有色金属真空冶金

绪论

1真空冶金的技术基础

1.1稀薄气体的性质

1.1.1真空度的量度

1.1.2气体分子运动

1.1.3气体分子自由程和真空度划分

1.1.4气体分子与容器壁的碰撞

1.1.5物质的蒸发速率∞

1.1.6固体物质对气体的吸附和解吸

1.2真空系统概述

1.2.1抽气过程的一些基本概念

1.2.2真空系统的计算基础

1.2.3典型的真空系统

1.3真空泵及其选择

1.3.1水环泵

1.3.2活塞泵

1.3.3旋片泵

1.3.4罗茨泵

1.3.5涡轮分子泵

1.3.6蒸气喷射泵

1.3.7油扩散泵

1.3.8真空泵的组合

1.4真空计

1.4.1机械真空计

1.4.2U形真空计

1.4.3麦氏真空计

1.4.4热真空计

1.4.5电离真空计

1.5真空系统漏气和检漏

1.5.1系统的真空度不能保持的原因

1.5.2漏气

1.5.3检漏

参考文献

习题与思考题

2金属真空蒸馏

2.1基本原理

2.1.1纯金属的蒸气压和蒸气分子结构

2.1.2纯金属的蒸发速率

2.1.3合金元素的蒸气压

2.1.4合金真空蒸馏的分离判据及合金蒸气组成

2.1.5粗金属各组分的蒸发量

2.1.6金属蒸气的冷凝

2.1.7粗金属真空蒸馏精炼的方法

2.2粗锡真空精炼

2.2.1真空蒸馏粗锡各元素的行为

2.2.2粗锡真空蒸馏精炼实践

2.2.3锡铅合金真空处理

2.3粗铅真空精炼

2.3.1粗铅真空精炼时各元素的分离

2.3.2粗铅真空蒸馏的实践

2.4粗镉真空精炼

2.4.1前苏联的真空精炼镉

2.4.2日本三日市冶炼厂的真空精炼镉

2.4.3德国诺尔登电锌厂的镉真空蒸馏

2.4.4其他方法

2.5粗铟真空精炼

2.6粗锂真空精炼

2.7其他粗金属真空精炼

2.7.1粗锌真空精炼

2.7.2粗锑真空精炼

2.7.3粗硒真空精炼

2.7.4粗铋真空精炼

2.7.5真空精炼粗金属的发展前景

参考文献

习题与思考题

3有色合金中间产品的真空蒸馏分离

3.1概述

3.2锌基合金的真空蒸馏处理

3.2.1银锌壳的处理

3.2.2热镀锌渣的处理

3.2.3硬锌处理

3.2.4锌镉合金处理

3.2.5锌锡合金处理

3.2.6锌镍合金处理

3.2.7锌铝合金处理

3.3铅银合金的处理

3.3.1真空蒸馏铅银合金的基本规律

3.3.2真空蒸馏铅银合金的实践

3.4铅锑合金的分离

3.4.1铅锑合金的挥发性

3.4.2PbSb合金蒸馏的实践

3.5黄杂铜及铜的真空处理

3.5.1铜中各成分的挥发性

3.5.2真空蒸馏黄杂铜和粗铜

3.6锰铁合金提锰

3.7其他合金物料的处理

参考文献

习题与思考题

4矿石及半产品的真空蒸馏

4.1几种化合物的挥发性

4.1.1氧化物的挥发性

4.1.2硫化物的挥发性

4.1.3氯化物的挥发性

4.1.4碘化物的挥发性

4.2含砷及含锑金精矿的真空处理

4.2.1含砷金精矿的真空处理

4.2.2金锑矿和精矿的真空处理

4.3硫化锑汞矿的真空分离

4.4铅锌铜精矿及矿石的真空处理

4.4.1铅锌锕精矿的真空处理

4.4.2铜锌硫化矿的真空处理

4.4.3含砷、锌、锡硫化铜精矿的真空处理

4.5砷钴矿的真空处理

4.6含铅锌冰铜的真空处理

4.7氧化物的真空处理

参考文献

习题与思考题

5真空热还原提取有色金属

5.1金属氧化物在真空中还原的热力学分析

5.1.1金属氧化物在真空中的稳定性

5.1.2金属氧化物的真空热还原

5.2金属氧化物的真空碳热还原

5.2.1难熔金属化合物的真空碳热还原

5.2.2碱金属和碱土金属氧化物的真空碳热还原

5.2.3有色重金属的真空碳热还原

5.3有色金属化合物的真空金属热还原

5.3.1难挥发性金属的真空金属热还原

5.3.2挥发性金属的真空金属热还原

5.3.3其他金属的真空金属热还原

5.4其他金属的真空还原提取

参考文献

习题与思考题

6真空熔炼与真空脱气

6.1真空熔炼

6.1.1真空电弧熔炼

6.1.2电子束熔炼

6.1.3其他熔炼方法

6.2金属真空脱气

6.2.1真空脱气过程的热力学条件

6.2.2真空脱气的动力学分析

6.2.3金属中溶解的气体对金属质量的影响

6.2.4有色金属的真空脱气

参考文献

习题与思考题

7真空技术在材料加工中的应用

7.1真空烧结

7.1.1金属粉末烧结的基本原理

7.1.2金属钽的真空烧结精炼

7.2真空热处理

7.2.1真空气氛

7.2.2真空热处理的特点

7.2.3真空热处理炉

7.2.4真空热处理实践

7.3真空镀膜

7.3.1真空蒸镀

7.3.2溅射镀膜

7.3.3离子镀镀膜

7.3.4化学气相沉积镀膜

7.4真空技术在其他方面的应用

7.4.1真空制粉

7.4.2真空电子束焊

7.4.3真空钎焊

参考文献

习题与思考题

附录

附录1元素在不同压强下的沸点（K）

附录2二元合金（AB）组分的活度系数γ与浓度XA的关系

附录3元素周期表

　　本书第1版自1998年发行以来，作为全国许多高等学校的冶金类专业教材和冶金科研人员的参考书，深受读者的关注，有关教师及科研人员对本教材提出了许多宝贵的建议。2006年，根据普通高等教育“十一五”国家级规划教材和有色金属冶金专业教学大纲的要求，编者在本书第1版的基础上组织多位老师进行了修订，对全书的结构作了部分调整，对内容作了适当的增减：补充了一些新内容，单位、符号一律采用法定计量单位，删去了一些相对较陈旧的内容。第1章增加了真空系统概述的内容；根据近几年的最新研究进展，金属真空蒸馏部分增加了粗铟、粗锂、粗硒、粗铋等的真空蒸馏内容；有色合金中间产品的真空蒸馏分离部分增加了锌锡、锌镍、锌铝合金的处理；调整了原第5章真空还原提取有色金属部分的结构，并增加了一些碱金属化合物和稀土金属化合物的金属热还原的内容；调整了原第6章高熔点金属的真空精炼及金属表面处理部分的结构，同时增加了真空技术在材料加工中的应用。　　真空技术应用于冶金、材料、物理、化学等科学领域，拓展出许多新的分支学科。真空冶金是真空技术与冶金技术的交叉，是一种清洁冶金新技术，它将有利于一切增容的物理化学过程。20世纪50年代以来，科学工作者们在真空冶金领域开展了大量的工作，丰富了真空冶金的理论和实践，促进了冶金科学的发展。本书共分7章，主要针对有色金属的真空冶金，结合生产实践，讲述了真空技术在合金分离、金属提取和提纯、材料处理与制备等领域的理论与应用，内容包括真空冶金的技术基础、金属真空蒸馏、有色合金中间产品的真空蒸馏分离、矿石及半产品的真空蒸馏、真空热还原提取有色金属、真空熔炼与真空脱气、真空技术在材料加工中的应用，其中许多应用实例和数据来自最新的试验和生产实践。　　本书除作为高等院校冶金类专业学生的教材外，还可供冶金生产设计、研究人员参考。