本书采用的主要符号一览表 1
1 溶液的热力学性质 1
1.1溶液及其组元的热力学量 1
1.1.1偏摩尔量和摩尔量 1
目录 1
1.1.2混合自由焓 2
1.1.3过剩自由焓 2
1.1.4偏摩尔自由焓增量 3
1.2偏摩尔量和摩尔量的关系式 3
1.2.1偏摩尔量的集合式 3
1.2.3偏摩尔量和摩尔量的关系式 4
15.4 同时脱硫和脱磷的电化学解释 21 4
1.2.2吉布斯—杜亥姆方程 4
1.2.4其它偏摩尔量和摩尔量的关系式 5
1.3 各类溶液的热力学特征 6
1.3.1理想溶液 7
1.3.2实际溶液 8
1.3.3稀溶液 8
1.3.4规则溶液 11
参考文献 12
2溶液的拟晶态模型 13
2.1 溶液的拟晶态模型——混合过程基本方程 13
2.1.1几个假定 13
2.1.2构型能 13
2.1.3混合过程基本方程 14
2 2.1理想混合——理想溶液 15
2.2 各种混合情况的自由焓变化 15
2.2.2非理想混合——规则溶液 16
2.2.3非理想混合——稀溶液 18
2.2.4间隙型溶液 19
2.3溶液的拟化学模型 20
参考文献 24
3铁液中溶质的相互作用参数 25
3.1 相互作用参数式 25
3.1.1活度相互作用系数 25
3.1.2瓦格纳（Wagner）相互作用参数式 26
参考文献 1 28
3.2 相互作用参数的意义 28
3.2.1几何意义 28
3.2.2物理化学意义 29
3.3 相互作用参数的关系式 30
3.3.1 εi(j)和εj(i)的关系 30
3.2.3二次相互作用系数的意义 30
3.3.2εi(j)和ei(j)的关系 31
3.4温度对相互作用参数的影响 33
3.3.4相互作用参数与原子序的关系 33
3.3.3 εi(j)和ei(j),ei(j)和ej(i)的关系 33
3.5相互作用参数的测定和计算 34
方法 34
3.5.1相互作用参数的测定方法 34
3.5.2相互作用参数的计算方法 36
参考文献 38
4铁液中溶质活度系数 39
4.1 达肯（Darken）二次式——规则溶液模型 39
4.1.1二次式导出的根据 39
4.1.2多元系1gγi的计算式 44
4.2 启普曼（Chipman）的间隙型溶液处理法 47
参考文献 50
5.1 离子溶液的活度——特姆金（Temkun）理论 51
5熔渣的热力学活度（一） 51
5.2 离子价的作用——弗勒德 53
（Flood）理论 53
5.2.1弗勒德理论 53
5.2.2多元系炼钢渣aF3o的计算式 55
5.3 复杂的阴离子的作用 57
5.3.1引用活度系数的计算方法 57
5.3.2引用共存理论的计算法 58
5.3.3引用马森（Masson）模型的计算法 61
5.4熔渣活度的求值法 63
5.4.1熔渣的等活度图和实验式 63
5.4.2熔渣活度的计算法 66
参考文献 71
6.1 正规溶液模型计算法 72
6.1.1基本依据 72
6熔渣的热力学活度（二） 72
6.1.2多元系熔渣活度系数计算式 73
6.1.3相互作用能的求法 75
6.1.4活度标准态的变换 78
6.1.5应用示例 78
6.2规则离子溶液模型计算法 79
6.2.1熔渣活度计算式推导 79
6.2.2碱性炼钢渣活度的计算式 81
第二篇钢铁冶金反应热力学分析 83
参考文献 83
7 多相多元系平衡定律及其应用 84
7.1 化学位和化学亲和力——平衡的判据 84
7.2.1相律 86
7.2相律及其应用 86
7.2.2相律在高炉炼铁的应用 87
7.2.3应用相律说明渣—钢反应 88
7.3分配定律及其应用 89
7.3.1分配定律 89
7.4 质量作用定律及应用 91
7.4.1质量作用定律 91
7.3.2分配定律在试验研究中应用 91
7.4.2化学亲和力和氧势的应用 92
参考文献 95
8选择氧化—还原反应热力学分析 96
8.1 多元系中元素的选择氧化—还原 96
8.2 化合物的稳定性——△G-T图的应用 97
8.2.2气相压力变化的修正 98
8.2.1 AG°-T图的制作基础 98
8.2.4△G-T图在钢铁冶炼中应用示例 100
8.2.3反应物和反应产物的活度变化的修正 100
8.3.1同时平衡温度（转化湿度） 103
析 103
8.3选择氧化还原反应热力学分 103
8.3.2气相压力的作用 107
8.3.3反应产物活度的控制 108
8.3.4元素的平衡余量 110
参考文献 112
9.1 混合气体的氧势和碳势 113
9.1.1 CO，CO2，H2，H2O混合气的平衡氧压（氧势） 113
9气相的性质和反应热力学分析 113
9.1.2 CO，CO2，CH4，H2，H2O混合气的平衡碳势 115
9.1.3 C-H-O系平衡成分的计算法 116
9.2铁氧化物还原的热力学分析 117
9.3气体溶解反应热力学分析 121
9.3.1氧在铁液中的溶解 121
9.3.2氮在多元系铁液中溶解度 122
9.3.3氢在铁液中溶解度 123
9.4 CO-CO2混合气对Fe-C-O 124
系的作用 124
9.4.1 CO-CO2混合气同铁液中〔C〕的关系 124
9.4.2 CO-CO2混合气同铁液中〔O〕的关系 125
9.4.3〔C〕和〔O〕的乘积 126
10渣相的性质和反应热力学分析 129
10.1熔渣的反应性 129
10.1.1离子—氧的吸引参数 129
10.1.2碱度 130
10.1.3渣相反应性其它表示法 131
10.2 气相—渣相间反应 131
10.2.1渣中Fe2+-Fe3+平衡 131
10.2.2渣的硫容量 132
10.2.3渣的磷酸盐容量 134
10.2.4 N2、C、H2O和CO2的溶解反应 135
10.3渣和金属液间的平衡 139
10.3.1 磷的分配系数Lp——希利（Healy）计算式 139
10.3.2脱磷平衡和光学碱度A 142
10.3.3硫的分配系数 142
10.3.4金属中元素的脱除反应能力CM 143
参考文献 145
11 金属液相中反应热力学分析 146
11.1元素的脱氧能力分析 146
11.1.1单元素脱氧 146
11.1.2脱氧曲线的分析 147
11.2复合脱氧 149
11.2.1复合脱氧的热力学条件 149
11.2.2米哈依罗夫（МИХАЙЛОВ）的热力学分析法 151
11.3脱氧产物形态控制反应 154
11.3.1 A1-Ca和Si-A1脱氧 154
11.3.2 Fe-O-Al-Ca系平衡 156
11.4元素脱氧能力随温度的变化 159
参考文献 161
12.1.1单元系和二元系 162
12.1 结晶的热力学基础 162
12 钢液凝固过程中反应热力学分析 162
12.1.2二元系的固相线和液相线 163
12.2.1多元系平衡分配系数 164
12.2平衡分配系数 164
12.2.2相互作用参数对平衡分配系数的影响 167
12.3凝固过程非金属夹杂物生 168
成反应 168
12.3.1 氧化物生成反应 168
12.3.2氮化物生成反应 172
12.4 钢液凝固过程气泡生成反应 173
参考文献 174
13.1.1反应速度常数和平衡常数 175
第三篇冶金反应动力学基础 175
13.1 化学反应速度和反应物浓度的关系 175
13 多相化学反应速度 175
13.1.2反应级数的求值方法 176
13.2 化学反应速度和温度的关系 179
13.2.1阿列纽斯（Arrhenius）式 179
13.2.2化学反应活化能 181
13.2.3活化能的求值 183
13.3多相反应速度 183
13.3.1多相反应速度式 183
13.3.2多相反应速度的限制步骤研究 186
13.3.3确定多相反应限制步骤的原则 189
参考文献 192
14扩散和传质速度 193
14.1扩散的基本方程 193
14.1.1菲克（Fick）第一定律 193
14.1.2菲克第二定律 194
14.2 扩散系数 196
14.2.1扩散系数的关系式 196
14.2.2扩散系数与温度和粘度的关系 199
14.2.3冶金熔体中的扩散系数 200
14.3相界面传质模型 200
14.3.1边界层模型（液—液相反应） 200
14.3.2浸透模型和表面更新模型（气—液相反应） 202
14.3.3境膜浸透模型 204
参考文献 205
15渣—钢反应的电化学现象 206
15.1偶合反应和局部平衡 206
15.2 混成电位和界面氧分压 209
15.2.1混成电位 209
15.2.2界面氧分压 210
15.3 电极反应速度 212
15.4.1脱硫和脱磷的条件的分析 214
15.4.2熔渣成分的选择 216
15.4.3反应地点分离的作用 217
参考文献 218
16吸附对冶金反应速度的影响 219
16.1界面层的基本性质 219
16.2 吸附的基本方程 221
16.2.1固体表面吸附 221
16.2.2溶液表面吸附 222
16.2.3表面活性物质 224
16.3吸附对反应速度的影响 226
16.3.1反应界面积的变化 226
（Marangoni）效应 226
16.3.3表面吸附量的作用 227
16.3.4表面活性物质的作用 229
16.4吸附反应速度式 230
参考文献 232
17新相的生成 233
17.1 新相生成热力学 233
17.1.1均相生核 233
17.1.2异相生核 235
17.2 新相生成动力学 236
17.3表面自由焓对化学反应动力学的影响 237
17.4各种新相生成问题的分析 239
17.4.1脱氧反应产物的生成 239
17.4.2钢液中生成气泡 242
17.4.3钢液凝固时晶核的生成 243
参考文献 244
18冶金过程中表面张力平衡现象 245
18.1 溶体的表面张力与组成的关系 245
18.2 冶金熔体的表面张力 247
18.2.1液体金属和铁合金的表面张力 247
18.2.2熔渣的表面张力 248
18.2.3渣—钢间的界面张力 250
18.3冶金中的乳化现象 251
18.4冶金中的润湿现象 252
18.4.1决定润湿的因素 253
18.4.2喷射冶金中粉——气接触状态分析 254
参考文献 256
19.1.1化学反应速度 257
19.1 气—固相反应基本方程 257
19气—固相反应速度 257
第四篇冶金反应动力学分析 257
19.1.2扩散速度 258
19.1.3描述固体反应物转化进程的参数 259
19.2 气体同致密的固体物质 259
反应 259
19.2.1 同块状物质的反应 260
16.3.2流体力学作用——马栾哥尼19.2.2同球状物质的反应 263
19.3气体同多孔物质的反应 265
19.3.1多孔物质内气体的浓度梯度 265
19.3.2反应物转化速度 268
参考文献 270
20气——液相反应速度（一） 271
20.1物理吸收反应模型 271
20.2铁液吸收或放出气体的 274
速度 274
20.2.1吸氮和脱氮 274
20.2.2吸氧 277
20.2.3脱氢 278
20.3.1 CO的放出反应模型 280
反应 280
20.3有化合物生成时气—液相 280
20.3.2用O2／Ar或CO／CO2混合气的脱碳速度 284
参考文献 286
21 气—液相反应速度（二） 287
21.1气泡的形成和上浮速度 287
21.1.1气泡的形成 287
21.1.2气泡上升速度 288
21.2气泡—液体金属间的传质 291
21.2.1传质系数 291
21.2.2铁液对吹入气体的吸收速度 292
21.3气体射流和液相间反应 294
21.4吹气搅拌对反应速度的影 296
响 296
21.4.1底吹气的搅拌力 297
21.4.2搅拌对反应动力学的作用 299
参考文献 301
22.1 渣—金属间反应速度 302
22.1.1渣—金属间反应的速度式 302
22液—液相反应速度（一） 302
22.1.2特例 303
22.1.3 应用 304
22.2 渣—金属间电化学反应速度式 305
22.2.1 电化学反应的总反应速度式 305
22.2.2硅还原反应速度 306
22.3 渣—金属间反应动力学模型 307
22.3.1渣—金属反应模型 307
22.3.2渣—金属反应模型的数学处理 309
22.3.3应用实例 311
参考文献 313
23.1 液—液相接触方式与反应进行程度的关系 314
23液—液相反应速度（二） 314
23.1.1分批式操作 315
23.1.2半分批渣流通式操作 316
23.1.3半分批金属流通式操作 317
23.1.4连续管型逆流式操作 319
23.2 非均匀成分的微粒在上浮中同金属的反应速度 321
23.3 喷吹粉剂的反应进行度 323
参考文献 325
24.1.1废钢的熔化 326
24固—液相反应速度 326
24.1金属料的熔化 326
24.1.2铁合金的熔化 330
24.2渣料的熔化 331
24.3金属液的凝固速度 332
24.3.1凝固速度式 332
24.3.2偏析速度 333
24.4伴有化学反应的凝固速度 334
参考文献 336