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绪论 1

1反应焓的计算方法及应用 3

1.1焓变计算方法 3

1.1.1物理热的计算 3

1.1.2化学反应焓的计算 5

1.2其他方法计算化合物的标准生成焓 11

1.2.1利用溶解焓计算化合物的标准生成焓 11

1.2.2利用电池电动势计算化合物的标准生成焓 12

1.2.3利用离子标准生成焓计算化合物的标准生成焓 12

1.2.4利用平衡常数与温度的关系计算反应生成物的标准生成焓 13

1.3热容和标准生成焓的近似计算 14

1.3.1热容Cp和Cv的近似计算 14

1.3.2无机化合物标准生成焓的近似计算 17

1.4热化学在冶金和材料制备过程中的应用实例 20

1.4.1理论热平衡计算最高反应温度（理论温度） 20

1.4.2炼钢过程中元素氧化发热能力计算 23

1.4.3热化学计算用于提取冶金工艺的建立与选择 24

1.4.4 Al-Ti02-C-Zr02（nm）体系燃烧合成刀具材料的绝热温度计算 29

本章例题 32

习题 35

2标准吉布斯自由能计算及其在冶金和材料制备过程中的应用 37

2.1标准吉布斯自由能变化的计算 37

2.1.1定积分法计算标准吉布斯自由能△G？——焦姆金-施瓦尔兹曼方程 37

2.1.2不定积分法计算标准吉布斯自由能△G？——吉布斯-亥姆霍兹方程 42

2.2标准吉布斯自由能变化与温度的关系式 44

2.2.1△G？与温度T关系的多项式 44

2.2.2 △G？与温度T关系的近似式 47

2.3标准吉布斯自由能的估算方法 55

2.3.1固态物质标准熵的估算方法 55

2.3.2液态物质标准熵的估算方法 58

2.3.3气态物质标准熵的近似计算方法 58

2.4运用△rG？时应注意的几个问题 60

2.4.1用△rG？判断化学反应方向的数值界限 60

2.4.2△rG？与平衡问题 60

2.4.3△rG？与逐级还原（或逐级氧化）规则 61

2.4.4△rG？判断化学反应方向的局限性 61

2.5△rG？和△rG在冶金和材料制备过程中的应用 62

2.5.1高炉冶炼中元素还原的热力学分析 62

2.5.2共生矿综合利用的热力学分析 64

2.5.3坩埚反应与坩埚选择的热力学分析 73

2.5.4氮化硅陶瓷材料的热力学稳定性分析 77

2.5.5锆刚玉莫来石／氮化硼复合材料制备的热力学分析 80

本章例题 81

习题 83

3热力学参数状态图及其应用 85

3.1热力学参数状态图的种类 85

3.1.1化合物（或化学反应）标准吉布斯自由能与温度的关系图 86

3.1.2化学反应吉布斯自由能对温度图（又称波贝克斯-埃林汉图） 99

3.1.3化学反应吉布斯自由能△rG-RTlnJ图（又称极图） 101

3.1.4化学反应的平衡常数-温度（lgK？-1/T）图 103

3.1.5化学反应的lgK？-lgpo2/p？图 105

3.1.6硫化物焙烧反应的优势区图（lgpso2/p？-1gpo2/p？图） 107

3.1.7氧势-硫势图（lgpo2/p-lgps2/p图） 111

3.1.8电化学反应的电势E-pH图 116

3.2热力学参数状态图的绘制 118

3.2.1绘制热力学参数状态图的原理 118

3.2.2热力学参数状态图绘制的方法 121

3.3热力学参数状态图应用实例 123

3.3.1直接利用热力学参数状态图分析汝窑天青釉呈色机理 123

3.3.2利用热力学参数状态图结合相图选择SO2传感器的固体电解质和参比电极材料 125

3.3.3利用热力学参数状态图的叠加分析复杂铜矿选择性氧化焙烧使铜、铁分离的热力学条件 127

3.3.4利用热力学参数状态图对制备Si3N4超细粉的热力学进行分析 128

3.3.5利用多元热力学参数状态图对合成新型复合材料刚玉莫来石／ZrB2的可行性分析 130

本章例题 131

习题 134

4溶液（固溶体）热力学 135

4.1理想溶液 135

4.1.1冶金和材料制备过程中遇到的理想溶液 136

4.1.2理想溶液的依数性及其在冶金和材料中的应用 136

4.2冶金和材料制备过程中常见的真实溶液 143

4.2.1活度的热力学定义和标准态 143

4.2.2活度的测量方法 153

4.2.3活度的相互作用系数 159

4.3金属溶液（含固溶体）模型及其应用 167

4.3.1理想溶液模型 167

4.3.2正规溶液模型 168

4.3.3溶液的准化学模型 174

4.4熔渣（适用于熔融玻璃）模型及活度计算 177

4.4.1焦姆金完全离子溶液理论 177

4.4.2熔渣的马森模型 181

4.5活度计算与应用实例——稀土处理钢液的热力学计算与分析 184

本章例题 189

习题 193

5相图分析与计算 195

5.1二元相图概述 195

5.1.1简单低共熔（共晶）型二元系 196

5.1.2含有中间化合物型二元系 198

5.1.3含固溶体型二元系 201

5.1.4液态部分互溶——形成偏晶（又称偏熔）型二元系 205

5.2三元相图的基本类型 207

5.2.1共熔（共晶）型三元系 207

5.2.2生成化合物的三元系 209

5.2.3完全互溶型三元系 212

5.2.4有液相分层的三元系 213

5.3三元相图分析方法及基本规则的运用 214

5.3.1三元系内任意一点成分的确定方法 214

5.3.2确定三元系混合物的组成方法 214

5.3.3确定相界线上温度变化的方向 216

5.3.4判断相界线的性质 216

5.3.5划分二次体系规则 217

5.3.6零变点的判定 218

5.4相图的构筑与判定 219

5.4.1相图构筑的基本原则 219

5.4.2相图正误判定 222

5.5相图计算原理与方法 241

5.5.1二元相图计算 241

5.5.2三元相图计算简介 251

5.6相图应用实例 261

5.6.1利用二元相图分析钇铁石榴石（Y3Fe5O12）单晶制备 261

5.6.2依据相图选择高炉渣利用的科研技术路线 262

5.6.3利用相图分析高温陶瓷赛隆的合成条件 264

5.6.4利用相图选择氧气顶吹转炉造渣路线 266

5.7活度计算及由相图提取热力学参数 268

5.7.1由二元相图提取活度 269

5.7.2三元系各组元活度的计算 284

本章例题 296

习题 301

6相变热力学 314

6.1一级和二级相变 314

6.1.1一级相变 314

6.1.2二级相变 315

6.2稳定相与亚稳相 317

6.2.1新相生成热力学 318

6.2.2亚稳相生成热力学 320

6.2.3亚稳相的溶解度定律 322

6.3凝固热力学 322

6.3.1固相表面曲率对熔点的影响 322

6.3.2压力对凝固过程的影响 323

6.4失稳（Spinodal）分解（调幅分解）热力学 324

6.4.1二元系失稳分解（调幅分解）热力学条件 324

6.4.2三元系失稳分解（调幅分解）热力学条件 328

6.5马氏体相变热力学 331

6.5.1马氏体相变热力学概述 331

6.5.2金属和陶瓷材料的马氏体相变 331

6.6有序-无序转变热力学 334

6.6.1有序-无序相变概述 334

6.6.2有序-无序相变驱动力计算 337

本章例题 338

习题 341

7无机热化学数据库及其应用 342

7.1无机热化学数据库简介 343

7.1.1数据库 343

7.1.2应用程序库 344

7.1.3计算机操作系统 347

7.2无机热化学数据库的应用 348

7.2.1国内外主要无机热化学数据库 349

7.2.2无机热化学数据库在冶金和材料制备领域的运用实例 350

本章例题 358

习题 360

8冶金和材料热力学分析实例 361

8.1热力学在冶金过程中应用实例 361

8.1.1选择性氧化（还原）理论在冶金过程中的应用 361

8.1.2选择性还原——从红土镍矿中提取钴和镍 371

8.1.3炼钢过程脱硫脱磷的热力学分析 374

8.1.4铜锍吹炼热力学 382

8.1.5氯化冶金原理 394

8.1.6金属中夹杂物形成的热力学分析 402

8.2热力学在材料制备过程中应用实例 411

8.2.1资源高效利用热力学分析 411

8.2.2陶瓷刀具和磨具材料Al203-TiC-ZrO2（nm）制备的热力学分析 422

8.2.3Ti-ZrO2梯度功能材料制备热力学分析 431

8.2.4汽车尾气传感材料制备的热力学 439

8.2.5联氨还原化学镀镍热力学分析 446

本章例题 453

思考题 460

附录 461

附录1单位转化表 461

附录2常用常数表 462

附录3键焓 462

附录4离子半径 463

附录5一些物质的熔点、熔化焓、沸点、蒸发焓、转变点、转变焓 464

附录6某些物质的基本热力学数据 466

附录7氧化物的标准吉布斯自由能△rG？ 474

附录8 1500K以上氧化物的标准生成吉布斯自由能△fG？ 476

附录9某些化合物的标准吉布斯自由能变化△rG？（kJ）=A+BT 478

附录10不同元素溶于铁液生成w[i]=1％溶液的标准溶解吉布斯自由能△solG？ 480

附录11溶于铁液中1873K（1600℃）时各元素的eji 482

附录12不同元素溶于铜液生成w[i]=1％溶液的标准溶解吉布斯自由能△solG？ 484

附录13 Cu-i-j系活度相互作用系数 485

附录14本书英文目录 487

附录15 本书俄文目录 494

参考文献 502