《钢铁冶金原理》基本知识点整理

《钢铁冶金原理》基本知识点

By Moonlight 2009/10/17

注：主要知识点是基于老师上课提问的问题，限于名词、概念、公式的解析。

1、 活度、活度系数、活度的标准态：

以拉乌尔定律或亨利定律为基准或参考态，引入修正后的浓度值称为活度；而此修正系数称为活度系数。

具有纯物质、假想纯物质及 =1﹪溶液蒸汽压或两定律的比例常数的状态称为活度的标准态。 2、 、 、 的含义：

， 分别为以拉乌尔定律为基准或参考态，对组分浓度修正时的修正系数和以亨利定律为基准或参考态，对组分浓度修正时的修正系数。 指的是稀溶液以纯物质为标准态的活度系数，其值为常数。

3、 活度标准态选择的一般原则以及钢铁冶金过程中组分活度标准态如何选择？

一般作为溶剂或浓度较高的组分可选纯物质作为标准态，若组分的浓度比较低时，可选用假想纯物质或质量为1﹪溶液作为标准态。

在冶金过程中，作为溶剂的铁，如果其中元素的溶解量不高，而铁的浓度很高时，可选纯物质作为标准态， =x [Fe]=1,Fe r =1 ；如果溶液属于稀溶液，则可以浓度代替活度（H K 标准态）；熔渣中组分的活度常选用纯物质标准态。 4、 理想溶液，稀溶液以及超额函数：

理想溶液：在整个浓度范围内，服从拉乌尔定律的溶液；

稀溶液：溶质蒸汽压服从亨利定律，溶剂蒸汽压服从拉乌尔定律的溶液； 超额函数：实际溶液的偏摩尔量（或摩尔量）与假想其作为理想溶液时的偏摩尔量（或摩尔量）的差值。

ex B

G

=RT ln

B

r

ex m

G

=RT

ln B

B

x r

∑

5，为什么温度升高使实际溶液趋向于理想性质？

由()2

B

B T T G H T

∂∆∂=-∆ 知：

2

ln B B T r H RT

∂∂=-∆

B w

当0B H ∆< 时，ln 0B T r ∂>； 当0B H ∆> 时，ln 0B T r ∂<。

即温度升高时，成正偏差()1B r >的溶液的B r 值减少；而成负偏差()1B r <的溶液的B r 值则增大，溶液的有序态随温度的升高而减少。 6、 活度的测定及计算方法有哪些？请说明其原理。

7、 不同标准态下标准溶解吉布斯自由能计算式，有溶液参加的反应的标准吉布斯自由能的计算。

8、 扩散、分子扩散、对流扩散：

扩散是体系中物质自动迁移、浓度变均匀的过程。

分子扩散是指在静止的纯物质体系中及溶液体系中，由于浓度梯度而引起的扩散。

对流扩散是指在流动体系中，由分子扩散和流体的分子集团的整体运动（即对流运动），使其内物质发生的迁移而引起的扩散。 9、

10、未反应核模型以及假定条件：

当固相反应物是致密的时，化学反应从固相物的表面开始，逐渐从矿块中心推进，反应物与产物层之间有较明显的界面存在；而反应在层间的相界面附近区域进行，因此形成的固相产物则出现在原来固相反应处，而原固相物内部则是未反应的部分，这称为未反应核模型。

未反应核模型假定：稳定态、矿粒为球形、一级反应、外扩散不成为限制环节。

11、写出菲克定律的一般式：

1dn c

J D A dt x

∂=

=-∂ 式中：J ——扩散通量，21mol m s --⋅⋅；

c x ∂∂——在x 方向上的浓度梯度，4

mol m -⋅；

D ——扩散系数，21m s -⋅； A ——扩散流通过的截面积，2m ； x ——距离，m 。

12、 什么是化学反应速率？如何确定。

13、 什么是均相形核，异相形核？哪种形核更加容易？

均相形核是指反应产物在均匀相内形核；而在相内不溶解夹杂物或在反应壁上形核则称为异相形核。

异相形核更加容易。

14、 反应速率的影响因素有哪些？如何确定速率限制环节？

反应过程的影响因素主要有温度、固相物的孔隙度、固相物的粒度及形状、流体速度。

限制环节主要根据其影响因素对速率表现的特征来确定（具体见课本87页至89页）：

⑴利用测定的活化能估计法

()Q RT v Ae -=

⑵搅拌强度改变法

*

*

1c c

A dc t V c c

β-

=⨯⨯-⎰ 或 ()β

Φ=⨯c t l ，其中，=l v A

15、 金属熔体群聚态形成的依据是什么？

⑴ 可由衍射图的径向分配曲线的第一峰是否分裂为双峰来证明外，多利用金属的结构敏感的性质，随组成变化的特征来推测某些难以用衍射法测定的结构形态；

⑵ 当这些物性-组成的等温线上出现转折点时，就显示改组成处有种原子（离子）团形成；

⑶ 根据二元相图的化合物组成点处液相线上最高点的形状，判断液相中相当于化合物的群聚团出现的可能性。

16、 相互作用系数的测定法有哪两种？说明两者的测定原理及其测定结果的

区别。

17、 说明氢和氮在铁液中的溶解特性、存在形式及影响因素。 18、 粘滞活化能的物理意义及影响因素。 19、 影响铁液表面张力的因素。