北科冶金物理化学概要

北京科技大学冶金物理化学专业课冲刺讲义

4.3 选择性还原

选择性还原过程热力学；分析讨论。(去碳保铬原理，化学反应式，书11页，计算题《钢铁冶金原理》358-359 页)

4.4 选择性氧化-----奥氏体不锈钢的去碳保铬

1）铬的氧化物；含铬铁水的吹炼； 了解： 炉渣脱硫、脱磷的热力学分析

2）奥氏体不锈钢冶炼发展的三个阶段；奥氏体不锈钢的去碳保铬；理论计算；分析讨论。（书298-302）

动力学部分

5．冶金反应动力学基础

5.1 化学反应速率及反应级数

1. 化学反应进度； 2. 化学反应速率；

3. 化学反应速率方程（n 级不可逆反应）； 4. 1 级可逆反应方程。

着重掌握反应速率的表达方式以及零级、一级、二级反应的积分式、反应特征等。(书本87-92 页)

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5.2 反应速率与温度的关系

1. 阿累尼乌斯公式与活化能； （书93 页，要求掌握） 2. 活化能与热力学函数关系式。（书94 页，仅限于了解）

5.3 扩散与传质

费克第一定律；费克第二定律；（书97 页）

了解：费克二定律的特解（扩散偶；几何面源；书99-102 页，可能会作为新考点来考）

5.4 相际传质

边界层的概念：浓度边界层、速度边界层、有效边界层定义（书105-107，已总结）

边界层理论；（书107 页）

传质系数；三种不同传质系数及其比较（书112-113 页，并且要求能写出传质系数中字母的意义）

5.5 多相反应动力学基本模型

双膜理论；（书109-110，书225 页，假设条件，得到的传质系数）

溶质渗透理论；（书110-111）

表面更新理论；（书111-113，例题1-5-2 掌握）

双模理论评价：双模理论实际上是种两相间反应界面两侧都存在着表征扩散阻力的浓度边界层的模型。双模理论采用了静止的浓度边界层概念，并认为两相间的传质是独立进行的，实际上，由于接触的两相因物性的不同，它们的传质系数对钢液和熔渣而言要相差20-100

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倍，因而互有影响，但双模理论未考虑这点。

溶质渗透理论与表面更新理论区别于联系：溶质渗透理论：统计分布规律，取表面更新率为S ,进而得到传质系数k DS d ? ，并且认为流体2 和流体1 的接触时间是一定的，而且传质为非稳态；表面更新理论：也是气液传质理论模型，流体微团在表面上的更新不同时进行，主要从两者的假设分析，丹克沃茨通过对溶质渗透理论的修正而发展出表面更新理论，两者区别：表面更新理论认为表面更新过程是随时间进行的，而溶质渗透理论每隔一定时间周期性的发生。表面更新理论更深刻的揭示了对流传质过程的物理本质——非定态扩散和表面更新，因此表面更新理论更能真实的描述流体情况。

6．多相反应动力学

6.1 气一固反应

6.1.1 气-固反应特点与反应机理

气固反应特点及处理方法；（书114 页）

6.1.2 未反应核模型

1)外扩散为限制环节时反应模型（书115-117） 2）内扩散为限制环节时反应模型（书117-119） 3）界面化学反应为限制环节时反应模型（书119-120） 4）内扩散和界面化学反应混合控速时反应模型（书120-121） 5）一般情况（书121-123）

要求熟练掌握外扩散。内扩散为限制环节的反应模型推导，并可以计算完全反应的时间，注意题目的要求，避免陷阱。

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6.1.3 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。（书123-124）

6.2 气一液反应

6.2.1 气泡形成机理与动力学过程 6.2.2 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（书本128 页，要求会推导）；气泡长大与上升动力学机理。（了解）均相中难以形成气泡核心原因分析（书本127 页，已总结）

6.2.3 气泡在液相中的行为

1. 气泡在液相中的运动； （书131 页） 2. 气泡在上浮过程中长大。

6.2.2 钢液中碳-氧反应动力学

1）碳氧反应机理（要求会叙述！书131 页） 2）碳氧反应动力学模型（了解，书134 页） 3）碳氧反应动力学模型举例

6.2.3 气泡冶金过程动力学

1)吹氩冶炼超低碳不锈钢碳氧反应机理（书135 页，要求会叙述） 2)吹氩冶炼超低碳不锈钢碳氧反应模型（书138 页，掌握） 3)吹氩脱氢过程动力学（反应机理要掌握，书141 页）

6.3 液一液反应

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