冶金熔体--金属熔体的结构(ppt 55).pptx

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许多高温冶金金过程都是在在熔融的反应应介质中进行行的
——如炼钢、、铝电解、粗粗铜的火法精精炼等
在很多冶炼过过程中,产物物或中间产品品为熔融状态态物质
——如高炉炼炼铁、硫化铜铜精矿的造锍锍熔炼、铅烧烧结块的鼓风风炉熔炼等
冶金熔体———在高温冶金金过程中处于于熔融状态的的反应介质或或反应产物
冶金熔体的分分类——根据据组成熔体的的主要成分的的不同
→金属熔体体
→熔渣
→熔盐非非金属熔体
→熔锍
冶金熔体

金属熔体———液态的金属属和合金
如铁水、钢水水、粗铜、铝铝液等
金属熔体不仅仅是火法冶金金过程的主要要产品,而且且也是冶炼过过程中多相反反应的直接参参加者。
例如,炼钢中中的许多物理理过程和化学学反应都是在在钢液与熔渣渣之间进行的的。
金属熔体的物物理化学性质质对冶炼过程程的热力学和和动力学都有有很重要的影影响。
冶金熔体

基本事实
金属的熔化潜潜热仅为汽化化潜热的3%~8%
对于纯铁,·mol-1,··mol-1
→液态金属属与固态金属属的原子间结结合力差别很很小
金属熔化时,,熵值的变化化也不大,约约为5~10J·mol-1·K-1
→熔化时金金属中原子分分布的无序度度改变很小。。
%~5%,%~%
→在液态和和固态下原子子分布大体相相同,原子间间结合力相近近。
金属液、固态态的比热容差差别一般在10%以下,,而液、气态态比热容相差差为20%~~50%。
第四章冶金金熔体
→金属液、、固态中的原原子运动状态态相近。
大多数金属熔熔化后电阻增增加,且具有有正电阻温度度系数。
→液态金属属仍具有金属属键结合
结论I
在熔点附近液液态金属和固固态金属具有有相同的结合合键和近似的的原子间结合合力;
原子的热运动动特性大致相相同,原子在在大部分时间间仍是在其平平衡位(结点点)附近振动动,只有少数数原子从一平平衡位向另一一平衡位以跳跳跃方式移动动。
第四章冶金金熔体
基本事实II
液态金属中原原子之间的平平均间距比固固态中原子间间距略大,而而配位数略小小,通常在8~l0范范围内
→熔化时形形成空隙使自自由体积略有有增加,固体体中的远距有有序排列在熔熔融状态下会会消失而成为为近距有序排排列。
结论II
金属熔体在过过热度不高的的温度下具有有准晶态的结结构——
→熔体中接接近中心原子子处原子基本本上呈有序的的分布,与晶晶体中的相同同(保持了近近程序);
→在稍远处处原子的分布布几乎是无序序的(远程序序消失)。
第四章冶金金熔体
液态金属结构构模型
模型I
接近熔点时,,液态金属中中部分原子的的排列方式与与固态金属相相似,它们构构成了许多晶晶态小集团。。
这些小小集团团并不不稳定定,随随着时时间延延续,,不断断分裂裂消失失,又又不断断在新新的位位置形形成。。
这些小小集团团之间间存在在着广广泛的的原子子紊乱乱排列列区。。
模型I突出出了液液态金金属原原子存存在局局部排排列的的规则则性
第四章章冶冶金熔熔体
模型II
液态金金属中中的原原子相相当于于紊乱乱的密密集球球堆,,这里里既没没有晶晶态区区,也也没有有能容容纳其其他原原子的的空洞洞。
在紊乱乱密集集的球球堆中中,有有着被被称为为“伪伪晶核核”的的高致致密区区。
模型II突突出了了液态态金属属原子子的随随机密密堆性性。
液态金金属的的结构构起伏伏
液态金金属中中的““晶态态小集集团””或““伪伪晶核核”都都在不不停地地变化化,它它们的的大小小不等等,时时而产产生又又时而而消失失,此此起彼彼伏。。
结构起起伏的的尺寸寸大小小与温温度有有关。。温度度愈低低,结结构起起伏的的尺寸寸愈大大。
第四章章冶冶金熔熔体

金属熔熔体的的物理理化学学性质质包括括密度度、黏黏度、、扩散散系数数、熔熔点、、表面面张力力、蒸蒸汽压压、电电阻率率等。。
金属熔熔体的的物理理化学学性质质和其其基本本结构构有关关。
熔体物物理化化学性性质直直接影影响到到金属属和熔熔渣的的分离离、化化学反反应等等过程程。
对熔渣渣而言言,也也有对对应的的物理理化学学性质质,为为便于于学********将将金属属和熔熔渣的的物理理化学学性质质合并并在一一起介介绍,,。。
第四章章冶冶金熔熔体

一、什什么是是熔渣渣?
主要由由冶金金原料料中的的氧化化物或或冶金金过程程中生生成的的氧化化物组组成的的熔体体。
熔渣是是一种种非常常复杂杂的多多组分分体系系
如CaO、、FeO、、MnO、、MgO、、Al2O3、SiO2、P2O5、Fe2O3
除氧化化物外外,炉炉渣还还可能能含有有少量量其它它类型型的化化合物物甚至至金属属
如******化化物物((如如CaF2)、、******化化物物((如如NaCl))、、硫硫化化物物((如如CaS、、MnS))、、硫硫酸酸盐盐等等
第四四章章冶冶金金熔熔体体
二、、常常见见冶冶金金炉炉渣渣的的组组成成
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第四四章章冶冶金金熔熔体体