第二部分試題型別
一名詞解釋（共20分）
二填空（共20分）
三判斷題（共5分）
四簡答題（25分）
五解答題（30分）
1名詞解釋
(1)熱分析技術：是在程式控制溫度下，測定物質的物理性質隨溫度變化的一類技術
(2)表面活性物質：熔體的表面張力與組成有密切關係，熔體中能夠劇烈降低
溶劑表面張力的物質。
(3)固體電解質：就是離子在其中有較高遷移速度的固態物質
(4)差熱分析法（dta）：是在程式控制溫度下，測量物質和參比物之間溫度差vs 溫
度關係的一種技術
(5)差示掃瞄量熱法（dsc）：是在程式控制溫度下，測量輸入到物質和參比物的功率
差vs溫度關係
(6)熱重法（tg）：測得的記錄質量變化vs 溫度的關係曲線。
(7)恆溫帶：恆溫帶是指有一定恆溫精度的加熱帶長度
(8)電阻老化：由於發熱體氧化，在使用過程中電阻率增大，高溫使用時間長會加速老
化.此時使用只好降低爐子使用溫度
(9)相：表示一種存在狀態，獨立組元，是指體系中性質和成分均勻一致的部分物質
(10)耐火材料：是指耐火度高於1580℃的無機非金屬材料，是服務高溫技術的基礎材料
(11)冶金反應工程學：是把冶金反應器內發生的過程分別按反應速率理論和傳遞過程理
論，用以闡明反應器的特性，決定反應操作條件和力求按最佳的狀態控制反應過程，
最終取得綜合的技術經濟效益，同時也為了使反應器的設計和放大從傳統上主要依
賴於直接實驗的純經驗方法逐步過渡到理論分析和數學模型為主。
(12)電導：當一穩恆電流通過乙個導體時，其電流和施加與導體兩端的電壓成
正比，該比例常數稱為物體的電導
(13)金相法：是借助金相顯微鏡，根據物相在明視場、暗視場和正交偏振光光路下的物
理光學和化學性質，對照已知物相性質表，達到鑑別分析物相的目的。
(14)顯微硬度法：根據夾雜物的力學性質對其進行檢測，包括硬度和塑性。夾雜物的力
學性質是鑑定夾雜乙個依據，不同夾雜硬度塑性不同。
(15)化學腐蝕法：是根據夾雜物的化學性質來鑑別夾雜的方法，用各種化學試劑（比
如無機酸、有機酸、鹼和鹽等溶液）在一定時間、溫度條件下對樣品的拋光面進行
浸蝕，根據不同夾雜在化學試劑作用下的不同表現，達到鑑別的目的。
(16)巖相法：借助巖相顯微鏡，在透射光下測定透明礦物的物理光學性質來鑑定和研究
礦物的一種方法。
2選擇題（參考題型）
1.表面張力與液體質點間的結合狀態有關，以下關係正確的是：a
a金屬液體》離子液體》分子液體b分子液體》離子液體》金屬液體c金屬液體》分子液體》離子液體d分子液體》金屬液體》離子液體
2.中頻爐的頻率範圍在：c
a 50-60hz
b 50-100hz c150-10000hz d10000-20000hz
3.雙鉑銠熱電偶的使用材料是：a
a pbrh30-pbrh6
b pb－pbrh6 c
3填空1)為了實現不接觸測定高溫，可選擇的測溫計有（光學高溫計、紅外溫度計、輻射溫度計、比
色溫度計）。
2)雙鉑銠熱電偶的材料是pbrh30-pbrh6 ，分度號為 b
3)熱力學溫度是常用的一種溫度表示方法，其單位為開爾文（k）。
4)實驗室常用的氣體淨化方法有：吸收、吸附、化學催化、冷凝。
5)測量真空度的儀器叫真空規，通常使用的有麥克勞真空規，熱電阻真空規、
熱電偶真空規、熱陰極電離真空規（三種）。
6)當一穩恆電流通過乙個導體時，其電流和施加與導體兩端的電壓成正比，該比例
常數稱為物體的電導，單位是西[門子]（s）。
7)表面張力的單位是n/m ，
8)實驗室用旋轉柱體法法測定爐渣粘度，用拉環法法測定表面張力。
9)常用的顯微分析法有四種，分別是：見11。
10)冶金反應器內發生的過程有化學反應過程、傳遞過程（兩大類）。
11)物相的顯微分析方法有四種：金相法、顯微硬度法、化學腐蝕法和巖相法。
4判斷1)隨著鉑銠合金電熱體中銠含量的增加，最高使用溫度下降。（f）
2)一般而言，電阻爐內溫度越高，其對應的恆溫帶越長。（t ）
3)體系的氣體壓力高，對應的真空度高。（f ）
4)兩種混合氣體通入爐中，二者相對分子質量差別越大，熱偏析程度越小。（選作）
5)旋片式機械真空幫浦一般作為前級幫浦使用。（t）
6)表面能和表面張力是從不同角度來描述不同材料間的介面性質。（t）
7)所有熔體的表面張力都是隨著溫度的公升高而減小的。（f）p280圖12-3圖12-4
8)固體電解質使用中要求有較高的電子遷移速率。（f ）離子遷移速率
9)從原理上來講，計算熱力學資料時標準態的選擇是任意的。（t ）
10)熔體粘度和溫度之間是線性對應關係。（f ）η=a exp（eη/rt）
11)夾雜物在鋼中的作用都是有害的。（f ）
12)在使用電解法進行相提取和分離時，應採取適當低的電解液溫度。（ t ） 13)
dta 曲線上向下的峰表示放熱。（f ） 14)
dsc 曲線中，向上的峰表示試樣吸熱。（ t ） 15) 熱分析實驗研究中，公升溫速率越快，檢測靈敏度越高。（ t ）
4.計算與分析
4.1 關於熱電偶使用
（參考分－5分）用ptrh10-rh 熱電偶測爐溫時,自由端溫度t1=30℃,在直流電位差計上測得的熱電動勢e(t,30)=13.542mv ,試求爐溫.
解:設真實爐溫t,t1=30 ℃
相應的s 分度表查得e(30,0)=0.173mv,由
e(t,0)=e(t,t1)+e(t1,0)
=13.542+0.713=13.715mv
對應溫度為1346 ℃
如果自由端不修正,所測的13.542mv 對應1332℃,相差14℃
4.2.固體電解質公式推導
例項：鋼液定氧用固體電解質，其使用mo/moo 2作參比電極，參比電極引線用鉬絲（mo ），與鋼液接觸的迴路電極也採用鉬棒，其電池表示式為
（—）mo| [o]fe | zro 2-mgo | mo ，moo 2 | mo （+）
已知mo （s ）+o 2 = moo 2（s ），οg = -529600+142.87t （j/mol ）；
o 2=2[o]fe ，οg = -23400-5.77 t （j/mol ），
推導氧活度的表示式：fe o a ][lg =t
e )08.107725(+-+3.885
4.3.實驗設計方法（20章－非常重要）要求：
記住**布局+填寫**中的空白資料，並給出計算方法
題目例項：為了研究脫磷率，選擇三個有關因子進行條件實驗，三個因子及其對應的實驗範圍依次是：爐渣鹼度（2.
0、2.2、2.5）、反應溫度（1500℃、1550℃、1600℃）和渣中（feo ）含量（5%、8%、10%），對應的脫磷率（%）可依次填寫為31、54、38、53、49、42、57、62、64。
要求：(1) 用l 9（34）來設計正交實驗；
(2) 分析確定最佳的反應條件組合；
(3) 分析確定影響脫磷率的主次因素。
5簡答、問答題：
高溫部分
1) 簡述恆溫帶的測定意義和測量方法。
測定的意義是要了解爐膛內的溫度分布規律，用於確定恆溫帶的位置，確保高溫冶金恆溫實驗。
測量方法：1、用控溫櫃將爐子公升到預定溫度上，恆溫一段時間；
2、取測量熱電偶，用雙孔絕緣磁管套上，選用精密電位差計測量熱電偶的電動勢；
3、把測量熱電偶置於爐管內軸線位置上，工作端由爐口一端拉向另一端，每隔一段時間停留片刻，測出停留點的溫度值；
4、畫出爐膛縱向溫度分布曲線
5、為減少實驗誤差，重複測量取平均值
2) 簡述實驗室獲得高溫的方法。（要求：至少舉出四種並簡要說明原理）。
1、電阻爐當電流流過導體時，因導體存在電阻而發熱，用於加熱爐膛 2、感應爐**圈中放一導體，當線圈中通過交流電時在導體中就被感應出電流，借助導體電阻而發熱
3、電弧爐利用電弧弧光作為熱源來加熱物體，廣泛用於工業熔煉爐
4、等離子爐氣體分子在高溫電弧區（5000℃ ）作用下，離解為陽離子和自由電子而達到極高的溫度（10000 ℃）。
5、電子束爐高壓電子束在強電場作用下射向陽極，由於巨大的衝擊能量，使得陽極產生高溫,特是在高真空下可以獲得高溫。
3) 簡述熱電偶的測溫原理，並舉出一種冶金常用熱電偶的材料和分度號。
兩種不同的導體a 和b 連線在一起，構成乙個閉合的迴路，
當兩個接點1和2溫度不同時，在迴路中就會產生電動勢，此
種現象稱為熱電效應，該電動勢為「塞貝克溫差電動勢"，簡稱
「熱電動勢』』記為ab e 。熱電偶就是利用這個原理測量溫度的。
雙鉑銠熱電偶，鉑銠30一鉑銠6，b ；
鉑銠10一鉑(s 型）
鎳鉻一鎳矽(鎳鉻一鎳鋁)(k 型）
4) 簡述吸附劑分子篩對分子尺寸和極性的篩選作用。
只有臨界尺寸小於孔隙直徑的分子才能進入孔隙而被吸附；分子篩對進入孔道中的分子具有選擇性 ，對大小相近的分子，極性越大越容易被吸附，水是極性分子，對水有很強的吸附能力
5) 氣體分子的臨界尺寸如表所示，分子篩的孔隙直徑為0.35nm ，請問能被分子篩吸附的氣體分子有哪些？
表氣體分子臨界尺寸
2h ，2o ，2co ，2n ，o h 2
實驗技術部分
6) t ℃時，已知2o p 數值，自行畫示意圖求出與其對應的2h p /o h p 2的點。
對於m(s)+o2(g)=mo2(s)反應,在溫度t 時候,氧勢po2為o 點;
用h2o 和h2混合氣體得到該氧勢值,為m 點;
用co2和co 混合氣體得到該氧勢值,為n 點
7) 解釋相似準數的概念和研究意義。
概念：非是要求原型和模型的每點受力都對應成比例，而是將這些力作比值，可獲得一些重要的無因次組合（無量綱組合＝無單位組合），重新予以定義為相似準數
意義：在相似現象中，相應的相似準數數值相同，而且描述相似現象的準數關係式也相同。因此如果把模擬結果整理成準數關係式，那麼得到的準數關係式就可推廣到其他與之相似的現象上去。
因為準數關係中各項都是無量綱π項，所以準數關係式的形式不隨選用的物理量度量單位的變化而變。由相似準數可以得出模型定律，作為設計物理模擬模型的依據
8) 在物理模擬法中，如何理解雷諾數相等，則粘性力和慣性力動力相似的說法？（選作）
9) 舉出三種常用熱分析技術的名稱和工作原理。
1、差熱分析試樣在加熱或冷卻過程中應物理或化學變化產生熱效應。從而引起試樣溫度的變化，對這個溫度的變化以差示法進行測定，這就是dta 的基本原理。
2、差示掃瞄量熱法整個儀器有兩個控制系統進行監控，其中乙個控制溫度，使得試樣和參比物在預定速度下公升降溫；另乙個控制系統用於補償二者之間所產生的溫差。溫差是由於試樣的放熱或吸熱引起的。目的通過功率補償使得試樣和參比物之間的溫度始終相同。
這樣就可以根據補償的功率數值計算出單位時間內的焓變，即熱流率dh/dt ，單位是mj/s 或mw 。
3、熱重法在程式控制溫度下，測得的記錄質量變化與溫度的關係曲線。
10) 公升溫速率快對熱分析曲線的影響。
答案：公升溫速率是熱分析重要試驗條件之一，可直接影響dta 曲線峰的形狀、位置和相鄰峰的解析度，主要體現在以下幾個方面：
公升溫速度快，加重了試樣內部的溫差，導致出現以下情形：
第一公升溫速率快，曲線向高溫方向移動，原本在低溫下發生的相變或反應要推移到高溫區進行；
第二對於單個相變/反應點，當樣品內部達到相變/反應溫度時，相變/反應快速進行，峰頂溫度高，峰的形狀變陡，檢測靈敏度高，有利於檢測熱效應小的過程(比如相變過程）（比如鋁熔化，當中心溫度達到熔點時，樣品平均溫度高於熔點，熔化迅速，表現為吸熱峰高大）；
第三快速公升溫時，試樣內部會同時存在多個相變/反應區，相鄰峰谷會疊加在一起，減小了其間的解析度。（比如zrocl2.10h2o 物質，在公升溫過程中客觀存在連續脫水的過程，即存在幾個脫水吸熱谷。
當慢速公升溫是能明顯分開幾個脫水階段，在快速公升溫時就合併為單一階段，或者說表現為峰寬增加。）
11) 懸浮熔煉方法是一種較新的研究化學平衡的方法，請敘述該方法的優越性。 1、避免了熔體被坩堝材料汙染
2、測定的溫度範圍廣
3、高頻電流對熔滴起著強烈攪拌的作用，平衡在很短時間內可以達到，效率高
4、淬火後全部樣品可用於分析
12) 簡述冶金反應工程學的三種常用研究方法。（19章）
1、停留時間分布法：考察物料在反應器內的停留時間和停留時間分布
2、物理模擬法：基於相似原理的方法
3、數學模型法：在對反應過程有深刻理解的基礎上，應用「簡化』』和「等效性」原則
13) 畫出固體電解質氧濃差電池工作原理示意圖，並寫出
正極、負極和總反應公式。
見圖8-11222o o 4e -=+，22o 4e 2o -
+=，)p (o )p (o i o 2ii o 222=
14) 根據下圖給出的五組不同配比的cuni 合金試樣的熱分析曲線，用動態法原理畫
出cuni 合金相圖。見《金屬學與熱處理》p70
15) （5分）給出圖中o 點處abc 組分的含量。（自己分析下：a40% b30% c30%）
教育研究方法題庫
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