【正文】 習(xí)，使學(xué)生能夠理解熱分析技術(shù)相應(yīng)的工作原理，掌握運用熱分析數(shù)據(jù)研究AlN材料的氧化反應(yīng)動力學(xué)過程的方法，相關(guān)數(shù)據(jù)的處理計算；了解TG、DTA及TGDTA（DSC）聯(lián)用熱分析儀的操作技術(shù)；掌握試樣化學(xué)反應(yīng)過程中質(zhì)量變化的測量方法。在上述實驗的基礎(chǔ)上，學(xué)生可以在業(yè)余時間開展如下拓展實驗訓(xùn)練：（1）自己設(shè)計一個電爐；已知：爐管尺寸Ф50*60*600mm,電源電壓220v 加熱帶長度400mm，氧化性氣氛工作，爐體中等保溫，要求爐膛溫度1000℃.計算電熱絲的直徑與長度，匝數(shù)及匝間距。子模塊一內(nèi)容實驗一、銅液定氧實驗【實驗性質(zhì)】綜合性實驗；學(xué)時：4通過本實驗的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠理解固體電解質(zhì)定氧電池的工作原理，掌握運用冶金熱力學(xué)分析計算結(jié)果和銅液定氧的方法，定氧數(shù)據(jù)的處理計算；了解定氧探頭的制作；了解高溫爐的結(jié)構(gòu)、電熱體、加熱原理；了解并掌握熱電偶的測溫原理、測溫方法、高溫爐恒溫帶的測量；了解氣體凈化方法和原理、高溫爐內(nèi)氣氛控制的方法。子模塊二：利用網(wǎng)絡(luò)和國際優(yōu)秀物理化學(xué)軟件FactSage，設(shè)計了四個網(wǎng)絡(luò)實驗平臺，每個實驗2學(xué)時，共計8學(xué)時。（二）課程內(nèi)容 冶金物理化學(xué)實驗教學(xué)共計24學(xué)時，由三個“子模塊”組成:子模塊一：學(xué)生在實驗室完成四個綜合實驗，每個實驗4學(xué)時，共計16學(xué)時。另外，實驗教學(xué)內(nèi)容與課堂講授內(nèi)容相互配合，極大地促進了學(xué)生對相關(guān)理論知識的掌握，使理論教學(xué)和實踐教學(xué)結(jié)合的更加緊密，相輔相成，大大促進了學(xué)生工程實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，全面提高了課程的教學(xué)效果。為冶金學(xué)科的全面發(fā)展并在整體上接近國際同類學(xué)科先進水平奠定了很好的基礎(chǔ)。學(xué)生帶著問題做實驗，在實驗中去尋找這些問題的答案，有利于鞏固學(xué)生對相關(guān)知識的掌握，達到了強化課堂教學(xué)效果的目的。(2)實驗教學(xué)與課堂教學(xué)緊密結(jié)合、互相補充、相互加強。將科研成果、科研思路、新型實驗裝備和新的實驗技術(shù)和方法引入到課程教學(xué)內(nèi)容中，拓寬課程內(nèi)容和方法，讓學(xué)生更多地了解冶金學(xué)科的發(fā)展，增強科技創(chuàng)新意識，進一步培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實際、科研創(chuàng)新能力。既要符合培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展對創(chuàng)新型人才、工程型人才的需要，同時又要注重層次化，即基礎(chǔ)層次、綜合層次、創(chuàng)新層次。課程的設(shè)計思想(1)注重實踐，倡導(dǎo)創(chuàng)新，將學(xué)生分析和解決實際問題的能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)放在首位；在實驗設(shè)計上，我們將傳統(tǒng)的印證性實驗改為探索性、設(shè)計性實驗，用以培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實際問題的能力及創(chuàng)新能力。實驗教學(xué)作為冶金物理化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生理論結(jié)合實際、動手能力、創(chuàng)造力、想象和思維能力的有效手段，對于工程技術(shù)與研究型人才的培養(yǎng)尤為重要。第118學(xué)時作業(yè)75； 。 反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系； 。 選擇性氧化奧氏體不銹鋼的去碳保鉻1）鉻的氧化物；含鉻鐵水的吹煉；第230學(xué)時閱讀： 爐渣脫硫、脫磷的熱力學(xué)分析（P127134）2）奧氏體不銹鋼冶煉發(fā)展的三個階段；奧氏體不銹鋼的去碳保鉻；理論計算；分析討論。硫容量與堿度第224學(xué)時作業(yè)216 217 219閱讀 磷酸鹽容量4．冶金熱力學(xué)應(yīng)用（8 學(xué)時） 冶金反應(yīng)過程最高反應(yīng)溫度及煉鋼中元素發(fā)熱能力的計算 第226學(xué)時直接還原熱力學(xué)分析；直接還原機理；直接還原％CO－T平衡圖。例題29 硫化物容量。相互作用系數(shù)的關(guān)系（）；例題23，24 第118學(xué)時作業(yè)24 25 27 29； 思考26 二元正規(guī)溶液具體內(nèi)容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)例題26 第120學(xué)時作業(yè)211 212； 思考28 冶金爐渣 堿度（堿度，光學(xué)堿度，過剩堿）；氧化還原性理論模型。第10學(xué)時作業(yè)： 32課外閱讀：相圖的基本規(guī)則6）具有一個穩(wěn)定二元化合物的三元系7）具有一個不穩(wěn)定二元系的三元系：圖的特點、分析相圖中一個特殊的點M1的冷卻過程 第112學(xué)時作業(yè)：分析MM3點的冷卻過程1）高爐渣系CaOSiO2Al2O3 分析2）轉(zhuǎn)爐渣系CaOSiO2FeO2 分析 第114學(xué)時作業(yè)343．冶金溶液（10學(xué)時） 鐵溶液具體內(nèi)容 拉烏爾定律；亨利定律；兩個定律的聯(lián)系及區(qū)別分析。第2學(xué)時作業(yè)11，15 冶金熱力學(xué)中標準自由能的計算1）用積分法計算化學(xué)反應(yīng)的標準自由能變化；（注：講不定積分法，學(xué)生閱讀定積分法）；例題：教科書 p22 例162）由積分法得到的化學(xué)反應(yīng)的標準自由能求化學(xué)反應(yīng)標準自由能與溫度的二項式； 3）由標準生成自由能和標準溶解自由能求化學(xué)反應(yīng)的標準自由能（二項式）； 4）由電化學(xué)反應(yīng)的電動勢求化學(xué)反應(yīng)的標準自由能變化； 5）由自由能函數(shù)求化學(xué)反應(yīng)的標準自由能變化。2）等溫方程式的導(dǎo)出由單個組元I的自由能推導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)的自由能變化；討論自由能變化的三種形式；重點討論的形式，得出；自由能變化與標準自由能便哈的關(guān)系與聯(lián)系，二者在熱力學(xué)中分別承擔(dān)的角色。以課堂講授為主，輔以習(xí)題課、課堂討論及答疑，提高作業(yè)數(shù)量及批改質(zhì)量，對重點學(xué)生加強答疑，在條件成熟時實現(xiàn)多媒體教學(xué)。通過教學(xué)中采取了以上方法，對解決教學(xué)過程中出現(xiàn)的重點和難點，收到了很好的效果。如對于“活度的概念及活度標準態(tài)的選擇”問題，要求學(xué)生閱讀魏壽昆院士編著的“冶金過程熱力學(xué)”的有關(guān)章節(jié)，對于“液液反應(yīng)動力學(xué)的雙膜理論的應(yīng)用”，要求學(xué)生閱讀韓其勇教授編寫的“冶金過程動力學(xué)”的相關(guān)章節(jié)等。3）每章教學(xué)內(nèi)容完成之后，助課老師對內(nèi)容進行總結(jié)，講解習(xí)題中的問題，針對不同章節(jié)的內(nèi)容，講有代表性的例題。2）教師通過舉例、通俗化、強調(diào)、比較等手段使學(xué)生真正掌握教學(xué)中的重點和難點。含有一個不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖的冷卻過程分析；氣泡在均相與非均相形核、氣泡長大與上升過程動力學(xué)機理；液液反應(yīng)動力學(xué)的雙膜理論的應(yīng)用；不同控速條件的氣固反應(yīng)動力學(xué)的未反應(yīng)核模型。三、基本要求1．課程重點熱力學(xué)基本定理在冶金中應(yīng)用及標準吉布斯自由能的計算方法；Elingham圖的應(yīng)用；溶液（包括鐵液與渣液的活度與活度系數(shù)、Wagner模型、分子理論與離子理論模型、標準溶解自由能等）；擴散與傳質(zhì)的基本理論；三個典型的冶金動力學(xué)模型（氣固相反應(yīng)動力學(xué)、氣液相反應(yīng)動力學(xué)、液液相反應(yīng)動力學(xué)）。學(xué)會運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，擴大冶金物理化學(xué)的研究領(lǐng)域。二、教學(xué)目的1．本課程是冶金工程專業(yè)本課生必修課程，是一門重點介紹冶金物理化學(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。本課程的目標是通過學(xué)習(xí)冶金物理化學(xué)的基本理論，為后續(xù)的其他專業(yè)課程學(xué)習(xí)打好扎實的理論基礎(chǔ)；培養(yǎng)運用冶金的基礎(chǔ)理論分析和解決實際問題的能力。執(zhí)筆人：向翠麗審核人：張煥芝 2015年5月21日第四篇：教學(xué)大綱_冶金物理化學(xué)《冶金物理化學(xué)》教學(xué)大綱一、課程概要 課程編號：020401開課院系：冶金與生態(tài)工程學(xué)院課程類別：必修課適用專業(yè)：冶金工程課內(nèi)總學(xué)時：88（課內(nèi)64，實驗24）課程基礎(chǔ)：物理化學(xué)，冶金傳輸原理根據(jù)我校的人才培養(yǎng)目標，建設(shè)特色突出、國內(nèi)一流、國際知名的研究型大學(xué)，對國家與地方經(jīng)濟，特別是鋼鐵行業(yè)，培育創(chuàng)新、進取、團結(jié)、實踐能力強的一代新人。成績評定：平時30％，期末考試70％。同時，注重理論知識與實踐相結(jié)合，多運用理論知識來解釋生活及化學(xué)研究中的實際問題。五、實驗教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時分配（有課內(nèi)實驗的課程請?zhí)顚懘隧棧┍菊n程實驗單獨開課。（9）習(xí)題課（2學(xué)時）。（8）化學(xué)動力學(xué)基本原理（6學(xué)時）1．掌握反應(yīng)速率的表示法、基元反應(yīng)、反應(yīng)的速率公式及反應(yīng)級數(shù)。3．理解表面活性物質(zhì)的定義，表面活性劑的大致分類。（7）表面現(xiàn)象與分散系統(tǒng)（8學(xué)時）1．掌握表面現(xiàn)象，表面吉布斯函數(shù)，附加壓力產(chǎn)生的原因及與曲率半徑的關(guān)系，楊—拉普拉斯公式，開爾文公式，毛細管現(xiàn)象。3．掌握電極反應(yīng)的書寫、電池的設(shè)計和電動勢的計算及其應(yīng)用。（6）電化學(xué)（8學(xué)時）1．掌握摩爾電導(dǎo)率與溶液濃度的關(guān)系、離子獨立移動定律、電導(dǎo)測定的應(yīng)用；電解質(zhì)平均活度及活度系數(shù)的計算。3．掌握二組分體系相圖，互溶的雙液系的 P — X 相圖及T — X 相圖，步冷曲線。（5）多相平衡（10學(xué)時）1．掌握相、組分數(shù)和自由度，相律。2．掌握不同化學(xué)平衡常數(shù)表示法之間的關(guān)系。3．掌握稀溶液的依數(shù)性。（3）化學(xué)勢（6學(xué)時）1．掌握拉烏爾定律，亨利定律，偏摩爾量，化學(xué)勢，理想溶液、逸度、活度的基本概念。3．理解各熱力學(xué)函數(shù)的基本關(guān)系。（2）熱力學(xué)第二定律（8學(xué)時）1．掌握熱力學(xué)第二、三定律。2．掌握熱力學(xué)過程（恒溫、恒壓、絕熱），可逆過程、可逆、不可逆過程熱、功的計算。三、課程教學(xué)的基本要求通過本課程的教學(xué)使學(xué)生：掌握化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)和電化學(xué)等基本概念和基本理論，培養(yǎng)他們運用所學(xué)理論知識去解決實際問題的能力，為培養(yǎng)合格的專業(yè)人才打下良好的基礎(chǔ)。它是從化學(xué)現(xiàn)象與物理現(xiàn)象的聯(lián)系入手以尋求化學(xué)變化基本規(guī)律的學(xué)科。通過化學(xué)反應(yīng)的條件控制化學(xué)反應(yīng)的進行，通過化學(xué)反應(yīng)機理的研究，確定化學(xué)反應(yīng)的速率方程。試圖通過理論的計算熱力學(xué)的狀態(tài)函數(shù)。化學(xué)熱力學(xué)采用經(jīng)典的熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、熱力學(xué)第三定律，從宏觀上研究化學(xué)變化過程的規(guī)律，通過理論計算來判斷化學(xué)反應(yīng)的方向和限度（化學(xué)平的衡位置）、以及平衡狀態(tài)時系統(tǒng)的相變化、界面變化、電化學(xué)變化、膠體化學(xué)變化的規(guī)律，同時，研究影響這些變化規(guī)律的因素（如：溫度、壓力、濃度、組成等等）。物理化學(xué)是從化學(xué)變化和物理變化聯(lián)系入手，采用數(shù)學(xué)的手段研究化學(xué)變化的規(guī)律的一門科學(xué)。熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)的基本概念：體系、環(huán)境、狀態(tài)、熱力學(xué)平衡態(tài)、功、熱及其符號、孤立體系、封閉體系、開放體系等熱力學(xué)第一定律；內(nèi)能U的概念；狀態(tài)函數(shù)與過程量可逆過程、不可逆過程、準靜過程、自發(fā)過程焓H的定義；等壓過程的熱效應(yīng)與焓變的關(guān)系理想氣體的定義與性質(zhì)；各種過程的Q、W、DU、DH的計算實際氣體的性質(zhì)；等焓過程，焦－湯效應(yīng)及焦湯系數(shù)赫斯定律；反應(yīng)焓的計算；物質(zhì)的生成焓、燃燒焓、離子生成焓、溶解熱和稀釋熱基爾霍夫定律；絕熱反應(yīng)*熱化學(xué)的現(xiàn)代進展*；生物熱化學(xué)及其應(yīng)用