2022年北京科技大學(xué)809冶金物理化學(xué)碩士研究生考研大綱及參考書目

發(fā)布時(shí)間:2021-09-29 編輯:考研派小莉 推薦訪問:
2022年北京科技大學(xué)809冶金物理化學(xué)碩士研究生考研大綱及參考書目

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2022年北京科技大學(xué)809冶金物理化學(xué)碩士研究生考研大綱及參考書目 正文

一、考試性質(zhì)與范圍
1.本課程是冶金工程專業(yè)本課生必修課程,是一門重點(diǎn)介紹冶金物理化學(xué)基本概念、基本原理以及在冶金過程中應(yīng)用的專業(yè)基礎(chǔ)課。
2.通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握冶金熱力學(xué)、冶金動力學(xué)的基本原理。學(xué)會運(yùn)用這些原理分析和解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的新問題;不斷地改造舊工藝,創(chuàng)造新工藝,降低生產(chǎn)消耗,提高生產(chǎn)率;不斷地向相關(guān)學(xué)科滲透,擴(kuò)大冶金物理化學(xué)的研究領(lǐng)域。
3. 通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握冶金物理化學(xué)基本的實(shí)驗(yàn)技能,對冶金中的問題,利用冶金物理化學(xué)基礎(chǔ)和其他專業(yè)知識綜合的研究方法。
二、考試基本要求
要求學(xué)生牢固地掌握冶金物理化學(xué)的基本概念和基本原理,獨(dú)立完成大量習(xí)題,能夠正確熟練地計(jì)算冶金體系中化學(xué)反應(yīng)的吉布斯白由能變化,判斷化學(xué)反應(yīng)的方向和限度,分析化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理。獨(dú)立完成要求的大綱內(nèi)容與基本習(xí)題。
三、考試形式與分值
考試采用閉卷形式,分值:150分。題目分基本概念、計(jì)算、論證及利用冶金物理化學(xué)的原理和方法解決冶金過程中的實(shí)際應(yīng)用問題。
四、考試內(nèi)容
1. 熱力學(xué)基本定理及在冶金中的應(yīng)用
1.1 幾個(gè)基本公式
1)體系中組元i的自由能的描述;理想氣體體系中組元i的自由能;液相體系中組元i的自由能;固相體系中組元i的自由能。
2)等溫方程式的導(dǎo)出:由單個(gè)組元I的自由能推導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)的自由能變化;討論的三種形式;重點(diǎn)討論的形式,得出;與的關(guān)系與聯(lián)系; 與在熱力學(xué)中分別承擔(dān)的角色。
3)等壓方程式與二項(xiàng)式:微分式;由微分式導(dǎo)出積分式;討論其意義。
1.2 冶金熱力學(xué)中標(biāo)準(zhǔn)自由能的計(jì)算
1)用積分法計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自由能變化;(注:講不定積分法,學(xué)生閱讀定積分法);
2)由積分法得到的化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自由能求化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)自由能與溫度的二項(xiàng)式;
3)由標(biāo)準(zhǔn)生成自由能和標(biāo)準(zhǔn)溶解自由能求化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自由能(二項(xiàng)式);
4)由電化學(xué)反應(yīng)的電動勢求化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自由能變化;
5)由自由能函數(shù)求化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自由能變化。
2.熱力學(xué)參數(shù)狀態(tài)圖
2.1 Ellingham圖
氧勢圖的形成原理;氧勢圖的熱力學(xué)特征;(特殊的線;直線斜率;直線位置)氧勢圖的應(yīng)用
2.2相圖分析方法及基本規(guī)則
1)相圖基本定律:相律;連續(xù)原理;相應(yīng)原理。
2)三元系相圖的構(gòu)成;構(gòu)成原理;濃度三角形。
3)三元系濃度三角形性質(zhì):杠桿規(guī)則與重心規(guī)則;垂線;平行線;等含線;定比例;直線規(guī)則。
4)三元系相圖分析:  圖的構(gòu)成;平面投影圖;結(jié)晶過程(冷卻組織及量-杠桿原理應(yīng)用);等溫線與截面;具有一個(gè)穩(wěn)定二元化合物的三元系;具有一個(gè)不穩(wěn)定二元系的三元系相圖的特點(diǎn);分析相圖中三個(gè)特殊點(diǎn)M1、M2及M3的冷卻過程。
2.3三元系相圖的應(yīng)用:分析,及CaO-SiO2-FeO2 相圖。
3.冶金溶液
3.1 鐵溶液
1)兩個(gè)基本定律:拉烏爾定律;亨利定律;兩個(gè)定律的聯(lián)系及區(qū)別分析。
2)不同標(biāo)準(zhǔn)態(tài)活度及活度系數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換:三個(gè)不同標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的活度的定義;三個(gè)不同標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的活度之間的關(guān)系;三個(gè)不同標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的活度系數(shù)之間的關(guān)系。
3) 標(biāo)準(zhǔn)溶解自由能:溶解前為純物質(zhì),溶解在溶液中分別為三個(gè)不同標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)溶解自由能。
4) 多元系鐵溶液:瓦格納模型(一價(jià)、二階作用系數(shù));相互作用系數(shù)的關(guān)系(與,與)。
3.2  二元正規(guī)溶液:混合自由能與過剩自由能;正規(guī)溶液的定義;正規(guī)溶液的混合函數(shù)與過剩函數(shù);正規(guī)溶液的性質(zhì)。
3.3 冶金爐渣
1)爐渣的性質(zhì):堿度(堿度,光學(xué)堿度,過剩堿);氧化還原性。
2) 爐渣結(jié)構(gòu)理論:分子理論;捷姆金完全離子理論。
3) 爐渣的硫容量:硫化物容量;硫酸鹽容量;硫容量與堿度。
4.冶金反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)
1)化學(xué)反應(yīng)速率及反應(yīng)級數(shù):化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度;化學(xué)反應(yīng)速率;化學(xué)反應(yīng)速率方程(n級不可逆反應(yīng));1級可逆反應(yīng)方程。
2) 反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系:阿累尼烏斯公式與活化能;活化能與熱力學(xué)函數(shù)關(guān)系式。
3) 擴(kuò)散與傳質(zhì):費(fèi)克第一定律;費(fèi)克第二定律;費(fèi)克二定律的特解(擴(kuò)散偶;幾何面源)
4)相際傳質(zhì):邊界層的概念;邊界層理論;傳質(zhì)系數(shù)。
5)多相反應(yīng)動力學(xué)基本模型:雙膜理論;溶質(zhì)滲透理論;表面更新理論。
5.多相反應(yīng)動力學(xué)
5.1 氣-固反應(yīng)
1)氣-固反應(yīng)特點(diǎn)與反應(yīng)機(jī)理:氣固反應(yīng)特點(diǎn)及處理方法;
2)未反應(yīng)核模型:外擴(kuò)散為限制環(huán)節(jié)時(shí)反應(yīng)模型;內(nèi)擴(kuò)散為限制環(huán)節(jié)時(shí)反應(yīng)模型;界面化學(xué)反應(yīng)為限制環(huán)節(jié)時(shí)反應(yīng)模型;內(nèi)擴(kuò)散和界面化學(xué)反應(yīng)混合控速時(shí)反應(yīng)模型;一般情況
3) 未反應(yīng)核模型應(yīng)用:未反應(yīng)核模型特殊條件下:外擴(kuò)散、內(nèi)擴(kuò)散或界面化學(xué)反應(yīng)控速應(yīng)用及動力學(xué)參數(shù)獲取。
5.2 氣-液反應(yīng)
1)氣泡形成機(jī)理與動力學(xué)過程:均相中氣泡的生成機(jī)理;均相中氣泡的生成機(jī)理;例:碳-氧反應(yīng);非均相氣泡生成機(jī)理;活性氣隙的最大半徑;氣泡長大與上升動力學(xué)機(jī)理;氣泡在液相中的行為;氣泡在液相中的運(yùn)動;氣泡在上浮過程中長大。
2)鋼液中碳-氧反應(yīng)動力學(xué):碳氧反應(yīng)機(jī)理;碳氧反應(yīng)動力學(xué)模型;氣泡冶金過程動力學(xué);吹氬冶煉超低碳不銹鋼碳氧反應(yīng)機(jī)理與反應(yīng)模型。
3)吹氬脫氫過程動力學(xué)。
5. 3 液一液反應(yīng)
液-液相反應(yīng)特點(diǎn)與動力學(xué)方程:液-液反應(yīng)特點(diǎn);液-液反應(yīng)動力學(xué)機(jī)理;液-液反應(yīng)動力學(xué)模型及實(shí)例分析。
教材及參考書
1)張家蕓主編 冶金物理化學(xué),冶金工業(yè)出版社,2004年6月
2)郭漢杰編著,冶金物理化學(xué)教程(第二版),冶金工業(yè)出版社,2006年8月
北京科技大學(xué)

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