《冶金原理》课后习题及解答

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冶金原理 课后题答案

冶金原理 课后题答案

第一章 冶金热力学基础1.基本概念:状态函数,标准态,标准生成自由能及生成焓,活度、活度系数和活度相互作用系数,分解压和分解温度,表面活性物质和表面非活性物质,电极电势和电池电动势,超电势和超电压。

2.△H 、△S 和△G 之间有何关系,它们的求算方法有什么共同点和不同点?3.化合物生成反应的ΔG °-T 关系有何用途?试根据PbO 、NiO 、SiO2、CO 的标准生成自由能与温度的关系分析这些氧化物还原的难易。

4.化学反应等温式方程联系了化学反应的哪些状态?如何应用等温方程的热力学原理来分析化学反应的方向、限度及各种 因素对平衡的影响?5.试谈谈你对活度标准态的认识。

活度标准态选择的不同,会影响到哪些热力学函数的取值?哪些不会受到影响?6.如何判断金属离子在水溶液中析出趋势的大小?7.试根据Kelvin 公式推导不同尺寸金属液滴(半径分别为r1、r2)的蒸汽压之间的关系。

8.已知AlF 3和NaF 的标准生成焓变为ΔH °298K,AlF3(S)=-1489.50kJ ·mol -1, ΔH °298K,NaF(S)=-573.60kJ ·mol -1,又知反应AlF 3(S)+3NaF (S)=Na 3AlF 6(S)的标准焓变为ΔH °298K=-95.06kJ ·mol -1,求Na 3AlF 6(S)的标准生成焓为多少?(-3305.36 kJ ·mol -1)9.已知炼钢温度下:(1)Ti (S)+O 2=TiO 2(S) ΔH 1=-943.5kJ ·mol -1(2)[Ti]+O 2=TiO 2(S) ΔH 2=-922.1kJ ·mol -1 (3)Ti (S)=Ti(l) ΔH 3=-18.8kJ ·mol -1求炼钢温度下,液态钛溶于铁液反应Ti(l)=[Ti]的溶解焓。

冶金原理完整版

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冶⾦原理完整版冶⾦原理(1)复习题1、判断具体浸出的⽬的。

浸出的实质在于利⽤适当的溶剂使矿⽯、精矿和半成品中的⼀种或⼏种有价成分优先溶出,使之与脉⽯分离。

(指借助于溶剂从固体物料中提取可溶组分。

)2、当⽤⽓态H2S使浸出液中的⾦属离⼦呈硫化物形态有效沉淀出来,常采取什么措施?⼀是使有价⾦属从稀溶液中沉淀,得到硫化物富集物,以备进⼀步回收处理;另⼀是使伴⽣⾦属呈硫化物形态沉淀,使其与主要⾦属分离3、如何提⾼浸出过程的速率?(1)提⾼温度(2)提⾼浸出剂浓度C O(3)降低精矿颗粒的原始半径(4)搅拌4、在⽤形成氢氧化物分离浸出液中的⾦属离⼦时,如何判断氢氧化物⽣成的次序?1当氢氧化物从含有⼏种阳离⼦价相同的多元盐溶液中沉淀时,⾸先开始析出的是其形成pH 最⼩,从⽽其溶解度最⼩的氢氧化物。

2在⾦属相同但其离⼦价不同的体系中,⾼价阳离⼦总是⽐低价阳离⼦在pH更⼩的溶液中形成氢氧化物,这也是由于⾼价⾦属氢氧化物⽐低价氢氧化物的溶解度更⼩的缘故。

5、对属于液固反应的浸出过程,浸出速率和哪些因素有关?多相反应的特点是反应发⽣在两相界⾯上,反应速度常与反应物在界⾯处的浓度有关,同时也与反应产物在界⾯的浓度及性质有关,所以反应速度与反应物接近界⾯的速度、⽣成物离开界⾯的速度及界⾯反应速度有关,其中最慢的⼀个步骤决定整个反应速度。

在许多固液反应中,扩散常常是最慢步骤。

另外,多相反应速度还与界⾯的性质、界⾯的⼏何形状、界⾯⾯积以及界⾯上有⽆新相⽣成有关。

6、根据什么原则选择浸出剂?1、所选浸出剂能有效分解矿物2、在处理多⾦属复杂矿时,应能有效地综合回收多种⾦属。

3 、根据产品的数量、质量、⽣产规模及下⼀步⼯艺的衔接来选择最合适的浸出剂。

4 、要求流程简短,设备简单,⾦属收率⾼、产品成本低。

5 、符合劳动保护和⼯业卫⽣、环境保护等要求。

其它还有矿⽯的性质、浸出剂的价格及其消耗量、浸出剂的的腐蚀性及其所需的设备材料、浸出液进⼀步处理的难易以及浸出剂再⽣⽽循环使⽤的可能性。

冶金传输原理【周俐】第七章课后习题及解答

冶金传输原理【周俐】第七章课后习题及解答

第七章 相似原理与模型研究方法例7-1 验证伯努利方程的量纲齐次性。

解: 沿流线的伯努利方程为C gz P V =++ρρ221把长度L ,质量m ,时间t 的量纲L ,M ,T 取为基本量纲,则上述方程中的各物理量的量纲分别为[][]33-==ML l m ρ [][]1-==LT t l V [][]21--==T ML A ma P []2-=LT g[]L z =方程左边各项的量纲分别为:21223221----==⎥⎦⎤⎢⎣⎡T ML T L ML V ρ []21--=T ML P[]2123----==T ML L LT ML gz ρ故左边各项的量纲是相同的,并可断定方程右边的量纲也是21--TML 。

例7-2 试将定常的不可压缩粘性流体运动微分方程无量纲化。

解: 定常的不可压缩粘性流体运动方程在直角坐标系中x 方向分量式为:⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂+∂∂-=∂∂+∂∂+∂∂2222221z u y u x u x pg z u u y u u x u u x x x x x z x y x x νρ 取特征量V (特征速度)、l (特征长度)、P ∆(特征压差),g (重力加速度),各量可化为无量纲量。

lz z l y y l x x V u u V u u V u u z z y y x x======******,,,,, gg g p p p xx =∆=**, 带入方程中,整理后得⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂+∂∂∆-=∂∂+∂∂+∂∂2**22**22**2**22**********z u y u x u Vl x P V P V gl g z u u y u u x u u xx x x x z x y x xνρ即为无量纲化的定常不可压缩粘性流体运动方程。

其中出现的无量纲系数分别表示为:Re ,,1122==∆=Vl Eu V P Fr V gl νρ y 、z 方向的分量式可按相同方法无量纲化,出现的无量纲数相同。

粉末冶金原理课后答案

粉末冶金原理课后答案

粉末冶金原理课后答案1、碳还原法制取铁粉的过程机理是什么?影响铁粉还原过程和铁粉质量的因素有哪些?铁氧化物的还原过程是分段进行的,即从高价氧化物到低价氧化物最后转变成金属。

铁氧化物的直接还原,从热力学观点看,可认为是间接还原反应与碳的气化反应的加和反应,这就是碳还原的实质。

因素:(1)原料:原料中杂质、原料粒度(2)固体碳还原剂:固体碳还原剂类型、用量(3)还原工艺条件:还原温度与时间、料层厚度、还原罐密封程度(4)添加剂:加入一定固体碳的影响、返回料、引入气体还原剂、碱金属盐、海绵铁的处理2、还原法制取钨粉的过程机理是什么?影响钨粉粒度的因素有哪些?氢还原。

总的反应式:W03+3H2====W+3H20。

钨具有4种比较稳定的氧化物W03+0.1H2====W02.9+0.1H20W02.9+0.18H2====W02.72+0.18H20W02.72+0.72H2====W02+0.72H20WO2+2H2====W+2H2O影响因素:(1)原料:三氧化钨粒度、含水量、杂质(2)氢气:氢气的湿度、流量、通气方向(3)还原工艺条件:还原温度、推舟速度、舟中料层厚度(4)添加剂3、金属液气体雾化过程的机理是什么?影响雾化粉末粒度、成分的因素有哪些?雾化法属机械制粉法,是直接击碎液体金属或合金而制得粉末的方法。

二流雾化法是用高速气流或高压水击碎金属液流的,雾化法只要克服液体金属原子间的键合力就能使之分散成粉末,因而雾化过程所消耗的外力比机械粉碎法小得多。

雾化过程是一复杂过程,按雾化介质与金属液流的相互作用的实质,既有物理机械作用,又有物理化学变化。

四个区:负压系流区、原始液滴形成区、有效雾化区、冷却凝固区。

影响因素:(1)雾化介质:雾化介质类别、气体或谁的压力(2)金属液流:金属液的表面张力和粘度、金属液过热温度、金属液股流直径(3)其他工艺:喷射参数、聚粉装置参数4、离心雾化法有什么特点?利用机械旋转的离心力将金属液流击碎成细的液滴,然后冷却凝结成粉末。

冶金传输原理【周俐】第四章课后习题及解答

冶金传输原理【周俐】第四章课后习题及解答

冶传第四章习题答案4-2 如图,水箱中的水通过直径为d ,长度为l ,沿程阻力系数为λ的铅直管向大气中放水,求h 为多大时,流量Q 与l 无关?(忽略局部122'212Z Z h g g u =++损 又 12Z Z Z h l -∆==+ 22'12l d h u λ=损 ∴ 2222221122()2l d d l g h l du u u λλ+=++= 2u ∴ 2224d Q Auu π== 若使Q 与l 无关,即2u 与l 无关A A 44/B A V V m s ==∴且1A B Z Z Z m -∆==-223'1(74)101(41)10000.1019729.81(1)P =-⨯⨯+-∆⨯-+∴损 27.11/27.110.10197 2.76N m kg m m ==⨯ 水柱水柱'0P ∆>∴ 损水流自A 流向B4-4已知一根直立的突然扩大的水管。

如图所示,d 1=150mm,d 2=300mm,V 2=3m/s ,水的密度ρ1=1000㎏/m 3,汞的密度ρ2=13600㎏/m 3,若略去沿程损失,试确定汞比压计中的汞液面何侧较高?差值为多少?解:由题意知1-2两截面间的能量平衡关系为22'1122111122V V P P P ρρ=+∆++损水水 1212AV AV = 且2222113004150A d A d ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=== 12412/V V m s ==∴ ∴222122112()()227000211022Pa P P V V V V ρρ---+==< ∴右侧汞液面高又12136009.81gh h P P ρ-==⨯⨯汞270000.2024136009.81m h ⨯∴= 4-8测90°弯头的局部阻力系数时,在A 、B 两断面接测压管。

如图,弯头水平放置。

已知管路直径mm d 50=。

物理冶金原理课件阶段复习知识与及习题参考答案

物理冶金原理课件阶段复习知识与及习题参考答案

热力学基础
题目1
简述热力学第一定律的内容及其在物理冶金中的应用。
答案1
热力学第一定律指出,在一个封闭系统中,能量不能消失或产生,只能从一种形 式转化为另一种形式。在物理冶金中,这一原理用于指导金属材料的熔炼、凝固 和相变过程,通过控制温度、压力等条件实现能量的有效利用和转化。
热力学基础
题目2
解释热力学第二定律中熵的概念,并说明其在冶金过程中的应用。
结果分析
根据实验数据,对实验结果进行分析 和解释,探讨实验现象的本质和规律 。
实验结果与讨论
实验结果
总结实验的主要结果,包括观察到的现象、测量的数据等。
结果讨论
对实验结果进行深入讨论,探讨可能的误差来源、实验条件的优化等,并提出进一步的 研究方向。
05 习题参考答案
热力学部分习题答案
总结词
掌握热力学基本概念和原理,能够解决实际 问题。
04 物理冶金原理实验与实践
实验设备与实验方法
实验设备
介绍实验所需的设备,如高温炉 、真空炉、金相显微镜等,以及 这些设备的主要功能和使用方法 。
实验方法
详细说明实验的操作流程,包括 实验前的准备、实验过程、实验 后处理等,以及实验中需要注意 的事项。
实验数据处理与分析
数据处理
介绍实验数据的收集、整理、处理和 分析的方法,包括数据的图表表示、 统计分析等。
动力学基础
题目4
解释固态相变过程中动力学控制的相变机制,并说明 其对金属材料性能的影响。
答案4
固态相变过程中,相变机制受到动力学控制。根据动力 学条件的不同,相变机制可以是扩散控制或界面控制的 。扩散控制的相变机制涉及原子在固溶体中的长程扩散 ,如调幅分解和有序化过程;而界面控制的相变机制则 涉及新旧相之间的界面移动,如马氏体相变和贝氏体相 变等。这些相变机制对金属材料的性能具有重要影响, 如通过控制相变速率可以调控材料的力学性能和物理性 能。

有色冶金原理(傅崇说版)部分课后习题解答 3

有色冶金原理(傅崇说版)部分课后习题解答 3

第三章习题与思考题1.求碳的气化反应(布多尔反应)在 1173K,总压为 3× 101325Pa 时气相中CO 的平衡浓度。

已知:CO2+C=2CO,ΔG θ =170707.2-174.47T,J2.某容器内充满 1300K的CO2+CO+O2 混合气体和NiO, 问应控制氧气分压多大,NiO 才能够被还原为Ni2CO+O2=2CO2, ΔG θ =-564840+173.64T,J2Ni+O2=2NiO, ΔG θ =-468189.6+169.79T,J3.直径为20mm,密度3.25g·cm- 3 的铁矾精矿球团在 1123K 用CO 还原, 通过减重法测得还原度R与还原时间的关 系为:时间(t), min 10 20 30 40 50 60 70R,% 12 23 32 40 46 52 59(1)用作图法判断还原反应的限制环节。

(2)还原气体的浓度为1mol,求反应的速度常数。

解答:1.解: 2 100 %[] 24 P P P K K CO K P P =-++× 总 总 (P 48)logKp= 173 . 1 112315 . 19 1173 473 . 174 2 . 170707 = ´ ´ + - Kp=33.48%CO= 10100 3 48 . 33 4 48 . 33 2 48 . 33 2 ú ú û ù ê ê ë é ´ + + - =92.4 2.解: 2CO+O 2=2CO 2, ΔG θ =-564840+173.64T,J (1) (P 50)-)2Ni+O 2=2NiO, ΔG θ=-468189.6+169.79T,J (2)2NiO+2CO=2Ni+2CO 2, ΔG θ =-96650.4+3.85 T,J (3) 22 3 ln ln ÷ ÷ ø ö ç ç è æ - = - = D CO CO P P RT Kp RT G q 22 ÷ ÷ øö ç ç è æ CO CO P P =4813.82 2CO+O 2=2CO 2, ΔG θ =-564840+173.64T,J ΔG 1 θ =-564840+173.64T= 22 ln ÷ ÷ ø ö ç ç è æ - CO CO P P RT 2 1 O P × 564840+173.64×1300=-8.314×1300ln4813.82 21 O P ×P O2`=1.14×10 -5 ×101325=1.15×10 -5 Pa 3.解:(1)判断(P 66) ( ) [ ] 3 1 1 1 R - - 、 ( ) ú û ù ê ë é - - - 3 2 1 3 21 R R 与t 是否成 直线对应,动力学区、控散区。

冶金原理课后习题答案ch02

冶金原理课后习题答案ch02

第二章习题与思考题1.某金属在不同相态下氧化生成MeO的标准吉不斯自由能— 温度关系如下:2Me①+O2=2MeO(s), ΔG θ ①=-1215033.6+192.88T,J2Me②+O2=2MeO(s), ΔG θ ②=-1500800.8+429.3T,J2Me③+O2=2MeO(s), ΔG θ ③=-1248505.6+231.8T,J(1)确定Me①,Me②,Me③的相态;(2)计算Me 的熔点和沸点;(3)作自由焓—温度图。

2.试计算碳酸镁在空气中的开始离解温度和化学沸腾温度。

已知: MgO+CO2=MgCO3ΔG θ T=-110750.5+120.12T,J3.将碳酸钙置于容积为 1L的容器中加热到 1073K, 问有多少 CaCO3 离解?解答:1. 解:(1)根据斜率变化②>③>①,可知②—气相,③—液相,① —固相。

(2)熔点: q q 31 G G D = D -1215033.6+192.88T=-1248505.6+231.8TT 熔=860.2K同理,沸点: q q 2 3 G G D= D ,T 沸=1227.5K (3)略2. 解:(P 43)TG 12 . 120 5 . 110750 + - = D 27 . 6 5783 log 2 + - = Tp CO 开始离解Pa p CO 4 . 30 101325 0003 . 0 2 = ´ = 化学沸腾 Pa p CO 101325 101325 12 = ´ = 27 . 6 5783 0003 . 0 log + - = 开T T 开=590K 27 . 6 5783 1 log + - = 沸 T T 沸=922K3.解:CaO+CO 2=CaCO 3T P RT Kp RT G CO 4 . 144 170925 ln ln 2 + -= = - = D q 1073 4 . 144 170925 ln 1073 314 . 8 2 ´ + -= ´ CO P 得 P CO2=16887.8Pa因 nRT PV = ,所以3 32 10 893 . 1 1073314 . 8 10 8 . 16887 - - ´ = ´ ´ = = RT PV n CO 33 2 10 893 . 1- ´ = = CaCO CO n n m CaCO3=0.1893g。

有色冶金原理(傅崇说版)部分课后习题解答 8

有色冶金原理(傅崇说版)部分课后习题解答 8

第八章习题与思考题1. 按简单的 Me-H 2O 系的三种类型的反应,绘制温度在 298K 下硫酸锌水溶液中含锌为 1.898mol·L -1 时的电位-PH图。

2. 当溶液中aFe 3+ 为1mol·L -1 时,按铁离子变化的3 个反 应绘制温度在298K 下的电位-PH 图。

3. 求溶液 PH=5,Au(CN) - 的活度为 10 -5 mol·L -1 时的εAu(CN) 2 - /Au值。

当 PH 值=9 时其值又为多少?两者相比哪 个 PH 值更有利于金的配合浸出?4. 对于 ZnS-H 2O 系,当有氧存在时,在下列二种条件下 锌稳定存在的是什么形式?(1)PH=-1,ε=0.4;(2)PH=3,ε=0.8。

解答:1.解:略2.解:略3.解: Au + +2CN - =Ag(CN)2 - (1)-) Au + +e=Au (2)Au+2CN - =Ag(CN)2 - +e查表 8-5 知:pH=5 时,p CN =6.4pH=9 时,p CN =2.59+p CN =9.4-log10 -2 +log(1+10 9-9.4) q e Au ­ Au(CN)2 =-0.562+0.12 p CN +0.0591loga Au(CN)2-pH=5 时,p CN =6.4 , q e Au­ Au(CN)2 =-0.09V pH=9 时, q e Au­ Au(CN)2 =0.223V 所以 pH=5 时更有利于金的配合浸出。

4.解:(1)Zn 2+ +S(2)Zn 2+ +SO 4 2-。

冶金原理 答案

冶金原理 答案

冶金原理引言冶金原理是研究金属和非金属材料在高温下的熔炼与制备过程的科学。

它涉及材料的矿石开采、选矿、冶炼、铸造、金属加工等方面,是现代工程技术的基础。

冶金原理的研究对于提高金属材料的性能、开发新型材料以及推动工业发展具有重要意义。

本文将介绍冶金原理的基本概念、矿石的提取和选矿技术、冶炼过程以及铸造和金属加工等方面的知识。

基本概念1. 冶金的定义冶金是一门科学,研究金属与非金属材料在高温下的熔炼、制备、加工和性能控制等方面的基本理论和技术。

冶金包括矿石开采、选矿、冶炼、铸造和金属加工等多个环节。

2. 冶金的分类根据材料的性质和用途,冶金可以分为金属冶金和非金属冶金两大类。

金属冶金是研究金属及其合金的制备与加工,如铁、铜、铝等金属材料;非金属冶金是研究非金属材料的熔炼和制备技术,如陶瓷材料、玻璃材料等。

3. 冶金的主要过程冶金主要包括以下几个过程:矿石开采和选矿、冶炼、铸造和金属加工。

其中,矿石开采和选矿是获取矿石原料和分离有用成分的过程;冶炼是将矿石中的金属提取和纯化的过程;铸造是将熔融金属倒入铸型中制作成型的过程;金属加工是指对金属材料进行切削、焊接、锻造等加工工艺的过程。

矿石的提取和选矿技术矿石的提取和选矿是冶金过程的第一步,它们决定了后续冶炼过程的质量和效益。

1. 矿石的提取矿石的提取包括采矿和矿产地的选择。

采矿是指从地壳中将矿石开采出来的过程,通常使用爆破、钻探和采矿机械等工具和设备。

矿产地的选择考虑了矿石的数量、质量以及开采的成本和环境影响等因素。

2. 矿石的选矿技术矿石的选矿是指将原矿经过物理、化学和冶金等方法,将有用成分从矿石中分离出来的过程。

常用的选矿方法包括重选、浮选、磁选等。

重选是利用矿石中成分的密度差异进行分离;浮选是利用矿石中成分的相对密度差异和液体介质的浮力进行分离;磁选是利用矿石中成分的磁性差异进行分离。

冶炼过程冶炼是将矿石中的有用成分提取和纯化的过程,是冶金过程中最核心的环节。

冶金原理课后习题及解答

冶金原理课后习题及解答

第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。

冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。

2 金属熔体指________、________。

液态的金属、合金。

1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学,它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程,为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。

物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同,一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。

金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。

3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。

钢铁、有色金属。

4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同,熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。

在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择_____,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。

冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。

熔渣。

5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。

金属提炼、精炼过程。

6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。

氧化物。

7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中,以便在后续工序中将它们回收利用。

富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物,使之与主金属分离。

精炼渣。

9、在造锍熔炼过程中,为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失,要求熔渣具有较低的______、______和_______。

粘度、密度、渣-锍界面张力。

10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗,必须使锍具有合适的______.物理化学性质。

11、在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择________,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。

熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有:1)计算给定条件下的;根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行:2)计算给定条件下的平衡常数,确定反应进行的______;3)分析影响反应的和平衡常数,为进一步提高________指明努力方向。

冶金原理课后习题答案ch10

冶金原理课后习题答案ch10

第十章习题与思考题1. 什么叫作极化?试比较原电池和电解池中的极化作 用?各有什么特点?2. 求含 56g·L -1 锌、150 g·L -1 硫酸的硫酸锌溶液的理论分解电压与实际分解电压。

已知溶液温度为 313K,使用铅银合金作阳极,铝作阴极,电流密度为 500 A·m -2 ,阳极为OH— 放电析出氧, 其 q e =0.401V, 阴极为锌析出, 其 q e =-0.763V。

设氧在阳极上的超电位 0.76V,锌在阴极上的超电位为 0.02V。

[理论分解电压 2.077V 实际分解电压2.857V]某电解锌厂,一个电解槽24h 析出240㎏锌,28 个电解槽串 联成为一列,通过此列的电流密度为 9000A,列的电压降为 92V。

求(1)锌的电流效率;(2)锌的电能效率。

已知锌的电积反应:Zn 2+ +H 2O===Zn+ 21 O 2+2H + ,在该厂生产条件下的 1380 . 384 - × = D mol KJ G解答:1. 解:极化实际电解时电位偏离平衡电位。

(P 157)原电池正极发生还 原反应,负极发生氧化反应,其极化现象与电解池正好相反。

2.解:阴极:Zn 2+ +2e=Zn,+ + + + = 2 2 2 ln 2 Zn Zn Zn Zn Zn a F RT q e e 阳极:O 2+4H + +e=2H 2O+ + = H O H O O H O a F RT ln 4 2 2 2 2 q e e 765 . 0 38 . 65 56 ln 96500 2 313 314 . 8 763 . 0 2 = ´ ´ + - = + Zn Zne 3 ln 965004 313 314 . 8 229 . 1 ln 4 2 2 2 2 ´ ´ + = + = + H O H O O H O a F RT q e e =1.236V阴 阳 理论 e e- = V =1.236-(-0.765)=2.077V V V V D- = 理论 实际 =2.077+0.76+0.02=2.857V 3.解:(1) % 1 . 91 249000 2198 . 1 10 240 % 100 3 = ´ ´ ´ = ´ = qIt b i h (2) efZFV G - = D V ZF G Vef 99 . 1 96500 2 10 08 . 384 3 = ´ - ´ = - D = % 55 % 100 28 92 99 . 1 91 % 100 = ´ ´ = ´ = ¢ T ef i V V W h。

物理冶金原理课件阶段复习与习题参考答案

物理冶金原理课件阶段复习与习题参考答案

熔点越高扩散激活能越大扩格奇变越小扩散系数越小
化学亲和力越高(原子间结合力越强)扩散激活能越大扩散系数越小
• 溶剂金属性质:晶体结构、熔点、结合能
晶体结构致密度越高(BCC与 FCC相差1500倍) 原子扩散激活能越高、扩散系数越小
• 当溶质原子足够小,可以填充溶剂结构的间隙 时可以形成间隙固溶体。由于金属大多是密堆 积结构,间隙的尺寸与金属原子直径相比是很 小的,故只有氢、硼、碳、氮等非金属元素的 原子才能形成间隙固溶体。间隙原子使晶格严 重变形,能够极大地提够材料的强度。
1-6、何谓固溶强化?试分析影响金属固溶强化效果的因 素
➢ 晶体学基础
➢ 金属的晶体结构 ➢ 合金的相结构 ➢ 晶体缺陷(位错、界面) ➢ 固体中原子的扩散
晶体学基础
➢ 空间点阵、晶胞及点阵常数 ➢晶面指数及晶向指数的求法 ➢晶面族及晶向族 ➢晶带、晶带轴及晶带定理
晶带轴[u v w],晶带的晶面(h k l) hu+kv+lw=0
1-2、在面心立方晶胞中,ABCD四点构成一个正四面体,四点的坐标分别为A (0, 1/2, 1/2), B (1/2, 1, 1/2), C (1/2, 1/2, 0), D (0, 1, 0), 写出该四面体中四个面的晶面指数及 六条边的晶向指数。
向,即位错运动导致晶体滑移的方向,模表示 畸变程度,即位错强度。 • 柏氏矢量的守恒性决定了一根位错线具有唯一 的柏氏矢量,柏氏矢量不仅决定位错的组态及 运动方向,对位错的一系列属性,如位错的应 力场、应变能、位错的受力状态、位错的增殖 与交互作用,位错的反应(几何、能量条件)等 都有影响。
3-1 位错的定义及基本性质
滑移 攀移 • 形状: 直线、平面曲线 平面折线、环状
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第一章1 冶金原理研究的主要容包括_冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。

2 金属熔体指液态的金属、合金。

1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学,它主要是应用__物理化学、_____的理论和方法研究提取冶金过程,为解决有关__技术___问题、开拓__新__的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。

、2、根据组成熔体的主要成分的不同,一般将冶金熔体分为__金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。

3、冶金原理按具体的冶金对象分为__钢铁____冶金原理及__有色金属___冶金原理。

4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同,熔渣主要分为____冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣____四种。

在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择_熔渣____,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。

5、熔渣是_金属提炼______和_____精炼过程__的重要产物之一。

6、熔渣是指主要由各种_氧化物_____熔合而成的熔体。

7、__富集渣______的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中,以便在后续工序中将它们回收利用。

8、__精炼渣_____的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物,使之与主金属分离。

9、在造锍熔炼过程中,为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失,要求熔渣具有较低的粘度、密度、渣-锍界面力。

10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗,必须使锍具有合适的物理化学性质。

11、在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择__熔渣成分______,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。

12、冶金过程热力学可以解决的问题有:1)计算给定条件下的;根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行:2)计算给定条件下的平衡常数,确定反应进行的______;3)分析影响反应的和平衡常数,为进一步提高________指明努力方向。

预期方向;限度;转化率。

13大多数有色冶金炉渣和钢渣的主要氧化物:FeO、CaO、SiO214高炉渣和某些有色冶金炉渣的主要氧化物:CaO、Al2O3、SiO215熔盐——盐的熔融态液体,通常指无机盐的熔融体16在高温冶金过程中处于熔融状态的反应介质或反应产物叫________ 冶金熔体1、应为熔盐有着与水溶液相似的性质,因此熔盐电解成为了铝、镁、衲、锂等金属唯一的或占主导地位的生产方法。

错2、对于软化温度低的炉渣增加燃料耗量不仅能增大炉料的溶化量,而且还能进一步提高炉子的最高温度。

错3、熔锍的性质对于有价金属与杂质的分离、冶炼过程的能耗等都有重要的影响。

对4、冶金熔体——在高温冶金过程中处于熔融状态的反应介质或反应产物。

对5、金属熔体不仅是火法冶金过程的主要产品,而且也是冶炼过程中多相反应的直接参加者。

如炼钢中的许多物理过程和化学反应都是在钢液和炉渣之间进行的。

对6、常见的熔盐——由碱金属或碱土金属的卤化物、碳酸盐、硝酸盐以及磷酸盐等组成。

对7、非金属熔体包括:熔渣、熔盐、熔硫对1、什么事冶金熔体?它分为几种类型?2、什么事富集渣?它与冶炼渣的根本区别在哪里?3、为什么熔盐电解是驴、镁、钠、锂等金属的唯一的或占主导地位的生产方法?4、熔渣的副作用?5、熔盐的冶金应用?6、熔剂在精炼中的作用?1、我们把在火法冶金过程中处于熔融状态的反应介质和反应产物(或中间产品)称为冶金熔体。

它分为①金属熔体②熔渣③熔盐④熔锍四种类型。

2、富集渣是冶炼过程中把品味低的矿通过物理化学的方法调高品味的方法,它是熔炼过程的产物,它是颜料中的某些有用成分富集于炉渣中,以便在后续工作将它们回收利用,而冶炼渣是以矿石或精矿为原料,以粗金属或熔锍为冶炼产物的冶炼过程中生成的,其主要作用在于汇集炉料中的全部脉石、灰分及大部分杂质,从而使其与熔融的主要冶炼产物分离。

3、铝、衲、镁、锂等金属都属于负电性金属,不能从水溶液中电解沉积出来,熔盐电解往往成为唯一的方法。

4、熔渣对炉衬的化学侵蚀和机械冲刷⇒大大缩短了炉子的使用寿命、炉渣带走了大量热量⇒大大地增加了燃料消耗、渣中含有各种有价金属⇒降低了金属的直收率5、①在冶金领域,熔盐主要用于金属及其合金的电解生产与精炼②熔盐电解法广泛应用于铝、镁、钠、锂等轻金属和稀土金属的电解提取或精炼③其它的碱金属、碱土金属,钛、铌、钽等高熔点金属④利用熔盐电解法制取合金或化合物如铝锂合金、铅钙合金、稀土铝合金、WC、TiB2等⑤某些氧化物料(如TiO2、MgO)的熔盐氯化,适合处理CaO、MgO含量高的高钛渣或金红石⑥用作某些金属的熔剂精炼法提纯过程中的熔剂,例如,为了降低粗镁中的非金属杂质和某些金属杂质,采用由碱金属和碱土金属的氯化物、氟化物的混合熔剂进行精炼。

6、①除去镁中的某些杂质②在熔融的镁表面形成一层保护膜,将镁与空气隔绝防止其燃烧。

第二章1、三院系中的界线有低共熔线和转熔线两种。

为了区分这两种性质的界线,在三元系相图中规定了用___箭头表示低共熔线下降的方向,用___箭头表示转熔线的温度下降方向。

单、双。

2、渣型的选择通常取决于熔炼时冶金炉要求达到的温度。

如果熔炼的温度较高,渣型的选择便___一些,反之渣型的选择围要____一些。

宽;窄。

3、________三元系是十分重要的冶金炉渣体系,该三元系相图是研究大多数有色冶金炉渣和碱性炼钢炉渣性的基本相图。

Cao-feo-sio2。

4、三元凝聚体系中可能存在的平衡共存的相属最大为___,最大自由度数为___。

4,35、在实际应用中,一般才用____________和__________来描述三元系的相平衡。

平面投影图,等温截面图。

6、_________反映了体系在指定温度下所处的相图以及体系相态随组成的变化。

等温截面图7、一般来说,在三元相图中,对应于每一个______都有一个子三角形。

无变点8、工业铝电解质主要含有_______、________和________,其中_______和_______是熔剂,________是炼铝原料。

冰晶石、氟化铝、氧化铝,冰晶石、氟化铝,氧化铝9、______是硫化铜矿造锍熔炼的产物,主要组成为CU2S和FeS。

铜锍10、三元凝聚体系的自由度数最多为______,即体系的平衡状态决定于温度和两个组元的浓度。

311、要完整地表示三元系的状态,必须采用______ 三维空间图形12、由浓度三角形中任一顶点向对边引一射线,则射线上所有各点含三角形其余二顶点所表示的组元的数量比例______ 均相等13、用三方棱柱体表示——以浓度三角形为底面,以垂直于浓度三角形平面的纵坐标表示______温度。

14、在简单三元低共熔体系,液相面和固相面之间所围的空间是由六个不同的______所构成,而不是一个整体。

结晶空间15、在冷却析晶过程中,不断发生液、固相之间的相变化,液相组成和固相组成也不断改变,但体系的______是不变的总组成(即原始熔体的组成M点)16、按照直线规则和杠杆规则,液相点、固相点和体系点在任何时刻都必须处于______ 一条直线上。

17、在析晶的不同阶段,根据液相点或固相点的位置可以确定______组成点的位置。

另一相18、利用杠杆规则,可以计算出某一温度下体系中的______ 液相量和固相量19、一般来说,在三元相图中,对应于每一个无变点都有______ 一个子三角形20、如果原始熔体的组成落在某个子三角形,则液相必定在其相应的无变点(低共熔点)______ 结束析晶21、判断界线上的温度走向的规则______ 连线规则22界线上温度降低的方向用______表示箭头23、在浓度三角形的边线上,箭头由三角形顶点(化合物组成点)指向转熔点(如,再由转熔点指向______低共熔点24、在浓度三角形部,界线上的箭头由二元低共熔点指向______ 或由二元转熔点指向三元转熔点,再由三元转熔点指向三元低共熔点三元低共熔点25、三元低共熔点是所划分的独立三角形中温度的______ 最低点26三元系中有低共熔和______两种不同性质的界线转熔27、判定界线性质的一般方法______ 切线规则28、用______表示低共熔线上温度降低的方向,用______表示转熔线上温度降低的方向单箭头双箭头29、三元相图中的每一个无变点都对应于一个子三角形,它是由与该无变点液相平衡的______连成的三个晶相组成点30、转熔点不一定是析晶过程的终点,视______是否在对应的子三角形之而定物系点1.等温截面图:在一定温度下的等温截面与立体相图相截,所得截面在浓度三角形上的投影。

2、结晶区:在液相面与固相面之间的空间。

3、界线:两个液相面相交得到的空间曲线。

4、一致熔融化合物:在熔融时所产生液相的组成与化合物固相的组成完全相同的化合物。

5、温度最高点规则:让一界线与其相应的连线相交,所得交点既是该界线的温度最高点,同时也是该连线上的温度最低点。

6、凝聚体系:不含气相或气相可以忽略的体系。

7、不一致熔融化合物:如果一个化合物被加热至某一温度是发生分解,形成一个液相和另一个固相,且二者的组成皆不同不同于化合物固相的组成,则该化合物为不一致熔融化合物。

1、如果三元系中之生成一致熔融化合物,那么久可以将该三元系划分成若干个独立的简单子三元系。

对2、不一致熔融化合物是一种不稳定的化合物,它既可以是二元化合物,也可以是三元化合物。

对3、C2S、CS、C3S2均为一致熔融化合物。

错4、当电解温度大于960时,三氧化二铝在电解质中的溶解度不大。

错5、从Fe-S二元系相图可知,含硫量增大将导致铁的熔点降低。

对6、在一定的温度下,随着含铁量得增加,将不断有铜铁合金相析出;而当含铁量一定时,随着温度的降低,铜铁合金也会从熔体中析出。

对7、相律是多相平衡中最基本的规律,其一般的规律为:f=c-¢+2,其中¢为组分数。

错8、重心原理所讲重心是浓度三角形的几何重心。

错9.、在分析三元系相图过程中,要注意:界线性质与相应化合物的性质没有明显关系。

生成不一致化合物的体系不一定出现转熔线,而生成一致熔融化合物的体系中一定之出现低共熔线。

错10、在火法冶炼过程中,渣型的选择通常取决于冶金炉要求达到的温度,如果熔炼的温度较高,渣型的选择围可窄一些。

错1、式说明绘制三元系状态图的等温截面图的主要步骤。

2、浓度三角形的性质有哪些?3、简述重心原理。

4、分析实际三元系相图的基本步骤有哪些?5、分析复杂三元系中任意熔体M的冷却结晶步骤有哪些?1、若绘制该体系在T4温度下的等温截面图,则步骤如下:首先将图a中除T4外的等温线去掉,找出T4温度下的等温线与界线的交点d,连接交点与界线两边的固相组成点构成一个接线三角形,所围成的区域为(L+B+C)三项区,扇形区域AabA、CcdC分别是固相A/B 和C的液相平衡共存两项区(L+A)、(L+B)、(L+C)区域abcdea显然是一个单一液相区,最后去掉所有的界线,并在每个区域标出所存在的物相,这样就得到了等温截面图。

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