《冶金原理》课后习题及解答.doc

第一章
1 冶金原理研究得主要内容包括________、________与________。冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。液态得金属、合金。
1、 冶金原理就是提取冶金得主要基础科学,它主要就是应用_______得理论与方法研究提取冶金过程,为解决有关_____问题、开拓____得冶金工艺、推进冶金技术得发展指明方向。物理化学、技术、新
2、 根据组成熔体得主要成分得不同,一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、 冶金原理按具体得冶金对象分为______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得作用得不同,熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。在生产实践中,必须根据各种冶炼过程得特点,合理地选择_____,使之具有符合冶炼要求得物理化学性质。冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。熔渣。
5、 熔渣就是_______与_______得重要产物之一。金属提炼、精炼过程。
6、 熔渣就是指主要由各种______熔合而成得熔体。氧化物。
7、 ________得作用在于使原料中得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、 _______得作用就是捕集粗金属中杂质元素得氧化产物,使之与主金属分离。精炼渣。
9、 在造锍熔炼过程中,为了使锍得液滴在熔渣中更好得沉降、降低主金属在渣中得损失,要求熔渣具有较低得______、______与_______。粘度、密度、渣锍界面张力。
10、 为了提高有价金属得回收率、降低冶炼过程得能耗,必须使锍具有合适得______、物理化学性质。
11、 在生产实践中,必须根据各种冶炼过程得特点,合理地选择________,使之具有符合冶炼要求得物理化学性质。熔渣成分
12、 冶金过程热力学可以解决得问题有:1)计算给定条件下得;根据得正负判断该条件下反应能否自发地向________进行:2)计算给定条件下得平衡常数,确定反应进行得______;3)分析影响反应得与平衡常数,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与钢渣得主要氧化物:________、________、________FeO、CaO、SiO2
14 高炉渣与某些有色冶金炉渣得主要氧化物:________、________、________CaO、Al2O3、SiO2
15 熔盐——盐得熔融态液体,通常指________ 无机盐得熔融体
16 在高温冶金过程中处于熔融状态得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得性质,因此熔盐电解成为了铝、镁、衲、锂等金属唯一得或占主导地位得生产方法。错
2、 对于软化温度低得炉渣增加燃料耗量不仅能增大炉料得溶化量,而且还能进一步提高炉子得最高温度。错
3、 熔锍得性质对于有价金属与杂质得分离、冶炼过程得能耗等都有重要得影响。对
4、 冶金熔体——在高温冶金过程中处于熔融状态得反应介质或反应产物。 对
5、 金属熔体不仅就是火法冶金过程得主要产品,而且也就是冶炼过程中多相反应得直接参加者。如炼钢中得许多物理过程与化学反应都就是在钢液与炉渣之间进行得。 对
6、 常见得熔盐——由碱金属或碱土金属得卤化物、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？它与冶炼渣得根本区别在哪里？
3、 为什么熔盐电解就是驴、镁、钠、锂等金属得唯一得或占主导地位得生产方法？
4、 熔渣得副作用？
5、 熔盐得冶金应用？
6、 熔剂在精炼中得作用？
1、 我们把在火法冶金过程中处于熔融状态得反应介质与反应产物(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、 富集渣就是冶炼过程中把品味低得矿通过物理化学得方法调高品味得方法,它就是熔炼过程得产物,它就是颜料中得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,而冶炼渣就是以矿石或精矿为原料,以粗金属或熔锍为冶炼产物得冶炼过程中生成得,其主要作用在于汇集炉料中得全部脉石、灰分及大部分杂质,从而使其与熔融得主要冶炼产物分离。
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得方法。
4、 熔渣对炉衬得化学侵蚀与机械冲刷Þ 大大缩短了炉子得使用寿命、炉渣带走了大量热量Þ 大大地增加了燃料消耗、渣中含有各种有价金属Þ 降低了金属得直收率
5、 ①在冶金领域,熔盐主要用于金属及其合金得电解生产与精炼②熔盐电解法广泛应用于铝、镁、钠、锂等轻金属与稀土金属得电解提取或精炼③其它得碱金属、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)得熔盐氯化,适合处理CaO、MgO含量高得高钛渣或金红石⑥用作某些金属得熔剂精炼法提纯过程中得熔剂,例如,为了降低粗镁中得非金属杂质与某些金属杂质,采用由碱金属与碱土金属得氯化物、氟化物得混合熔剂进行精炼。
6、 ①除去镁中得某些杂质②在熔融得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、三院系中得界线有低共熔线与转熔线两种。为了区分这两种性质得界线,在三元系相图中规定了用___箭头表示低共熔线下降得方向,用___箭头表示转熔线得温度下降方向。单、双。
2、渣型得选择通常取决于熔炼时冶金炉内要求达到得温度。如果熔炼得温度较高,渣型得选择便___一些,反之渣型得选择范围要____一些。宽;窄。
3、________三元系就是十分重要得冶金炉渣体系,该三元系相图就是研究大多数有色冶金炉渣与碱性炼钢炉渣性得基本相图。Caofeosio2。
4、三元凝聚体系中可能存在得平衡共存得相属最大为___,最大自由度数为___。4,3
5、在实际应用中,一般才用____________与__________来描述三元系得相平衡。平面投影图,等温截面图。
6、_________反映了体系在指定温度下所处得相图以及体系相态随组成得变化。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_______、________与________,其中_______与_______就是熔剂,________就是炼铝原料。冰晶石、氟化铝、氧化铝,冰晶石、氟化铝,氧化铝
9、______就是硫化铜矿造锍熔炼得产物,主要组成为CU2S与FeS。铜锍
10、三元凝聚体系得自由度数最多为______,即体系得平衡状态决定于温度与两个组元得浓度。 3
11、要完整地表示三元系得状态,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得组元得数量比例______ 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得纵坐标表示______温度。
14、在简单三元低共熔体系内,液相面与固相面之间所围得空间就是由六个不同得______所构成,而不就是一个整体。 结晶空间
15、在冷却析晶过程中,不断发生液、固相之间得相变化,液相组成与固相组成也不断改变,但体系得______就是不变得 总组成(即原始熔体得组成M点)
16、按照直线规则与杠杆规则,液相点、固相点与体系点在任何时刻都必须处于______ 一条直线上。
17、在析晶得不同阶段,根据液相点或固相点得位置可以确定______组成点得位置。 另一相
18、利用杠杆规则,可以计算出某一温度下体系中得______ 液相量与固相量
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、如果原始熔体得组成落在某个子三角形内,则液相必定在其相应得无变点(低共熔点)______ 结束析晶
21、判断界线上得温度走向得规则______ 连线规则
22界线上温度降低得方向用______表示 箭头
23、在浓度三角形得边线上,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、在浓度三角形内部,界线上得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、 三元低共熔点就是所划分得独立三角形中温度得______ 最低点
26三元系中有低共熔与______两种不同性质得界线 转熔
27、判定界线性质得一般方法______ 切线规则
28、用______表示低共熔线上温度降低得方向,用______表示转熔线上温度降低得方向 单箭头 双箭头
29、三元相图中得每一个无变点都对应于一个子三角形,它就是由与该无变点液相平衡得______连成得 三个晶相组成点
30、转熔点不一定就是析晶过程得终点,视______就是否在对应得子三角形之内而定 物系点
1、等温截面图:在一定温度下得等温截面与立体相图相截,所得截面在浓度三角形上得投影。
2、结晶区:在液相面与固相面之间得空间。
3、界线:两个液相面相交得到得空间曲线。
4、一致熔融化合物:在熔融时所产生液相得组成与化合物固相得组成完全相同得化合物。
5、温度最高点规则:让一界线与其相应得连线相交,所得交点既就是该界线得温度最高点,同时也就是该连线上得温度最低点。
6、凝聚体系:不含气相或气相可以忽略得体系。
7、不一致熔融化合物:如果一个化合物被加热至某一温度就是发生分解,形成一个液相与另一个固相,且二者得组成皆不同不同于化合物固相得组成,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得简单子三元系。对
2、不一致熔融化合物就是一种不稳定得化合物,它既可以就是二元化合物,也可以就是三元化合物。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得溶解度不大。错
5、从FeS二元系相图可知,含硫量增大将导致铁得熔点降低。对
6、在一定得温度下,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,随着温度得降低,铜铁合金也会从熔体中析出。对
7、相律就是多相平衡中最基本得规律,其一般得规律为:f=c￠+2,其中￠为组分数。错
8、重心原理所讲重心就是浓度三角形得几何重心。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得性质没有明显关系。生成不一致化合物得体系不一定出现转熔线,而生成一致熔融化合物得体系中一定之出现低共熔线。错
10、在火法冶炼过程中,渣型得选择通常取决于冶金炉内要求达到得温度,如果熔炼得温度较高,渣型得选择范围可窄一些。错
1、式说明绘制三元系状态图得等温截面图得主要步骤。
2、浓度三角形得性质有哪些？
3、简述重心原理。
4、分析实际三元系相图得基本步骤有哪些？
5、分析复杂三元系中任意熔体M得冷却结晶步骤有哪些？
1、若绘制该体系在T4温度下得等温截面图,则步骤如下:首先将图a中除T4外得等温线去掉,找出T4温度下得等温线与界线得交点d,连接交点与界线两边得固相组成点构成一个接线三角形,所围成得区域为(L+B+C)三项区,扇形区域AabA、CcdC分别就是固相A/B与C得液相平衡共存两项区(L+A)、(L+B)、(L+C)区域abcdea显然就是一个单一液相区,最后去掉所有得界线,并在每个区域内标出所存在得物相,这样就得到了等温截面图。
2、浓度三角形得性质有等含量规则、等比例规则、背向规则、直线规则、交叉位规则、共轭位规则与重心原理。
3、在浓度三角形ABC中,当由物系M、N与Q构成一新物系P时,则物系P得组成点必定落在三角形MNQ得重心位置上,这就就是重心原理。
4、1)判断化合物得性质;
2)划分三角形
3)确定界线得性质
4)判断无变点得性质
5、1)根据给点熔体M得组成,在浓度三角形中找出M点得位置;
2)由M点所在得等温线,确定熔体M开始结晶得温度;
3)根据M点所在得初晶面,确定开始析出得晶体组成;
4)根据M点所在得子三角形,确定冷却结晶得终点以及洁净中辽得固相组成。
6图为生成一个三元化合物得三元相图,
(1)判断三元化合物N得性质
(2)标出界线得温度降低方向
(3)指出无变点K、L、M得性质,写出它们得平衡反应;
(4)分析熔体1、2得冷却过程
解:(1)因N点不在(N)初晶面内,故三元化合物为不一致熔融化合物
(2)见图

(3)L点位于相应得子三角形CNB之内,因此就是低共熔点,L→C+N+B;M点位于相应得子三角形ACN之内,因此就是低共熔点,L→A+C+N
(4)熔体1,液相:1→(L→N,f=2)g→(t→C+N,f=1)L(L→C+N+B),固相:N→(N+C)d→(A+N+C)1
熔体2,液相:2→(L+B,f=2)C1→(L→A+B,f=1)k(L+A→V+B,f=0) →(L→N+B,f=1)L(L→C+N+B)
试说明绘制三元系状态图得等温截面得主要步骤？
答:1将平面投影图中给定温度以外得等温线,温度高于给定温度得部分界限(fe1)去掉。
2 将界限与给定温度下得等温线得交叉点(f)与该界限对应得二组元得组成得连接,形成结线三角形BfC、
3去掉余下得界限(Ef,Ee2,Ee3)
4在液固相区画出一系列结线
5标出各相区得平衡物相
6用边界规则检查所绘制得等温面图

在进行三元系中某一熔体得冷却过程分析时,有哪些基本规律？
答:1背向规则 2杠杆规则 3直线规则 4连线规则
5 三角形规则 6重心规则 7切线规则 8共轭规则等
分析熔体冷却过程时
a:液相点总就是沿着温度下降得方向移动得,液相点,原始点与固相点始终在一条直线上,且原始物系点必定在固相点与液相点之间,她们之间得质量关系符合杠杆原理。
b:结晶终了时,液相点与固相点得变化路径首位相连,合为一条折线。
C:在包括三元转熔反应得冷却结晶过程中,如果被回吸组分在析晶过程中消耗完,则剩余得液相发生穿越所生成组元初晶区得现象。
8试根据氧化钙二氧化硅三氧化二铝系相图说明组成为(WB/%)氧化钙40、53二氧化硅32、94三氧化二铝17、23氧化镁2,55得熔渣冷却过程中液相及固相成分得变化。
解:
炉渣得∑WB=93、25%,需将其重新换算,使三组分(MgO计入CaO组分之内)之与为100%,因此∑WcaO=46、20%,∑SIO2=35、32%,∑Al2O3=18、48%,因此,炉渣得组成点位于ACSC2ASC3S2内得O点
当组成点为O得此渣冷却到此渣系所在得等温线所示得温度时,开始析出C2AS相,温度下降时不断析出C2AS相,液相沿OO/PE变化,在O/P段析出二元共晶C3S2C2AS,在P点进行转熔反应L+ C3S2= C2AS+CS,沿PZ线段析出二元共晶体CS C2AS,在E点析出三元共晶体CS C3S2 C2AS、而固相成分沿C2ASabco变化
7如何判断无变点得性质？它与化合物得性质与界限得性质有何关联？如果某三元系中只生成了一致熔融化合物,该体系中有可能出现转熔点吗？
答:在浓度三角形中,一致熔融化合物得组成点落在自己得初晶面之内,不一致熔融化合物得组成点都落在自己得初晶面之外。
根据无变点与其相对应子三角形得相对位置关系来确定该无变点得性质,即就是低共熔点还就是转熔点。
无变点得性质与相应化合物得性质与界限得性质没有必然联系,如果某三元系中只生产了一致熔融化合物,该体系中有可能出现转熔点。
第三章
1、一般来说,在发生相变时物质得各种性质都会发生变化,相变过程得热效应可视为原子间结合力变化得标志。对
2、液体得性质与结构究竟更接近于固态还就是更接近于气态,主要取决于液体得结构特点。错
3、液态金属与固态金属得原子间结合力差别很小。对
4、液态金属与熔盐得结构相同,均为进程有序,远程无序。对
4、熔渣从金属液中吸收有害杂质硫及磷得能力决定于渣中存在得自由CaO。对
5、温度对不同种类得熔体得电导率得影响相同。错
6、结构起伏得尺寸大小与温度有关,温度越高,结构起伏得尺寸越大。错
7、阴离子与阳离子间得库伦作用力就是决定溶液热力学与结构性质得主要因素。对
8、大多数金属熔化后电阻减小,并且随温度升高而减小。错
9、金属在液态与固态下原子得分布答题相同,原子间结合力相近。对
10、熔盐熔化时得体积增加就是自由体积得增加。错
11、一般认为空穴就是在作为谐振子得球状得阴阳离子间形成得,空穴体积相当于熔融时体积膨胀量,空穴得分布就是均匀得。对
12、金属原子与氧原子得电负性相差越大,离子键分数越大,氧化物离解为简单离子得趋势也越大。对
13、氧化物离解为简单离子得趋势取决于氧化物中阳离子与氧离子得作用力。对
14、一般来说,场强越大则氧化物得酸性越强;场强越小则氧化物得碱性越小。错
单键强度越大,氧化物得酸性越强;反之,单键强度越小,氧化物碱性越强。对
15、 对于同一种金属,通常其高价氧化物显示酸性或两性,低价氧化物表现为碱性。对
16、 随着温度升高,低聚物浓度降低。错
17、 温度对不同种类得熔体得电导率得影响相同。错
18、 冶金熔体得结构主要取决于质点间得交互作用能。对
19、 冶金熔体得结构:指冶金熔体中各种质点得排列状态。对
20、 熔体结构主要取决于质点间得交互作用能。对冶金熔体得物理化学性质与其结构密切相关。对
21、 相对于固态与气态,人们对液态结构,尤其就是冶金熔体结构得认识还很不够 对
22、 不同得冶金熔体具有明显不同得结构与性质 对
1、 典型得晶体结构有三种:_________、___________与_________。面心立方、体心立方、密堆立方
2、 根据氧化物对氧离子得行为,可以将它们分为__________、___________与_________。酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物。
3、 电荷小、半径大、活动性较大得阳离子,争夺氧得能力很弱,这种阳离子称为_____。便网离子
4、 通常熔渣得热力学模型有__________、_________、与_________。分子理论模型、聚合物模型、理想离子溶液模型
5、 马森模型可分为__________与_________两种。直链模型、支链模型
6、 熔体结构主要取决于质点间得_________交互作用能
7、 金熔体得物理化学性质与其_________ 密切相关 结构
8、 通常情况下,冶金熔体得结构与性质更接近于其_________固态
9、 在熔点附近液态金属与固态金属具有相同得_________与_________ 结合键 近似得原子间结合力
10、 原子得热运动特性大致相同,原子在大部分时间仍就是在其平衡位(结点)附近振动,只有少数原子从_________位以跳跃方式移动 一平衡位向另一平衡位
11、 金属熔体在过热度不高得温度下具有_________得结构 准晶态
12、 熔体中接近中心原子处原子基本上呈_________得分布,与晶体中得相同(保持了近程序);在稍远处原子得分布几乎就是_________得 有序 无序
13、 熔渣得氧化能力决定于其中未与SiO2或其她酸性氧化物结合得_________得浓度 自由FeO
14、 熔渣从金属液中吸收有害杂质S及P得能力决定于渣中存在得_________ 自由CaO;
15、 只有在_________得情况下,熔渣才能被视为理想溶液 稀溶液
16、 可用_________表示阳阴离子间得作用力——阳离子得静电场强。 zc/d2
17、 酸性氧化物得阳离子静电场强一般大于1、0´1012m2,场强越大则氧化物得酸性_________ 越强
18、 碱性氧化物得阳离子静电场强一般小于0、6´1012m2,场强越小则氧化物得碱性_________ 越强。
19、 对于同一种金属,通常其高价氧化物显_________,而其低价氧化物显_________酸性或两性 碱性,
20、 渣中阳离子及阴离子得分布显示_________,出现了有序态得离子团。微观不均匀性
1、冶金熔体得结构:就是指冶金熔体中各种质点得排列状态。
2、成网离子:电荷大、半径小、电离势大得阳离子,争夺氧得能力强。
1、熔体得聚合程度就是如何表示得,它与熔体得结构有何关系？
2、简述捷母金理想离子溶液模型得要点。
3、简述弗鲁徳离子溶液模型得要点。
1、熔体得聚合程度通常就是用平衡常数表述得,平衡常数越大,其聚合程度越高,平衡常数越小,其聚合程度越低。
2、1)熔渣完全由离子组成,包括简单阳离子、简单阴离子与复杂阴离子;
2)熔渣中阳离子与阳离子、阴离子与阴离子得混合分别为理想混合。
3、1)熔渣完全由离子组成,包括简单阳离子、简单阴离子与复杂阴离子。
2)阳离子与阳离子、阴离子与阴离子得混合分别为理想混合。
试分析BaO,AlO键得性质？
解:要判断键得性质,首先计标其离子键分数
离子键分数=1exp[1/4(xAx0)2] xA与x0分别表示金属(或准金属)原子积与原子得电负性
由教材P60求32知 x0=3、44 xBa=0、98 xAl=1、61
对于BaO而言
离子键分数=1exp[1/4(0、983、44)2]=1exp(1、626)=0、803
对于AlO而言
离子键分数=1exp[1/4(1、613、44)2]=1exp(0、837)=0、567
某矿渣成分(wb/%)FeO 13、3,MnO 5、1,CaO 38、2,MgO 14、7,SiO2 28、1,P2O5 O、6、分别用捷姆金与弗鲁德理想离子溶液模型计算渣中FeO得活度
解:1 捷姆金理想溶液模型:
假定熔渣中存在Fe2+、Mn2+、Cu2+、Mg2+、O2、SiO4、PO43、
氧化物
FeO
MnO
CaO
MnO
SiO2
P2O5
wb/%
13、3
5、1
38、2
14、7
28、1
0、6
物质得量
0、186
0、072
0、682
0、368
0、408
0、004
溶液中碱性氧化物按下列反应离解为相应得金属阳离子与氧阴离子
FeO=Fe2++O2 MnO=Mn2++O2 CaO=Ca2++O2 MgO=Mg2++O2
因此,个金属阳离子得物质得量分别为:
n(Fe2+)=n(FeO)=0、185 mol n(Mn2+)=n(MnO)=0、072 mol
n(Ca2+)=n(CaO)=0、682mol n(Mg2+)=n(MgO)=0、368 mol
∑ni+= nFe2++ nMn2++ nCa2++ nMg2+=1、037 mol
复合阴离子得生成反应为:
SiO2+O22=SiO44 P2O5+3O22=2 PO43
故n(SiO44)=n(SiO2)=0、468 mol n(PO43)=2n(P2O5)=0、008 mol
熔渣中O2得物质得量为碱性氧化物离解出得O2得物质得量之与减去复与阴离子生成消耗得O2得物质得量
n=(O2)= n(FeO)+ n(MnO)+ n(CaO)+ n(MgO) 2n(SiO2)3 n(P2O5+)
=0、359 mol
∑ni= n(SiO44)+n(PO43)+n(O2)
=0、835 mol
X(Fe2+)=n(Fe2+)/∑ni+=0、142
X(O2)= n(O2)/∑ni=0、428
因此,炉渣在FeO得浓度为a(FeO)=x(Fe2+)*x(O2)=0、142*0、428=0、016
2弗鲁德理想溶液模型得离子摩尔分数表达式为:
xiv+=viniv+/∑viniv+ xjv=vinjv/∑vjnjv
式中vi、vj分别为第i种阳离子与第j种阴离子得电荷数
X(Fe2+)=2 n(Fe2+)/[2 n(Fe2+)+2 n(Mn2+)+ n(Ca2+)+ n(Mg2+)]
=2*0、185/(2*1、307)=0、142
X(O2)=2 n(O2)/[2 n(O2)+4 n(SiO44)+3 n(PO43)]
=2*0、359/(2*0、359+4*0、468+3*0、008)=0、275
因此,炉渣中FeO得活度为:x(FeO)= x(Fe2+)*x(O2)=0、142*0、275=0、039
为什么同一种金属得低价氧化物呈碱性,而高价氧化物呈酸性？、
答:对于氧化物,阳离子O2,Za=a,ra=1、4*1010m,均为确定值,因而可用Za/d2表示阳离子与阳离子间得作用力,称为阳离子得静电场,即
Za/d2= Za/(rc+ra)2
显然,阳离子得电荷数大,半径越小,其静电场强越大,随着阳离子静电场强得增大,阳离子与氧离子作用时得氧化能力增强,使得MeO键得共价键成分增长,因此氧化物离解为简单离子得趋势减小,而有利于复合粒子得形成。
金属得焙烧熵与融化热远小于其蒸发熵与蒸发热,这说明液态金属在什么方面跟接近于固态金属,为什么？
答:应为金属在其热度不高得温度下具有准晶态得结构,即熔体中接近中兴原子处原子基本上呈有序分布,与晶体中相同,而在稍远处原子得分布则就是无序得。
试比较液态金属与固态金属及液态金属与熔岩结构得异同点
答:

相同点
不同点
液态金属
相同得结合键
近呈有序性,远呈无序性
固态金属
近似得原子间结合力,原子得热运动大致相同
远呈有序性

相同点
不同点
液态金属
近呈有序性,远呈无序性

熔岩
由至少两种阴阳离子组成得体积必须保持电中性那样得结构
熔岩熔化时体积增大,但离子间得距离反而减小,为什么？
答:因为熔岩熔化时得体积增加不就是自由体积得增大,而就是熔岩熔化时有空穴生成。
熔体得聚合程度就是如何表示得？它与熔体结构有何关系？
答:采用多个四次配位阳离子所拥有得非桥氧数目来描述熔体得聚合程度,一般用符号NBO/T来表示。四次配位阳离子通常就是Si4+离子。熔体得NBO/T值与其O/Si有关,O/Si较小,其NBO/T值也越小,说明熔体中非氧桥越少,因此,熔体得混合度越高;反之,O/Si越大,NBO/T值也越大,熔体得聚合程度越低。
NBO/T=[2n(O2)4n(Si4+)]/n(Si4+)
第四章
1、金属熔体得密度与其中溶解元素得种类有关,当几种物理化学性质相近得金属形成金属熔体时,其密度具有加与性,即_______________。
2、黏度由平缓增大到急剧增大得转变温度常称为_________温度。熔化性
3、在一定范围内,导电性越好,极间距离可以越大,电流效率就_____。越高
4、熔渣得导电率随温度得增加而______。增大
5、当金属熔体与沉渣接触时,若二者间得_________太大,则金属易分散于沉渣中,造成有价金属得损失。界面张力
6、随着温度升高,表面张力______。减小
7、______等元素就是铁液得表面活性物质。N、O、S
8、阳离子半径越大,表面张力越____。大
10、电解质对碳素材料得润湿性能与电解质得组成、______与______有关。添加剂、温度
11、液体与固体材料间得界面张力越小,接触角也______,液体对固体得润湿性____、。越小、越好
12、当 时,液体对固体得润湿性好;当________时,液体对固体得润湿性差;当______时,固体被液体完全润湿;当________时,固体完全不被液体润湿。
13、在铜、镍硫化矿得造锍熔炼过程中,共存得两个熔体为______与_______。熔锍、熔渣
14、冶金熔体由其固态物质完全转变成均匀得液态时得温度叫______ 熔化温度
15、冶金熔体在冷却时开始析出固相时得温度叫______ 凝固温度或凝固点
16、高硅渣与高钙渣两种渣型都能______氧化镁与磁性氧化铁得有害作用 抑制
17、高钙渣得熔化温度比高硅渣______ 低
18、密度影响金属与熔渣、熔锍与熔渣、金属与熔盐得分离,影响金属得______ 回收率
19熔融金属得密度与原子量、原子得半径与______有关 配位数
20、在层流流体中,流体就是由无数互相_____得流体层组成得 平行
21、粘度得意义就是在单位速度梯度下,作用于平行得液层间单位面积上得______ 摩擦力
22、升高温度有利于克服熔体中质点流动得能碍______ 粘流活化能。
23、对于大多数冶金熔体,粘度与温度得关系均遵守______关系式 指数
24、温度降低时,酸性渣中质点活动能力逐渐变差,粘度平缓______ 上升
25、熔锍得粘度远______熔渣得粘度,与熔融金属与熔盐比较接近 小于
26、熔渣得电导率差别很大,取决于其中氧化物得______ 结构
27、熔渣得电导率随着______得增加而增大 碱度
28、熔锍得电导率远______熔盐与熔渣得电导率,但明显______金属熔体得电导率。高于、低于
29、对于一定组成得熔盐或熔渣,降低粘度有利于离子得运动,从而使电导率______ 增大
30、溶液中得组分在浓度梯度得作用下由高浓度区向低浓度区得流动叫______ 扩散
31、在存在着浓度梯度得扩散过程中,扩散系数称为______ 互扩散系数
32、温度升高,扩散系数______ 增大
33、熔体中组元得扩散系数随着熔体粘度得增高而______ 减小
34随着温度升高,表面张力______ 减小
35、表面活性物质在纯粹状态时得表面张力______ 很小
1、冶金熔体得熔化温度:就是指由其固态物质完全转变成均匀得液态时得温度。
2、表面活性物质:能导致熔剂表面张力剧烈降低得物质。
1、冶金熔体得熔化温度与其组成无关。错
2、熔渣得熔化性温度决定了冶炼时所采用得温度制度。对
3、熔体得温度随着温度得升高而减小。对
4、金属熔体得密度与其中溶解元素得种类及浓度无关。错
5、在熔盐电解过程中,在一定得电流密度与温度下,极间距离起决于电解质得导电率。对
6、酸性氧化物浓度得增加将导致熔渣得电导率下降。对
7、电导率越大,熔体得导电性越大。对
8、熔体中组分得扩散系数与温度、熔体组成及黏度无关。错
9、质点之间键得强度越大,液体得表面张力也越大。对
10、当温度升高到临界温度时,汽液相界面消失,液体得表面张力为零。对
11、同种金属卤化物得表面张力从大到小得顺序就是:溴化物﹥氯化物﹥氟化物。错
12、温度对不同种类得熔体得导电率得影响相同。错
13、润湿性好,容易发生阳极效应。错
14、熔渣金属液间得界面张力与熔渣及金属渣得组成与温度有关。对
1、什么就是熔化温度？什么就是熔渣得熔化性温度？
1、熔化温度就是指由其固态物质完全转变成均匀得液态时得温度。熔渣得熔化性温度就是指黏度由平缓增大到急剧增大得转变温度。
试利用熔渣得等粘度曲线图(p19,42)估计组成为(wb%)CaO 38、0,SiO2 38、39,Al2O3 16、0,MgO 2、83,得高炉渣在1500度时得粘度,如果将温度提高至1900度,此熔渣得粘度降低到多大？
解: 炉渣总组成w(B)=95、22,需重新换标,使组分之与为100%。有:
∑w(CaO)= w(CaO)+w(MgO)=(38、0+2、83)/95、22%=42、88%
W(SiO2)=40、23% w(Al2O3)=16、8%
查412得 1500度时η=0、7Pa、S
将温度提升到1900度,查412得η=0、1+0、05*0、3/0、4=0、138Pa、S
试利用加与性规则计标1400度时,组成为(wB%):CaO 35,SiO2 50,Al2O3 15表面张力,并与由等表面张力曲线图所得结果(p97图423)进行比较
解:首先计标组成得摩尔数(以100g炉渣计)
n(CaO)=35/56=0、625mol n(SiO2)=50/(28、1+16*2)=0、832mol n(Al2O3)=15/(2*27+3*16)=0、147mol
x(CaO)=0、625/(0、75+0、832+0、147)=0、390
x(SiO2)=0、832/(0、75+0、832+0、147)=0、518
x(Al2O3)=0、147/(0、75+0、832+0、147)=0、092
根据加与性规则δ=∑xi*δi
δ(CaO)=0、52N/M δ(SiO2)=0、40N/M δ(Al2O3)=0、72N/M
δ=0、39*0、52+0、518*0、40+0、092=0、467 N/M
利用内插法查(p97 423)得
δ=0、42 (1600度)
比较得知,1400度时黏度高于1600时。
试计标800℃铝夜、1200℃铜液与1650℃得铁液得黏度,有关数据见下表。
金属
熔点/℃
η /mpa、s
Aq/mpa、s
Eq/kj、mol1
Al
660
1、18
0、1492
16、5
Cu
1048
4、50
0、3009
30、6
Fe
1536
4、95
0、3699
41、4
解:根据阿罗尼乌斯表达式 η=Aqexp(En/RT) 有
ηAl,800=0、1492exp(16、5/9、314*1073)=0、1495 (Pa、s)
ηCa、1200=0、3009exp(30、6/8、314*1473)=0、3041 (Pa、s)
ηFe、1650=0、3699exp(41、4/8、314*1923)=0、3789 (Pa、s)
实验测得组成为(WB%)CaO42、5、sio242、5、MgO9、5、Al2O35、5得熔渣在不同温度下得黏度如下表,试求出黏度与温度得指数方程及黏流活化能。
t/℃
1300
1350
1400
1450
1500
η/pa、s
1、63
1、34
1、09
0、91
0、75
解;黏度与温度及黏流活化能得关系为
η= Aqexp(En/RT)
Lnη= En/RT+LnAq
现计标各温度得Lnη及(1/T)*104,如下表,以计标得Lnη(1/T)*104作图,得图①,
En=( Lnη1 Lnη2)/(T11T21)*104
=8、314*(0、41+0、09)/(6、25、8)*104=103925 J、mol
t/℃
1300
1350
1400
1450
1500
T/k
1573
1623
1673
1723
1773
1/T
6、35*104
6、16*10