中南大学冶金原理题库

冶金原理。习题。

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第一篇 冶金熔体

第一章 概述

1．什么是冶金熔体？它分为几种类型？

2．何为熔渣？简述冶炼渣和精炼渣的主要作用。

3．什么是富集渣？它与冶炼渣的根本区别在哪里？

4．试说明熔盐在冶金中的主要应用。

5．熔锍的主要成分是什么？

6．为什么熔盐电解是铝、镁、钠、锂等金属的惟一的或占主导地位的生产方法？

第二章 冶金熔体的相平衡

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，试依据杠杆规则用作图法和计算法求出混合后熔体的组成点。

2．试找出图2-44所示的三元系相图中的错误，说明原因并更正。

3．图2-45是生成了一个二元不一致熔融化合物的三元系相图

（1）写出各界线上的平衡反应；

（2）写出P、E两个无变点的平衡反应；

（3）分析熔体1、2、3、4、5、6的冷却结晶路线。

4．某三元系相图如图2-46中所示，AmBn为二元不一致熔融化合物。试分析熔体1、2、3的冷却结晶过程。

5．图2-47为生成一个三元化合物的三元相图，

（1）判断三元化合物N的性质；

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（2）标出边界线的温度降低方向；

（3）指出无变点K、L、M的性质，写出它们的平衡反应；

（4）分析熔体1、2的冷却过程。

6．试分析图2-23熔体3、4、5、6的冷却过程。

7．试根据CaO-SiO2-A12O3系相图说明组成为（wB / %）CaO 40.53，SiO2 32.94，A12O3 17.23，MgO 2.55的熔渣冷却过程中液相及固相成分的变化。

8．试根据图2-30绘制CaO- A12O3- SiO2三元系1500°C时的等温截面图。

9．给出CaO-SiO2-FeO系相图中1500°C的等温截面图，标出各相区内的相平衡关系。组

成为（wB / %）CaO 45、SiO2 25、FeO 20的熔渣在此温度下析出什么晶相？怎样才能使此熔渣中的固相减少或消除?

10．假定炉渣碱度为= 2。在1600°C下，当渣中含FeO 58%（wB）时，炉渣是否全部处于液态？如果炉渣碱度不变，因脱碳反应渣中FeO含量降至20%（wB），在此温度下熔渣中是否有固相析出？若有固相析出，试确定其组成。

11．根据CaO-SiO2-FeO系相图，指出下列组成（wB / %）的熔体冷却时，首先析出什么物质？冷却结晶结束后的固相物质是什么？

（1）CaO 15、FeO 25、SiO2 60； （5）CaO 10、FeO 55、SiO2 35；

（2）CaO 60、FeO 10、SiO2 20； （6）CaO 20、FeO 45、SiO2 35；

（3）CaO 5、FeO 80、SiO2 15； （7）CaO 30、FeO 65、SiO2 5；

（4）CaO 40、FeO 40、SiO2 20； （8）CaO 75、FeO 10、SiO2 15。

12．如何正确判断无变点的性质？它与化合物的性质和界线的性质有何联系？如果某三元系中只生成了生成一致熔融化合物，该体系中有可能出现转熔点吗？

13．在分析三元系相图时，用到过哪几个规则？试简述这些规则并用图表示之。

14．试用几何方法证明浓度三角形的等比例规则。

15．试说明绘制三元系状态图的等温截面图的主要步骤。

16．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？

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第三章 冶金熔体的结构

1．试分析Ba-O、Al-O键的性质。

2．计算CaO、MgO、FeO、MnO、ZnO、Cr2O3、TiO2、P2O5等氧化物中Me-O键的离子键分数，并比较这些氧化物离解为简单离子的趋势。

3．已知熔渣成分为（xB / %）MnO 20、CaO 50、SiO2 30。试分别用捷姆金和弗鲁德理想离子溶液模型计算渣中MnO的活度。

4．某炉渣的成分为（wB / %）FeO 13.3、MnO 5.1、CaO 38.2、MgO 14.7、SiO2 28.1、P2O5 0.6。分别用捷姆金和弗鲁德理想离子溶液模型计算渣中FeO的活度。

5．已知K11=0.196。利用马森模型计算= 0.2的PbO-SiO2二元熔体中PbO的活度。

6．如何判断离子熔体中阳离子与阴离子间作用力的大小？

7．为什么对于同一种金属，其低价氧化物呈碱性而高价氧化物呈酸性？

8．金属的熔化熵和熔化热远小于其蒸发熵和蒸发热，这说明液态金属在什么方面更接近于固态金属？为什么？

9．熔体远距结构无序的实质是什么？

10．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。

11．熔盐熔化时体积增大，但离子间的距离反而减小，为什么？

12．简述熔渣结构的聚合物理论。其核心内容是什么？

13．熔体的聚合程度是如何表示的？它与熔体结构有何关系？

14．简要说明硅酸盐熔渣中桥氧、非桥氧和自由氧的关系？

15．试简要说明当硅酸盐熔渣的O/Si比逐渐增大时，熔体中自由氧的含量、低聚物数量和NBO/T值的变化趋势。

16．捷姆金理想离子溶液模型通常只对强碱性渣有较好的适用性，为什么？

第四章 冶金熔体的物理性质

1．利用 CaO-FeO-SiO2系熔渣的等密度曲线图（图4-8）说明CaO含量一定时FeO含量对熔渣密度的影响。

2．试利用熔渣的等粘度曲线图（图4-12）估计组成为（wB / %）CaO 38.0、SiO2 38.39、

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A12O3 16.0、MgO 2.83的高炉渣在1500°C时的粘度。如果将温度提高到1900°C，此熔渣的粘度降低到多大?

3．试利用加和性规则计算1400°C时，组成为（wB / %）CaO 35、SiO2 50、A12O3 15的高炉渣的表面张力，并与由等表面张力曲线图所得的结果（图4-23）进行比较。

4．用加和性规则计算1400°C时，组成为（wB / %）CaO 30、SiO2 20、FeO 50的炉渣的表面张力，并与根据图4-24的等表面张力曲线图所得的值进行比较。

5．试计算800°C的铝液、1200°C的铜液和1650°C的铁液的粘度。有关数据见下表：

金属

熔点 / °C

h / 10-3Pa·s

Ah / 10-3Pa·s

Eh / kJ·mol-1

Al

660

1.18

0.1492

16.5

Cu

1084

4.10

0.3009

30.6

Fe

1536

4.95

0.3699

41.4

6．实验测得组成为（wB / %）：CaO 42.5、SiO2 42.5、MgO 9.5、A12O3 5.5的熔渣在不同温度下的粘度如下表。试求出粘度与温度的指数方程及粘流活化能。

t / °C

1300

1350

1400

1450

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h / Pa·s

1.63

1.34

1.09

0.91

0.75

7．某熔渣的组成为（wB / %）：CaF2 80、CaO 10、A12O3 10。实验测得此熔渣在不同温度下的电导率如下表所示，试求出电导率与 …… 此处隐藏：10757字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……