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目录 1

绪论 1

一、电化学的研究对象和意义 1

二、冶金电化学的主要任务及研究方法 2

第一篇 水溶液冶金电化学 5

第一章 活度系数和离子互吸理论 5

第一节 电解质溶液的分类 5

第二节 水的结构和离子-溶剂间的相互作用 6

第三节 电解质溶液的活度和活度系数 8

一、电解质溶液的活度和活度系数的定义 8

二、电解质平均活度系数和离子平均活度系数 9

三、关于标准状态 10

四、离子强度定义及其意义 11

第四节 离子间的相互作用——离子互吸理论 12

第二章 电解质水溶液的动态性质 19

第一节 离子淌度、迁移数和比电导之间的关系 19

第二节 当量电导及德拜-尤格尔-盎萨格理论简介 21

一、当量电导与浓度和温度的经验规律 21

二、德拜-尤格尔-盎萨格电导理论大意 22

第三节 扩散系数和离子无规则运动的联系 25

第四节 扩散系数、淌度和当量电导之间的关系 27

第五节 扩散系数和粘度之间的关系 30

第三章 电化学体系的相间电位和热力学 33

第一节 相间电位和电化学位 33

第二节 电池、电极符号和标准电极电位表 36

一、电池和电极符号的国际规定 36

二、标准电位的实验测定及应用 37

第三节 电化学体系的热力学 41

一、可逆电池与热力学函数的关系 41

二、电位-pH图原理和标准电位的热力学计算 43

第四章 双电层及其结构模型 48

第一节 研究界面电化学的意义 48

第二节 电毛细管曲线及双电层电容 49

一、电毛细管曲线及微分电容的测定方法 49

二、电毛细管曲线及其热力学意义 51

第三节 双电层结构模型简介 57

一、平板电容器的双电层模型 57

二、分散双电层模型 58

三、吸附双电层模型 58

四、双电层结构理论的发展 61

第五章 电极过程扩散动力学 63

第一节 电极反应中的传质方式 63

第二节 扩散电流和电迁移电流 64

第三节 经典浓差极化方程 67

一、反应产物生成独立相 68

二、反应产物可溶时的浓差极化方程 70

第四节 极谱原理及其应用 72

一、极谱原理 72

二、极谱的应用 75

第五节 对流扩散理论大意 76

第六节 旋转圆盘电极 79

第七节 恒电位和恒电流条件下的非稳态扩散 81

一、菲克第二扩散定律 81

二、在恒电位和恒电流条件下扩散方程式的求解 84

三、恒电位下菲克第二定律解的意义及应用 87

四、恒电流下菲克第二定律解的意义及应用 90

第六章 电化学步骤动力学基础 96

第一节 电化学步骤的动力学方程 96

一、塔菲尔公式 96

二、巴特勒-伏尔默（Butler-Volmer）方程的推导 97

第二节 几种特定情况下的电化学动力学方程式 100

一、当电位处在平衡条件下的情况 100

二、当tK（tA）>>t0时的情况 102

三、当tK（tA）<<t0时的情况 103

第三节 电子分步传递的电化学反应 105

第四节 浓差极化和电化学极化共同控制的过程 108

第五节 前置或随后化学转化步骤对极化的影响 109

第七章 金属的电极结晶 113

第一节 概述 113

第二节 形成晶核时的相变极化 114

一、形成三维晶核时的相变极化 114

二、形成二维晶核时的相变极化 117

三、表面扩散迟缓引起的相变极化 117

第三节 金属电极结晶过程机理的数学模型分析 118

一、平均吸附离子随时间变化的表达式 119

二、关于总电流的表示式 120

三、关于控制步骤（即数学模型合理性的论证） 121

第四节 影响电极结晶生长的因素 124

一、过电位与交换电流密度的影响 124

二、电解液组成对电极结晶的影响 126

三、金属离子浓度和电流密度的影响 127

四、晶体缺陷对电极结晶的影响 128

五、有机表面活性添加剂的影响 129

第八章 氢和氧析出的电极过程机理 132

第一节 确定电极反应机理的一般方法 132

第二节 氢析出的电极过程机理 133

一、概述 133

二、缓慢放电机理 136

三、复合脱附机理 138

四、电化学脱附机理 139

第三节 其他一些重要的机理判据 140

一、控制步骤计量数？ 140

二、覆盖度θ 141

三、反应级数的测定 141

四、反应活化能的测定 142

第四节 氧析出的反应机理 142

第九章 金属电极过程机理分析 148

第一节 概述 148

第二节 铁的电沉积和溶解过程机理分析 148

第三节 暂态法在电极动力学参数测定中的应用 156

一、从极化曲线确定电极动力学参数 156

二、从电位-时间曲线确定电极动力学参数 157

三、交流阻抗法确定电极动力学参数简介 159

第十章 离子的共同放电 163

第一节 研究离子共同放电的意义及条件 163

一、研究离子共同放电的意义 163

二、几种离子共同放电的基本条件 163

第二节 影响析出金属的纯度或合金组成的因素 166

一、待沉积金属离子的比值对合金组成比值的影响 167

二、电流密度、搅拌和温度的影响 170

三、双电层结构对离子共同放电的影响 171

第三节 汞齐电解冶金基础 171

第十一章 阳极过程和半导体电极 175

第一节 不溶性阳极和可溶性阳极 175

一、研究阳极过程的意义 175

二、不溶性阳极材料及应用 175

三、可溶性阳极的溶解特点 176

第二节 阳极钝化现象和周期反向电解 180

第三节 阳极的自动溶解——金属的电化学腐蚀 186

第四节 半导体电极 190

一、半导体的特点及电化学行为 190

二、半导体电极反应机理 191

第十二章 金属的提取和精炼 196

第一节 铁族金属电解生产原理及金属粉末的制取 196

一、铁族金属的一般电化学性质 196

二、铁、钴和镍的交换电流及传递系数 196

三、镍电解精炼技术条件的选择 198

四、电解法制取金属粉末 202

第二节 锑自硫化碱溶液中的电解提取 204

一、电解液的组成 204

二、阴极过程 205

三、阳极过程 206

四、关于电流效率的影响因素 206

第二篇 离子熔体及固体电解质电化学 209

第十三章 熔盐结构和性质-组成图 209

第一节 熔盐结构模型简介 209

一、研究熔盐的意义及其特点 209

二、空穴模型的基本概念 213

三、细胞模型的基本概念 214

四、熔盐中络合离子形成的概念 216

第二节 熔盐的熔点和熔度图 217

一、纯盐的熔点和沸点 217

二、混合熔盐的冰点下降现象 219

三、混合熔盐的熔度图 221

第三节 粘度、表面张力与组成的关系 224

第十四章 熔盐中的动态性质 228

第一节 熔盐中的扩散 228

一、纯熔盐中的扩散 228

二、混合熔盐中离子的扩散 229

三、扩散系数和粘度之间的关系 231

第二节 熔盐电导与其它动态性质的关系 231

一、熔盐电导的定义和测定原理 231

二、纯熔盐电导与结构的关系 232

三、熔盐电导与温度的关系 233

四、熔盐电导与扩散系数的关系 234

五、熔盐电导与粘度的关系 236

六、电导等温线与组成的关系 236

第三节 熔盐中离子迁移数 238

一、纯熔盐中迁移数的概念 238

二、混合熔盐中迁移数的计算和应用 239

第十五章 熔盐电池及其应用 243

第一节 熔盐电池的热力学 243

一、可逆电池与热力学函数的关系 243

二、熔盐结构的热力学模型简介 247

三、熔盐电池应用的几个实例 249

第二节 熔盐中的参比电极 255

一、气体电极 255

二、金属电极 257

三、玻璃电极 258

第三节 关于熔盐中电位序问题的讨论 258

第十六章 熔盐电极过程 265

第一节 熔盐分解电压及极化现象 265

一、分解电压 265

二、熔盐电解的极化现象和研究方法简介 267

第二节 铝电解机理的探讨 272

第三节 镁电解生产原理 275

一、电解质组成的选择 275

二、电解质组成的电化学性质 277

第四节 高熔点金属的熔盐电解 278

第十七章 金属在熔盐中的溶解 280

第一节 金属的溶解及其研究方法 280

一、化学分析法 280

二、相图和冰点降低法 281

三、电化学测定法 281

第二节 金属在熔盐中的溶解机理 284

一、生成低价化合物理论 284

二、生成原子-分子溶液 285

三、生成离子-电子熔体 286

第三节 影响金属溶解的因素 287

第四节 金属在熔盐中的溶解平衡 290

一、金属在其本身熔盐中的溶解平衡 290

二、金属在非本身熔盐中的溶解平衡 291

第十八章 熔盐电解电流效率和阳极效应 292

第一节 法拉第定律在熔盐电解中的适用性 292

第二节 电流效率的各种影响因素 293

一、温度的影响 294

二、电流密度的影响 294

三、极间距离和电解槽结构形式的影响 295

四、电解质组成的影响 295

第三节 阳极效应及其产生的原因 296

第十九章 炉渣的电化学性质 301

第一节 熔渣的离子结构模型 301

第二节 在熔渣中的迁移现象 305

一、熔渣电导 305

二、扩散系数 307

第三节 金属-渣体系的界面现象 308

一、金属-渣体系的电毛细管曲线 308

二、在金属-熔渣界面上的双电层 309

第四节 金属-熔渣体系的电化学平衡 313

第二十章 固体电解质电化学 316

第一节 概述 316

第二节 固体电解质的分类和导电机理 316

一、固体电解质的特点和分类 316

二、固体电解质的导电机理 318

第三节 固体电解质电池的类型和应用 324

一、生成型电池的构成和应用 324

二、浓差电池的构成和应用 326

三、氧浓差电池在炼钢、炼铜等工业中的应用 330

四、固体电解质电池在冶金反应动力学中的应用 333

附录 335

主要参考书 351