冶金原理试卷与答案
《冶金原理》试题A 卷答案
一 解释下列名词(共10分，每题5分)
①氧势：体系中氧气的相对化学位，2ln O P RT 。
②选择性氧化：对于金属熔体，用控制温度及体系压力的方法，控制熔体中元素的氧化，达到保留某些元素或者氧化富集某些元素的目的，称为选择性氧化。
二 简答题(共30分)
①(6分)炉渣的熔点是如何定义的？炉渣的半球点温度是如何定义的？二者是否一致？为什么？
炉渣熔点定义：加热时固态完全转变为均匀液相的温度，也就是炉渣相图的液相线或液相面的温度。半球点温度：渣柱试样在加热过程中高度降低一半时所对应的温度，实际上此时炉渣未完全熔化，因此不等于理论上定义的炉渣熔点。
②(5分)在进行冶金中的相关反应计算时，对于金属熔体中的组元，一般采用哪种标准态？对于熔渣中的组元，一般采用哪种标准态？
在进行冶金中的相关反应计算时，对于金属熔体中的组元，一般采用服从亨利定律，重量1%浓度溶液为标准态；对于熔渣中的组元，一般采用纯物质为标准态。
③(6分)写出化学反应速率常数与温度的关系式，说明其中每个符号的意义，讨论活化能的大小对反应速率常数随温度变化的影响关系。
化学反应速率常数与温度的关系式为：
RT
E e
z k -
?=
式中：k —化学反应速率常数；R —理想气体常数；T －温度 E —活化能；z —频率因子。
在频率因子一定的条件下，活化能E 越大，则k 越小。反之，活化能E 越小，则k 越大。 因为： RT
E z k -=ln ln 所以：
2
ln RT E
dT k d = E 越大，
dT k d ln 值越大，当温度升高时，k 随温度升高而增大得多；E 越小，dT
k d ln 值越小，当温度升高时，k 随温度升高而增大得少。
④(8分)对于H 2还原FeO 的过程，采用一界面未反应核描述时，其速率的积分式为：
()()()?
????
???????--?++??????---+-=
3132000
0111132363R K k K R R D r
R c c r e βρτ平
当过程处于动力学范围时，写出相应的速率积分式，计算反应完全所需的时间；内扩散是限制环节时，写出相应的
速率积分式，计算反应完全所需的时间。
当过程处于动力学范围时，β<<< ????--?+-= 3100 0111R K k K c c r 平 ρτ 当1=R 时所对应的时间τ'为反应完全所需的时间。 () ?+-= 'K k K c c r 100 0平 ρτ 当内扩散是限制环节时，β<<< ()?? ????----= 32 02 00132361R R D c c r e 平 ρτ 当1=R 时所对应的时间τ'为反应完全所需的时间。 ) (602 00平c c D r e -= 'ρτ ⑤(5分)硫化物在高温下的化学反应主要有哪几种类型？写出反应通式。 222232SO MeO O MeS +=+ 22SO Me O MeS +=+ S e M MeO O e M MeS '+='+ 232SO Me MeO MeS +=+ Me S e M e M MeS +'='+ 三 作图题(共20分) ①(共10分)图1是具有一个不稳定二元化合物的三元系相图，分析其中m 点在 温度降低过程中液相及固相的变化，并在图中标出结晶路线。 ②(共10分)图2为CO 还原铁的各级氧化物平衡曲线图。回答下列问题： (1)(4分)写出各曲线的反应方程式； (2)(2分)在图上各区域内标出稳定存在的固相； (3) (4分)在图中a 点体系中放入Fe ，保持a 点体系的温度及气相组成不变，分析体系中将有哪些反应发生？最终存在的固相物质是什么？ (1) 曲线1：3 Fe 2O 3+CO=2Fe 3O 4+CO 2 ； 曲线2：Fe 3O 4+CO=3FeO+CO 2； 曲线3：FeO+CO=CO 2+Fe ； 曲线4：1/4Fe 3O 4+CO=3/4Fe+CO 2。 (2) 见图。 (3)过a 点作等温线，交曲线(3)于点a ’，交曲线(2)于点a ’’，利用等温方程分析。 对于曲线(3)：FeO+CO=Fe+CO 2 a a CO CO RT CO CO RT G ??? ??+??? ??-=?%%ln %%ln 2'2 ()()()()a a a a CO CO CO CO 2'2'%%%%<>； ' 22%%%%a a CO CO CO CO ??? ??>??? ?? 0%%ln %%ln 2'2>??? ??+??? ??-=?a a CO CO RT CO CO RT G 发生反应(3)的逆反应：Fe+CO 2= FeO+CO ，Fe 被氧化为FeO 。 对于曲线(2)：Fe 3O 4+CO=3FeO+CO 2 a a CO CO RT CO CO RT G ??? ??+??? ??-=?%%ln %%ln 2''2 ()()()()a a a a CO CO CO CO 2''2''%%%%><； ' '22%%%%a a CO CO CO CO ??? ?? ?? 0%%ln %%ln 2''2 ??+??? ??-=?a a CO CO RT CO CO RT G 反应(2)的逆反应不可能发生，FeO 不会被进一步氧化为Fe 3O 4。 体系最终稳定存在的固相物质是FeO 。 四 计算题（共42分） 1（共20分） 在下述条件：温度K T 1873=；熔渣成分为：02.12)(%=FeO ，84.8)(%=MnO ，68.42)(%=CaO ， 97.14)(%=MgO ，34.19)(%2=SiO ，15.2)(%52=O P 。测得与此熔渣平衡的钢液中的氧浓度为058.0][%=O ，氧在钢液中的溶解属于稀溶液。 已知： (FeO)=[O]+Fe (l) 734.26320 lg +- =T K (a)（5分）根据实际测定的钢液中的氧浓度，计算熔渣中FeO 的活度及活度系数。 (b)（10分）利用完全离子溶液模型计算FeO 的活度及活度系数，不引入离子活度系数。 (c) （5分）利用完全离子溶液模型计算FeO 的活度及活度系数，引入离子活度系数： ( )17.053 .1lg 44 22-=∑--+SiO O Fe x γγ (a) 以100g 熔渣作为计算基础，各组分摩尔量的计算结果见表1。 表1 熔渣中各组分的摩尔量 组分 FeO MnO CaO MgO SiO 2 P 2O 5 ∑n B n 0.167 0.125 0.762 0.374 0.322 0.015 1.765 0946.0765 .1167 .0== FeO x 在K T 1873=条件下，钢液中的氧浓度058.0][%=O 。 (FeO)=[O]+Fe (l) 734.26320 lg +- =T K K T 1873= 640.0734.218736320lg -=+- =K 23.0] [%==FeO a O K []252.023.0058.0== = K w a O FeO 664.20946 .0252.0===FeO FeO FeO x a γ (b) 根据完全离子溶液模型，熔渣中的离子有：Fe 2+、Mn 2+ 、Ca 2+、Mg 2+、O 2-、SiO 4-、PO 43-。 1mol 二价碱性氧化物电离形成1mol 阳离子和1mol O 2-： CaO=Ca 2++ O 2- FeO=Fe 2++ O 2- MnO=Mn 2++ O 2- MgO=Mg 2++ O 2- 所以： CaO Ca n n =+2 F e O Fe n n =+2 M n O Mn n n =+2 M g O Mg n n =+2 428.1=+++=∑+ MgO MnO FeO CaO B n n n n n 络和离子按下列反应形成： - - =+44222S i O O S i O 322.0244 ==-SiO SiO n n 消耗644.0222==-SiO O n n - -=+3425223PO O O P 015.025234 ==-O P PO n n 消耗045.03522==-O P O n n 所以： 739.0325222=--=∑+ -O P SiO B O n n n n 091.134 44 2=++=---- ∑PO SiO O B n n n n 阳离子及阴离子的摩尔分数为： 534.0428.1762.022=== ∑+ + +B Ca Ca n n x 117 .0428 .1167 .022===∑+++B Fe Fe n n x 088.0428.1125 .022=== ∑+ + +B Mn Mn n n x 262.0428 .1347.022=== ∑++ +B Mg Mg n n x 677.0091 .1736 .022== = ∑- - -B O O n n x 079.0677.0117.022=?==-+O Fe FeO x x a 0946.0765.1167.0=== ∑n n x FeO FeO 835.00946.0079 .0== =FeO FeO FeO x a γ (c) 引入离子活度系数，计算公式为： -+-+=2222O Fe O Fe FeO x x a γγ ()17.053.117.053.1lg 344444 22-??? ? ?? ??+=-=∑∑-- --- +B PO SiO SiO O Fe n n n x γγ 324.017.0091.1030.0322.053.1=-?? ? ? ??+= 166.0677.0117.010.22222=??==-+-+O Fe O Fe FeO x x a γγ 755.10946 .0166 .0=== FeO FeO FeO x a γ 2（共10分）为了净化氩气，将氩气通入600℃的盛有铜屑的不锈钢管中除去残存的氧气。 计算经过上述处理后，氩气中氧的分压。 已知： )(2)(2 1s s C u O O Cu =+ T G 25.851525220+-=? J 解：计算600℃温度条件下体系的氧气分压值。 2 /12 1O P K = 2 /12ln ln O P RT K RT G =-=?ο 当K T 873273600=+=时 2 /12 ln 873314.887325.85152522O P G ??=?+-=?ο Pa atm P O 510 1057.410 51.42--?=?= 3（10分）在均相形核过程中，假设形成的晶核是边长为a 的立方体，形成单位体积晶核的吉布斯自由能 为V G ?，单位表面吉布斯自由能为σ。计算：①临界边长* a ；②形成临界晶核所需能量* ?V G 解：形成边长为a 的立方体晶核时，吉布斯能变化为： σ236a G a G V +?=? 令： 0=?da G d 即： 01232=+?σa G a V 得到临界边长： V G a ?- =* σ 4 形成临界种核时所需的能量起伏为： 232 3 32464V V V V G G G G G ?=???? ? ??-+????? ? ??-=?* σσσσ 第一章 流体的主要物理性质 1-1何谓流体，流体具有哪些物理性质？ 答：流体是指没有固定的形状、易於流动的物质。它包括液体和气体。 流体的主要物理性质有：密度、重度、比体积压缩性和膨胀性。 2、在图所示的虹吸管中，已知H1=2m ，H2=6m ，管径D=15mm ，如果不计损失，问S 处的压强应为多大时此管才能吸水?此时管内流速υ2及流量Q 各为若干?(注意：管B 端并未接触水面或探入水中) 解：选取过水断面1-1、2-2及水准基准面O-O ，列1-1面(水面)到2-2面的贝努利方程 再选取水准基准面O ’-O ’， 列过水断面2-2及3-3的贝努利方程 (B) 因V2=V3 由式(B)得 5、有一文特利管(如下图)，已知d 1 ?15cm ，d 2=10cm ，水银差压计液面高差?h ??20cm 。若不计阻力损失，求常温(20℃)下，通过文氏管的水的流量。 解：在喉部入口前的直管截面1和喉部截面2处测量静压力差p 1和p 2，则由式 const v p =+22ρ可建立有关此截面的伯努利方程： ρ ρ22 212122p v p v +=+ 根据连续性方程，截面1和2上的截面积A 1和A 2与流体流速v 1和v 2的关系式为 所以 ])(1[)(2212212A A p p v --= ρ 通过管子的流体流量为 ] )(1[)(22 1 22 12A A p p A Q --=ρ )(21p p -用U 形管中液柱表示，所以 074.0))15 .01.0(1(10)1011055.13(2.081.92)1.0(4])(1[)(22 2 2 3332 212'2 =-??-????=--?=πρρρA A h g A Q (m 3/s) 式中 ρ、'ρ——被测流体和U 形管中流体的密度。 如图6-3—17(a)所示，为一连接水泵出口的压力水管，直径d=500mm ，弯管与水准的夹角45°，水流流过弯管时有一水准推力，为了防止弯管发生位移，筑一混凝土镇墩使管道固定。若通过管道的流量s ，断面1-1和2-2中心点的压力p1相对=108000N/㎡，p2相对=105000N/㎡。试求作用在镇墩上的力。 [解] 如图6—3—17(b)所示，取弯管前後断面1—1和2-2流体为分离体，现分析分离体上外力和动量变化。 图 虹吸管 科技大学2008 /2009学年第1学期 《钢铁冶金原理》考试试题A 课程号：61102304 考试方式：闭卷 使用专业、年级：冶金2006 任课教师： 考试时间：2009 备 注： 一、 简答题（共5题，每题4分，共20分） 1. 请给出活度的定义及冶金中常用的三种标准态。 2. 什么是酸性氧化物、碱性氧化物和两性氧化物？如何表示炉渣的 碱度？ 3. 何为化合物的分解压、开始分解温度及沸腾分解温度？ 4. 何为溶液中组分的标准溶解吉布斯自山能？写出形成质量理标 准溶 液的标准溶解吉布斯自山能汁算式。 5. 何为氧化物的氧势？氧化物的氧势与其稳定性关系如何？ 二、 填空题（共20空，每空1分，共20分） 1. 在恒温、恒压下，溶液的热力学性质 对某一组元摩尔 量的 偏微分值称为溶液中该组元的偏摩尔量。 2. 在任意温度下，各 组元在 全部 浓度围均服从 拉乌尔 定律的溶液称为理想溶液。 3. 按照熔渣离子 结构理论,熔渣由简单的 阳 离子、 阴 离子和复合 阴 离子团所组 成。 4. 熔渣的氧化性表示熔渣向 金属液（或钢液） 提供 氧 的能力，用熔渣中 FeO 的活度表示。 5. 在一定温度下，把熔渣具有 ________ 粘度的组成点 连成线，称为熔渣的等粘度曲线。 6. 若化学反应的速率与反应物浓度的若干次方成 正比 ， 垃載対酣 nnnnnnnnnnnn 豊躱 ..... ........... ........................................... 且反应级数与反应物的计量系数相等,这样 的反应称为基元反应。 7. 气体分子在 分子（或得华）引力 的作用下被吸附到固体或 液体的表面上称为物理吸附；在 化学键力 的作用下被 吸附到固体或液体的表面上，称为化学吸附。 三、 分析题（共2题，每题12分，共24分） 1. 请写出图1中各条曲线所代表的反应，各区域稳定存在的氧化物, 利用热力学原理分析各氧化物稳定存在的原因。 2. 钢液中[C]和[Cr]之间存在化学反应：4[C] + （Cr 3O 4） = 3[Cr] + 4CO, 试用热力学原理分 析有利于实现去碳保珞的热力学条件。 1UU 80 60 40 20 400 600t t 800 1000 1 200 675 737 温度八C 冶金原理复习 第一部分基本知识 一、金属矿按金属存在的化学状态分为自然矿石、硫化矿石、氧化矿石和混合矿石四类。 二、通常，人们习惯将冶金方法进行粗略划分，划分为两大类：火法冶金、湿法冶金。冶金方法进行细致划分，可分为三大类：火法冶金、湿法冶金、电冶金。 三、火法冶金生产中常见的单元过程有原料准备（破碎、磨制、筛分、配料等）、原料炼前处理（干燥、煅烧、焙烧、烧结、造球或制球团）、熔炼（氧化、还原、造锍、卤化等）、吹炼、蒸馏、熔盐电解、火法精炼等过程。 四、金属如何分类？ 现代工业上习惯把金属分为黑色金属和有色金属两大类，铁、铬、锰三种金属属于黑色金属，其余的金属属于有色金属。有色金属又分为重金属、轻金属、贵金属和稀有金属四类。 五、什么是湿法冶金？ 在低温下（一般低于１００℃，现代湿法冶金温度可达３００℃）用熔剂处理矿石或精矿，使所要提取的金属溶解于溶液中，而其它杂质不溶解，通过液固分离等制得含金属的净化液，然后再从净化液中将金属提取和分离出来。 六、矿物是地壳中具有固定化学组成和物理性质的天然化合物或自然元素。４ 七、脉石是矿石中的无用矿物。 八、精矿是经过选矿处理而获得的、高品位的矿石叫做精矿。 九、什么是火法冶金？１０ 是指矿石（或精矿）经预备处理、熔炼和精炼等冶金过程，在高温下发生一系列物理化学变化，使其中的金属和杂质分开，获得较纯金属的过程。 十、电冶金是利用电能来提取精炼金属的方法。按电能转换形式不同可分为两类：电热冶金和电化冶金。 十一、电化冶金是利用电化学反应，使金属从含金属盐类的溶液或熔体中析出。电化冶金分为水溶液电化冶金和熔盐电化冶金两类。 十二、熔盐电化冶金（也称熔盐电解）是在高温熔融体中进行电化作用，使金属从含金属盐类的熔体中析出的冶金（如铝电解）。 十三、湿法冶金生产中常见的单元过程有原料准备（破碎、磨制、筛分、配料等）、原料预处理（干燥、煅烧、焙烧）、浸出或溶出、净化、沉降、浓缩、过滤、洗涤、水溶液电解或水溶液电解沉积等过程。 十四、火法冶金具有生产率高、流程短、设备简单及投资省的优点，但有不利于处理成分结构复杂的矿石或贫矿的缺点。 名词解释 机械研磨时，使球磨筒内小球沿筒壁运动能够正好经过顶点位置而不发生抛落 时，筒体的转动速度 单位质量或单位体积粉末具有的表面积（一克质量或一定体积的粉末所具有的表 面积与其质量或体积的比值称为比表面积） 由多个一次颗粒在没有冶金键合而结合成粉末颗粒称为二次颗粒 每种金属氧化物都有离解的趋势，而且随温度提高，氧离解的趋势越大，离解后 的氧形成氧分压越大，离解压即是此氧分压。 这是表述电解过程输入电量与粉末产出的定量关系，表达为每 96500库仑应该有 一克当量的物质经电解析出 细小金属氧化物粉末颗粒由于较大的蒸气压，在高温经挥发进入气相，被还原后 沉降在大颗粒上，导致颗粒长大的过程 颗粒质量用除去开孔和闭孔的颗粒体积除得的商值。真密度实际上就是粉末的固 体密度 g/cm3 将粉末颗粒面积因子与体积因子之比称为比形状因子 d=ρ/ρ理）的倒数称为相对体积，用β＝1/d表示 粉末样品总质量（总颗粒数量、总粉末体积）的百分数对粒径作图，即为粒度 分布；（一定体积或一定重量（一定数量）粉末中各种粒径粉末体积（重量、 数量）占粉末总量的百分数的表达称为粒度分布） 变形困难的现象称为加工硬化 (其它物质流)击碎制造粉末的方法 由雾化介质流体与金属液流构成的雾化体系称为二流雾化 将金属或合金的熔液快速冷却（冷却速度>105℃/s），保持高温相、获得性能奇 异性能的粉末和合金（如非晶、准晶、微晶）的技术，是传统雾化技术的重要发 展 两种或两种以上金属元素因不是根据相图规律、不经形成固溶体或化合物而构成 的合金体系，假合金实际是混合物 为防止粉末或压坯在高温处理过程发生氧化而向体系加入还原性气体或真空条 件称为保护气氛 克粉末流经标准漏斗所需要的时间称为粉末流动性。 2 ）制备的金属网筛 1.d 2.c 3.a （题目改成单位质量力的国际单位） 4.b 5.b 6.a 7.c 8.a 9.c （不能承受拉力） 10.a 11.d 12.b(d 为表现形式) 13. 解：由体积压缩系数的定义，可得： ()()69 669951000101d 15101/Pa d 1000102110 p V V p β----?=-=-?=??-? 14. 解：由牛顿内摩擦定律可知， d d x v F A y μ= 式中 A dl π= 由此得 d 8.57d x v v F A dl N y μμπδ ==≈ 1.a 2.c 3.b 4.c 5. 解： 112a a p p gh gh gh p ρρρ=++=+汞油水 12 2 2 0.4F gh gh d h m g ρρπρ++?? ??? ==油水 （测压计中汞柱上方为标准大气压，若为真空结果为1.16m ） 6．解：（测压管中上方都为标准大气压） （1） ()()13121a a p p g h h g h h p ρρ=+-=-+油水 ρ=833kg/m 3 （2） ()()13121a a p p g h h g h h p ρρ=+-=-+油水 h 3=1.8m. 220.1256m 2 D S π== 31=Sh 0.12560.50.0628V m =?=水 ()331=S 0.1256 1.30.16328V h h m -=?=油 7．解：设水的液面下降速度为为v ，dz v dt =- 单位时间内由液面下降引起的质量减少量为：2 4 d v πρ 则有等式：2 24 d v v πρ =，代入各式得： 20.50.2744 dz d z dt πρ-=整理得： 12 0.5 2 0.2740.2744 t d z dz dt t πρ --==?? 铸造冶金原理试题 1.钢渣的主要氧化物是：FeO、CaO、SiO2，而高炉渣的主要氧化物为：Al2O3、CaO、SiO2。为什么？ 钢渣主要来源于铁水与废钢中所含元素氧化后形成的氧化物，金属炉料带入的杂质，加入的造渣剂如石灰石、萤石、硅石等，以及氧化剂、脱硫产物和被侵蚀的炉衬材料等。钢渣的主要成分是FeO、CaO、SiO2。 高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排出的废物，当炉温达到1400—1600℃时，炉料熔融，矿石中的脉石、焦炭中的灰分和助溶剂和其他不能进入生铁中的杂质形成以硅酸盐和铝酸盐为主浮在铁水上面的熔渣。高炉渣中主要成分为CaO、SiO2、Al2O3。 2.碱性炉渣炼钢时为什么不能用石英（SiO2）材料作炉衬？ 碱性炉渣的主要成分是碱性氧化物，碱性氧化物能提高渣中的O2-的活度，而石英（SiO2）为酸性氧化物，会降低渣中的O2-的活度。 3.在竖炉（如鼓风炉）冶炼过程中，炉渣的熔化温度直接决定了炉缸的最高温度。要提高冶炼温度，就必须调整炉渣成分，提高其熔化温度。为什么？ 因为对于熔化温度低的炉渣，增加燃料消耗量只能增大炉料的熔化量而不能进一步提高炉子的最高温度，因此，若要提高冶炼过程的最高温度，必须选择熔化温度适当的渣型。 4.熔渣的密度、粘度等物理性质对金属液与脉石成分的分离有着重要影响。为什么？ 因为熔渣的密度和粘度均和温度有关，温度升高，原子热运动能量增加，供给质点移动的活化能增加，熔渣的密度和粘度降低。 5.用氧化铝电解生产纯铝，为什么电解熔盐的主要成分却是Na3AlF6，而Al2O3只占3-7%？Na3AlF6作为助熔剂，以降低电解时氧化铝熔化的温度，从而达到“节能”的目的。碱度一定时，当A12O3含量3~7% (质量) 时，渣的粘度较小，熔化性温度低。 6. 由CaO和SiO2构成的高炉炉渣，CaO含量一般控制在35-50%，而有色金属冶炼中CaO 含量一般低于15%。为什么？ 高炉冶炼所需熔化温度较高，而有色金属冶炼所需熔化温度较低，CaO含量增加能提高渣的熔化温度进而提高冶炼温度。7.氧气顶吹转炉炼钢过程中应当怎样控制熔渣成分的变化。 在氧气顶吹转炉炼钢过程的吹炼初期，铁水中的硅、锰、铁氧化，迅速形成含∑FeO 很高的炉渣，为了吹炼过程中脱除铁水中的P和S，需要在造渣料中加入石灰，随着吹炼的进行，熔池温度升高，石灰逐渐溶解初期渣中，随着石灰量的加入，炉渣中会出现固相C2S，阻碍石灰块进一步溶解，为了加速石灰块溶解和造渣，必须采取适当的措施，快速增加∑FeO含量，促进石灰块加速造渣，减小熔渣黏度，有利于快速脱磷和脱硫。 8. 熔渣中氧离子的活度能够表示熔渣的哪种化学性质？为什么不能代表熔渣的氧化性？ 题12图 在决定考研的那一刻，我已预料到这一年将是怎样的一年，我做好了全身心地准备和精力来应对这一年枯燥、乏味、重复、单调的机械式生活。可是虽然如此，我实在是一个有血有肉的人呐，面对诱惑和惰性，甚至几次妥协，妥协之后又陷入对自己深深的自责愧疚当中。这种情绪反反复复，曾几度崩溃。 所以在此想要跟各位讲，心态方面要调整好，不要像我一样使自己陷入极端的情绪当中，这样无论是对自己正常生活还是考研复习都是非常不利的。 所以我想把这一年的经历写下来，用以告慰我在去年饱受折磨的心脏和躯体。告诉它们今年我终于拿到了心仪学校的录取通知书，你们的付出和忍耐也终于可以扬眉了。 知道自己成功上岸的那一刻心情是极度开心的，所有心酸泪水，一扫而空，只剩下满心欢喜和对未来的向往。 首先非常想对大家讲的是，大家选择考研的这个决定实在是太正确了。非常鼓励大家做这个决定，手握通知书，对未来充满着信念的现在的我尤其这样认为。当然不是说除了考研就没有了别的出路。只不过个人感觉考研这条路走的比较方便，流程也比较清晰。没有太大的不稳定性，顶多是考上，考不上的问题。 而考得上考不上这个主观能动性太强了，就是说，自己决定自己的前途。所以下面便是我这一年来积攒的所有干货，希望可以对大家有一点点小小的帮助。 由于想讲的实在比较多，所以篇幅较长，希望大家可以耐心看完。文章结尾会附上我自己的学习资料，大家可以自取。 华北理工大学材料与化工初试科目：(101)思想政治理论(204)英语二 （302）数学二(801)冶金原理或(803)金属学 (801)冶金原理参考书： 《钢铁冶金原理》第三版黄希祜，冶金工业出版社 先说英语吧。 词汇量曾经是我的一块心病，跟我英语水平差不多的同学，词汇量往往比我高出一大截。从初中学英语开始就不爱背单词。在考研阶段，词汇量的重要性胜过四六级，尤其是一些熟词僻义，往往一个单词决定你一道阅读能否做对。所以，一旦你准备学习考研英语，词汇一定是陪伴你从头至尾的一项工作。 考研到底背多少个单词足够？按照大纲的要求，大概是5500多个。实际上，核心单词及其熟词僻义才是考研的重点。单词如何背？在英语复习的前期一定不要着急开始做真题，因为在单词和句子的基础非常薄弱的情况下，做真题的效果是非常差的。刚开始复习英语的第一个月，背单词的策略是大量接触。前半月每天两个list，大概150个单词左右，平均速度大概1分钟看1个，2个半小时可以完成一天的内容。前一个月可以把单词过两遍。 历年的英语真题，单词释义题都是高频考点，这一点在完型中体现的非常突出，不仅是是完型，其实阅读中每年也都有关于单词辨析的题目，掌握了高频单词，对于做题的帮助还是非常大的，英语真题我用的是木糖英语真题手译。 进入第二个月开始刷真题，单词接触的量可以减少，但是对于生疏词应该进行重点的记忆，一天过1个list（75个单词）。一定记住的有两点：①背单词不需要死记单词的拼写！②多余的方法无用，音标法加上常用的词根词缀就能搞定考研英语的词汇！ 9月开学后，专业课的学习进入白热化的阶段。英语学习的重中之重变成了 1、什么是连续介质，在流体力学中为什么要建立连续介质这一理论模型？ 答：（1）连续介质是指质点毫无空隙的聚集在一起，完全充满所占空间的介质。 （2）引入连续介质模型的必要性：把流体视为连续介质后，流体运动中的物理量均可以看为空间和时间的连续函数，就可以利用数学中的连续函数分析方法来研究流体运动，实践表明采用流体的连续介质模型，解决一般工程中的流体力学问题是可以满足要求的。 1-9 一只某液体的密度为800kg/,求它的重度及比重。 解: 重度：γ=ρg=800*9.8=7840kg/(˙) 比重：ρ/=800/1000=0.8 注：比重即相对密度。液体的相对密度指该液体的密度与一个大气压下4℃水的密度（1000kg/）之比---------------------------------------------课本p4。 1-11 设烟气在标准状态下的密度为1.3kg/m3，试计算当压力不变温度分别为1000℃和1200℃时的密度和重度 解：已知：t=0℃时，0=1.3kg/m3,且= 则根据公式 当t=1000℃时，烟气的密度为 kg/m3=0.28kg/m3烟气的重度为 kg/m3=2.274kg/m3 当t=1200℃时，烟气的密度为 kg/m3=0.24kg/m3烟气的重度为 kg/m3=2.36kg/m3 1—6 答：绝对压强：以绝对真空为起点计算的压力，是流体的实际，真实压力，不随大气压的变化而变化。 表压力：当被测流体的绝对压力大于外界大气压力时，用压力表进行测量。压力表上的读数（指示值）反映被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。既：表压力=绝对压力-大气压力真空度：当被测流体的绝对压力小于外界大气压力时，采用真空表测量。真空表上的读数反映被测流体的绝对压力低于大气压力的差值，称为真空度。既：真空度=︱绝对压力-大气压力︱=大气压力-绝对压力 1-8 1 物理大气压（atm）= 760 mmHg = 1033 2 mm H2O 1 物理大气压（atm） = 1.033 kgf/cm 2 = 101325 Pa 1mmH20 = 9.81 Pa 1-21 已知某气体管道内的绝对压力为117kPa，若表压为70kPa，那么该处的绝对压力是多少（已经当地大气压为98kPa），若绝对压力为68.5kPa 时其真空度又为多少？ 解：P 绝=P 表+P 大气 =70kPa+98kPa =168kPa P 真=-(P 绝-P 大气) =-(68.5kPa-98kPa) =29.5kPa 1、气体在什么条件下可作为不可压缩流体？ 答：对于气体，在压力变化不太大（压力变化小于10千帕）或流速 2016年辽宁科技大学专升本考试大纲《冶金工程专 业》 【指定参考教材】 1.《钢铁冶金原理》黄希祜主编，冶金工业出版社 2.《钢铁冶金学（炼铁部分）》王筱留主编，冶金工业出版社 3.《钢铁冶金学（炼钢部分）》陈家祥主编，冶金工业出版社 4.《机械设计基础》杨可桢，程光蕴，李仲生主编，高等教育出版社高等教育出版社 考试科目：冶金原理、钢铁冶金学、机械设计基础 考试时间：150分钟 成绩分配：总分200分，其中冶金原理50分、钢铁冶金学100分、机械设计基础50分 第一部分《冶金原理》 一、冶金热力学基础 1、掌握化学反应的吉布斯自由能和平衡常数的计算方法。 2、掌握活度及活度系数的计算方法。 3、掌握活度标准态的选取。 二、冶金动力学基础 1、掌握冶金动力学的基本理论。 2、掌握冶金反应中某一反应级数的判断方法。 3、掌握零级、一级、二级反应的反应速率的计算方法。 三、金属熔体 1、了解金属熔体的种类。 2、了解熔铁及其合金的结构以及物理性质。 3、掌握铁液中组分活度的相互作用系数的计算。 四、冶金炉渣 1、掌握钢铁冶金熔渣的结构理论、熔渣的化学和物理性质。 2、掌握二元渣系的相图的分析方法。 3、掌握三元相图的基本知识及基本结构。 五、氧化熔炼反应 1、掌握氧化熔炼反应的物理化学原理以及氧势图在这里的应用。 2、掌握在冶金过程中硫、磷、硅等有害元素的去除方法。 六、钢液的二次精练 1、了解二次精练的含义。 2、掌握钢液真空处理的方法及热力学原理。 3、了解吹氩处理的作用以及热力学原理。 4、掌握钢中夹杂物的处理方法，钢液中夹杂物的种类及产生原因。第二部分《钢铁冶金学》 一、概论 1、了解高炉冶炼的基本过程及冶炼特点。 2、熟练掌握高炉冶炼的目的、原燃料的种类、性能要求。 3、了解高炉的主要产品。 二、铁矿粉造块 1、了解铁矿粉造块的意义及基本工艺过程。 2、熟练掌握烧结、球团的基本原料、成矿过程。 3、掌握烧结、球团过程的重要物理化学反应。 三、高炉炼铁基本理论 1、熟练掌握高炉逐级还原原则、高炉还原原理。 2、掌握炉渣在高炉冶炼过程中的作用和成渣过程。 3、掌握高炉风口前燃烧的作用及基本特点。 4、了解终渣的理化性质。 5、掌握高炉炉渣脱硫反应。 四、高炉冶炼过程中的传输现象 1、了解高炉常见的传输现象、高炉炉料下降的条件。 2、熟练掌握高炉用散料的基本参数及对高炉透气性、高炉煤气运动的影响，高炉煤气流分布的特点及采取的上部调剂的操作方法。 3、掌握高炉简单的热交换规律。 五、高炉冶炼能量利用 掌握燃料比，焦比等常用指标的概念及简单计算。 六、高炉炼铁工艺 1、熟练掌握高炉基本操作制度。 2、掌握高炉强化冶炼的措施。 七、炼钢的任务、原材料和耐火材料 第一章习题参考答案（仅限参考） 1.d 2.c 3.a（题目改成单位质量力的国际单位） 4.b 5.b 6.a 9. c （不能承受拉力）10.a 11.d 12.b（d为表 现形式） 13?解：由体积压缩系数的定义，可得: 14?解：由牛顿内摩擦定律可知, A f dl ■ dVx . v F = J A x - Ldl — : 8.57N 7.c 8.a 1 dV V dp 1 995 — 1000 103 1000 10“__106__ -5 10^1/Pa 式中 由此得 dy dy & 第二章参考习题答案（仅限参考）1.a 2.c 3.b 4.c 5?解:P厂P a ‘油g0 、水gh?二'汞gh P a 兀h =—F p 7油gh< ?水gh, 2 r d =0.4m Pg （测压计中汞柱上方为标准大气压，若为真空结果为1.16m ) 6?解：(测压管中上方都为标准大气压) (1)P l = P a '油g h3 - ?水 g ?-h i P a 3 p =833kg/m3 (2)P 厂P a '油g % 一0 二 ^水g h, - h l P a h3=1.8m. D2 2 S 0.1256m 2 V水=S0 =0.1256 0.5 = 0.0628m3 V由=S h^h^ 7-0.1256 1.^0.16328m3 7 ?解：设水的液面下降速度为为dz V, V =-一 dt 3T 单位时间内由液面下降引起的质量减少量为：V「一 4 则有等式：v^2"，代入各式得: 4 豈汙巾274」5整理得: -P 二 d2 1 t z°5dz=0.274 dt =0.274t 2 0 冶金传输原理热量传输 试题库 TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】 第8章 辐射换热 题1、试分别计算温度为2000K 和5800K 的黑体的最大单色辐射力所对应的波长m λ。 解：根据 K m T m ??≈?=--33109.2108976.2λ 时， K T 2000=m m μλ45.12000109.23 =?=- 时， K T 5800=m m μλ50.05800 109.23 =?=- 题2、试分别计算30℃和300℃黑体的辐射力。 解：30℃时，2 4 11/4781003027367.5100m W T C E b b =??? ??+?=??? ??= 300℃时，2 4 22 /612210030027367.5100m W T C E b b =??? ??+?=?? ? ??= 题3、人体的皮肤可近似按灰体处理，假定人体皮肤温度为35℃，发射率， 0.98=ε求人体皮肤的辐射力。 解：略)/500(2m W E = 题4、液氧储存容器为下图所示的双壁镀银夹层结构。已知镀银夹层外壁温度，C 20T W1?=内壁温度，C -183T W2?=镀银壁的发射率，0.02=ε试求容器壁每单位面积的辐射换热量。 题4示意图 液氧储存容器 解：因为容器夹层的间隙很小，本题可认为属于无限大平行平板间的辐射换热问题。先算得两表面的绝对温度 293K 27320T W1=+= 90K 273-183T W2=+= 容器壁单位面积的辐射换热量可用式（8.16）计算 [] 24421424112/18.4102 .0102.019.093.267.511110010067.5m W T T q W W =-+-?=-+?? ????????? ??-??? ??=εε 题5、在金属铸型中铸造镍铬合金板铸件。由于铸件凝固收缩和铸型受热膨胀，铸件和铸型形成厚1mm 的空气隙。已知气隙两侧铸型和铸件的温度分别为300℃和600℃，铸型和铸件的表面发射率分别为0.8和0.67。试求通过气隙的热流密度。已知空气在450℃时的。)/(0.0548W C m ??=λ 解：由于气隙尺寸很小，对流难以发展而可以忽略，热量通过气隙依靠辐射换热和导热两种方式。 辐射换热量可用式（8.16）计算 第一章 1-9解 3/78408.9800m N g =?==ργ 8.01000 800 =比重 1-10解 3 3 /kg 1358010 5006790m V m =?== -ρ 3/1330848.913580m N g =?==ργ 1-11解 273 10 t t += ρρ 31000/279.027******* .1m kg =+ = ρ 31200/241.0273 120013 .1m kg =+ = ρ 或 RT P =ρ C R p T == ρ 221100T T T ρρρ== 31 01/279.01000 273273 3.1m kg T T =+?= = ρρ 32 02/241.01200 273273 3.1m kg T T =+?= = ρρ 1-12解 T V V V P T V V t V ?-=? ? ? ????= 1111α 423.1200 273400 2731212=++==T T V V 增大了0.423倍。 1-13解 ?? ? ?? +=27310t v v t s m t v v t /818.5273 90027325 27310=+= ? ? ? ??+= 1-14解 RT P =ρ K m K mol J K mol L atm K s m T P R /27.29/31.8/082.0/05.287273 293.110132522=?=??=?=?== ρ 1-15解 RT P = ρ ()33 111/774.020*********.65m kg RT P =+??==ρ () 33 222/115.137273287102.99m kg RT P =+??==ρ 1-20解 dP dV V P 1- =α 7 9 0210210 5.0%1?=?= -=-P P dP 1-18解 2 2 2111T V P T V P = 2.020 27379273100792.610032.15 5122112=++???=?=T T P P V V 111128.02.0V V V V V V -=-=-=? 体积缩小了0.8倍。 1-19解 C PV k = nRT PV = 2006 粉末冶金原理课程I考试题标准答案 一、名词解释：（ 20 分，每小题 2 分） 临界转速：机械研磨时，使球磨筒内小球沿筒壁运动能够正好经过顶点位置而不发生抛落时，筒体的转动速度 比表面积：单位质量或单位体积粉末具有的表面积 一次颗粒：由多个一次颗粒在没有冶金键合而结合成粉末颗粒称为二次颗粒； 离解压：每种金属氧化物都有离解的趋势，而且随温度提高，氧离解的趋势越大，离解后的氧形成氧分压越大，离解压即是此氧分压。 电化当量：这是表述电解过程输入电量与粉末产出的定量关系，表达为每 96500库仑应该有一克当量的物质经电解析出 气相迁移：细小金属氧化物粉末颗粒由于较大的蒸气压，在高温经挥发进入气相，被还原后沉降在大颗粒上，导致颗粒长大的过程 颗粒密度：真密度、似密度、相对密度 比形状因子：将粉末颗粒面积因子与体积因子之比称为比形状因子 压坯密度：压坯质量与压坯体积的比值 粒度分布：将粉末样品分成若干粒径，并以这些粒径的粉末质量（颗粒数量、粉末体积）占粉末样品总质量（总颗粒数量、总粉末体积）的百分数对粒径作图，即为粒度分布 二、分析讨论：（ 25 分） 1 、粉末冶金技术有何重要优缺点，并举例说明。（ 10 分） 重要优点： * 能够制备部分其他方法难以制备的材料，如难熔金属，假合金、多孔材料、特殊功能材料（硬质合金）； * 因为粉末冶金在成形过程采用与最终产品形状非常接近的模具，因此产品加工量少而节省材料； * 对于一部分产品，尤其是形状特异的产品，采用模具生产易于，且工件加工量少，制作成本低 , 如齿轮产品。重要缺点： * 由于粉末冶金产品中的孔隙难以消除，因此粉末冶金产品力学性能较相同铸造加工产品偏低； * 由于成形过程需要模具和相应压机，因此大型工件或产品难以制造； * 规模效益比较小 2 、气体雾化制粉过程可分解为几个区域，每个区域的特点是什么？（ 10 分） 气体雾化制粉过程可分解为金属液流紊流区，原始液滴形成区，有效雾化区和冷却区等四个区域。其特点如下： 金属液流紊流区：金属液流在雾化气体的回流作用下，金属流柱流动受到阻碍，破坏了层流状态，产生紊流； 原始液滴形成区：由于下端雾化气体的冲刷，对紊流金属液流产生牵张作用，金属流柱被拉断，形成带状 - 管状原始液滴； 有效雾化区：音高速运动雾化气体携带大量动能对形成带状 - 管状原始液滴的冲击，使之破碎，成为微小金属液滴冷却区。此时，微小液滴离开有效雾化区，冷却，并由于表面张力作用逐渐球化。 3 、分析为什么要采用蓝钨作为还原制备钨粉的原料？（ 5 分） 采用蓝钨作为原料制备钨粉的主要优点是 * 可以获得粒度细小的一次颗粒，尽管二次颗粒较采用 WO3 作为原料制备的钨粉二次颗粒要大。 * 采用蓝钨作为原料，蓝钨二次颗粒大，（一次颗粒小），在 H2 中挥发少，通过气相迁移长大的机会降低，获得 WO2 颗粒小；在一段还原获得 WO2 后，在干氢中高温进一步还原，颗粒长大不明显，且产量高。 第一篇冶金熔体 第一章冶金熔体概述 1. 什么是冶金熔体它分为几种类型 在火法冶金过程中处于熔融状态的反应介质和反应产物（或中间产品）称为冶金熔体。它分为：金属熔体、熔渣、熔盐、熔锍。 2.何为熔渣简述冶炼渣和精炼渣的主要作用。 熔渣是指主要由各种氧化物熔合而成的熔体。 冶炼渣主要作用在于汇集炉料中的全部脉石成分，灰分以及大部分杂质，从而使其与熔融的主要冶炼产物分离。 精炼渣主要作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化物，使之与主金属分离。 3.什么是富集渣它与冶炼渣的根本区别在哪里 富集渣：使原料中的某些有用成分富集与炉渣中，以便在后续工序中将它们回收利用。 冶炼渣：汇集大部分杂质使其与熔融的主要冶炼产物分离。 4.试说明熔盐在冶金中的主要应用。 在冶金领域，熔盐主要用于金属及其合金的电解生产与精炼。熔盐还在一些氧化物料的熔盐氯化工艺以及某些金属的熔剂精炼法提纯过程中广泛应用。 第二章冶金熔体的相平衡图 1. 在三元系的浓度三角形中画出下列熔体的组成点，并说明其变化规律。 X ：A 10% ，B 70% ，C 20% ； Y ：A 10% ，B 20% ，C 70% ； Z ：A 70% ，B 20% ，C 10% ； 若将3kg X 熔体与2kg Y 熔体和5kg Z 熔体混合，试求出混合后熔体的组成点。 2.下图是生成了一个二元不一致熔融化合物的三元系相图 （1）写出各界限上的平衡反应 （2）写出P、E两个无变点的平衡反应 （3）分析下图中熔体 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 的冷却结晶路线。 3.在进行三元系中某一熔体的冷却过程分析时，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 第三章冶金熔体的结构 1. 熔体远距结构无序的实质是什么 2.试比较液态金属与固态金属以及液态金属与熔盐结构的异同点。 第一章 1 冶金原理研究的主要内容包括_冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。 2 金属熔体指液态的金属、合金。 1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用__物理化学、_____的理论和方法研 究提取冶金过程，为解决有关__技术___问题、开拓__新__的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。、 2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为__金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。 3、冶金原理按具体的冶金对象分为__钢铁____冶金原理及__有色金属___冶金原理。 4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为____冶炼渣、精炼渣、富集渣、合 成渣____四种。在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择_熔渣____，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。。。 5、熔渣是_金属提炼______和_____精炼过程__的重要产物之一。 6、熔渣是指主要由各种_氧化物_____熔合而成的熔体。 7、__富集渣______的作用在于使原料中的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。 8、__精炼渣_____的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。 9、在造锍熔炼过程中，为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失， 要求熔渣具有较低的粘度、密度、渣-锍界面张力。 10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必须使锍具有合适的物理化学 性质。 11、在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择__熔渣成分______，使 之具有符合冶炼要求的物理化学性质。 12、冶金过程热力学可以解决的问题有：1）计算给定条件下的；根据的正负判断该条 件下反应能否自发地向________进行：2）计算给定条件下的平衡常数，确定反应进行的______；3）分析影响反应的和平衡常数，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和钢渣的主要氧化物：FeO、CaO、SiO2 14高炉渣和某些有色冶金炉渣的主要氧化物：CaO、Al2O3、SiO2 15熔盐——盐的熔融态液体，通常指无机盐的熔融体 16在高温冶金过程中处于熔融状态的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的性质，因此熔盐电解成为了铝、镁、衲、锂等金属唯一的 或占主导地位的生产方法。错 2、对于软化温度低的炉渣增加燃料耗量不仅能增大炉料的溶化量，而且还能进一步提高炉 子的最高温度。错 3、熔锍的性质对于有价金属与杂质的分离、冶炼过程的能耗等都有重要的影响。对 4、冶金熔体——在高温冶金过程中处于熔融状态的反应介质或反应产物。对 5、金属熔体不仅是火法冶金过程的主要产品，而且也是冶炼过程中多相反应的直接参加 者。如炼钢中的许多物理过程和化学反应都是在钢液和炉渣之间进行的。对 6、常见的熔盐——由碱金属或碱土金属的卤化物、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？ 第一章 流体的主要物理性质 1-1何谓流体，流体具有哪些物理性质？ 答：流体是指没有固定的形状、易于流动的物质。它包括液体和气体。 流体的主要物理性质有：密度、重度、比体积压缩性和膨胀性。 2、在图3.20所示的虹吸管中，已知H1=2m ，H2=6m ，管径D=15mm ，如果不计损失，问S 处的压强应为多大时此管才能吸水?此时管内流速υ2及流量Q 各为若干?(注意：管B 端并未接触水面或探入水中) 解：选取过水断面1-1、2-2及水平基准面O-O 1-1面(水面)到2-2面的贝努利方程 再选取水平基准面O ’-O ’， 列过水断面2-2及3-3的贝努利方程 (B) 因V2=V3 由式(B)得 图3.20 虹吸管 g p H g p a 22022 2121υ γ υ γ + + =+ + g p p a 22222υ γ γ + + =g p g p H H a 202)(2322 221υγυ γ+ +=+++g g p 2102823222υ υ γ + =+ + ) (28102水柱m p =-=γ ) (19620981022a p p =?=) /(85.10)410(8.92)2( 222s m p p g a =-?=-- =γ γ υ ) /(9.1)/(0019.085.104 )015.0(32 22s L s m A Q ==??= =πυ 5、有一文特利管(如下图)，已知d 1 =15cm ，d 2=10cm ，水银差压计液面高差?h =20cm 。若不计阻力损失，求常温(20℃)下，通过文氏管的水的流量。 解：在喉部入口前的直管截面1和喉部截面2处测量静压力差p 1和p 2，则由式 const v p =+22ρ可建立有关此截面的伯努利方程： ρ ρ22 212122p v p v +=+ 根据连续性方程，截面1和2上的截面积A 1和A 2与流体流速v 1和v 2的关 系式为 2211v A v A = 所以 ])(1[)(2212212A A p p v --= ρ 通过管子的流体流量为 ] )(1[) (22 1 2212A A p p A Q --=ρ )(21p p -用U 形管中液柱表示，所以 074.0) )15.01.0(1(10)1011055.13(2.081.92)1.0(4])(1[)(22 2 2 3332212'2 =-??-????=--?=πρρρA A h g A Q (m 3 /s) 式中 ρ、'ρ——被测流体和U 形管中流体的密度。 中南大学考试试卷 2005 – 2006 学年 2 学期时间 120 分钟 一、名词解释：（ 20 分，每小题 2 分） 临界转速比表面积一次颗粒离解压电化当量气相迁移颗粒密度比形状因子 二、分析讨论：（ 25 分） 1 粉末冶金技术有何重要优缺点，并举例说明。（ 10 分） 2 分析粉末粒度、粉末形貌与松装密度之间的关系。（ 10 分） 3 、分析为什么要采用蓝钨作为还原制备钨粉的原料？（ 5 分） 三、分析计算：（ 30 分，每小题 10 分） 1 机械研磨制备铁粉时，将初始粒度为 200 微米的粉末研磨至 100 微米需要 5 个小时，问进一步将粉末粒度减少至 50 微米，需要多少小时？提示 W=g （ D f a - D i a ）， a=-2 2 在低压气体雾化制材时，直径 1mm 的颗粒，需要行走 10 米和花去 4 秒钟进行固化，那么在同样条件下，100 μ m 粒度颗粒需要多长时间固化：计算时需要作何种假设。 3 、相同外径球型镍粉末沉降分析，沉降桶高度 100mm ，设一种为直径 100 微米实心颗粒，一种为有内径为 60 的空心粉末，求他们的在水中的沉降时间。 d 理 = 8.9g /cm 3 ，介质黏度η =1x10 -2 Pa · S 四、问答：（ 25 分） 1 气体雾化制粉过程可分解为几个区域，每个区域的特点是什么？（ 10 分） 2 熔体粘度，扩散速率，形核速率，以及固相长大速率都与过冷度相关，它们各自对雾化粉末显微结构的作用如何？（ 15 分） 2006 粉末冶金原理课程（ I ）考试题标准答案 一、名词解释：（ 20 分，每小题 2 分） 临界转速：机械研磨时，使球磨筒内小球沿筒壁运动能够正好经过顶点位置而不发生抛落 时，筒体的转动速度 比表面积：单位质量或单位体积粉末具有的表面积 一次颗粒：由多个一次颗粒在没有冶金键合而结合成粉末颗粒称为二次颗粒； 离解压：每种金属氧化物都有离解的趋势，而且随温度提高，氧离解的趋势越大， 离解后的氧形成氧分压越大，离解压即是此氧分压。 电化当量：这是表述电解过程输入电量与粉末产出的定量关系，表达为每 科技大学2008 /2009 学年第 1 学期 《钢铁冶金原理》考试试题A 课程号：61102304 考试方式：闭卷 使用专业、年级：冶金2006 任课教师： 考试时间：2009 备 注： 一、简答题 （共5题，每题4分，共20分） 1. 请给出活度的定义及冶金中常用的三种标准态。 2. 什么是酸性氧化物、碱性氧化物和两性氧化物？如何表示炉渣的碱度？ 3. 何为化合物的分解压、开始分解温度及沸腾分解温度？ 4. 何为溶液中组分的标准溶解吉布斯自由能？写出形成质量1%标准溶液的标准溶解吉布斯自由能计算式。 5. 何为氧化物的氧势？氧化物的氧势与其稳定性关系如何？ 二、填空题（共20空，每空1分，共20分） 1.在恒温、恒压下，溶液的 热力学性质 对某一组元 摩尔 量的 偏微分 值称为溶液中该组元的偏摩尔量。 2.在任意温度下， 各 组元在 全部 浓度围均服从 拉乌尔 定律的溶液称为理想溶液。 3.按照熔渣 离子 结构理论，熔渣由简单的 阳 离子、 阴 离子和复合 阴 离子团所组成。 4.熔渣的氧化性表示熔渣向 金属液（或钢液） 提供 氧 的能力，用熔渣中 FeO 的活度表示。 5.在一定温度下，把熔渣具有 相等 粘度的 组成点 连成线，称为熔渣的等粘度曲线。 6.若化学反应的速率与反应物浓度的若干次方成 正比 ，且反应 级数 与反应物的 计量系数 相等，这样 学生班级________________学生学号： □□□□□□□□□□□□学生姓名：________________ ………………装订线………装订线………装订线…………试卷须与答题纸一并交监考教师…………装订线………装订线………装订线……………… 2003级《冶金原理》试题B 卷答案 一 解释下列名词(共10分，每题5分) ①理想溶液：在一定温度下，溶液中所有组元都服从拉乌尔定律，称为理想溶液。 ②二元碱度：渣中的碱性氧化物CaO 含量与酸性氧化物SiO 2含量之比为炉渣的二元碱度。 二 简答题(共35分) ①(6分)写出脱氧化脱磷反应的分子反应式及离子反应式，分析有利于脱磷反应进行的热力学条件。 ][5)4()(4)(5][252Fe O P CaO CaO FeO P +?=++ ][5)(2)(8)(5][23422Fe PO O Fe P +=++--+ 有利条件：中温，高碱度，高氧化亚铁。 ②(6分)什么是金属热还原常用的金属热还原方法有哪些写出反应通式。 利用和氧亲和力强的金属去还原和氧亲和力弱的金属的氧化物，制取不含碳的纯金属或合金的方法，称为金属热还原。 常用的金属热还原法有：硅热法、铝热法。 反应通式为： M y x O Al Al O M y y x +=+3231311 222SiO M y x Si O M y y x +=+ ③(6分)写出扩散系数与温度的关系式，说明其中每个符号的意义，讨论活化能的大小对扩散系数随温度变化的影响关系。 温度对于扩散系数影响的关系式就是阿累尼乌斯关系式，即： ) RT E D e A D -?= 式中：D 扩散系数； D E 扩散活化能；A 频率因子；T 温度；R 理想气体常数。 当频率因子一定的条件下，D E 愈大，则D 愈小，反之D E 愈小，则D 愈大。 由于： RT E A D D -=ln ln 所以：2ln RT E dT D d D = D E 越大， dT D d ln 值越大，当温度升高时，D 随温度升高而增大得多；D E 越小，dT D d ln 值越小，当温度升高时，D 随温度升高而增大得少。 ④(7分)H 2还原FeO 的过程包括哪几个环节限制性环节一般是什么 包括五个环节：H 2的外扩散，H 2的内扩散，界面化学反应，H 2O 的内扩散，H 2O 的外扩散。 限制性环节一般是：H 2的内扩散和界面化学反应。 ⑤(6分) 什么是反应度对于球形反应物，推导反应度R 与半径r 的关系（初始半径为r 0）；对于立方体反应物，推导反应度R 与边长a 的关系（初始边长为a 0）。 已反应了的物质重量占原始重量的百分数，称为反应度，一般用R 表示。材料加工冶金传输原理习题答案(吴树森版)
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