2018年北京科技大学085205冶金工程考研招生人数、参考书目、考试科目、专业指导、考试大纲-新祥旭考研

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科目代码：809 科目名称：冶金物理化学 一、考试性质与范围 1．本课程是冶金工程专业本课生必修课程，是一门重点介绍冶金物理化学 基本概念、基本原理以及在冶金过程中应用的专业基础课。 2．通过本课程的学习使学生掌握冶金热力学、冶金动力学的基本原理。学 会运用这些原理分析和解决生产中出现的新问题；不断地改造旧工艺，创造新工 艺，降低生产消耗，提高生产率；不断地向相关学科渗透，扩大冶金物理化学的 研究领域。 3. 通过本课程的学习，使学生掌握冶金物理化学基本的实验技能，对冶金 中的问题，利用冶金物理化学基础和其他专业知识综合的研究方法。 二、考试基本要求 要求学生牢固地掌握冶金物理化学的基本概念和基本原理， 独立完成大量习 题， 能够正确熟练地计算冶金体系中化学反应的吉布斯白由能变化，判断化学反 应的方向和限度， 分析化学反应的反应机理。独立完成要求的大纲内容与基本习 题。 三、考试形式与分值 考试采用闭卷形式，分值：150 分。题目分基本概念、计算、论证及利用冶 金物理化学的原理和方法解决冶金过程中的实际应用问题。 四、考试内容 1． 热力学基本定理及在冶金中的应用 1.1 几个基本公式 1）体系中组元 i 的自由能的描述；理想气体体系中组元 i 的自由能；液相体 系中组元 i 的自由能；固相体系中组元 i 的自由能。 2）等温方程式的导出：由单个组元 I 的自由能推导化学反应的自由能变化 G ； 讨论 G 的三种形式； 重点讨论 G 0 的形式， 得出 G RT ln K ；G 与 G 的关系与联系； G 与 G 在热力学中分别承担的角色。 3）等压方程式与二项式：微分式；由微分式导出积分式；讨论其意义。
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与上升动力学机理；气泡在液相中的行为；气泡在液相中的运动；气泡在上浮过 程中长大。 2） 钢液中碳-氧反应动力学：碳氧反应机理；碳氧反应动力学模型；气泡 冶金过程动力学；吹氩冶炼超低碳不锈钢碳氧反应机理与反应模型。 3）吹氩脱氢过程动力学。 5. 3 液一液反应 液-液相反应特点与动力学方程：液-液反应特点；液-液反应动力学机理；液 -液反应动力学模型及实例分析。 教材及参考书 1）张家芸主编 冶金物理化学，冶金工业出版社，2004 年 6 月 2）郭汉杰编著，冶金物理化学教程（第二版） ，冶金工业出版社，2006 年 8 月
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26 反应机理及动力学 27 相结构及材料制备过程物理化学 28 冶金电化学及新能源 29 工业系统代谢分析与绿色工业链接技术 30 低碳生态化（生物）冶金及生态修复 31 资源、能源高效及循环利用技术 32 冶金废渣、废水、废气、粉尘高效控制、处理与回用 33 金属微观结构与性能 34 金属凝固 35 金属中的第二相粒子行为 36 轻质高强韧钢 37 电磁场冶金 38 多元复杂有色金属资源高效利用与清洁生产 39 红土镍矿高值综合利用 40 绿色冶金 41 智能冶金 42 钢中非金属夹杂物 三、考试科目 初试科目： ①101 思想政治理论 ②204 英语二 ③302 数学二 ④ 804 物理化学 A 或 809 冶金物理化学 或 814 材料科学基础 或 819 化工原理概论 或 833 无机化学 复试科目： 本专业招收单独考试考试考生（非全日制） 复试科目:522 冶金工程专业综合 或 587 化工原理综合 或 588 无机化学 综合 四、考试大纲 （1）冶金物理化学考试大纲
2018 年北京科技大学 085205 冶金工程 考研招生人数、参考书目、考试科目、专业指导、考试大纲 一、招生信息 招生院系： 招生人数： 招生专业： 二、研究方向 01 炼铁原料及资源综合利用 02 炼铁新技术 03 炼钢新技术 04 凝固理论及浇注新工艺 05 洁净钢冶炼技术 06 特殊钢冶金 07 铁合金 08 冶金过程模拟及仿真 09 冶金流程工程学 10 冶金节能与环保 11 轻金属冶金与轻合金材料 12 电极材料与融盐电解 13 有色冶金过程模拟与节能优化 14 湿法冶金 15 电池和磁性材料制备与储能技术装置 16 薄膜材料制备与金属表面技术 17 高纯金属提取与应用 18 稀有金属冶金 19 电化学冶金与绿色新工艺 20 有色金属钠米材料制备 21 有色冶金新工艺、新理论与循环利用 22 有色金属相图与热力学 23 过程冶金的新理论与新方法 24 资源综合利用的方法及原理 25 冶金熔体及热力学 020 冶金与生态工程学院 71（非全日制 20） 085205 冶金工程
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CaO SiO2 Al 2O3
,及 CaO-SiO2-FeO2 相图。
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标准态时标准溶解自由能。 4） 多元系铁溶液：瓦格纳模型（一价、二阶作用系数）;相互作用系数的 ei e j ei j 关系（ j 与 i ， j 与 i ） 。 3.2 二元正规溶液:混合自由能与过剩自由能；正规溶液的定义；正规溶液
的混合函数与过剩函数；正规溶液的性质。 3.3 冶金炉渣 1）炉渣的性质:碱度（碱度，光学碱度，过剩碱） ；氧化还原性。 2） 炉渣结构理论：分子理论；捷姆金完全离子理论。 3） 炉渣的硫容量：硫化物容量;硫酸盐容量;硫容量与碱度。 4．冶金反应动力学基础 1）化学反应速率及反应级数：化学反应进度；化学反应速率；化学反应速 率方程（n 级不可逆反应） ；1 级可逆反应方程。 2） 反应速率与温度的关系：阿累尼乌斯公式与活化能；活化能与热力学函 数关系式。 3） 扩散与传质：费克第一定律；费克第二定律；费克二定律的特解（扩散 偶；几何面源） 4）相际传质：边界层的概念；边界层理论；传质系数。 5）多相反应动力学基本模型：双膜理论；溶质渗透理论；表面更新理论。 5．多相反应动力学 5.1 气一固反应 1）气-固反应特点与反应机理：气固反应特点及处理方法； 2）未反应核模型：外扩散为限制环节时反应模型；内扩散为限制环节时反 应模型； 界面化学反应为限制环节时反应模型；内扩散和界面化学反应混合控速 时反应模型；一般情况 3） 未反应核模型应用：未反应核模型特殊条件下：外扩散、内扩散或界面 化学反应控速应用及动力学参数获取。 5.2 气一液反应 1）气泡形成机理与动力学过程：均相中气泡的生成机理;均相中气泡的生成 机理；例：碳-氧反应；非均相气泡生成机理；活性气隙的最大半径；气泡长大
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1.2 冶金热力学中标准自由能的计算 1）用积分法计算化学反应的标准自由能变化； （注：讲不定积分法，学生阅 读定积分法） ； 2）由积分法得到的化学反应的标准自由能求化学反应标准自由能与温度的 二项式； 3） 由标准生成自由能和标准溶解自由能求化学反应的标准自由能 （二项式） ； 4）由电化学反应的电动势求化学反应的标准自由能变化； 5）由自由能函数求化学反应的标准自由能变化 。 2．热力学参数状态图 2.1 Ellingham 图 氧势图的形成原理；氧势图的热力学特征； （特殊的线；直线斜率；直线位 置）氧势图的应用 2.2 相图分析方法及基本规则 相图基本定律:相律；连续原理；相应原理。 2）三元系相图的构成；构成原理；浓度三角形。 3）三元系浓度三角形性质:杠杆规则与重心规则；垂线；平行线；等含线； 定比例；直线规则。 4）三元系相图分析: 图的构成；平面投影图；结晶过程（冷却组织及量杠杆原理应用） ；等温线与截面；具有一个稳定二元化合物的三元系；具有一个 不稳定二元系的三元系相图的特点；分析相图中三个特殊点 M1、M2 及 M3 的 冷却过程。 2.3 三元系相图的应用：分析 3．冶金溶液 3.1 铁溶液 1）两个基本定律：拉乌尔定律；亨利定律；两个定律的联系及区别分析。 2）不同标准态活度及活度系数之间的相互转换：三个不同标准态的活度的 定义； 三个不同标准态的活度之间的关系；三个不同标准态的活度系数之间的关 系。 3） 标准溶解自由能：溶解前为纯物质 M ，溶解在溶液中分别为三个不同