冶金动力学

1 扩散1.1分子传质1.1.1分子传质的概念1.1.2菲克**定律1.1.3扩散系数与活度系数间的关系1.2菲克第二定律1.2.1菲克第二定律1.2.2菲克第二定律在各种坐标系的表达式1.2.3菲克**定律和菲克第二定律的关系1.3气体中的扩散1.3.1气体中的扩散和气体扩散系数1.3.2固体孔隙中气体的扩散1.4液体中的扩散1.4.1液体中的扩散理论1.4.2液体的扩散系数1.5固体中的扩散1.5.1扩散的微观机理1.5.2固体中的扩散系数1.5.3科肯道尔效应1.5.4达肯公式1.5.5纯固体物质中的扩散1.6影响固体中扩散的因素1.6.1温度的影响1.6.2晶体结构的影响1.6.3短路扩散1.7反应扩散1.7.1反应扩散过程动力学1.7.2实例-纯铁渗碳1.8离子晶体中的扩散1.8.1离子晶体中的缺陷1.8.2离子晶体的扩散机制1.8.3离子电导与电导率1.8.4离子电导率与扩散系数的关系1.9高分子聚合物中的扩散2对流传质与相间传质理论2.1对流传质与流体的流动特性2.1.1对流传质的传质速率2.1.2层流和湍流2.2边界层 2.2.1速度边界层2.2.2平板上的速度边界层厚度2.2.3圆管内流体的速度边界层2.2.4扩散边界层2.2.5温度边界层2.2.6有效边界层2.3相似数2.3.1相似数2.3.2相似定理2.3.3相似数的推导2.4因次分析方法2.4.1因次分析基础2.4.2因次分析的原理2.4.3因次分析的应用实例2.5传递过程的相似性2.5.1传递过程具有相似性的条件2.5.2其尔顿－寇尔伯恩类比2.6几种标准几何形状的固体—流体的传质2.6.1平板2.6.2圆球2.6.3圆柱体2.7相间传质理论2.7.1溶质渗透理论2.7.2表面更新理论2.7.3双膜传质理论2.8传质的微分方程2.8.1质量守恒方程2.8.2质量守恒方程的简化2.8.3常见的边界条件3化学反应动力学基础3.1化学反应速率3.1.1化学反应速率定义3.1.2化学反应速率的各种表示方法3.2化学反应速率方程3.2.1质量作用定律3.2.2经验速率定律3.2.3反应级数和反应分子数3.3化学反应速率和温度的关系3.4确定化学反应级数3.5稳态近似3.5.1基元反应3.5.2非均相反应 3.6化学反应速率的控制步骤3.7非线性速率的线性化4均相化学反应的动力学4.1气相反应4.2均匀液相反应4.3均一固相反应4.4均相反应的控制步骤4.4.1气相反应的控制步骤4.4.2均一液相反应控制步骤5气-固相反应动力学5.1无孔隙固体与气体的反应的一般情况5.1.1反应产物5.1.2反应类型5.2只生成气体产物的气-固反应5.2.1反应步骤5.2.2过程由气体组元A在气膜中的扩散控制5.2.3过程由化学反应控制5.2.4过程由气相组元A在气膜中的扩散和化学反应共同控制5.3固体颗粒尺寸不变的未反应核模型5.3.1气膜内的扩散控制5.3.2固相产物层内的扩散控制5.3.3化学反应控制5.3.4由组元A在气膜内的扩散和在固体产物层内的扩散共同控制5.3.5在气膜内的扩散和化学反应共同控制5.3.6由组元A在固体产物层内的扩散和化学反应共同控制5.3.7过程由气体组元A在气膜中扩散、在固体产物层中扩散和化学反应共同控制5.4收缩未反应核模型—反应前后固体颗粒尺寸变化的情况5.5气体与多孔固体的反应5.5.1多孔固体汽化反应的三种情况5.5.2化学反应为过程的控制步骤 5.5.3孔隙扩散和化学反应共同为过程的控制步骤5.5.4外扩散为过程的控制步骤5.6有固体产物的多孔固体的气-固反应5.6.1化学反应为过程的控制步骤5.6.2通过固体产物层的扩散为控制步骤5.6.3化学反应和通过固体产物层的扩散共同为控制步骤5.7反应过程中固体结构的变化5.7.1化学反应引起的结构变化5.7.2固体结构变化的颗粒模型5.7.3随机孔模型5.8气-固反应中的吸附现象5.8.1吸附反应5.8.2表面化学反应为控制步骤5.8.3反应物的吸附为控制步骤5.8.4产物的解吸为控制步骤6气-液相反应动力学6.1气泡的形成6.1.1气泡核的形成6.1.2由喷嘴形成气泡6.2气流在液体中的运动6.2.1气泡的上浮6.2.2气泡上浮过程中长大6.2.3气泡的分裂6.2.4分散气泡体系6.3气泡与液体间的传质6.3.1传质系数的计算6.3.2单一气泡的传质6.3.3分散气泡体系的传质6.4气-液相反应6.4.1化学反应比传质快6.4.2传质与化学反应速率相近6.5气体与两个液相的作用6.5.1气泡上形成液膜或浮游的条件6.5.2气泡在液相中的行为和运动6.6碳氧反应气泡上浮长大 6.6.1碳氧反应步骤6.6.2一氧化碳气泡长大6.6.3碳氧反应速率6.6气泡冶金6.6.1氮气泡脱氧6.6.2单一氮气泡脱氧6.6.3大量氮气泡脱氧6.6.4氩气脱氧6.6.5气泡脱氢6.7气体在液体中的溶解6.7.1气体在液体中溶解的步骤6.7.2界面化学反应速率6.7.3液相边界层传质速率6.7.4多个步骤共同控制的气体溶解过程6.7.5氮气在钢液中溶解6.7.6钢液吸氢6.8气体从溶液中脱出6.8.1气体从溶液中脱出的步骤6.8.2液相传质6.8.3界面反应6.8.5气体从液体中脱出的几个步骤共同控制6.8.4气相边界层传质速率6.9真空脱气和惰性气体脱气6.9.1真空脱气和惰性气体脱气的步骤6.9.2钢液脱气6.9.3真空或惰性气体条件下气泡的上浮和长大6.10气体与溶液中组元的反应6.10.1氧气与冰铜的反应6.10.2氧气与溶解在铁水中的碳的反应6.11液体蒸发6.11.1液体的蒸发步骤6.11.2蒸发速率6.11.3蒸发系数6.11.4传质速率7液-液相反应动力学7.1界面现象及对其解释7.1.1界面现象7.1.2对界面现象的解释 7.2两个连续液相间的反应动力学7.2.1组元i由液相I向液相II传质并发生化学反应7.2.2两液相都有组分向另一液相扩散7.2.3化学反应是过程的控制步骤7.2.4传质为过程的控制步骤7.3分散相在连续相中的运动与传质7.3.1分散相在连续相中的运动7.3.2液滴和液相间的传质7.4焙渣与液态金属的反应7.4.1熔渣与液态金属反应的步骤7.4.2渣-金反应由液态金属中传质、熔渣中传质和从渣-金界面向渣中传质共同控制7.4.3熔渣与液态金属反应，过程由组元A在液态金属中的传质和组元An从渣-金界面向熔渣中的传质共同控制 7.4.4熔渣与液态金属反应，过程由组元An从渣-金界面向熔渣中传质和组元Bn在熔渣中的传质共同控制7.4.5界面化学反应8液-固相反应动力学8.1溶解8.1.1溶解过程不形成致密剩余层8.1.2有致密固体剩余层，颗粒尺寸不变8.2浸出8.2.1浸出过程不形成固体产物层和致密的剩余层8.2.2浸出过程形成固体产物层或致密的剩余层，颗粒尺寸不变8.3几种矿物的浸出8.3.1混合电位8.3.2硫化矿的浸出8.3.3氧化矿的浸出8.3.4金属的浸出8.4置换反应动力学8.4.1置换反应的机理8.4.2置换反应步骤8.4.3置换反应速率8.5从溶液中析出晶体8.5.1过饱和溶液的稳定性8.5.2晶核形成8.5.3晶体的长大8.6金属的熔化8.6.1纯物质的熔化速率8.6.2合金的熔化8.7液态金属的凝固8.7.1液态纯金属的凝固8.7.2液态合金凝固的偏析8.7.3区域熔炼8.7.4有效分配系数与伯顿方程9固-固相反应动力学9.1界面化学反应为控制步骤9.2扩散为控制步骤9.2.1抛物线型速率方程9.2.2简德尔模型方程9.2.3吉恩斯泰格方程9.2.4外兰西-卡特尔方程 9.3化学反应和内扩散共同控制9.3.1道莱斯外米-泰姆汉柯尔对两个固相反应物形成连续固溶体体系的处理9.3.2经验公式9.3.3过程控制步骤的确定9.4影响固相反应的因素9.4.1粒度分布的影响9.4.2温度的影响9.4.3添加剂的影响9.4.4反应物本身的活性的影响9.5加成反应9.6交换反应9.6.1约斯特模型9.6.2瓦格纳模型9.6.3电化学反应模型10由热量决定的化学反应10.1由传热控制的化学反应10.2利用化学反应的热效应研究化学反应的动力学10.2.1福瑞曼—卡劳尔法10.2.2基辛格法参考文献