冶金原理自己总结

第一篇：冶金原理自己总结

1.熔渣主要由冶金原料中的氧化物或冶金过程中生成的氧化物组成的熔体。

2.熔渣组分的来源:

矿石或精矿中的脉石;

为满足冶炼过程需要而加入的熔剂;

冶炼过程中金属或化合物（如硫化物）的氧化产物;

被熔融金属或熔渣侵蚀和冲刷下来的炉衬材料.3.冶炼渣（熔炼渣）:是在以矿石或精矿为原料、以粗金属或熔锍为冶炼产物的熔炼过程中生成的主要作用——汇集炉料（矿石或精矿、燃料、熔剂等）中的全部脉石成分、灰分以及大部分杂质，从而使其与熔融的主要冶炼产物（金属、熔锍等）分离。

4.精炼渣（氧化渣）:是粗金属精炼过程的产物。

主要作用——捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。

5.富集渣:是某些熔炼过程的产物。

作用——使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将它们回收利用。

6.合成渣:是指由为达到一定的冶炼目的、按一定成分预先配制的渣料熔合而成的炉渣。如电渣重熔用渣、铸钢用保护渣、钢液炉外精炼用渣等。

这些炉渣所起的冶金作用差别很大。

例如，电渣重熔渣一方面作为发热体，为精炼提供所需要的热量；另一方面还能脱出金属液中的杂质、吸收非金属夹杂物。

保护渣的主要作用是减少熔融金属液面与大气的接触、防止其二次氧化，减少金属液面的热损失。

7.熔渣的其它作用:

作为金属液滴或锍的液滴汇集、长大和沉降的介质;

在竖炉（如鼓风炉）冶炼过程中，炉渣的化学组成直接决定了炉缸的最高温度;

在许多金属硫化矿物的烧结焙烧过程中，熔渣是一种粘合剂;

在金属和合金的精炼时，熔渣覆盖在金属熔体表面，可以防止金属熔体被氧化性气体氧化，减小有害气体（如H2、N2）在金属熔体中的溶解。

8.熔渣的副作用:

熔渣对炉衬的化学侵蚀和机械冲刷;

炉渣带走了大量热量;

渣中含有各种有价金属.9.熔盐——盐的熔融态液体通常指无机盐的熔融体

10.熔锍——多种金属硫化物（如FeS、Cu2S、Ni3S2、CoS等）的共熔体.11.从平面投影图绘制等温截面图步骤：

将平面投影图中给定温度以外的等温线、温度高于给定温度的部分界线（fe1）去掉

将界线与给定温度下的等温线的交点（f）与该界线对应二组元的组成点相连接，形成结线三角形（BfC）

去掉余下的界线（Ef，Ee2，Ee3）

在液–固两相区画出一系列结线

标出各相区的平衡物相

用 “边界规则”检查所绘制的等温截面图

12.加速石灰块的溶解或造渣的主要措施：

降低炉渣熔化温度

提高熔池温度

加入添加剂或熔剂（如MgO、MnO、CaF2、Al2O3、Fe2O3）等。

增大渣中∑FeO含量

显著降低C2S初晶面的温度；

破坏C2S壳层，促进石灰块的溶解。

13.熔化性温度——粘度由平缓增大到急剧增大的转变温度。

14.熔化温度 —— 冶金熔体由其固态物质完全转变成均匀的液态时的温度。

15.熔渣可分为两种：氧化渣和还原渣。

氧化渣——能向金属液输送氧、使金属液被氧饱和或使金属液中的杂质氧化的渣。还原渣——能从金属液中吸收氧、即发生金属液脱氧过程的渣。

16.熔渣的供氧能力或吸收氧的能力取决于熔渣中与金属液中氧势的相对大小。

当熔渣中的氧势大于金属液中的氧势时，此炉渣为氧化性渣。

当熔渣中的氧势小于金属液中的氧势时，此炉渣为还原性渣。

17.金属氧化物分解压的大小是衡量氧化物稳定性的标准。

氧化物的分解压愈大，此氧化物愈不稳定，愈容易分解析出金属；

分解压愈小，此氧化物愈稳定；要使它分解就需要更高的温度或更高的真空度。

18.降低生成物活度aXA、aMe

◆ 当生成物XA不是纯物质，而是处于某种溶液（熔体）中或形成另一复杂化合物时，其活度小于1,对还原反应有利。

◆ 当生成物XA或Me为气态时，降低生成物的分压，对还原反应有利。?

◆ 当生成物Me处于合金状态，其活度小于1，对还原反应有利。?

19.降低反应物（MeA、X）的活度对还原反应不利

◆ 当反应物MeA及还原剂X处于溶液状态，或以复杂化合物形态存在时，不利于还原反应。◆ 当还原剂X为气体，其分压小于P?时，不利于还原反应。

20.对还原剂X的基本要求

◆ X对A的亲和势大于Me对A的亲和势。

◆ 还原产物XA易与产出的金属分离；

◆ 还原剂不污染产品——不与金属产物形成合金或化合物。

◆ 价廉易得。

21.H2、CO还原金属氧化物的比较

在1083 K（810 oC）以上，H2的还原能力较CO强；在1083 K以下，CO的还原能力较H2强。

MeO的CO还原反应，有些是吸热的，有些是放热的；MeO的H2还原反应几乎都是吸热反应。

H2在高温下具有较强的还原能力，且生成的H2O较易除去;

H2的扩散速率大于CO,用H2代替CO作还原剂可以提高还原反应的速率。

用H2作还原剂可以得到不含碳的金属产品；而用CO作还原剂常因渗碳作用而使金属含碳

22.金属热还原法——以活性金属为还原剂，还原金属氧化物或卤化物以制取金属或其合金的过程。

用CO、H2作还原剂只能还原一部分氧化物；

用C作还原剂时，随着温度的升高可以还原更多的氧化物，但高温受到能耗和耐火材料的限制；

对于吉布斯自由能图中位置低的稳定性很高的氧化物，只能用位置比其更低的金属来还原； 硫化物、氯化物等也可用金属来还原；

金属热还原可在常压下进行，也可在真空中进行。

23.还原剂的选择

还原剂和被还原金属生成化合物的标准吉布斯自由能及生成热应有足够大的差值，以便尽可能不由外部供给热量并能使反应完全地进行；

还原剂在被提取金属中的溶解度要小或容易与之分离；

形成的炉渣应易熔，比重要小，以利于金属和炉渣的分离；

还原剂纯度要高，以免污染被还原金属；

应尽量选择价格便宜和货源较广的还原剂。

24.影响氧化精炼过程除杂效果的因素

1）温度

◆ 金属中许多杂质的氧化过程为放热过程,升高温度对精炼除杂反应不利。

◆ 炼钢过程中硅、锰、铬、磷氧化反应的平衡常数随温度升高而减小,升高温度不利于这些杂质的氧化。

2）熔渣的成分

◆ 渣的酸碱度影响渣中氧化物的活度。

◆ 当生成的杂质氧化物为酸性（如SiO2，P2O5等）时，则在碱性渣中其活度小，有利于其除去。

◆ 当杂质氧化产物为碱性氧化物时，则炉渣应保持为酸性。

◆ 渣中主金属氧化物（MeO）的活度对氧化精炼有重大影响。

3）金属相的成分

金属相的成分将影响杂质A的活度系数f[A]。

4）杂质的性质

25.熔析精炼的类型

1、冷却凝析精炼

将具有二元共晶型的液态粗金属熔体缓慢冷却到稍高于共晶温度，杂质以固体（或固溶体）析出并浮于金属熔体的表面上，使固相与液相分离。

2、加热熔析精炼

将具有二元共晶型的固态粗金属加热到稍高于共晶温度,杂质含量接近共晶组成的熔体，沿倾斜的炉底流出，而杂质仍留在固相中。

26.熔析过程的主要影响因素

温度

过程温度愈按近共晶温度，提纯效果愈好。

粗金属成份

粗金属中某些其化杂质的存在，可能形成溶解度更小的化合物，提高精炼效果。

27.粗铅的加锌除银与其它化学精炼(萃取精炼)

原理:在熔融粗金属中加入第三种金属，该金属与粗金属中的杂质形成高熔点化合物而从熔融粗金属析出，从而实现杂质的分离。

应用:粗铅加锌除银；粗铅加钙、镁除铋精炼；粗铅加铝除银；铁水加铅脱铜

第二篇：冶金原理超全面总结

活度：引入修正后的浓度值。其中的修正系数成活度系数。活度测定方法；

1、蒸汽压法，2、分配定律法，3、化学平衡法，4、电动势法。理想溶液：在全部浓度范围内服从拉乌尔定律的溶液。稀溶液：溶质的蒸汽压服从亨利定律，溶剂的蒸汽压服从拉乌尔定律的溶液。混合焓不为零，但混合熵等于理想溶液的混合熵的溶液。实际存在的溶液。标准溶解自由能：由纯物质转变为溶解标准态的吉布斯自由能变。宏观动力学：环节：多相反应发生在体系的相界面上。三个环节：

1、反应物对流扩散到反应界面上，2、在反应界面上进行化学反应，3、反应产物离开反应界面向相内扩散。串联过程：反应过程是由物质的扩散和界面化学反应诸环节组成的。限制环节：当串联反应有一个或多个环节进行较快，而仅有一个环节最慢时，则这个环节为整个反应过程的限制者。分子扩散：由浓度梯度引起的扩散。扩散系数：是浓度梯度 的扩散通量。扩散分子的运动和流体的对流运动同时发生，使物质从一个地区迁移到另一个地区的协同作用。传质系数：流体中扩散物质的浓度是c而其在凝聚相表面上的浓度（界面浓度）是c*则该组分的扩散通量与此浓度差成正比即J=β(c+c*),β为比例系数称传值系数。速度边界层：贴近相界面有速度梯度出现的流体薄层。有效浓度边界层：x=0处作浓度分布曲线的切线其与相内浓度c线的延长线的交点到界面的距离δ。区域化学反应：这种沿固体内部出现的相界面附近区域发展的反应称。双模模型：这种两相间反应界面两侧都存在着表征扩散阻力的浓度边界层的模型称双模理论。克努生扩散：气体在多孔介质孔隙中的扩散系数和孔隙的直径有关，当孔隙很小气体分子的平均自由程比孔隙的直径大得多时气体分子直接与孔隙壁碰撞的机会就会比分子之间的相互碰撞的机会多，致使其内气体扩散的速率减少。未反应核模型：当固相反应物致密时，化学反应从固相物表面开始逐渐向矿中心推进，反应物和产物层之间有较明显的界面存在，反应在层间的相界面附近区域进行，因此形成的固相产物层则出现在原来固相反应物处，而原固相物内部则是未反应的部分。过热度：高出熔点的温度。间隙式固溶体：是组分的原子占据了本体晶格的空隙位两种原子的半径相差很大。固溶体：当有其他固体原子溶入某种固体时称。表面活性（非活性）物质：溶解组分在表面上出现（不出现）过剩浓度称正（负）吸附，它使溶液的表面张力降低（保持不变或有所提高）这种组分称（非）表面活性物质。熔渣的作用：离或吸收杂质，除去粗金属中有害于金属产品性能的杂质，富集有用金属氧化物及精炼金属的作用，并能保护金属不受环境的玷污及减少金属的热损失。浓度三角形：三角形的顶点代表纯组分，每一边是由两顶角代表的祖坟所构成的二元系的浓度坐标线，三角形内的点则表示由3顶角代表的祖坟所构成的三元系的浓度值。背向规则：当等比例线上物系点的组成点，再背离其所在顶角的方向上移动时，体系将不断析出成分C，而其内组分C的浓度不断减少，但其他两组分的浓度比则保持不变，这称。重心规则：在浓度三角形中，组成为M1，M2，M3，的物系或相点，其质量分别为m1，m1，m3，混合形成一质量m0的新物系点O是，此新物系点则位于此3个物系点练成的三角形M1，M2，M3的重心上。碱性氧化物的质量分数与酸性氧化物的质量分数之比称炉渣的碱度R。光学碱度：某氧化物施放电子的能力与CaO施放电子的能力的比为该氧化物的光学碱度Λ。碱性氧化物：渣中能解离出氧离子的氧化物。酸性氧化物：转变为络离子的氧化物。相：有共同物理化学性质的均匀部分。组元：表述平衡所需最少物种数。自由度：描述一平衡所需最少变量数。称熔渣吸纳有害分子等能力称为“某”容量。熔渣中固相完全消失的温度。熔渣的熔点是熔渣中固相完全消失的温度。但此时熔渣的黏度是比较高的，甚至在相当广阔的温度范围内还处于半流体状态，而为了使高炉冶炼顺行，应使熔渣溶化后的温度能保证熔渣达到自由的流动。这个最低温度称。长渣：（偏酸性渣，玻璃渣）渣中大分子多，黏度随温度变化迟缓。短渣：（石头渣）渣中大分子少，黏度随温度变化敏感。分解压：一定温度下某化合物生成离解反应达平衡产生的气相平衡分压PB（平）称化合物的分解压。影响分解压：T,P,固相相变，固体分散度，形成溶体。分解的开始温度：PB分解压和=PB'下开始并继θ续分解的温度。T开=A/（lgPB-B）。T沸=A/(lgP-B)(P=P'/P)，P'=100kPa,P=1。分解的沸腾温度：化合物被加热，分解压达到体系的总压，使化合物将剧烈的分解，这时化合物的分解温度称。氧势递增原理：氧化物的氧势是随其金属元素价数的增高而逐渐递增的。间接还原：可用气体做还原剂的间接还原法。直接还原：用固体做还原剂的直接还原法。特点：均强吸热。歧化反应：低价化合物在一定温度发生分解，转变为其相邻的高价氧化物，并析出金属的反应。πc=RTlnac。气相碳势>碳化物的碳势，则发生渗碳，相反金属内的碳气化，发生脱碳。：必须在能消除炉θθ渣中的（FeO）或减低铁液氧势的条件进行。氧势图横坐标T，纵坐标氧势π0=RTlnPO2/kj/mol，截距△rHm，斜率-△rSm，会有不同的PCO/PCO2等一系列氧势线交于T=0轴的一点c，斜率不同取决于θPCO/PCO2，PCO/PCO2=1氧势线是RTlnPO2=△rGm即反应处于标准态的氧势线，其余为非标态。特点：绝大多数氧化物向右上倾斜，水平S气》Sl>Ss，向右下倾斜2C(S)+O2=2CO，作用判明氧化物稳定性，θ其中位置越低者越稳定，越被氧化。得到氧化物分解压。氧化物相对稳定性及氧化还原反应的平衡温度。CO及H2还原氧化物反应的平衡常数及还原开始温度。Po2<1，△rGm>△rGm绕C点逆时针旋转，氧势线向上移，氧化物更不稳定。氧势图作用：

1、确定氧化物稳定性，2、确定氧化物分解压，3、确定氧化物稳定性及氧化还原反应的平衡温度，4、确定碳吸氢气还原氧化物反应的平衡常数及平衡温度。脱氧：向钢液中加入氧亲和力比铁大的元素，使溶解于钢液中的氧转变为不溶解的氧化物，自钢液中排出称。脱氧3种方法：沉淀脱氧：钢液中加入脱氧剂而形成脱氧产物能借自身的浮力或钢液的对流运动排出。扩散脱氧：利用氧化铁很低的熔渣处理钢液，使钢液中氧经扩散进入熔渣中，而不断降低。真空脱氧：利用真空的作用降低与钢液平衡的Pco，从而降低了钢液的氧和碳的含量。回磷：在熔炼脱氧合金化及浇铸过程中，能形成酸性氧化物的元素，大量进入钢液中及炉渣碱度降低，均能破坏渣中的磷酸盐，（P2O5）发生还原，钢液中的磷量增加称。影响脱磷因素：高氧化铁、高碱度即磷容量大的熔渣及时形成，是加强脱离的必要条件，低温有利于脱磷，金属熔池某些能提高磷活度系数的与元素存在。影响脱硫的因素：炉渣的组成，金属液的组成，温度。温度：高温，熔渣碱度：高碱度，炉缸的氧势：低氧势。脱磷反应：氧化脱磷：氧化法是利用氧化剂使铁液中（P）氧化成PO，再与加入能降低其活度系数的脱磷剂，结合成稳定的复合化合物，而存于熔渣中。2-氧化性渣表面张力主要取决于？表面O和正离子的作用，正离子静电势大的碱性氧化物表面张力较大（MnO2，FeO，CaO）。FeO熔体表面活性物质有？CaF2，P2O5，TiO2。泡沫渣？形成其必要条件？进入渣内的不溶解气体被分散在其中形成无数小气泡时，熔渣的体积膨胀，形成为液膜的密集排列的孔状结构称。其形成与熔渣的起泡能力及泡沫的稳定性有关。系数比在金属液内的低一-10-112-1个数量级，10~10ms因此，高温冶金反应过程的限制环节大都在熔渣内。了解CO钢液内均相形核是否可能？为什么？当钢液中碳氧化形成的CO气泡核大于其临界核时，才能稳定形成、长大和排出，对于表面张力一定的钢液，临界核的半径与钢液的w[C]、w[O]过饱和有关。过饱和度越大，则临界半径就越小，新相核就易于形成。一般认为，钢液这种饱和度不高，由此形成的气泡核的半径却比较大，为了能形成如此大的临界气泡，需要在临界气泡内瞬时积累由碳氧化形成的CO分子数107~1010个。这样大数目的分子数十难于靠局部浓度的起伏完成的。为什么说“碳”是万能的还原剂：C的氧势图走向右下方，且与大多数金属氧化物的氧势线有交点。判定氧化物稳定性的热力学方法：随着温度的升高，高价氧化物分解放出氧，转变为低温下稳定存在的相邻的高价的氧化物。2+2-于什么？是氧离子的活度么？不是,取决于渣中氧的化学势和金属液中氧的化学势的相对大小。在T一定，渣及金属液组成一定时，只能FeO在渣中分配，（Fe）的伴随下，（O）才能有效进入金属液中用（FeO）的浓度或活度表示渣的氧化性。钢水用高压气搅拌，搅拌剧烈（ðσ/ðx）x=0，dc↓传质效率？提高有效边界层内，尽管可用稳态扩散理论处理对流传质问题，但并不意味此层只有静止分子扩散，实际此层仍有紊流流动应该以等效观点理解dc有效边界层内传质结果和其个数值的分子扩散相当。：

1、高价氧化物只能依次分解成为能与之平衡共存的次级低价氧化物

2、在给定条件下，只有和金属平衡的氧化物才能分解出金属，3、不相邻的氧化物则不能平衡共存，不能用平衡常数来表述其关系。有了铁为什么还要炼钢：以生铁为主要原料的氧化熔炼中，需要去除的元素和杂质，分为3类，1、高炉中过多还原的元素，如Si Mn 极特别是溶解的，2、有害于产品性能的杂质，如Ps及气体H N，3、在氧化过程中，由氧化作用引入的氧及其伴生的夹杂物，因此炼钢过程的主要反应式元素（Si Mn C P）的氧化，脱磷去气体（H N），脱氧剂调整钢液的成分，最后把化学成分合格的钢液浇铸成钢锭或连铸坯，便于轧钢。炼钢的方法主要有哪些：以高炉铁水或铁浴融化还原铁水为主要原料的氧气炼钢法和以废钢为主要原料的电弧炼钢法，在氧气转炉炼钢法中，按照氧气吹入转炉内方式的不同，分别有顶吹氧气转炉炼钢和底炉吹氧气炼钢以及顶底复合吹氧炼钢。试述影响元素氧化的热力学条件及影响因素：当熔池中多种元素共存时，一般是形成氧化物，MxOy氧势最小的元素首先氧化，而其氧化强度随温度的升高而减弱，元素的氧化顺序还将θθ受活度变化的影响，因为（Po2（MxOy）=K（a2/3 MxOy /a2x/ym）πo（MxOy）=△rGm+2/yRTln0MxOy-2x/yRTlnm），故元素的浓度相同时，氧势较小的先氧化或者强烈氧化，而元素浓度不相同时，浓度高的其氧势较小，最先氧化。了解CO熔池内异相形核是否可能？为什么？：脱碳反应CO气泡的生成要经过异相形核阶段所以碳的氧化是在钢液-炉底耐火材料界面上发生的。与钢液接触的耐火材料炉底，常不易为钢液所湿润，其表面有气体填充的微孔，他们的尺寸远大于钢液过饱和度相当得临界气泡核（r*）时，就能成为气派的现成核，碳氧化形成的CO进入其内，使气泡长大，脱离微孔上浮。残余在微孔内的气体，则成为下次气泡形成的核源。因此，不能为钢液所湿润的耐火材料表面的微孔，当其具有不为钢液填充的最大半径时，就能成为气泡的形成核。试述复合脱氧提高强脱氧剂脱氧能力的原因：利用两种或两种以上的脱氧元素组成的脱氧剂使钢液脱氧，称为复合脱氧，即两种脱氧元素同时参加脱氧，耦合形成的产物则结合成复杂的化合物，因而能使他们分别脱氧形成的产物的活度降低从而平衡的w【O】降低。其次他们的脱氧产物形成了低熔点的复杂化合物，而使之分解。与钢液中w[O]平衡的弱脱氧元素的百分含量要比与此w[O]平衡的强脱氧元素的百分数高得多。故弱脱氧元素百分数仅能控制自身反应的w[O]，而强脱氧元素百分数则控制了整个钢液的氧浓度，他比强脱氧元素单独脱氧时的低，所以若脱氧剂能提高强脱氧剂的脱氧能力。液-液相反应及动力学模型—双模理论 3 要点

1、反应物分别在各自相内向两相界面扩散传质

2、反应物在两反应界面进行反应

3、反应产物离开反应界面向各自向内扩散传质。熔渣的结构理论：分子结构假说和离子结构理论 要点

1、分子结构假说：它把熔渣看成是各种分子状指点组成的理想溶液。

2、离子机构理论：熔渣是有简单阳离子和复杂阴离子组成，其正负电荷数相等熔渣为电中性

3、熔渣有微观不均匀性，以至熔渣会出现分层现象即出现强或弱“离时”离子的静电势I=E/Y。完全离子熔渣模型：主要内容

1、熔渣完全由离子构成，其内不出现电中性质点。

2、和晶体中的相同，理智最邻近者仅是异号离子。并且，搜有同号离子不管其大小及电荷是否相同与周围异号离子的静电作用里都是相等的。因此，他们在熔渣中的分开完全是统计无序状态。

3、完全离子溶液形成时混合焓为0，△Hm=0；离子完全混合时，虽然异号离子不能彼此交换位置，但不同阳（阴）离子之间相互混合，出现不同的组态使溶液的熵增加。一次完全离子溶液可视为由正负离子分别组成的两个理想溶液的混合溶液。有效边界层（扩散边界层）与扩散阻力关系： 扩散边界层内存在着边界差，表征物质通过此层受到了扩散阻力。因而可以认为物质是在整个液体内及向相界面或离开界面儿扩散时，所受到的阻力主要集中在此边界层内。边界层越厚，则扩散阻力也就越大，而传质系数也就越小。但是相界面附近的浓度梯度()Z=0越大（或切线的斜率越大），则边界层的厚度就越厚，而传质系数越大，提高液体的速度可使浓度梯度变大，从而可降低边界层的厚度。当流速增大到使边界层的厚度趋近于0时，扩散阻力就不再存在了，这是的流速被称为临界流速。一次，保持临界流速的体系内，可以不用考虑这种扩散阻力的存在。反应过程速率影响因素：

1、温度

2、固体物空隙度

3、固体物的粒度及形状

4、流体速度结论：当不同因素发生变化时将会对比二环节不同程度的增大或减弱作用，相应的能使过程控制环节发生改变，如果有实验来研究化学反应机理时，则必须在实验中创造条件，使整个过程位于动力学范围内。分解压的影响因素：

1、温度

2、压力

3、固有物的相变

4、固体的分散度

5、固相物的溶解 RTlnpb=-△rGmΘ(AB)+RTlna(AB)-RTlna[A]因此分解压不进与温度有关，而且与固体在溶液中活度有关，提高a(AB)及降低a(A)可使分解压增大，反之则分解压减小，如AB(s)与分解出的A(s)发生互溶，则在未形成饱和浓度的组成范围内，分解压与熔体的组成有关，而在形成互为饱和的二相区内，分解压则与熔体的组成无关，保持定值，这是因为此时a(AB)=a[A]=1，此外当AB及A溶于溶剂，或与其他物质形成复杂化合物是也使他们的活度改变，从而改变分解压，实际上复杂化合物的分解比简单呼和无分解要吸收较多的热量，而其分解温度也要高很多影响脱硫的因素：1，炉渣的组成，低氧化铁，碱性渣有利于脱硫，碱度高也有利于脱硫。2，金属液的组成，金属液中得硅，碳，等元素能提高fs，促进s向炉渣中转移，3，温度，脱硫反应是吸热，温度提高对脱硫有利，炉渣熔体结构的分子理论要点1，组成炉渣的氧化物及其他化合物的基本组成单元均是离子，2，炉渣是离子导电的，3，炉渣能被电解，在阴极析出金属，4，二氧化硅浓度高的熔渣有较高的粘度。反应速录影响因素：温度，固相物空隙度，固相物的粒度及形状，流体速度。离子反应式书写规则：1，渣中组元用其对应离子形式表示，2，离子反应式代表一对流金属液反应，3，氧合负离子转移时，其中氧价不变。固体的分散度：固体物的分散度增加，其面积增加，其化学势增大，因而分解压发生。固相物的溶解：分解呀与固相物再溶液中得火毒有关。脱硫剂主要有：苏打，石灰粉，碳化钙等一石灰为主要成分的复合硫化剂。碳氧积：压强在100KPa的M=W[C]*W[o]位于0.002-0.003，一半多取0.0025，过剩氧：W[o]&s的减小而降低，但W[o]始终高于W[o]平，因为熔池中有促使氧扩散的浓度差存在，故W[o]ΔW[o]称为钢液中的过剩氧。试分析元素脱氧反应的热力学条件：1，图中曲线位置越低的元素，产物越稳定。该元素的脱氧能力越强2，脱氧产物的组成与温度及脱氧元素的平衡浓度有关，3，脱氧反应式强放热的随着温度的降低，脱氧能力增强。气固相反应的三个环节：1，气体再固体物外的扩散，2，气体与固体物的界面反应，3，气体通过固相产物层的内扩散。熔渣在活度过程中的作用，分离或吸收杂质，除去相金属中有溶于金属产品性能的杂质，富集有用金属氧化物及精炼金属的作用，并能保护金属不受环境的玷污及减少金属的热损失。炉渣的来源：还原熔炼中未能还原的氧化物。氧化熔炼中氧化形成的氧化物。氧势递增原理：氧化物的氧势是随其θ金属元素价数的增高而逐渐递增的。氧化物的稳定性1，比较氧化物用热力学稳定性取no2==1，ΔfQm越小，MxOy越稳定，稳定性大于C，S化合物2，氧化物分解压Po2（平）越低，越稳定。碳酸盐分解法特点：1，分解温度不高，2，加热即分解3，常用热分析法及差热透析法测定他的分解呀温度。试分析元素脱氧反应的热力学条件1，曲线位置越低的元素，脱氧产物越稳定，而该元素的脱氧能力越强，与相同量的各元素平衡的氧浓度就越低，成为了达到相同的氧浓度，增强氧元素的平衡，浓度就越低2，脱氧产物的组成与温度，与温度及脱氧元素的平衡浓度有关，W[M]低及W【O】高时，则形成FeMxOy形成复杂化合物，W[M] 高及W【O】低时，则形成氧化物MxOy，如其熔点高过钢液的温度，则形成向存在，仅位于曲线上区域的钢液能发生脱氧反应，曲线上的黑点为脱氧产物的转变点，3，脱氧反应式强放热的，随着温度的降低，脱氧元素的脱氧能力增强。二元体系，组元数2,，自由度2-p+1，共存相数，最多3，最少1，自由度数，最多2，最少0，图形为二维平面。三元体系，组元数3,，自由度3-p+1，共存相数，最多4，最少1，自由度数，最多3，最少0，图形为三维平面或等温截面图

第三篇：冶金原理终极版复习题

第一章

1.冶金原理研究的主要内容

一冶金过程热力学：应用化学热力学研究冶金反应进行的可能性。二冶金过程动力学：运用宏观化化学原理研究冶金反应进行的机理，揭示控制步骤

三冶金溶液：包括冶金熔体和水溶液，是冶金反应进行的介质。2热力学第一，二定律盖斯定律

热力学第一定律的数学表述：△V=Q+w dv=sQ+sW Q表热能，w表体系状态变化所坐的功，d表微分，s表微小变化，变量sQ与sW取决于经过路程，而dv仅取决于始末态（可表述为：能量不会被创造也不会消失）

盖斯定律：化学反应热效应只决定于反应的始末状态与过程途径无关。热力学第二定律：当不同温度的能源相接触时，热会自动且不可逆地传向低温能源，直至两者处于同一温度为止。

3化学反应等温式及应用及平衡计算常熟 化学反应等温式：△G=△G°+RTlnJ △G°=-RTlnk k即为反应的平衡常数，因△G°是物质温度的函数，所以k也是温度的函数

应用：一是对反应方向的判断，如反映在某条件下可否进行，多个反应存在的体系中那个反应能优先进行，二是有关反应限度的计算，如给定反应温度和部分反应物浓度时，求另一反应物的平衡浓度，在给定反应物浓度时的反应温度等。4溶液（拉乌尔，亨利定律）

理想溶液指分子和原子间不发生相互作用的溶液

拉乌尔定律：在一定温度下。稀溶液中溶剂A的蒸汽压Pa等于纯溶剂的蒸汽压PA°乘以溶剂的摩尔分数 PA=PA°*A 亨利定律：在一定温度下，气体在液体中的溶解度与该气体的平衡分压成正比，即PB=KbCb 5法拉第定律：Q=n*z*f（n为物质摩尔数，z为反应式中的电子计量数，F为法拉第常数，为96500c.mol-1）第二章

能斯特方程：

三元相图8个规则

1等含量规则2等比例规则3背向规则4直线规则5杠杆规则6重心原理7交叉位规则8共轭位规则 二简单三元共晶形象图

液相区 液相面 界线 元变点平衡相数 1 2 3 4 自由度 3 2 1 0 第三章

多相反应的三个环节：1反应物扩散到反应界面上2在反应界面上进行化学反应 3反应产物离开反应界面向相内扩散。

未反应核模型五个步骤（内外扩散化学反应）：

1反应物B（g，1）由流体相中通过边界层向反应固体产物E（s）表面的扩散——外扩散 2反应物B（g，1）通过固体生成物E（s）向反应界面的扩散——内扩散 3反应物B（g，1）在反应界面上与固体A发生化学反应——界面化学反应 4生成物D由反应界面通过固体产物层向外扩散 5生成物D（g，1）通过边界层向外扩散

影响反应速率的因素：1温度2固相物的孔隙度3固相物的粒度及形状4流体流速 第四章

分子理论：1熔渣是由电中性的分子组成的2分子间的作用力为范德华力3熔渣中的简单氧化物分子与复杂化合物分子间处于动态平衡4熔渣的性质主要取决于自由氧化物的浓度，只有自由氧化物参加与熔渣中其它组元的化学反应。离子理论：1熔渣具有电导值2熔渣可以电解3熔渣具有电解质溶液的特性4熔渣中最小扩散单元为离子5炉渣的简单氧化物和复杂化合物的基本单元均为离子。

氧化物的分类：碱性氧化物，酸性氧化物，两性氧化物。

对于一定组成的熔盐或熔渣，降低粘度有利于离子的运动，从而使电导率增大 电导率与粘度的关系：kn*n=k 第五章

1.还原剂的选择原则：1.X对A的亲和势大于Me对A的亲和势，对于氧化物，在氧势图上△fG*(xo)-T线应位于△fG*（meo）-T线之下，xo的分解压应小于Meo的分解压2.还原产物XA易与产出的金属分离3.还原剂不污染产品→不与金属产物形成合金或化合物4.价廉易得→碳是Meo的良好还原剂

试述高温条件下有固体c存在时的还原反应和低温条件下有何异同，为什么？ 1）低温条件下影响反应平衡的因素有温度，压力和气相成分浓度%CO2或%C三个 f=1总压一定时两个反应的同时平衡的平衡温度和%CO也一定 总压改变温度和%CO也改变，温度低于平衡温度时，只有Meo稳定存在

2）而在高温条件下，平衡温度仅随压力改变，压力一定平衡温度也一定，这是在高温下 气相中CO，平衡浓度很低，可忽略不计，还原反应可加和为Meo+c=Me+CO，在平衡因素中只有温度和气相CO的压力

3)低温下，还原反应中CO2，CO共存，Meo的还原取决于以下反应的平衡 MeO+CO=Me+CO2 CO2+C=2CO 影响因素有温度压力和气相成分浓度 第六章

1炼钢的任务

1）降碳：使碳降到钢种所需的碳量，但碳氧化之前，硅锰都大量氧化。2）脱S,P：高炉炉料中P全部进入铁水中，S部分进入。3）脱氧：以免造成浇注时二次沸腾及钢锭疏构，皮下气泡等缺陷。4）脱气：[H] [N]。5）合金化：加入合金元素。6）去除杂志：去除各类氧化物。7）去除有害元素：cu，cd，As，Sb，si 2选择性氧化

用控制温度及体系压力的方法控制金属熔体中元素的氧化，达到保留某些元素或者氧化富集某些元素的目的，这种方法称为选择性氧化 3脱碳反应的特点及作用

脱碳反应是贯穿炼钢过程中始终的一个主要反应，炼钢的重要任务之一就是要把熔池中的碳氧化脱至所炼钢 作用： 1从熔池排出CO气体所产生的沸腾现象，使熔池受到激烈地搅拌，起到均熔池成分和温度的作用。

2大量的CO气体通过渣层是产生泡沫渣和气—渣—金属三相乳化（增大接触面积，加快反应过程）的重要原因。

3上浮的CO气体有利于清除钢中气体和夹杂物，从而提高钢的质量。

4在氧气转炉中，排出CO气体的不均与性和它造成的熔池上涨往往是产生喷溅的主要原因

四.Si，Mn氧化反应特点

硅和锰在溶液中均有无限的溶解性，硅可以铁液中形成金属的化合物FeSi，在炼钢温度下硅可氯化成为SiO2，锰在铁液中溶解时无化学作用，炼钢时可形成MnO，MnS 等化合物，在炼钢温度下，锰的蒸汽压比铁高的多，所以应该注意在氧流作用区的高温下锰蒸发的可能性。

硅在熔铁中形成的溶液不是理想溶液，对亨利定律有很大的负偏离，fSi亦受熔铁中其他元素的影响，在碱性渣中QSiO2很小，在酸性渣中QSiO2约等于1.锰在熔铁中形成近似理想溶液，因此可取QMn=【Mn】，在碱性渣中QMnO较高，温度升高后锰可被还原，酸性渣中，QMnO很低，可使锰的氧化较为完全。五 脱S.P的影响因素

脱P，1，温度 2，碱度 3，FeO 4，合金成分

脱S 1，温度 2，碱度 3，Ao 4，金属中fs

脱磷/硫的热力学条件: 脱磷：1.温度的影响：脱磷是强放热反应，降温有利于Kp上升，所以熔池温度低有利于脱磷 2.碱度的影响：因CaO是使rP2O5 降低的主要因素，故碱度上升利于脱磷（不能过大）3.（FeO）的影响：碱度在2.5以下，增加碱度对脱磷的影响最大，碱度在2.5-4.0增大（FeO）对脱磷有力，但过高的（FeO）使脱磷能力下降 4.合金成分的影响：金属杂质元素会对fp造成影响，C,O,N,Si,S等的含量可使fp增加，增加Cr量使fp减小，Mn,Ni影响不大，fp利于脱P杂质元素的氧化物会改变炉渣的性质，进而间接影响脱磷5.渣量的影响：增加渣量可稀释[P2O5]的浓度进而降低%P，因而多次换渣利于脱磷。

脱硫：1.温度;热力学上看[S]-.[S]热效应不大，因此T对脱硫影响不大2.(NO)2-:提高渣中氯离子的原子分数即提高炉渣中碱度，有利于脱硫3.[o]与（FeO）：降低AO有利于脱硫，故降低（%FeO）有利于脱硫4.fs和rs2-：增大金属fs和降低渣中的rs2-均有利于脱硫。

第七章

一 熔析对体系的要求

杂志与主体金属熔点相差较大，共晶点的组成应非常靠近主金属一侧，共存相应该易于分离（液固相的比重差应较大，液相的粘度较小）二区域精炼的影响因素

1区域精炼次数n 2熔区长度l 3熔区移动速度f 4其他 三分离因数

1.当βA/B＞1 时，A优先进入气相，B保留在溶液相；βA/B越大，分离效果越好2当βA/B＜1时，A保留在溶液相，B优先进入气相；βA/B越小，分离效果越好。3当βA/B=1时，不能用蒸馏法分离4βA/B与两物质饱和蒸汽压的差值及YAYB有关

4蒸馏精炼的热力学计算 第八章

在电位序中电性最负的一些金属，如铝，镁为什么不能用电解法从其盐类的水溶液中析出，却能用熔盐电解法制取？

各种轻金属在电位序中属于电位最负的金属，不能用电解法从其盐类的水溶液中析出。在水溶液电解的情况下，阴极上只有氢析出，且只有该金属的氧化水合物生成。

以铝熔盐为例，说明何谓临界电流密度？并分析其主要影响因素？ 阳极效应是发生在阳极上的一种特殊现象，当其发生时，阳极上出现许多细小而明亮的电弧，槽电压升高到数十伏。此时阳极电流密度称为~ 影响因素：熔盐的性质，表面活性离子的存在，阳极材料以及熔盐温度等。熔盐点解的电流效率一般比较低，其原因何在？影响因素有哪些？

1温度，温度过高，电流效率会降低。这是由于温度升高，增加了金属在电解质中的溶解度，加剧了金属低价化合物的挥发等。但温度又不能过低，因为温度过低又会使电解质粘度升高，而使金属的机械损失增大。

2电流密度，电流密度增大电流效率提高，但是电流密度过高，将会引起多种离子共同放电，反而会降低电流效率。

3极间距离，极间距离增大，使得阴极附近溶解下来的金属向阳极区扩散的路程加长，因而减少了金属溶解损失，而使电流效率提高。4电解槽结构 5电解质组成

冶金原理研究内容：1冶金过程热力学2冶金过程动力学3冶金溶液

溶液中拉乌尔定律：稀溶液溶剂A的蒸汽压Pa，纯溶剂蒸汽压Pa，溶剂的摩尔分数Xa

Pa=Pa*A

亨利定律：B气体中在溶液中的溶解度Cb，该气体的平衡分压PbPb=KbCb 法拉第定律Q=nzf

aA+bB=gG+rR 三元相图8个规则：1等含量规则2等比例规则3背向规则4直线规则5杠杆规则6重心骨

原理7交叉位规则8共轭位规则

液相区

液相面

界线

无变点 相数自由度 3

0 多相反应的三个环节：1反应物扩散到反应界面上2在反应界面上进行化学反应3反应物离

开反应界面向相内扩散

质量作用定律：基元反应的速率与反应无得浓度积成正比aA+bB=cC+dD r=KCaCb 影响反应速率的因素：温度，流速，固体反应物孔隙度，颗粒度，致密度。

还原剂的选择原则：x对A的亲和势大于Me对A的亲核势。还原产物XA易与产出的金属分离。还原剂不污染产品。价廉易得。

金属氧化物的碳还原：1温度高于1000度时，气相中CO2的平衡浓度低，还原反应表示为 MeO+CO=Me+CO2

CO2+C=2CO

MeO+C=Me+CO 2)温度低于1000度时，碳的气化反应平衡成分中 CO,CO2共存，MeO的还原反应取决于以下两个反应同时平衡：MeO+CO=Me+CO2 CO2+C=2C 炼钢的目的：1.降碳 2.脱S.P 3脱氧 4.脱气 5.合金化.加入合金元素6.去除杂物.各类氧化物7.去除有害元素Cu,Cd,As,Bi 脱碳反应作用：1从熔池排出CO气体产生沸腾现象，使熔池受到激烈的搅拌，起到均匀熔池成分和温度的作用。2.大量的CO气体通过渣层是产生泡沫渣和气——渣——金属3相乳化的重要原因。3.上浮的CO气体有利于清除钢中气体和夹杂物，从而提高钢质量。4.在氧气转炉中，排出CO气体的不均匀性和由它造成的熔池上涨往往是产生喷溅的主要原因 脱S,P影响因素：1.温度的影响 2.碱度的影响 3.FeO的影响 4.金属成分的影响 5.渣量的影响

未反应核模型:1反应物由流体相中通过边界层向反应固体产物表面扩散——外扩散。2反应物通过固体生成物向反应界面的扩散——内扩散。3.反应物在反应界面上与固体A发生化学反应——界面化学反应。4.生成物由反应界面通过固体产物层向外扩散.5生成物通过边界层向外扩散。

脱磷反应的影响因素：1温度T↑K↓ 强效热反应，中温{1400~1500度}脱磷

2熔渣组成 碱度R↑LP↑ FeO:高FeO有助于碳的熔化

熔析对体系的要求：1杂志与主体金属熔点相差较大2共晶点的组成应非常靠近金属一侧3共存相应该易于分离。

影响区域精炼因素：1区域精炼次数n，随着n↑提纯效果增加。2熔区长度L在前n次区熔时增加L有利于提高提纯效果。3熔区移动速度f，f降低，有利于液相中杂志的扩散，f过低，设备生产能力低。4其他凡能强化液相传质速度的因素均能提高提纯效果。电极极化过程：1.反应原子由熔体向双电子层移动并继续经双电层向电报表面靠近2.反应离子在电极表面进行电极反应前的转化过程3.在电极上的电子传递4.反应的产物在电极表面进行反应后的转化过程

电流效率低原因：1.电解产物的逆溶解损失2.电流空耗3.几种离子共同放电

影响电流效率的因素：1.温度T升高，电流效率降低2.电流密度，密度增大，提高电流效率3.极间距离，距离增大，电流效率提高4.电解槽结构5.电解质组成

临界电流密度：阳极上出现许多智孝而明亮的电弧，槽电压升高数十伏，此时阳极的电流密度称为临界电流密度。影响因素：熔盐性质，表面活性离子的存在，阳极材料，熔盐温度.名词解释

相：一个相是指体系中性质和成分一致的一部分物质

组元：任一给定体系中所包含的一系列不同的单质或稳定化合物 自由度：在不改变体系中相数目的条件下，可在指定范围内独立改变的影响系统状态的内部和外部因素的数目

理想溶液：分子与原子之间不发生碰撞的溶液

电极电势 [考]：当电极与溶液接触时，由于离子或者电子的迁移会在其相界面处产生电势差，由于静电力的作用，这种迁移会达到一种平衡态，这时的电位差即为电极电势

电流效率 [考]:阴极上金属的析出量与在相同条件下按法拉第定律计算出的理论两之比

表面吸附 [考]：溶液表面的浓度常常和溶液内部不同，这是因为部分会使表面张力降低的元素会自动地向表面迁移，从而使表面自由能降低，这一现象即为表面吸附。

表面张力：液体表层分子受到内部分子的吸引，趋于挤向液体内部，使液体表面趋于缩小容易在表面的切线方向产生缩小表面的力，叫表面张力。

限制性环节：冶金反应为多相反应，通常包括三个环节，反应总速度取决于各个环节中最慢的环节，称为限制性环节

热容：它是物质在某条件下温度升高或降低一度吸收或放出的热量 金属熔体：液态的金属和合金，如铁水、钢水、粗铜、铝液等。

熔渣： 主要由冶金原料中的氧化物或冶金过程中生成的氧化物组成的熔体。熔盐：盐的熔融态液体，通常指无机盐的熔融体。置换型固溶体：各组分的原在晶格结点位相互置换，置换的异种原子的半径差别不大 间隙型固溶体：组分的原子占据了本体晶格的空隙位，两种原子的半径差别很大。直接氧化：是指气体氧同熔池的杂质直接发生作用，而优于铁被氧化

间接氧化：氧首先和铁结合，然后Feo扩散到熔池内部并溶于金属中，杂质元素同溶于金属中发生氧化反应 直接还原:用C还原氧化物

间接还原：用Co或者H2还原氧化物 选择性氧化 [考]：用控制温度及体系压力的方法，控制金属熔体中元素的氧化，达到保留某些元素或者氧化富集某些元素的目的，这种方法称为选择性氧化。碱性氧化物：能供给氧离子O2-的氧化物、酸性氧化物：能吸收O2-而形成复合阴离子的氧化物 炉渣的碱度：（%Cao）/（%Sio2）

炉渣的酸度：酸性氧化物中氧的含量之和/碱性氧化物中氧的含量之和 碳氧浓度积：[%C][%O] 硫磷分配比：脱硫（磷）反应时，渣中硫（磷）的浓度与钢液的比值 表面活性物质 [考] ：凡是能降低表面张力的物质都称为表面活性质

萃取精炼 [考]：在一定温度下，在熔融粗金属中加入附加物，附加物与粗金属内杂质生成不溶解于熔体的化合物而析出，从而达到精炼的目的。两性氧化物：在酸性氧化物过剩时可供给氧离子而呈酸性，而在碱性氧化物过剩时则又会吸收氧离子形成配合阴离子而呈酸性的氧化物。助溶剂： 难溶性药物与加入的第三种物质在溶剂中形成可溶性分子间的络合物、缔合物或复盐等，以增加药物在溶剂中的溶解度。碱度：熔渣中主要碱性氧化物含量与主要酸性氧化物含量（质量）之比用R（B、V）表示。

酸性渣：以酸性氧化物为主的炉渣称为酸性炉渣。碱性渣：以碱性氧化物为主的炉渣称为碱性炉渣，溶渣的氧化性取决于（渣中FeO的含量）。

氧化渣：能向金属液输送氧、使金属液被氧饱和或使金属液中的杂质氧化的渣。还原渣：能从金属液中吸收氧、即发生金属液脱氧过程的渣。直接还原：用C还原氧化物； 间接还原：用CO或H2还原氧化物

区域精炼：在一个温度分布不均匀的体系中，当连续降温时，先凝固部分与后凝固部分有不同的组成。

超电位：实际电极电位倒3e之差

实际分解电压：能使电解质熔体连续不断的发生电解反应所必须的最小电压。去极化：降低超电位，使电极过程向平衡方向移动。极化：偏离平衡电极电位的现象。电流效率：指发生一定数量的金属，理论上应消耗的能量与实际上消耗的能量之比。

电极电位：金属浸于电解质溶液中，显示出电的效应，即金属的表面与溶液间产生电位差，这种电位差称为~ 理论分解电压：通常将两电极上产生迅速的连续不断的电极反应所需的最小电压。

边界层：当粘性流体沿固体壁面流动时，由于流体与固体表面的摩擦作用在靠近壁面的流体薄层内，产生很大的速度梯度，紧贴壁面的流体流速为零，离开壁面，在垂直流动方向上，流体的速度迅速增加，直至趋近主流速度，把靠近壁面的流体薄层称为边界层。

填空题

冶金中常用的两个三元体系：Cao-Feo-Sio2、Cao-Al2O3-Sio2 冶金原理研究的主要内容：冶金过程热力学、冶金过程动力学、冶金溶液

未反应形核的五个步骤：外扩散、内扩散、界面化学反应、可溶性生成物通过固膜的扩散、可溶性生成物在水溶液中的扩散

多相反应的三个环节：反应物扩散到反应界面上、在反应界面上进行化学反应、反应产物离开反应界面内扩散

溶析精练对二元体系的要求：杂质与主体金属熔点相差较大、共晶点（三相点）的组成应非常靠近主金属一侧、共存相应该易于分离，液–固相的比重差应较大，液相的粘度较小。

冶金的方法有火法冶金、湿法冶金、电冶金 单液相区平衡相数是1自由度是3，液相区的平衡相数是2自由度是2界线处平衡相数是3自由度是1无变点处平衡相数是4自由度是1

冶金中常见的二元相图Cao-Sio2、Al2O3-Sio2、Cao-Al2O3、Cao-Al2O3 大多数有色冶金炉渣和钢液的主要氧化物是Feo、Cao、Sio2 炉渣主要分为冶炼渣、精炼渣、合成渣、富集渣

熔渣结构的理论原子原子理论、分子理论、分子和离子共存、聚合物理论 还原的方法有气体还原剂还原、固体碳还原、金属热还原、真空还原 [Sio4]的排列方式可分为岛状、组群状、链状、层状、架状

选择性氧化在冶金中的应用去碳保铬、去碳保锰、去钒保碳、去铌保碳 火法精练的方法：熔析精练、萃取精练、区域精练、升华精练

判断题

盖斯定律的内容：化学反应热效应只决定于反应的初末状态与过程的途径无关 G<0, 反应向正方向进行 G>0，反应逆向进行 G=0, 反应达平衡

C他越小，则液体对固体的润湿效果越好

C他越大，液体对固体的润湿越差，越易于分离

在绝大多数情况下，界面化学反应远比扩散的活化能高 铝的熔盐电解是工业铝生产的唯一方法

简答题

铁水炼钢过程的任务

降碳：使碳降低到钢种所需的碳量，但碳氧化之前，硅锰都大量氧化。2 脱S、P：高炉炉料中P全部进入铁水中，S部分进入。

脱氧：以免造成浇注时二次沸腾及钢锭疏松、皮下气泡等缺陷。4 脱气：[H]、[N] 5 合金化：加入合金元素。

去除夹杂：去除各类氧化物。

去除有害元素：Cu、Cd、As、Sb、Bi。

简单三元共晶相图冷却过程的相组成及其相对量 [重点]

文字描述

在t2温度以上，体系中只有一个液相，液相组成点与原始体系组成点重合。

当温度降至t2时，体系点到达组分B的液相面，进一步冷却则会析出B晶体，L → B。

据等比例规则（或背向规则），液相组成必定沿着BM连线延长线、向着离开B点的方向变化。

当体系的温度继续降低时，液相中继续析出B晶体，运用杠杆规则可以确定液相点的位置以及析出的B晶体的相对量。

当液相点到达E2E界线上的g点时，体系中将发生二元低共熔反应，L → B + C。

体系进一步冷却时，液相组成必沿着二元低共熔线E2E向三元低共熔点E的方向变化；固相点将离开B点沿着BC连线移动。

可以利用杠杆规则确定液相点和固相点的位置以及析出的B、C混合晶体的相对量。

当体系冷却到低共熔温度TE时，液相点到达低共熔点（E点）。体系中将发生三元低共熔反应：LE → B + C + A，体系进入四相平衡状态，f = 0 → 体系温度保持不变 → 液相点则保持在E点不变。

固相点则到达q点。根据直线规则，E、M、q三点必在同一条等温的直线上。

在此等温析晶过程中，固相点离开q点向浓度三角形内部移动。按照直线规则，固相点必定沿着直线qME向M点推进。

可以根据杠杆规则确定此等温析晶过程中固相点的位置以及析出的B、C、A混合晶体的质量。

炉渣的来源

答：1 来源于矿石或者精矿中的脉石

在冶金过程中，部分精炼和粗炼的金属被氧化产生的氧化物 3 被侵蚀和冲刷下来的炉衬材料 4 根据冶炼要求加的溶剂

对还原剂X的基本要求 [重点] X对A的亲和势大于Me对A的亲和势。对于氧化物——

在氧势线应位于线之下；

XO的分解压应小于MeO的分解压。还原产物XA易与产出的金属分离； 还原剂不污染产品——

不与金属产物形成合金或化合物 价廉易得。

碳是MeO的良好还原剂。

H2、CO还原金属氧化物的比较 [考] 在1083 K（810℃）以上，H2的还原能力较CO强；

在1083 K以下，CO的还原能力较H2强。

MeO的CO还原反应，有些是吸热的，有些是放热的； MeO的H2还原反应几乎都是吸热反应。

H2在高温下具有较强的还原能力，且生成的H2O较易除去;→ 应用经过干燥后的H2可以实现那些用CO所不能完成的还原过程 —— 1590 ℃时，H2可以缓慢地还原SiO2。

H2的扩散速率大于CO ,用H2代替CO作还原剂可以提高还原反应的速率。

用H2作还原剂可以得到不含碳的金属产品；

而用CO作还原剂常因渗碳作用而使金属含碳，如： 3Fe + 2CO = Fe3C + CO2

碱性炉渣和酸性炉渣粘度与温度的关系 [考] 酸性渣——长渣、稳定性渣

粘度随着温度下降平缓地增大，凝固过程的温度范围较宽。

→ 酸性渣中硅氧阴离子聚合程度大，结晶性能差，即使冷却到液相线温度以下仍能保持过冷液体的状态。

→ 温度降低时，酸性渣中质点活动能力逐渐变差，粘度平缓上升。碱性渣——短渣或不稳定性渣

在高温区域时，温度降低粘度只稍有增大，但降至一定温度粘度突然急剧增大，凝固过程的温度范围较窄。

→ 碱性渣的结晶性能强，在接近液相线温度时即有大量晶体析出，熔渣变成非均相使得粘度迅速增大。

炼钢的目的

降碳：使碳降低到钢种所需的碳量，但碳氧化之前，硅锰都大量氧化。

脱S、P：高炉炉料中P全部进入铁水中，S部分进入。脱氧：以免造成浇注时二次沸腾及钢锭疏松、皮下气泡等缺陷。脱气：[H]、[N] 合金化：加入合金元素。去除夹杂：去除各类氧化物。

去除有害元素：Cu、Cd、As、Sb、Bi。影响区域精炼效果的因素 [考] 1区域精炼次数 n 随着 n 的增加，提纯效果增加。杂质浓度的分布趋近极限分布，与熔区长度 l 及分配系数 K 值等有关。2 熔区长度 l 在前几次区熔时，增加 l 有利于提高提纯效果； l增加导致杂质浓度的极限分布上移。

前几次提纯采用长熔区，后几次则用短熔区。3 熔区移动速度 f f（凝固速度）降低，有利于液相中杂质的扩散； f 过低，设备生产能力低。4其他

凡能强化液相传质速度的因素均能提高提纯效果。

采用感应加热的提纯效果较一般的电阻加热好。

以Al电解为例，说明何谓临界电流密度。并分析其主要影响因素 [考] 答：当冰晶石-氯化铝体系熔体对碳素电极润湿良好时，阳极反应所产生的气体能够很快的离开阳极表面，使电解能够正常进行，若润湿不好，则阳极所产生的气体形成一层气模覆盖，不能和电解质正常接触，这时将发生阳极效应。即电解槽槽压急剧上升，电流密度急剧下降，同时在电解质与浸入其中的阳极之间的界面上细微火花放电的电环，覆盖在阳极的气膜并不是连续的，在某些点阳极仍与周围的电解质保持简短接触，在这些点上产生很大的电流密度。

产生阳极效应的最大的电流密度称为临界电流密度 影响因素：

熔盐的性质

表面活性离子的存在 3 阳极材料及熔盐温度

熔盐电解的效率一般较低，原因何在？影响因素有哪些？[考] 答：原因：1 电解产生的逆溶解消失 2 电流空耗

几种离子同时放电

金属和电解质分离不好造成的机械损失

金属与电解槽材料的相互作用，低价化合物的挥发损失

影响因素：1 温度过高，效率下降

电流密度增大，电流效率提高

极间距离，在导电情况有保证下，间距越大，效率越高

电解槽结构，影响电解质的循环对流，气体排出，槽内温度，电 解质浓度的均匀性等

电解质组成 基础知识点理解 1 脱氧的目的：在氧化冶炼过程中，随C含量降低，钢液中溶解的氧量不断提高，这些氧不仅会造成合金元素氧化，而且会在钢液冷却和凝固过程发生氧化反应，造成气孔和夹杂。所以氧化终了必须要脱氧。无论是在原电池中还是在电解池中，总是把发生氧化反应（失去电子的反应）的电极称为阳极，发生还原反应（得到电子的反应）的电极称为阴极；把电势较高的电极称为正极，电势较低的电极称为负极。

在电解池中，与外加电源正极相连接 的电极电势较高，发生失去电子的氧化反应，所以该电极是正极也是阳极；与外加电源负极相连接的电极电势较低，发生得到电子的还原反应，所以是负极也是阴极。而在原电池中，发生氧化反应的阳极输出多余电子，电势较低，为负极；发生还原反应的阴极缺乏电子，电势较高，为正极。

3在炼钢初期，在碱性渣下硅迅速氧化至微量，且不会再发生还原反应

LMn将随炼钢的条件而变化。熔炼初期，由于温度较低，渣中FeO含量高，渣碱度低，故Mn激烈地氧化;到炼钢中后期，由于熔池的温度升高，渣中FeO含量降低，渣碱度升高，锰从渣中还原，到吹炼末期由于渣的氧化性提高，又使锰重新氧化。在吹炼中[%Mn]出现“回升”现象。炉渣碱度越高；熔池的温度越高，回锰的程度也越高。

在现代炼钢过程中，只有用CaO使磷的氧化产物P2O5稳定的存在于熔渣中，才能有效的脱磷。

硅和锰在炼钢中表现的热力学性质

硅和锰在熔铁中均有无限的溶解度，硅可在铁液中形成金属化合物FeSi，在炼钢温度下硅可氧化成为SiO2。锰在炼钢时可形成MnO、MnS等化合物。在炼钢温度下，锰的蒸气压比铁高得多(相差约为十几倍)，所以应该注意在氧流作用区的高温下锰蒸发的可能性。

硅在熔铁中形成的溶液不是理想溶液，对亨利定律有很大的负偏离，fSi亦受熔铁中其它元素的影响。在碱性渣中aSiO2很小，在酸性渣中aSiO2≈1。

锰在熔铁中形成近似理想溶液，因此可取aMn=[Mn]。在碱性渣中aMnO较高，温度升高后锰可被还原。酸性渣中，aMnO很低，可使锰的氧化较为完全。

硅和锰的氧化反应 : 硅和锰对氧均具有很强的亲和力，它们氧化时放出大量的热，因此在吹氧初期即进行氧化，其反应式如下：

[Si]+2[O]＝(SiO2)ΔG0＝-139300+53.55T(6-11)[Mn]+[O]＝(MnO)ΔG0＝-58400+25.98T(6-12)在有过量(FeO)存在时，结合成(Fe、Mn)2SiO4。随着渣中（CaO）的增加，(Fe、Mn)2SiO4逐渐向Ca2SiO4转变，因此，可分别写出硅和锰在碱性渣下的氧化反应：

[Si]+2(FeO)+2(CaO)=(Ca2SiO4)+2[Fe] aCa2SiO4 Ksi=

-----------------(6-13)aSi·aFeO2·aCaO2 aCa2SiO4 [%Si] =

--------------------(6-14)KSi·fSi·aFeO2·aCaO2

在炼钢初期，在碱性渣下硅迅速氧化至微量，且不会再发生还原反应。

第四篇：自己整理学前教育原理复习资料

学前教育功能的特点：客观性、多样性、整合行、方向性

家庭教育的特点：早期性、全面性、情感性、灵活性、多样性

托幼机构教育特点：社会性、群体性、计划性、专业性

社区教育特点：整体性、区域性、全面性、平等性、有效性

幼儿园教育环境创设的基本原则：适合行原则、挑战性原则、启发性原则、平衡性原则、丰富行原则、系统性原则、动态行原则、主体性原则、效用行原则

师幼关系的特点：互动性、民主性、互主体性、分享性、激励性

幼儿班级生活特点：生活节律性、保教渗透性、活动多样性、班级组织性、内外互动性 幼儿园活动的特点：平等行、目的性与计划性、广泛性（生活性）、多样性

蒙台梭利教育法的教育思想和课程理论：

1、儿童是天赋的潜能，处在不断成长和发展的状态，教育的基本任务就是使每个儿童的恰嫩能够在适宜的环境中得到自由的发展

2、教育方法必须以了解儿童为基础，促进儿童个性的发展，不能局限于单纯传授知识

3、课程和教学内容包括感官训练、实际生活训练、个体训练和基本知识技能的训练，尤其注重感官训练和肌肉练习，强调儿童适应环境必须以感官训练为基础。

分析“超前儿童”和“神童儿童”：“超前儿童”和“神童儿童”违背了儿童身心发展的规律，夸大了学前教育的功能和作用。首先“超前儿童”和神童儿童”是所依据的“关键期”理论已经遭到质疑。大家认为从0岁到65岁之间所有年龄都有开发智力的的机遇，而非仅仅限于人生的早期阶段。其次“超前儿童”和“神童儿童”都把是自作为主要目标之一，提出了“0岁扫盲”，“3岁读书”与学前期儿童应首先发展口语想违背。最后二者为了再短期内取得惊人的效果，采取了单项强化训练的颁发，破坏了儿童和谐发展的正常进行。总之二者无视儿童发展的规律，鼓吹学前教育万能论，最终必将导致学前教育的无能。

学前知识系统化教学：在维果斯基的“最近发展区”‘学龄前期的教学与发展”和乌索娃的“学前教学论”等理论影响，逐渐形成了颇具特色的幼儿园课程理论与实践。

第五篇：自己总结：流式细胞仪的原理和用途

流式细胞仪（Flow Cytometry）流式细胞仪的概念及其发展历史

1．1 流式细胞仪的基本概念 流式细胞仪（flow cytonletry，FCM）是对高速直线流动的细胞或生物微粒进行快速定量测定和分析的仪器，主要包括样品的液流技术、细胞的计数和分选技术，计算机对数据的采集和分析技术等。流式细胞仪以流式细胞术为理论基础，是流体力学、激光技术、电子工程学、分子免疫学、细胞荧光化学和计算机等学科知识综合运用的结晶。流式细胞术是一种自动分析和分选细胞或亚细胞的技术。其特点是：测量速度快、被测群体大、可进行多参数测量，即对同一个细胞做有关物理、生物化学特性的多参数测量，且在统计学上有效。

1．2 流式细胞仪的发展简史 最早的流式细胞仪雏形诞生于1934年，Moldavan提出使悬浮的单个血红细胞流过玻璃毛细管，在亮视野下用显微镜进行计数，并用光电记录装置测量的设想。1953年Crosland-Taylor根据牛顿流体在圆形管中流动规律设计了流动室。其后又经过Coulter、Parker & Horst、Kamentsky、Gohde、Fulwyler、Herzenberg等人的不断改进，设计了光电检测设备和细胞分选装置、完成了计算机与流式细胞仪的物理连接及多参数数据的记录和分析、开创了细胞的免疫荧光染色及检测技术、推广流式细胞仪在临床上的应用。近20年来，随着流式细胞仪及其检测技术的日臻完善，人们越来越致力于样品制备、细胞标记、软件开发等方面的工作，以扩大FCM的应用领域和使用效果。

宋平根的《流式细胞术的原理和应用》是迄今为止对流式细胞仪及其技术阐述的最为详尽和透彻的中文著作。这本书非常详细地介绍了流式细胞术的历史、结构、原理、技术指标等，例举了其在医学和生物工程中的应用，非常适合从事此方面专业研究的人。由于这本书是13年前出版的，所以基本上没有涉及植物流式细胞仪检测技术。此外对于只需要对流式细胞仪有些基本认识的人士来说，这本书太复杂太深奥。谢小梅主要介绍了流式细胞仪在生物工程中的应用。杨蕊概括了流式细胞仪的工作原理，简单提及了流式细胞仪的应用。本文在分析这三篇论著或文章的优缺点后，用比较通俗的语言介绍了掌握流式细胞仪检测技术必须了解的一些原理，并对目前市场上的主流型号进行了客观的性能概括。2 流式细胞仪的工作原理和技术指标

2．1 流式细胞仪工作原理 除电源外，流式细胞仪主要由四部分组成：流动室和液流系统：激光源和光学系统；光电管和检测系统；计算机和分析系统，其中流动室是仪器的核心部件。这四大部件共同完成了信号的产生、转换和传输的任务。

流动室和液流系统

流动室由样品管、鞘液管和喷嘴等组成，常用光学玻璃、石英等透明、稳定的材料制作。设计和制作均很精细，是液流系统的心脏。样品管贮放样品，单个细胞悬液在液流压力作用下从样品管射出；鞘液由鞘液管从四周流向喷孔，包围在样品外周后从喷嘴射出。为了保证液流是稳液，一般限制液流速度υ<10m/s。由于鞘液的作用，被检测细胞被限制在液流的轴线上。流动室上装有压电晶体，受到振荡信号可发生振动。

激光源和光学系统

经特异荧光染色的细胞需要合适的光源照射激发才能发出荧光供收集检测。常用的光源有弧光灯和激光；激光器又以氩离子激光器为普遍，也有配和氪离子激光器或染料激光器。光源的选择主要根据被激发物质的激发光谱而定。汞灯是最常用的弧光灯，其发射光谱大部分集中于300～400nm，很适合需要用紫外光激发的场合。氩离子激光器的发射光谱中，绿光514nm和蓝光488nm的谱线最强，约占总光强的80%；氪离子激光器光谱多集中在可见光部分，以647nm较强。免疫学上使用的一些荧光染料激发光波长在550nm以上，可使用染料激光器。将有机染料做为激光器泵浦的一种成份，可使原激光器的光谱发生改变以适应需要即构成染料激光器。例如用氩离子激光器的绿光泵浦含有Rhodamine6G水溶液的染料激光器,则可得到550～650nm连续可调的激光，尤在590nm处转换效率最高，约可占到一半。为使细胞得到均匀照射，并提高分辨率，照射到细胞上的激光光斑直径应和细胞直径相近。因此需将激光光束经透镜会聚。光斑直径d可由下式确定：d=4λf/πD。λ为激光波长；f为透镜焦距；D为激光束直径。色散棱镜用来选择激光的波长，调整反射镜的角度使调谐到所需要的波长λ。为了进一步使检测的发射荧光更强，并提高荧光讯号的信噪比，在光路中还使用了多种滤片。带阻或带通滤片是有选择性地使某一滤长区段的光线滤除或通过。例如使用525nm带通滤片只允许FITC（Fluoresceinisothiocyanate,异硫氰荧光素）发射的525nm绿光通过。长波通过二向色性反射镜只允许某一波长以上的光线通过而将此波长以下的另一特定波长的光线反射。在免疫分析中常要同时探测两种以上的波长的荧光信号，就采用二向色性反射镜，或二向色性分光器，来有效地将各种荧光分开。

光电管和检测系统

经荧光染色的细胞受合适的光激发后所产生的荧光是通过光电转换器转变成电信号而进行测量的。光电倍增管（PMT）最为常用。PMT的响应时间短，仅为ns数量级；光谱响应特性好，在200～900nm的光谱区，光量子产额都比较高。光电倍增管的增益从10到10可连续调节，因此对弱光测量十分有利。光电管运行时特别要注意稳定性问题，工作电压要十分稳定，工作电流及功率不能太大。一般功耗低于0.5W；最大阳极电流在几个毫安。此外要注意对光电管进行暗适应处理，并注意良好的磁屏蔽。在使用中还要注意安装位置不同的PMT，因为光谱响应特性不同，不宜互换。也有用硅光电二极管的，它在强光下稳定性比PMT好。

从PMT输出的电信号仍然较弱，需要经过放大后才能输入分析仪器。流式细胞计中一般备有两类放大器。一类是输出信号辐度与输入信号成线性关系，称为线性放大器。线性放大器适用于在较小范围内变化的信号以及代表生物学线性过程的信号，例DNA测量等。另一类是对数放大器，输出信号和输入信号之间成常用对数关系。在免疫学测量中常使用对数放大器。因为在免疫分析时常要同时显示阴性、阳性和强阳性三个亚群，它们的荧光强度相差1～2个数量级；而且在多色免疫荧光测量中，用对数放大器采集数据易于解释。此外还有调节 便利、细胞群体分布形状不易受外界工作条件影响等优点。

计算机和分析系统

经放大后的电信号被送往计算机分析器。多道的道数是和电信号的脉冲高度相对应的，也是和光信号的强弱相关的。对应道数年纵坐标通常代表发出该信号的细胞相对数目。多道分析器出来的信号再经模-数转换器输往微机处理器编成数据文件，或存贮于计算机的硬盘和软盘上，或存于仪器内以备调用。计算机的存贮容量较大，可存贮同一细胞的6～8个参数。存贮于计算机内的数据可以在实测后脱机重现，进行数据处理和分析，最后给出结果。除上述四个主要部分外，还备有电源及压缩气体等附加装置。

2．1．1 信号的产生、转换和传输 在压力作用下，鞘液管中的鞘液被持续不断地压入流动室，形成一股稳定地连续的液流，保证了样本液稳定地处于鞘液液流的轴线上，并以单个细胞形式直线通过激光照射区。激光照射区又称测量区，是指液流与激光束垂直相交的点。当细胞携带荧光素标记物（每种物质携带的标记物不同吗?）通过激光照射区时，产生代表细胞内部不同物质、不同波长的荧光信号，这些信号以细胞为中心，向空间360°立体角发射，产生散射光和荧光信号。散射光不依赖任何细胞样品的制备技术，因此被称为细胞的物理参数或固有参数。散射光又包括前向角散射和测向角散射。前向角散射与被测细胞直径的平方密切相关，测向角散射光对细胞膜、胞质、核膜的折射率更敏感，可提供有关细胞内精细结构和颗粒性质的信息。荧光信号也有二种；一种是细胞自身在激光照射下发出的微弱荧光信号，另一种是经过特异荧光素标记后的细胞受激发照射后得到的荧光信号。在免疫分析中常要同时探测两种以上波长的荧光信号，就采用二向色性反射镜，或二向色性分光器，来有效地将各种荧光分开。

经荧光染色的细胞受到适合的光激发后产生的荧光是通过光电转换器转变成电信号而进行测量的。最常用的光电转换器是光电倍增管（PMT）。从PMT输出的电信号需要经过放大后才能输入分析仪器。流式细胞仪中一般备有两类放大器。一类是线性放大器，其输出信号与输入信号成线性关系。线性放大器适用于在较小范围内变化的信号以及代表生物学线性过程的信号，如DNA测量等。另一类是对数放大器，其输出信号和输入信号之间成常用对数关系。在免疫学测量中常使用对数放大器。放大后的电信号被传送到计算机，再经模一数转换器传输到微机处理器形成数据文件，保存在计算机上。保存在计算机上的数据可在脱机后再进行数据处理和分析。

参数（例如：细胞的大小、形态、质膜和细胞内部结构）测量原理

流式细胞仪可同时进行多参数测量，信息主要来自特异性荧光信号及非荧光散射信号。测量是在测量区进行的，所谓测量区就是照射激光束和喷出喷孔的液流束垂直相交点。液流中央的单个细胞通过测量区时，受到激光照射会向立体角为2π（360°）的整个空间散射光线，散射光的波长和入射光的波长相同。散射光的强度及其空间分布与细胞的大小、形态、质膜和细胞内部结构密切相关，因为这些生物学参数又和细胞对光线的反射、折射等光学特性有关。未遭受任何损坏的细胞对光线都具有特征性的散射，因此可利用不同的散射光信号对不经染色活细胞进行分析和分选。经过固定的和染色处理的细胞由于光学性质的改变，其散射光信号当然不同于活细胞。散射光不仅与作为散射中心的细胞的参数相关，还跟散射角、及收集散射光线的立体角等非生物因素有关。

在流式细胞术测量中，常用的是两种散射方向的散射光测量：①前向角（即0角）散射（FSC）；②侧向散射（SSC），又称90角散射。这时所说的角度指的是激光束照射方向与收集散射光信号的光电倍增管轴向方向之间大致所成的角度。一般说来，前向角散射光的强度与细胞的大小有关，对同种细胞群体随着细胞截面积的增大而增大；对球形活细胞经实验表明在小立体角范围内基本上和截面积大小成线性关系；对于形状复杂具有取向性的细胞则可能差异很大，尤其需要注意。侧向散射光的测量主要用来获取有关细胞内部精细结构的颗粒性质的有关信息。侧向散射光虽然也与细胞的形状和大小有关，但它对细胞膜、胞质、核膜的折射率更为敏感，也能对细胞质内较大颗粒给出灵敏反映。

在实际使用中，仪器首先要对光散射信号进行测量。当光散射分析与荧光探针联合使用时，可鉴别出样品中被染色和未被染色细胞。光散射测量最有效的用途是从非均一的群体中鉴别出某些亚群。

荧光信号主要包括两部分：①自发荧光，即不经荧光染色细胞内部的荧光分子经光照射后所发出的荧光；②特征荧光，即由细胞经染色结合上的荧光染料受光照而发出的荧光，其荧光强度较弱，波长也与照射激光不同。自发荧光信号为噪声信号，在多数情况下会干扰对特异荧光信号的分辨和测量。在免疫细胞化学等测量中，对于结合水平不高的荧光抗体来说，如何提高信噪比是个关键。一般说来，细胞成分中能够产生的自发荧光的分子（例核黄素、细胞色素等）的含量越高，自发荧光越强；培养细胞中死细胞/活细胞比例越高，自发荧光越强；细胞样品中所含亮细胞的比例越高，自发荧光越强。

减少自发荧光干扰、提高信噪比的主要措施是：①尽量选用较亮的荧光染料；②选用适宜的激光和滤片光学系统；③采用电子补偿电路，将自发荧光的本底贡献予以补偿。

2．1．2 流式细胞仪分选原理 并不是所有的流式细胞仪都具有分选功能。流式细胞仪的分选功能是由细胞分选器来完成的。由喷嘴射出的液流柱在电信号作用下发生振动，断裂形成均匀的小液滴。根据选定的某个参数由逻辑电路判明是否将被分选，而后由充电电路对选定细胞液滴充电，带电液滴携带细胞通过静电场而发生偏转，落入收集器中。使用不同孔径的喷孔及改变液流速度，可能会改变分选效果。从参数测定经逻辑选择再到脉冲充电需要一段延迟时间。精确测定延迟时间是决定分选质量的关键，可根据具体要求进行适当调整。

2．1．3 数据的显示和分析 数据处理主要包括数据的显示和分析。单参数直方图是使用最多的图形显示形式，既可用于定性分析，又可用于定量分析。单参数直方图是由X、Y二方向组成的二维平面图。横座标X是所测的荧光或散射光的强度，用“道数”（Channel No．）来表示。选择的放大器类型不同，标度不同。纵座标Y通常表示被测细胞的绝对数目。正常情况下，数据分析得到的图形为具有一个或若干个峰的曲线图。对曲线图的解释应该具体问题具体分析。

除直方图外，数据显示方式还包括二维点图、二维等高图、假三维图和列表模式等。二维点图也是比较常用的数据显示类型。它显示两个独立参数与细胞相对数之间的关系，也是二维平面图，横纵坐标可以根据自己选定的被测参数自行决定，点的位置表明了细胞和颗粒具有的二个被测参数的数值。二维点图所提供的信息量要大于单参数直方图。

数据分析的方法大体可分为参数法和非参数法两大类。当被检测的生物学系统能够用某种数学模型时则多使用参数方法。非参数分析法不用对显示的图像做任何假设，也不采用数学模型，分析程序可以很简单，也可能很复杂。临床医学较常使用非参数分析法。

2．2 流式细胞仪性能的技术指标 流式细胞仪性能的技术指标主要有荧光分辨率、荧光灵敏度、适用样品浓度、分选纯度等。荧光分辨率是指分辨两个相邻峰的最小距离，通常用变异系数（CV值）来表示。现在市场上主流型号出厂时的荧光分辨率应该小于2.0%。荧光灵敏度反映了仪器探测最小荧光光强的能力。一般用荧光微球上可测出的FITC的最少分子数来表示。目前仪器均可达到1000左右。仪器工作时样品浓度一般在105～107细胞/ml。分析速度/分选速度是指流式细胞仪每秒种可分析或分选的颗粒数目。一般分析速度为5000～10000，分选速度控制在1000以下。流式细胞仪测量的数据是相对值，因此需要在使用前对系统进行校准或标定。流式细胞仪的校准有二个目的，即仪器的准直调整和定量标度。通常使用标准微球作为非生物学标准样品，鸡血红细胞做为生物学标准样品。主流流式细胞仪型号及其特性介绍

目前拥有市场较大份额的公司是美国的BD（Becton-Dickinson）公司、Beckman-Coulter公司（原名称Coulter）和德国的Partec公司。

3．1 BD公司流式细胞仪介绍 BD公司生产的流式细胞仪都冠以FACs（fluorescence activated cell sorter），即荧光激活细胞分选器。其型号种类比较齐全，如早期的FACSort、FACS Canto、FACSean。现在市场上供应的型号有五种：FACSCount（小型流式细胞仪）、FACS CAlibur（流式细胞仪）、FACSA ria（流式细胞分选仪）、FACSV antage SETM（多色分析和高速分选流式细胞仪）、LSR II（数字化分析型流式细胞仪）。

FACSCount为精确计数淋巴细胞CD3，CD4，CD8绝对数而设计的。FACSCalibur是全自动多色流式系统，偏重于临床，其整体设计帮助临床医生快速实现常规免疫表型、CD4T细胞计数、DNA、网织红细胞、血小板等临床分析，兼具分选功能。配备有二根激光管，可同时检测4个荧光参数。可识别粘联细胞。

BD FACSA ria流式细胞分选仪为台式高速细胞分选仪，获取速度达70，000细胞/s，分析速度达50，000/s。使用石英杯流动检测池固定光路校准技术。使用三种激光，多色分析，分析参数可达15色。两管或四管分选，可以使用多种规格的收集管。液流监测系统白动监测液流断点，检查堵塞，实现了细胞分选的无人操作。配件BDACDU装置，可以在微孔板或载波片上定量分选细胞。

FACSV antage SETM是在FACSV antage的细胞分选功能基础上推出的分选增强型流式细胞仪。六色荧光分析系统，点对点分选，配置FACS Diva数字化系统，提供全面的配套试剂。速度和功能优于FACSV antage。BD LSR II是LSR的数字化升级版，其性能介于FACSV antage SE和FACS Calibur之间，是专为生命科学研究设计的台式机。配备固定校准的紫外激光，四种激光立体空间激发、十色荧光同时分析、电子系统数字化、比较易学易用。

3．2 Beckman-Coulter公司流式细胞仪介绍 Beckman-Coulter公司生产的流式细胞仪以Profile（早期，现已停产）和EPICS系列为代表，近年又推出了Cytomics FC500系列。EPICS系列是大型流式细胞仪，目前市场上有XL、XL-MCL和ALTRA三种型号，其中ALTRA具有分选功能，适用于免疫学、细胞生理、分子生物学、遗传学、微生物学、水质分析和植物细胞分析。Cytomics FC500系列流式细胞仪体积小，可自动进行5种颜色的分析，适用于免疫学检测，如人类HIV诊断。特别是FC500MPL的独特设计可以在同一系统上使用12×75mm的离心管和24或96孔的平板。特别适合工作量大的实验室。

这二个公司主要针对医学研究和临床工作进行设计和生产，其产品可应用于生物医学基础研究以及临床检测的许多领域，如遗传、肿瘤、血液、免疫等诸多研究中红细胞、T细胞、淋巴细胞亚群测定、检测早期细胞凋亡、肿瘤细胞免疫测定等。这二个公司的流式细胞仪价格昂贵，我国主要购买、使用的单位基本上都是一些医疗机构。

3．3 Partec公司流式细胞仪介绍 与BD和Becman-Coutler公司的产品相比，德国Partec公司生产的流式细胞仪的共同特点是体积小，造价低，易操作，便于携带，适合植物学研究，适合边远地区和发展中国家。德国Partec公司的产品分为三类：CCA家族、PAS家族和CyFlow家族（Galaxy为早期产品，已停产）。CCA家族包括细胞计数分析仪CCA和倍性分析仪PA-I。它是单或双参数的台式小型机，可以进行一些常规分析，如核DNA测定（检测倍性或细胞周期）、细胞计数、细胞凋亡。它的特点是体积小，易操作，价格低，检测范围广，可以检测多种荧光素（如PI、DAPI、Fluorescein）发出的荧光。PAS家族包括粒子分析系统PAS、粒子分析系统III（PAS-III）和倍性分析仪PA-II。提供三种激光器的三种组合，可检测十余种荧光染料。最多可检测和记录八个独立荧光参数。倍性分析仪PA能够在2分钟内自动测量植物的倍性水平，检测异倍体。可以对叶片、幼苗、种子、果皮、根、花等植物材料进行分析。在大多数植物中，异倍体染色体的检测分辨率为±1条染色体。PA-I使用HBO-100汞灯，属于弧光灯，可产生紫外激发光和蓝光。PA-II中增加了488nm氩离子激光器，能够检测几乎所有的荧光染料，如DAPI，Hoeehst，PI，EB，MMC，FITC，FDA等。汞灯发光是电流经过气体时，气体电离产生的。它能提供最佳的激发波长。

CyFlow（R）SL配备三种激光管，可应用于诸如人类健康、微生物学、工业应用、过程控制、生态学等研究。如HIV扫描中免疫标记细胞计数、食品处理过程中的微生物计数、细胞凋亡等。它使用l2 V直流电，特别适合边远地区和发展中国家。

国际上20世纪80年代开始将流式细胞仪检测应用到植物的研究中（Galbraith，1983），众多学者都认为流式细胞仪是一种准确、快速的检测DNA含量的方法（Michaelson，1991）。应用范围主要是利用流式细胞仪研究属内、属间多种植物的DNA含量（Baird，1994；Jacob，1996；HALL，2000）和倍性水平（Costich，1993；Meng，2002）、检测体细胞杂种（Pfosser，1995；Keller，1996）和游离小孢子培养再生株（Kim，2003）的DNA含量。过去我国应用这一检测技术的植物研究工作者寥寥无几，且大多是在国外实验室完成的。研究内容包括植物生理、程序性死亡、倍性鉴定等。植物研究中使用的流式细胞仪基本上都是Partec公司的产品，也有少量是BD公司生产的流式细胞仪。BD公司的产品主要定位于医学研究与应用，与Partec产品相比，不太适合从事植物染色体倍性的鉴定。主要体现在不能提供植物样品制备技术/试剂，数据获取软件可同时检测到的倍性数目少。鉴于目前我国科研院所中使用较多的是BD公司生产的流式细胞仪，在下一篇中将会对利用BD流式细胞仪进行植物倍性检测的技术和技巧做详细报告。

如何选择流式细胞仪

自七十年代出现第一代流式细胞仪以来，随着计算机技术、电子制造技术、激光技术及荧光素合成技术的不断发展，现代流式细胞仪已今非昔比，制造工艺、功能、精确度有了质的飞跃。

流式细胞仪生产厂商推出各种不同型号的流式细胞仪来满足用户的不同需要。现生产流式细胞的厂商全球至少有六家，各厂商产品又有不同的系列，各具特点。如何从众多的型号中挑选出最适合自己的机型，我们还需从分析应用出发，评估自己的需求来决定什么样的流式细胞仪最具性价比、最适合自己。⑴、DNA倍体分析

DNA分析是流式细胞仪最初且是现在应用最广检测项目。由于恶性细胞DNA含量通常与正常细胞不同，存在异倍体细胞，所以现有很研究评价异倍体细胞与肿瘤恶性度及其预后的关系。DNA含量检测还可提供细胞周期方面的信息，这在细胞生物学中运用很广泛。特别地，它可表示出细胞毒性药物对细胞作用过程。这些DNA检测还可与细胞表面标志物标记同时进行，这样在细胞混合培养中，可通常追踪表达特异标志物的细胞显示其生长周期情况。所有方法都是基于染料能与核酸起特异的化学反应并发射出荧光，常用的染料为PI，DAPI。

流式细胞仪要求：488nm光源，575nm滤光片。⑵、细胞生存能力实验

使用Heochest 33342染料与DNA特异性结合，后因细胞活力不同，染料的结合程度也各异，故可评估细胞的活性度。

流式细胞仪要求：360nm光源，455nm滤光片。⑶、计数外周血中检测网织红细胞

使用TO染料能够特异性地与RNA结合，结合系数高达3000，故具有很好的性价比。流式细胞仪要求：488nm光源，525nm滤光片，液量绝对计数系统。

⑷、外周血、骨髓采集物中CD34阳性干细胞计数，临床上用于骨髓移植前干细胞数理的测定

使用标准ISHAG方案，需要DNA或其他核染料占用FITC通道，PE标记CD34抗体，PE-CY5标记CD45抗体。流式细胞仪要求：488nm光源，525nm、575nm、675nm滤光片，液量绝对计数系统。⑸、交叉淋巴细胞、粒细胞毒实验

检测识别供体血清中免疫球蛋白与受体粒细胞之间是否存在反应有着重要临床意义，因为这种反应会导致移植后发热、移植后肺损伤及免疫性粒细胞缺乏症。流式细胞仪可检测全血样本与血清孵育后粒细胞上结合的人免疫球蛋白。FITC标记人免疫球蛋白抗体、PE标记粒细胞表面标志物、PE-CY5标记HLA抗体。流式细胞仪要求：488nm光源，525nm、575nm、675nm滤光片。⑹、血小板自身抗体检测

血小板自身抗体识别人血小板抗原，会引起各种临床相关症状，如新生儿自免性血小板减少症、输血后紫癜、难治性血小板减少。流式细胞可快速准确地检测血小板自身抗体。FITC标记抗人免疫球蛋白抗体、PE标记识别血小板抗体。

流式细胞仪要求：488nm光源，525nm、575nm滤光片。⑺、移植交叉配型

原细胞毒实验，主要用于避免移植物超急性排拆反应。流式细胞仪用于监测T或B细胞是否受到受体血清中免疫球蛋白攻击，作为HLA配型前的预实验。流式细胞仪因其高精确性已成为该领域内的金标准。FITC标记抗人免疫球蛋白抗体、PE标记识别T细胞CD3或B细胞CD29抗体。仪器要求：488nm光源，525nm、575nm滤光片。⑻、检测细胞经抗原或细胞有丝分裂刺激后活化效应

淋巴细胞早期活化指标CD69可用来检测免疫治疗效果。流式细胞使用三色分析可监测淋巴细胞各亚群活化情况：FITC标记的CD3抗体、PE标记的CD8抗体、PE-CY5标记的CD69抗体。流式细胞仪要求：488nm光源，525nm、575nm、575nm滤光片。⑼、检测细胞内因子（TH1/TH2细胞检测）

未活化的淋巴细胞所分泌的细胞因子极少，用流式细胞仪很难检测出来，因此在检测前需刺激活化。活化所用的刺激素为PMA 佛波酯+Ionomycin。淋巴细胞在刺激素的作用下，活化分泌细胞因子到细胞外。因流式细胞仪只能对细胞表面或内部的抗原进行检测，如细胞因子分泌到细胞外则检测不到，因此必须阻止细胞因子的分泌。抑制细胞因子分泌的试剂为Brefedlin A或Monensin。Th1/Th2细胞首先是CD4+T细胞，因此存在着用CD4来设定细胞群的问题。我们知道CD4不但在T 细胞上表达，还在所有的单核细胞上表达，因此单独用CD4设门无法将CD4+T细胞区分开来。那么我们用CD3和CD4双参数设门是否可以呢？回答是否定的。因为在佛波酯的刺激作用下CD4 抗原的表达会迅速下调，甚至完全丧失，所以不适合于设门。用CD3和CD8设门，因CD8不受佛波脂的影响且绝大多数CD3+CD8-的细胞都是CD3+CD4+细胞，因此可用CD3+CD8-细胞群来确定CD4+T细胞群。FITC标记CD8，PE标记IL-4和，PE-CY5标记IFN-r，APC或PE-CY7标记CD3。

流式细胞仪要求：488nm或633nm（仅限APC染料）光源，525nm、575nm、675nm，767nm滤光片。⑽、细胞增殖状态检测

核增殖抗PCNA、Ki67、BrdUrd用于衡量细胞增殖分裂状况，在评估肿瘤预后有重要意义。为些标志物的检测一般同细胞表面标志物同时检测。FITC标记PCNA或Ki67或BrdUrd，PE或（并）PE-CY5标记细胞表面标志物。

流式细胞仪要求：488nm或633nm光源，525nm、575nm、675nm滤光片。⑾、染色体分析

流式细胞仪染色分析运用两种特异性染料：Hoechest33258与核苷酸AT结合；Chromomycin A3与GC相结合。从而在双参数坐标上根据染色体ATCG含量的不同识别各种染色体。平时进行的染色体分析耗时且需要操作者极具经验，而用流式细胞仪时可快速地识别出异常染色体，如加配分选系统可将这些异常染色体分选出来作进一步分析。

流式细胞仪要求：360nm或488nm光源，450nm、580nm滤光片。⑿、BrdUrd标记追踪细胞分化

通过细胞分化时涉入溴化尿嘧啶，再使用抗BrdUrd抗体及PI核酸染料可精确识别它们。在流式细胞仪上可清楚地识别出处于G1、S、G2、M期的细胞，在肿瘤研究中有着重要作用。流式细胞仪要求： 488nm光源，525nm、575nm滤光片。⒀、淋巴细胞亚群分析

外周血CD3、CD4、CD8、CD19、NK等各类淋巴细胞亚群定量分析。

流式细胞仪要求： 488nm光源，525nm、575nm滤光片，液量绝对计数系统。⒁、白血病免疫分型

CD45设门三色白血病免疫分型。

流式细胞仪要求： 488nm光源，525nm、575nm、675nm滤光片。最少三色荧光，参数越多检测越为灵敏。⒂、血小板分析

血小板活化实验、血小板功能分析。血小板识别抗体及相应活化指标。

流式细胞仪要求： 488nm光源，525nm、575nm、675nm滤光片，液量绝对计数系统。⒃、白血病、淋巴瘤微小残留病灶检测

根据初诊免疫分型结果，多参数联合设门检测是否有残留白血病细胞，监测白血病的复发。T系白血病微小残留病灶检测

流式细胞仪要求： 488nm光源，525nm、575nm、675nm滤光片，液量绝对计数系统。B系白血病微小残留病灶检测，液量绝对计数系统

流式细胞仪要求： 488nm光源，525nm、575nm、675nm滤光片。最少三色荧光，参数越多检测越为灵敏。

髓系白血病微小残留病灶检测，液量绝对计数系统

流式细胞仪要求： 488nm光源，525nm、575nm、675nm滤光片。最少三色荧光，参数越多检测越为灵敏。

⒄、细胞凋亡分析

DNA凋亡峰检测、ANNEXIN-V/PI双染法凋亡检测。流式细胞仪要求： 488nm光源，525nm、575nm滤光片。⒅、肿瘤耐药分析

P-gp、LRP、MRP、BCRP各类耐药蛋白表达及功能检测。流式细胞仪要求： 488nm光源，525nm、575nm、675nm滤光片。⒆、强直性脊柱炎诊断

检测淋巴细胞B27表达强度及百分比，诊断强直性脊柱炎。流式细胞仪要求： 488nm光源，525nm、575nm、675nm滤光片。⒇、PNH诊断

外周血或骨髓检测淋巴细胞、粒细胞、红细胞或单核细胞CD55、CD59表达强度或百分比，确诊夜间阵发性血红蛋白尿。

流式细胞仪要求： 488nm光源，525nm、575nm、675nm滤光片。