 |
|
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Э.Х Ри, Хосен Ри, С.Н.Химухин
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Допущено учебно-методическим объединением по образованию в области металлургии в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Металлургия» и специальности 150104 «Литейное производство черных и цветных металлов».
Хабаровск
Издательство ТОГУ
УДК 669.01:621.746.
ББК К38 672я7
Р49
Рецензенты:
Кафедра «Технология металлов» Дальневосточного государственного университета путей сообщения (завкафедрой доктор технических наук,профессор В.М. Макиенко )
Проректор по научной работе ГОУВПО Комсомольского – на Амуре
технического университета, заслуженный деятель науки РФ, д.т.н., профессор
А.И. Евстигнеев
Научный редактор
Доктор технических наук, профессор С.Н.Химухин
Ри Э.Х., Ри Хосен, Химухин С.Н.
Учебное пособие разработано в соответствии с учебными планами изучения курсов «Физическая химия металлургических систем» и «Теория литейных процессов». Состоит из двух разделов. В первый входит теоретическая часть, включающая законы термодинамики, термодинамику растворов и методы определения физико-химических свойств расплавов. Второй раздел - лабораторный практикум из шести работ, позволяющий закрепить полученные теоретические знания.
Для студентов специальностей «Литейное производство черных и цветных металлов» и «Технология художественной обработки материалов»
Может быть полезно бакалаврам, магистрам, аспирантам и инженерно-техническим работникам, металлургических и машиностроительных специальностей.
Одобрено к изданию Учебно-методическим советом университета ТОГУ и Ученым советом Института материаловедения ХНЦ ДВО РАН
ОГЛАВЛЕНИЕ
| ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………… | ||
| Глава 1 | ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ……………………………….. | |
| 1.1. | Основные понятия термодинамики……………………………… | |
| 1.2. | Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия. Энтальпия. | |
| 1.3. | Второй закон термодинамики. Энтропия………………………… | |
| Глава 2 | ТЕРМОДИНАМИКА РАСТВОРОВ…………………………… | |
| 2.1. | Общие сведения о растворах…………………………………….. | |
| 2.2. | Парциальное мольное свойство компонента раствора………… | |
| Глава 3 | ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РАСПЛАВОВ……………………………………………………… | |
| 3.1. | Определение поверхностного натяжения ……………………….. | |
| 3.1.1. | Методы измерения поверхностного натяжения…………………. | |
| 3.2. | Определение проводимости расплавов материалов…………….. | |
| 3.2.1. | Методы измерения проводимости расплавов металлов и сплавов………………………………………………………………….. | |
| 3.2.2. | Методы измерения электрической проводимости расплавленных шлаков………………………………………………………… | |
| 3.2.3. | Бесконтактные методы измерения электрической проводимости металлургических расплавов……………………………………… | |
| 3.3. | Определение плотности расплавов…………………………….... | |
| 3.3.1. | Методы определения плотности расплавов…………………….. | |
| Библиографический список | ||
| ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ……………………………. | ||
| Лабораторная работа №1…………………………………… Металлотермическое восстановление | ||
| Лабораторная работа 2……………………………………… Получение металлических порошков вольфрама и молибдена в расплавах солей. | ||
| Лабораторная работа 3……………………………………… Определение константы равновесия и расчет основных термодинамических величин реакции разложения карбоната кальция | ||
| Лабораторная работа 4…………………………………….. Определение поверхностного натяжения и плотности расплавов методом лежащей капли | ||
| Лабораторная работа 5……………………………………… Исследование электросопротивления | ||
| Лабораторная работа 6……………………………………… Исследование плотности расплавов методом проникающих излучений |
Введение
Металлургия является отраслью тяжелой индустрии, занимающаяся получением и обработкой сплавов на железной, медной, никелевой, алюминиевой, магниевой, цинковой и другой основе. Металлургические процессы представляют собой сложную совокупность физических явлений и физико-химических процессов, протекающих обычно при высоких температурах.
Курс «Физико-химические основы металлургических систем и процессов» является неотъемлемой частью дисциплины «Теория металлургических процессов» и рассматривает физико-химическую сторону из всего разнообразия металлургической технологии. Этот курс занимает промежуточное положение между физической химией и металлургическими технологическими дисциплинами.
Металлургические реакции протекают обычно в сложных гетерогенных системах. Для них характерны разнообразные межфазовые взаимодействия, превращения в отдельных фазах, возникновение новых и исчезновение исходных фаз. При изучении поведения этих систем, как и при любом физико-химическом исследовании, следует выяснить три основных вопроса.
Во-первых, необходимо, установить их строение, т.е. число фаз, их характер и молекулярную структуру каждой фазы и границ раздела. Во-вторых, нужно определить условия, при которых возможны относительные состояния равновесия системы в целом или отдельных ее частей. Наконец, в-третьих, следует выяснить скорость и путь, с которой и по которому система стремится к равновесию, т.е. исследовать кинетику процессов. Для решения этих вопросов применяют методы статистической термодинамики.
Основная цель пособия заключается в приобретении студентами знаний, умений и навыков в использовании методов физической химии для анализа превращений, происходящих в металлургических агрегатах.
Предлагаемое учебное пособие по лабораторному практикуму «Физико-химические основы пирометаллургических процессов и исследование структурно-чувствительных свойств жидких металлов» включает основной перечень лабораторных работ по курсу «Физико-химические основы металлургических систем и процессов» для студентов специальностей «Литейное производство черных и цветных металлов» и «Технология художественной обработки металлов».