熔体物化总结

简答题和问答题

一、渣钢间的反应环节

1、化学平衡论

2、化学反应速度论：微观反应速度论，宏观反应速度论（“三传”，动量，

质量和热量）

3、液－液相反应环节

（1）、两相中的反应物由相的内部向界面扩散传质；

（2）、在界面上发生化学反应；

（3）、反应产物由相界面分别向两相内部扩散

二、理想溶液、稀溶液、实际溶液规则溶液

1、理想溶液

在偏摩尔自由能、（纯物质）摩尔自由能和浓度三者之间具有最简单关系。

它是由物理化学性质极其相似的物质所组成。∆H= 0, ∆V= 0，理想溶液

服从拉乌尔定律。

2、稀溶液

在偏摩尔自由能、（纯物质）摩尔自由能和浓度三者之间具有简单关系的

另一种二元系溶液是稀溶液。溶液中溶剂A的蒸气压符合拉乌尔定律，

溶质B的蒸气压服从亨利定律。

3、实际溶液

在偏摩尔自由能、（纯物质）摩尔自由能和浓度三者之间不具有简单关

系溶液是实际溶液。相互作用力（A－ A）≠（A－ B）≠（B－ B），溶

剂的蒸气压不符合拉乌尔定律，溶质的蒸气压不符合亨利定律。

4、规则溶液

规则溶液是对理想溶液的行为偏离较小的一种溶液，在形成规则溶液时

的混和熵与理想溶液相同，也就是形成规则溶液时的原子分布与理想溶

液相同，完全是无秩序的，但是因为各组元质点间的相互作用力不同，

在形成溶液时有混和热产生，即∆H≠0。、

三、拉乌尔定律、亨利定律

1、拉乌尔定律：在某一温度下，稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以

溶剂的摩尔分数P A=P A°N A

2、亨利定律：在一定温度下，稀薄溶液中溶质的蒸气分压与溶液浓度呈正

比 P B=KN B

四、活度及其测定方法

1、定义：a B=P B/P B（standard）活度实际上是“校正浓度”或者可以

称为“有效浓度”、“作用浓度”。

活度系数实际表示一个校正因子γo的意义

2、测定方法：（1）蒸气压法求活度

（2）化学平衡法求活度

1.压力计法

2.体积法

3.定组成气流法

4.循环法

（3）固体电解质电池测定钢中氧活度

五、固体氧离子导体

氧离子固体电解质材料就是以氧离子作为主要载流子的固体氧化物电解质材料。氧离子导体是这样一种固体电解质，其中的多数载流子为氧离子，而且其离子电导率要远大于电子电导率。应用在冶金中的具有离子导电性的固态物质，氧离子是其导电质点

六、微观结构研究方法及其高温适用性

XRD：有序的晶体，可以得到晶胞参数，但是不能得出电子云的分布，得不到更深的了解；其在高温下是可以测熔体的，但是可用的信息不够，

还不能用于研究熔体

分子光谱：分子光谱利用的是分子的振动，得出其能量和频率，以此来确定结构，主要可以测定同素异构物质。主要包括

1、IR：高温的黑体辐射很大，信号不强

2、UV：同上，不能在高温下用

3、Raman：不能测金属，因为金属的分子振动很弱；但是它在

高温下有其独特的优越性，能够测熔体的结构。

4、NMR：运用原子中心核的相互作用以及其自旋性，使核的位

移发生变化，从而得出结构。可以做高温，但是在熔体边

缘会失真，在国外有做高温的，目前国内没有。通常做的

是常温下的有机物，无机物用气做研究很少。

5、同步辐射源：它与其他方法相结合能够使其他的方法效率

显著提高，因为它的激光功率高，大大降低实验的时间。

但是功率太高，一些试样会被打掉。

七、炼钢温度下熔铁的结构与固态铁的结构相似

液态铁是介于固态和气态之间的状态。冶金过程中的熔铁只高出熔点100—150度，而远离临界点，因此其结构与固态铁相近。

1、从固体熔化到液体，体积增加不大，纯铁熔化时体积增加3.5%，质点之

间的距离只增大1.2%，说明液态和固态时质点之间间距相近；

2、熔化潜热或熵变比蒸发升华时的潜热和熵变小得多，熔化热只是气化热

的3%，说明液态下质点相互作用状况与固态相差不大，并且体系的无秩

序排列程度增加不多；

3、在熔点附近，液态金属的热容量与固态物质热容量相差不大，说明在熔

点附近液态中质点的热运动状况与固态相近。

八、熔渣在冶金中的作用

1、可减少或防止钢液的二次氧化

2、能汇聚金属中杂质元素的氧化生成物，对金属有精炼作用

3、冶金中的脱碳、脱硫、脱磷等反应一般都在熔渣界面上进行

4、能够减少金属从炉气中吸收有害元素

5、能够减少金属的热损失

九、熔渣的热力学模型分类

1、分子理论： a.熔渣是电中性分子组成的

b.分子间作用力为范德华力

c.在一定条件下，熔渣中的简单氧化物分子与复杂化合物

分子间处于动态平衡

d.熔渣的性质主要取决于自由氧化物的浓度，只有自由氧

化物参加与熔渣中其它组元的化学反应

2、离子理论： a.熔渣具有电导值，其电导随温度升高而增大

b.熔渣可以电解

c.在熔渣–熔锍体系中存在电毛细现象，说明熔渣具有

电解质溶液的特性

d.可以测出阳离子的迁移数，最小扩散单元为离子

e.X射线结构分析表明，组成炉渣的简单氧化物和复杂

化合物的基本单元均为离子

f．统计热力学为离子理论的建立提供了理论基础

3、分子、离子共存理论： a.熔渣由简单分子和离子组成

b.简单离子和分子间进行着动平衡反应

c.内部的化学反应服从质量作用定律

十、温度和组成对熔渣粘度、电导、扩散的影响

1、提高温度，加入Al2O3、Fe2O3等助熔剂时，可降低炼钢渣的粘度；能使炼钢渣粘度显著提高的组分是MgO、Cr2O3；碱度高于4.2时，温度降低时粘度急剧增加

2、电导：离子数量增加，温度升高，电导率升高

3、扩散：温度升高，扩散明显