XXXX冶金物理化学辅导

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冶金物理化学

期末总复习郭汉杰北京科技大学2010-12-31郭汉杰编著，冶金物理化学教程（第二版），冶金工业出版社，2006

主要参考书目：

教材：张家芸主编冶金物理化学

如何学习冶金物理化学课前预习，上课记好课堂笔记；在理解基本原理的前提下完成课后作业；抓住“重点”和“难点”，反复演练相关推导；真正理解一些关键问题的含义，如“标准态”和“平衡态”，并搞清它们之间的关系。课程内容1冶金热力学基础2冶金熔体3热力学状态图4冶金热力学应用5冶金过程动力学基础6冶金反应动力学模型1冶金热力学基础●体系的自由能☉纯物质i的自由能☉溶液中i的自由能☉气相中i的自由能☉固相中i的自由能●等温方程式；●等压方程式；●化学反应的标准自由能计算☉微、积分法（对结果进行最小二乘处理，使其变为二项式）☉用已知的自由能（标准生成、溶解自由能函数）2冶金熔体-铁溶液●两个基本定律☉拉乌尔、☉亨利●活度及其三个标准态☉活度的定义；☉活度及活度系数的关系（14个）●瓦格纳方程●规则溶液☉混合自由能与超额自由能；☉定义☉性质（超额函数;α函数）2冶金熔体-熔渣●熔渣的基本性质：☉碱度（一般、过剩碱、光学碱度）☉氧化还原性（氧化铁折合成亚铁-2、氧化亚铁的氧化还原反应）●熔渣理论模型（☉分子、☉离子理论）3热力学状态图-氧势图●研究对象的●斜率（）公理：凝聚态的标准熵远小于气态的●曲线的类型（5类），斜率分别为：☉>0；☉=0（1条）；☉<0（1条）；☉在T点改变（金属变大、非金属变小）●曲线的位置（氧化还原）3热力学状态图-相图●相律●二元系相图总结●三元系相图☉浓度三角形及其性质（5个）（垂线、平行线定理、等含量规则、定比例规则、直线规则、重心规则）☉具有一个稳定二元化和物☉具有一个不稳定二元化合物。●相图基本规则☉相区邻接规则及其三个推论；☉相界线构筑规则（两个）；☉复杂三元系二次体系副分规则（含有一个化合物的三元系二次体系副分规则；含有两个以上化合物的三元系二次体系副分规则（连线规则、四边形对角线不相容原理）；☉切线规则；☉阿尔克马德规则（罗策印规则）；☉零变点判断规则4冶金热力学应用4.1硫容量4.2不锈钢冶炼5冶金动力学基础化学反应动力学●动力学方程的写法；●三个级别的基元反应（☉微分、☉积分式及其曲线、☉半衰期；☉k的量纲）；●复合反应（☉平行；☉可逆一级；☉串联）多相反应基本理论●菲克的两个定律（☉单相，☉三个特解）；●边界层的理论（多相反应理论；数学模型、图、kd与Re及Sc的关系）；●动力学三个基本模型（☉双膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论；☉模型的叙述及三个传质系数）6.冶金动力学模型●气固反应（未反应核模型）☉反应机理☉外扩散☉内扩散☉界面化学☉联合控速及一般情况●气液相反应模型☉单相中生成气泡的不可能性；☉复相中生成气泡的条件、大小、上浮时间；☉C-O反应的模型（低碳、高碳）●液液反应模型☉机理；☉如何简化机理；☉最大速率法确定限制环节；☉计算反应？%所需要的时间

冶金热力学举例：奥氏体不锈钢的去碳保铬奥氏体不锈钢是一种重要的金属材料，其特点是具有良好的抗晶间腐蚀能力。其含碳量越低，抗腐蚀能力越强。奥氏体不锈钢的一般钢号为1Cr18Ni9（Ti），即，C≤0.12%，Cr17%～19%，Ni8%～9.5%，Mn1%～2%，S≤0.02%，P≤0.035%。钢号为0Cr18Ni9的不锈钢，C≤0.08%。对于超低碳优质不锈钢，C≤0.02%。第一个阶段—配料熔化法（1926年～上一世纪40年代）

方法特点就是使用各种低碳原料，如工业纯铁、纯镍、低碳铬铁及低碳废钢等。按钢号要求事先配好料，然后在电炉内熔化生产不锈钢。所以该法在电炉中只是个单纯的熔化过程。由于在熔化过程中，电极会向熔池渗碳，因此必须使用低碳原料。配料熔化法存在如下两个主要问题:

（1）不能使用不锈钢返回料。不锈钢生产中会产生大约30%～50%的返回料。如果使用这些返回料，那么由于熔化过程中，电极会向熔池渗碳0.08%左右，因此将造成钢水中含碳量超标。（2）如果使用返回料，不能用铁矿石氧化去碳。在当时，吹氧氧化去碳技术还未产生，氧化剂主要是铁矿石。然而，若想使用返回料，用铁矿石作氧化剂，只会造成铬的大量氧化，而碳并不氧化，从而达不到去碳保铬的目的。??第二个阶段—返回吹氧法（1939年）该法在1939年由美国发明，称为不锈钢冶炼史的一次革命。该法的优点是可以使用返回料，并通过吹氧的方法达到去碳的目的??

该法同样存在下面两个问题:（1）吹氧时，钢水中的[Cr]也要氧化一部分，大约2%～2.5%，造成一定的浪费。（2）配料时Cr不能一次配足。即，生产1Cr18Ni9不锈钢时，Cr不能一次配到18%，而只能配到12%～13%。??这样停吹后，由于吹氧损失2%～2.5%的Cr，熔池中含Cr只有10%左右。所以必须在氧化期末补加一定量的低碳铬铁，从而提高了生产成本。第三个阶段—高碳真空吹炼法60年代发展起来的一种新方法，被称为不锈钢冶炼史上的新纪元。该工艺具有如下四个特点：（1）原材料不受任何限制，各种高碳材料均可以使用；（2）配料时Cr可以一次配足??（3）采用真空或半真空吹炼，或者先在常压下吹氧脱碳到一定程度后，再进行真空或半真空处理；（4）钢液中[Cr]的回收率高，可达97%～98%选择性氧化—奥氏体不锈钢的去碳保铬热力学在炼钢温度下碳和铬同时与氧相遇，氧化作用必有先后。这决定于元素同氧的亲和力的大小，亲和力大的先氧化。按照同氧亲和力大小决定氧化或还原顺序，这就是选择性氧化和还原理论核心。从埃林汉图可知，吹炼温度必须高于氧化转化温度，才能使钢水中的[C]氧化而[Cr]不氧化，也就是可以达到去碳保铬的目的。1473K标态下的氧化顺序∆G0=0时，T＝1508K(1235ºC)。?(固态下)标态下的氧化顺序∆G0=0时，T＝1570K(1297ºC)。?(溶于钢液)非标态下的氧化顺序非标准态下，碳和铬的氧化顺序由等温方程决定。Cr>9%时，渣中铬氧化物为Cr3O4。所以冶炼不锈钢的反应如下：非标准状态下，碳和铬的反应决定于温度、C和Cr的含量、pCO。非标态下氧化转化温度计算

吹炼温度必须高于氧化转化温度，才能使钢水中的[C]氧化而[Cr]不氧化，也就是可以达到去碳保铬的目的。

表[C]和[Cr]的氧化转化温度计算结果谢谢观看/欢迎下载BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH一本万利工程1、背景驱动2、盈利策略3、选菜试菜4、价值创造5、完美呈现6、成功面试7、持续改造（一）、一本万利工程的背景驱动

1、什么是一本万利

2、餐饮时代的变迁菜单经验的指导方针运营市场定位的体现经营水平的体现体现餐厅的特色与水准沟通的工具餐厅对顾客的承诺菜单承诺的六大表现1、名字的承诺2、质量的承诺3、价格的承诺4、规格标准的承诺5、外文翻译的准确6、保证供应的承诺

1、顾客满意度餐厅价值、价格、合理感、愉快感、安心感、美味感、便利感、满足感、有价值感、喜悦感、特别感2-2、初期投资餐厅面积、保证金、设备投资、店铺装潢、器具用品投资、制服选定、菜单制作2-1、开业准备厨具、供应商选定、设计、用品选定、餐厅配置、员工训练、餐厅气氛、促销方式3、经营数据营业额、客流量、成本率、人均消费、顾客回头率、出品速度、人事费用菜单内容决定决定相关相关决定决定决定决定以菜单为导向的硬件投资

1、餐厅的装修风格2、硬件设施服务操作3、餐厅动线4、餐具与家俬5、厨房布局6、厨房设备菜单设计正果1、能诱导顾客购买你想让他买的餐点2、能迅速传达餐厅要表达的东西3、双赢：顾客喜欢、餐厅好卖餐厅时代的变迁食物时代硬体时代软体时代心体时代食物食品饥食饱食品质挑食品味品食品德惧食体验人们正在追寻更多的感受，更多的意义更多的体验，更多的幸福（二）盈利策略1、组建工程团队2、确定核心价值3、确定盈利目标4、确定客单价5、设计盈利策略6、确定核心产品谁来设计菜单？产品=做得出来的物品商品=卖得出去的物品商家=产品具备商品附加值物（什么产品）+事（满足顾客何种需求）从物到事从食物到餐饮从吃什么到为什么吃产品本身决定一本，产品附加值决定万利从生理到心理从物质到精神从概念到五觉体验创造产品的五觉附加值体验何来

一家企业以服务为舞台以商品为道具，让消费者完全投入的时候，体验就出现了PART01物=你的企业卖什么产品+事=能满足顾客何种需求？确定核心价值理念核心价值理念1、卖什么样的菜2、卖什么样的氛围？3、如何接待顾客？卖给谁？卖什么事？卖什么价？企业目标的设定1、理论导向的目标设定2、预算3、制定利润目标费用营业额亏损区利润区临界点变动费用总费用营业额曲线费用线X型损益图利润导向的目标设定确定目标设定营业收入=固定成本+目标利润1-变动成本率-营业税率例：A餐厅每月固定成本40万，变动成本50%，营业税率5.5%，目标利率每月8万，问A餐厅的月营业收入：月营收入=（40+8）÷（1-50%-5.5%）=48÷0.445=108万测算损益平衡点保本线=固定成本1-变动成本率-营业税率例：A餐厅保本线=40÷（1-50%-5.5%）

=40÷0.445

=90万定价的三重意义2、向竞争对手发出的信息和信号1、是利润最大化和最重要的决定因素3、价格本事是价值的体现定价由此开始1、评估产品、服务的质量2、寻求顾客价值与平衡点3、以价值定义市场确定客单价盈利占比策略

占比策略内部策略销售占比占比策略内部策略10%40%10%20%20%（三）、选菜试菜1、ABC产品分析2、产品的确定（食材、口味、烹调、餐饮）3、成本的确定ABC分析策略毛利率营业额CBACABBACCCAA营业额C毛利A优化、提升增加销售双A双赢ABC顾客商品涨价保留亏本商品删营业额A毛利C顾客超额、成本过高有意义的保留无意义的删除双C双输菜单内容选择的标准因素成本设备厨师技术操作空间菜系风格吻合度品质可控度原料供应顾客喜好菜单协议度（销售目标、颜色、口味、造型、营养等）产品类别确定的四个方面1、按食材确定比例2、按口味确定比例3、按烹饪确定比例4、按餐饮确定比例

（无酒精饮品、含酒精饮品比例）框架依据操作依据目标依据成本依据试口味成本操作第一次试菜的内容精确的成本核算—五个关键词1、净料率（一料一控、一料多档）2、调味料成本（单件产品、批量产品）3、燃料成本4、统一计量单位5、标准食谱成本卡试口味餐具造型色彩第二次试菜的内容四料构成表1、符合思想审定2、符合目标审定3、符合定位审定4、符合框架审定四平构成表(四)、创造价值1、定价策略的确定2、提升双A核心产品的附加值3、增加更多的顾客选择性顾客会记住的价格最低价人均消费热门畅销品商品较多的价格带最高价产品价格和观念价值永远是不一样的，体验经济时代出售的不是产品价格，而是观念定价与确定价格的区别确定价格产品、服务主导思路确定一个易于销售的价格由企业根据成本以及和其他企业的比较确定定价基于顾客的价值私立评估价值、确定等级在顾客和企业的来往过程中确定企业定价三大策略1、薄利多销策略2、相对稳定价格策略3、高价位价格策略提升产品附加值的“十大绝招”三好七增名字好卖相故事服务选择文案时间体验健康推广感觉“附加值”提升产品附加值的“两大前提”一好味道二品质确定好卖相美色器形设摄状增健康少油汤汁盐多有机养生品种增时间原材料生长原材料获得制作耗时美味时间要求增文案—文字叙述九问1、餐点是什么？2、如何烹调制作？3、如何呈现？4、有何故事？5、有否独特的口味？6、有否体现品质等级？7、食材的来源？8、有何独特的体验？9、对人有何好处？一料多烹多吃多味增选择增推广易拉宝台卡小画册传媒宣传销售人员介绍POP（五）、完美呈现1、专业团队的选择与合作2核心价值的呈现平面制片摄影助理摄影师食品造型翻译修图师文案设计师跟印完稿员餐饮行业中照片的功能的三个层次传递信息吸引顾客传播文化菜式拍摄菜式拍摄的本质是静物拍摄最根本的原则是对你的店铺产生愉悦感不仅仅要让顾客看见，更要问道和尝到照片对菜单设计师的要求对餐饮行业有一定的了解了解餐厅的定位有全局观和预见性善于沟通对平面设计师的要求熟练掌握各类设计软件Photoshop,Indesign,Illustrator,Coreldraw等色彩管理知识印刷机装帧知识深厚的美术功底眼光和创意——了解潮流趋势字体整体性板式美观度图片板式的五个建议1、餐厅的风格吻合度2、桌面的大小考虑3、灯光的明暗考虑4、阅读的舒适度5、纸张文稿的撰写封面设计六指标完美指