冶金与材料热力学

绪论1反应焓的计算方法及应用1.1焓变计算方法1.1.1物理热的计算1.1.2化学反应焓的计算1.2其他方法计算化合物的标准生成焓1.2.1利用溶解焓计算化合物的标准生成焓1.2.2利用电池电动势计算化合物的标准生成焓1.2.3利用离子标准生成焓计算化合物的标准生成焓1.2.4利用平衡常数与温度的关系计算反应生成物的标准生成焓1.3热容和标准生成焓的近似计算1.3.1热容C。和C，的近似计算1.3.2无机化合物标准生成焓的近似计算1.4热化学在冶金和材料制备过程中的应用实例1.4.1理论热平衡计算*高反应温度(理论温度)1.4.2炼钢过程中元素氧化发热能力计算1.4.3热化学计算用于提取冶金工艺的建立与选择1.4.4Al-TiOz-C-ZrO2(nm)体系燃烧合成刀具材料的绝热温度计算本章例题习题2标准吉布斯自由能计算及其在冶金和材料制备过程中的应用2.1标准吉布斯自由能变化的计算2.1.1定积分法计算标准吉布斯自由能□――焦姆金.施瓦尔兹曼方程2.1.2不定积分法计算标准吉布斯自由能□――吉布斯.亥姆霍兹方程2.2标准吉布斯自由能变化与温度的关系式2.2.1□与温度T关系的多项式2.2.2□与温度T关系的近似式2.3标准吉布斯自由能的估算方法2.3.1固态物质标准熵的估算方法2.3.2液态物质标准熵的估算方法2.3.3气态物质标准熵的近似计算方法2.4运用□时应注意的几个问题2.4.1用□判断化学反应方向的数值界限2.4.2□与平衡问题2.4.3□与逐级还原(或逐级氧化)规则2.4.4□判断化学反应方向的局限性2.5□和□在冶金和材料制备过程中的应用2.5.1高炉冶炼中元素还原的热力学分析2.5.2共生矿综合利用的热力学分析2.5.3坩埚反应与坩埚选择的热力学分析2.5.4氮化硅陶瓷材料的热力学稳定性分析2.5.5锆刚玉莫来石氮化硼复合材料制备的热力学分析本章例题习题3热力学参数状态图及其应用3.1热力学参数状态图的种类3.1.1化合物(或化学反应)标准吉布斯自由能与温度的关系图3.1.2化学反应吉布斯自由能对温度图(又称波贝克斯.埃林汉图)3.1.3化学反应吉布斯自由能□图(又称极图)3.1.4化学反应的平衡常数一温度□图3.1.5化学反应的□图3.1.6硫化物焙烧反应的优势区图3.1.7氧势-硫势图3.1.8电化学反应的电势E-pH图3.2热力学参数状态图的绘制3.2.1绘制热力学参数状态图的原理3.2.2热力学参数状态图绘制的方法3.3热力学参数状态图应用实例3.3.1直接利用热力学参数状态图分析汝窑天青釉呈色机理3.3.2利用热力学参数状态图结合相图选择SO2传感器的固体电解质和参比电极材料3.3.3利用热力学参数状态图的叠加分析复杂铜矿选择性氧化焙烧使铜、铁分离的热力学条件3.3.4利用热力学参数状态图对制备si3N4超细粉的热力学进行分析3.3.5利用多元热力学参数状态图对合成新型复合材料刚玉莫来石ZrB2的可行性分析本章例题习题4溶液(固溶体)热力学4.1理想溶液4.1.1冶金和材料制备过程中遇到的理想溶液4.1.2理想溶液的依数性及其在冶金和材料中的应用4.2冶金和材料制备过程中常见的真实溶液4.2.1活度的热力学定义和标准态4.2.2活度的测量方法4.2.3活度的相互作用系数4.3金属溶液(含固溶体)模型及其应用4.3.1理想溶液模型4.3.2正规溶液模型4.3.3溶液的准化学模型4.4熔渣(适用于熔融玻璃)模型及活度计算4.4.1焦姆金完全离子溶液理论4.4.2熔渣的马森模型4.5活度计算与应用实例――稀土处理钢液的热力学计算与分析本章例题习题5相图分析与计算5.1二元相图概述5.1.1简单低共熔(共晶)型二元系5.1.2含有中间化合物型二元系5.1.3含固溶体型二元系5.1.4液态部分互溶――形成偏晶(又称偏熔)型二元系5.2三元相图的基本类型5.2.1共熔(共晶)型三元系5.2.2生成化合物的三元系5.2.3完全互溶型三元系5.2.4有液相分层的三元系5.3三元相图分析方法及基本规则的运用5.3.1三元系内任意一点成分的确定方法5.3.2确定三元系混合物的组成方法5.3.3确定相界线上温度变化的方向5.3.4判断相界线的性质5.3.5划分二次体系规则5.3.6零变点的判定5.4相图的构筑与判定5.4.1相图构筑的基本原则5.4.2相图正误判定5.5相图计算原理与方法5.5.1二元相图计算5.5.2三元相图计算简介5.6相图应用实例5.6.1利用二元相图分析钇铁石榴石(Y3Fe5O12)单晶制备5.6.2依据相图选择高炉渣利用的科研技术路线5.6.3利用相图分析高温陶瓷赛隆的合成条件5.6.4利用相图选择氧气顶吹转炉造渣路线5.7活度计算及由相图提取热力学参数5.7.1由二元相图提取活度5.7.2三元系各组元活度的计算本章例题习题6相变热力学6.1一级和二级相变6.1.1一级相变6.1.2二级相变6.2稳定相与亚稳相6.2.1新相生成热力学6.2.2亚稳相生成热力学6.2.3亚稳相的溶解度定律6.3凝固热力学6.3.1固相表面曲率对熔点的影响6.3.2压力对凝固过程的影响6.4失稳(Spinodal)分解(调幅分解)热力学6.4.1二元系失稳分解(调幅分解)热力学条件6.4.2三元系失稳分解(调幅分解)热力学条件6.5马氏体相变热力学6.5.1马氏体相变热力学概述6.5.2金属和陶瓷材料的马氏体相变6.6有序-无序转变热力学6.6.1有序-无序相变概述6.6.2有序-无序相变驱动力计算本章例题习题7无机热化学数据库及其应用7.1无机热化学数据库简介7.1.1数据库7.1.2应用程序库7.1.3计算机操作系统7.2无机热化学数据库的应用7.2.1国内外主要无机热化学数据库7.2.2无机热化学数据库在冶金和材料制备领域的运用实例本章例题习题8冶金和材料热力学分析实例8.1热力学在冶金过程中应用实例8.1.1选择性氧化(还原)理论在冶金过程中的应用8.1.2选择性还原――从红土镍矿中提取钴和镍8.1.3炼钢过程脱硫脱磷的热力学分析8.1.4铜锍吹炼热力学8.1.5氯化冶金原理8.1.6金属中夹杂物形成的热力学分析8.2热力学在材料制备过程中应用实例8.2.1资源高效利用热力学分析8.2.2陶瓷刀具和磨具材料Al2O3-TiC―zrO2(nm)制备的热力学分析8.2.3Ti-ZrO2梯度功能材料制备热力学分析8.2.4汽车尾气传感材料制备的热力学8.2.5联氨还原化学镀镍热力学分析本章例题思考题附录附录1单位转化表附录2常用常数表附录3键焓附录4离子半径附录5一些物质的熔点、熔化焓、沸点、蒸发焓、转变点、转变焓附录6某些物质的基本热力学数据附录7氧化物的标准吉布斯自由能附录81500K以上氧化物的标准生成吉布斯自由能附录9某些化合物的标准吉布斯自由能变化附录10不同元素溶于铁液生成w[i]=1％溶液的标准溶解吉布斯自由能附录11溶于铁液中1873K(1600"(2)时各元素的e：附录12不同元素溶于铜液生成w[i]=1％溶液的标准溶解吉布斯自由能附录13Cu-i-j系活度相互作用系数附录14本书英文目录附录15本书俄文目录参考文献