火法冶金化学基础

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1、《材料化学》第三章金属与无机非金属材料化学金属材料主要内容1.金属材料化学概述2.冶金过程热力学3.电化学基础4.湿法冶金5.金属腐蚀3.1金属材料化学概述115元素中，70%有金属属性LiBatteries,glasses,aerospacecomponentsNaDyes,pigments,lamps,photoelectriccellsKNuclearreactors,respiratoryequipmentMgAutoparts,coatings,photoengravingCaLighterflints

2、,lights,plastics，stabilizerTiGolfclubs,surgicalimplants,jetenginesNbHeatshields,electromagnets,spaceshipsCrCorrosion-resistantcoatings,toolsWFilaments,coatings,missiles,tools,paintsMnSteels,paints,batteriesFeAutos,tools,structuralmaterialsCoMagnets,batteries,

3、recordingmediaNiBatteries,coatings,currencyPtJewelry,coatings,surgicalimplants,lightersCuConductivewire,pipes,currencyAgJewelry,dentalfillings,photographyAuJewelry,integ.circuits,heatshields,coatingsZnCoatings,pipes,highwayguardrailsAlAutoparts,ceramics,coati

4、ngs,paints3.1金属材料化学概述冶金学(Metallurgy)discoveryofcopperandbronzeiron-basedalloysAl、Mg、Ti-basedalloys3.1金属材料化学概述采矿和冶炼(MiningandProcessingofMetals)金属存在形式：氧化物或硅酸盐或铝酸盐等(oxideorsilicateoraluminate-basedmineral)三种主要矿石(Ore)：•火成岩---火山熔盐固化形成花岗岩、石英石：碱性金属、铬、铂•水成岩---河床或海

5、中细小颗粒凝聚形成石灰石、砂岩、白云石：铜,铁,锌,铅,镍,钼，金•变质岩---外部环境引起成分和形貌变化大理石、板岩：产生金属与火成岩类似3.1金属材料化学概述冶炼(extractivemetallurgy)火法冶金还原提炼1000℃????+????+???1.熔炼1000℃????+?????+???2smelting矿石浮选或Na,Mg,Ca,Al,oralloysflotation黄酸盐2.电解Electrolytic湿法冶金(hydrometallurgy)reduction金属3.1金属材料化学概述

6、电解提炼反应器(electrolyticpurificationreactors)唐士电解池—纳霍尔电解池—铝1866年，霍尔-埃鲁法发明电解铝的方法，碳棒作电极,把精制的氧化铝溶在熔融的冰晶石里,再通以电流,看到小球状的铝聚集在阴极上3.1金属材料化学概述铁的冶炼ironconstitutes90%ofallapplicationsthatinvolvemetals.1000℃????+????+???19thcentury，由于温度不够，生成铁和硅酸盐的海绵体，经过热/锤打处理，硅酸盐进入铁晶格中，称为熟铁

7、。现代技术：鼓风炉炉渣：30–40wt%SiO2,5–10wt%Al2O3,35–45wt%CaO,和5–15wt%MgO含P、S和C的熔融的铁氧化炉含C约4-5wt%，为生铁。由于太脆和太硬，难以利用。高纯钢3.1金属材料化学概述金属粉末（<1mm）Metallurgyfocusedondopingandstrengtheningbulkmetallicmaterials.金属粉用途：如：Fe粉作为静电复印机调色剂载体；食品加工；Cu粉作为防污涂料添加剂；封装、印刷行业；粉末冶金技术中；主要制备方法：1.粉碎

8、法2.盐溶液还原沉淀法：还原剂，如硼氢化钠（NaBH）43.化合物热分解法：如金属羰基配合物250℃??(不纯)+??→????4(气)??(纯)3.电沉积法：目前主要是铜、铬、锰4.熔融金属雾化法：Ar气3.1金属材料化学概述0.8ab0.7cd0.6ef0.5g0.40.30.2Absorbance0.10.0-0.1-0.2400600800100012001400