据炉渣的离子理论说明这些氧化物对炉渣中氧离子的贡献。
答：碱性氧化物可以给出O2-，酸性氧化物可以吸收O2-形成络阴离子，两性氧化物在不同环境中可以给出O2-或吸收O2-。
29、什么是泡沫渣？分析其形成的原因及对冶金的影响。
进入炉渣中的不溶解气体被分散在其中形成的无数的小气泡时，炉渣的体积膨胀，形成被夜膜分割的密集排列的气孔状结构。
形成的原因：炉渣或金属液反应产生的气体，被炉渣捕捉，以气泡的形式存在于炉渣中，形成泡沫渣。
影响：大大发展了气-熔渣-金属液的界面，加快了炉内化学反应速；泡沫渣的产生将造成高炉生产过程渣铁出不尽，料柱透气性恶化，风口易挂渣，给高炉炉况顺行和强化带来困难。
当炉渣进入渣罐后由于其体积膨大使渣罐利用率降低，甚至从渣罐上部溢出，造成事故；导热性能差，某些条件下恶化炉渣对金属液的传热。
30、炉渣的熔点是如何定义的？炉渣的半球点温度是如何定义的？二者是否一致？为什么？答：炉渣的熔点：加热时固态熔渣完全转变为均匀液相或冷却时液态开始析出固相的温度。
炉渣的半球点温度：测定加热一定尺寸的固体渣样到其高度下降一半高度的温度。
不一致。
因为：加热时固态熔渣完全转变为均匀液相或冷却时液态开始析出固相的温度；而半球点温度是固体渣高度下降一半而固液共存时的温度。
31、（不考）分析炉渣的碱度对炉渣中氧化亚铁活度的影响？碱度降低氧化亚铁活度降低。
氧化亚铁以铁阳离子和氧阴离子的形式存在与渣中，当碱度降低时，碱性氧化物释放出氧负离子的能力下降，故氧化亚铁的活度降低。
32、什么是炉渣的氧化能力？如何表示熔渣的氧化能力（炉渣的氧化性用什么参数表示）？ 答：炉渣的氧化能力：指炉渣与金属液接触时，炉渣向金属液提供氧的能力。
表示：一般以炉渣中能提供氧的组分含量表征。
用炉渣中的氧化亚铁的活度来表示炉渣的氧化性。
33、炉渣的碱度增加，氧化性就一定增加吗？为什么？答：不一定，碱度增加只是因为O 2-增加，Fe 2+、O 2-的浓度不增加，氧化性不增加，Fe 2+不能充分的释放出来。
（因为在造还原渣时，向炉内加入氧化钙和碳粉，炉渣碱度升高，但炉渣中氧化亚铁被碳粉还原，氧化性降低）。
34、（不考）用炉渣的离子理论说明炉渣的碱度是如何影响炉渣的氧化—还原性的。
用炉渣的离子理论说明炉渣的碱度是如何影响炉渣的粘度？当炉渣碱度升高时，渣中碱性氧化物含量升高，则碱性氧化物给出更多的氧的阴离子，故会提高渣的氧化性。
当炉渣碱度提高时，碱性氧化物给出氧的阴离子的能力增强，氧的阴离子与硅的阳离子形成网状络离子，故粘度会升高。
35、2CaF 能使CaO 、32O Al 、MgO 等高熔点的氧化物熔化温度降低的原因是什么？ 答：原因是CaF2能与炉中的二氧化硅和三氧化二铝等形成低熔点的共晶化合物。
36、用炉渣的分子理论说明炉渣的碱度对炉渣氧化性的影响。
炉渣碱度对炉渣氧化性的影响,主要表现在它对FeO 活度系数的影响。
依据分子理论，在炉渣中只有自由的氧化亚铁才参与炉渣—金属液的氧化反应，氧化性能力决定于其中未与二氧化硅或其他酸性氧化物结合的自由氧化亚铁的含量。
碱度降低，炉渣氧化性降低。
37、炉渣的氧化性是如何定义的？表示当炉渣与金属液接触时向金属液提供氧的能力，一般以炉渣中能提供氧的组分含量表征。
38、依据氧化物的酸碱性将冶炼渣中的氧化物分为碱性氧化物、酸性氧化物和两性氧化物，依据炉渣的离子理论说明这些氧化物对炉渣中氧离子的贡献。