• 书名：冶金工程学研究方法简明教程

• 丛书名：普通高等教育“十四五”规划教材

• ISBN：978-7-5240-0222-2

• 出版社：冶金工业出版社有限公司

• 定价：58

• 作者：郭敏,杨占兵

• 出版时间：2025-07-31

内容简介

全书共分七章，主要内容包括：高温冶金实验技术与设备，试样的获取及物理性质检测方法，高温冶金实验研究方法，有色金属冶金实验研究方法，现代先进仪器分析方法，现代科技在冶金分析中的应用，冶金综合实验研究方法，冶金反应工程学研究方法等。

本教材在继承传统冶金工程实验技术教材强调冶金基础理论、基本工艺技术及经典研究方法的基础上，结合实际教学课时安排，精心提炼核心知识点。同时，本教材紧跟冶金学科的研究前沿，纳入了关键理论和关键技术的最新进展，并通过四个综合案例来加强理论与实践的结合。每章节末尾特别设计了思考题。

本书将作为高等院校冶金工程、材料科学与工程专业的教学用书，也可供从事相关专业的工程技术人员学习参考。

编辑推荐

本书适合作为高等院校冶金工程、材料科学与工程专业的教材，也适合作为相关专业的工程技术人员的学习和参考用书。

目录

1．高温冶金实验技术与设备

1.1冶金高温的特点及高温实验炉

1.1.1高温特点及获得高温的方法

1.1.2冶金实验研究中常用的高温炉

1.1.3电阻炉

1.1.4感应炉

1.1.5真空感应悬浮熔炼炉

习题与思考题

1.2温度的测量

1.2.1测温方法与测温仪器的分类

1.2.2热电偶工作原理、结构和使用

1.2.3辐射温度计工作原理、类型和使用

1.2.4电阻炉恒温带的精准界定与有效控制

习题与思考题

1.3高温实验用耐火材料

1.3.1耐火材料使用性能参数

1.3.2耐火材料结构特性

1.3.3冶金实验中常用的耐火材料

（纯氧化物耐火材料，非氧化物耐火材料，高熔点金属，金属陶瓷）

1.3.4高温冶金实验中常用的坩埚种类以及选择原则

1.3.5耐火材料在H₂和CO气氛下的工作稳定性

1.3.6在H2和CO气氛下耐火材料的选择依据及实例

习题与思考题

1.4气体净化与真空获取

1.4.1实验室内常用气体的来源以及制备方法

1.4.2气体储备和安全使用

1.4.3气体的净化与流量测定

1.4.4实验真空的获取

习题与思考题

本章参考文献

2．试样的获取及物理性质检测方法

2.1冶金实验用合格试样的获取方法

2.1.1固体试样的获取

2.1.2气体试样的获取

2.1.3液体试样的获取

习题与思考题

2.2物理性质检测方法

2.2.1散状物料粒度与比表面积

2.2.2炉渣的熔化温度

2.2.3熔渣原位结晶过程检测

2.2.4熔体粘度的测定

2.2.5熔体表面张力的测定

2.2.6熔体电导率的测定

习题与思考题

2.3化学成份分析方法

2.3.1化学成分分析方法概述

2.3.2化学分析方法

2.3.3仪器分析方法

2.3.3色谱分析方法

2.3.4色谱-质谱联用分析方法

习题与思考题

2.4气体试样特性检测方法

2.4.1钢中气体检测

2.4.2高炉煤气检测

习题与思考题

本章参考文献

3．高温冶金实验研究方法

3.1冶金热力学研究方法

3.1.1冶金反应平衡

3.1.2化学平衡法中实验参数的确定

3.1.3高温冶金反应平衡常数的测定方法

3.1.4炉渣-铁液间元素平衡分配的测定方法

3.1.5熔体中溶质活度和元素间相互作用系数的测定方法

3.1.6差热分析（DTA）测定相图

习题与思考题

参考文献

3.2ZrO2基固体电解质电池

3.2.1电池结构与工作原理

3.2.2 ZrO2固体电解质高温电子导电性与电池电动势E的修正

3.2.3 ZrO2基氧传感器

3.2.4 ZrO2基氧传感器在热力学研究中的应用

3.2.5 ZrO2基辅助电极型定硅传感器

习题与思考题

参考文献

3.3冶金动力学研究方法

3.3.1液-液反应动力学

3.3.2液-固反应动力学

3.3.3气-液反应动力学

3.3.4气-固反应动力学

习题与思考题

参考文献

4．有色金属冶金实验研究方法

4.1有色金属冶金实验技术概述

4.1.1火法冶金

4.1.2湿法冶金

4.1.3电化学冶金

4.1.4生物湿法冶金

4.2浸出过程研究方法

4.2.1浸出过程概述

4.2.2溶液的活度与活度系数的测定（实验与理论计算）

4.2.3浸出热力学研究方法

4.2.4浸出动力学研究方法

4.3浸出液净化分离研究方法

4.3.1沉淀与结晶法

4.3.2离子交换法

4.3.3溶剂萃取法

4.3.4电渗析法

4.4从净化液中提取金属的研究方法

4.4.1电沉积法

4.4.2化学还原法

4.4.3结晶法

4.4.4离子交换法

4.5超临界流体萃取分离方法

4.5.1分离原理

4.4.2具体步骤与分析流程

4.4.3适用范围与优缺点

4.4.4 实例说明

习题与思考题

本章参考文献

5．现代先进仪器分析方法

5.1 光学显微镜

5.1.1光学显微镜的主要参数

5.1.2 金相显微镜的构造及分类

5.1.3金相显微镜样品制备及分析步骤

5.1.4 金相显微镜分析的优势与不足

5.1.5 金相的应用案例

5.2 透射电子显微镜

5.2.1透射电子显微镜成像（工作）原理及构造

5.2.2 样品要求及制备方法

5.2.3 透射电镜的应用

5.2.4 透射电镜的使用优点及限制

5.2.5 透射电镜的主要性能指标

5.2.6 电子衍射原理及应用

5.2.7 透射电镜的应用案例

5.3 扫描电子显微镜

5.3.1扫描电子显微镜成像（工作）原理及构造

5.3.2 样品要求及制备方法

5.3.3 扫描电镜的主要特点及应用领域

5.3.4 扫描电子显微镜的附加功能介绍

5.3.5 能谱仪的工作原理及优缺点

5.3.6 波谱仪的分析原理以及优缺点

5.3.7 电子背散射衍射分析原理以及优缺点

5.3.8 扫描电镜的应用案例

5.4 X射线衍射(XRD)分析

5.5.1 晶体结构基本知识

5.4.2 布拉格方程

5.4.3 XRD分析原理以及晶体结构的解析步骤

5.4.4 XRD用于晶体结构的精修研究

5.4.5 XRD的应用案例

5.5 X射线光电子能谱（XPS）分析

5.5.1 XPS基本原理、具体分析方法以及优缺点

5.5.2 XPS的结构

5.5.3 价态分析方法

5.5.4 XPS分析的基本步骤及分析结果的确定

5.5.5 XPS的应用案例

5.6拉曼光谱分析

5.6.1 拉曼光谱分析的基本原理、具体分析方法以及优缺点

5.6.2 拉曼谱仪的主要结构

5.6.3 特征化学键分析方法

5.6.4 拉曼光谱分析的基本步骤及分析结果的确定

5.6.5 拉曼光谱分析的应用案例

5.7红外光谱分析

5.7.1 红外光谱分析的基本原理、具体分析方法以及优缺点

5.7.2 红外光谱谱仪的组成结构与操作模式

5.7.3 特征化学键分析方法

5.7.4 红外光谱解析的基本步骤及分析结果的确定

5.7.5 红外光谱分析的应用案例

5.8核磁共振分析

5.8.1核磁光谱分析的基本原理、具体分析方法以及优缺点

5.8.2 核磁波谱仪的组成

5.8.3H-NMR及C-NMR分析方法

5.8.4核磁波谱解析的基本步骤及分析结果方法

5.8.5 核磁共振分析的应用案例

5.9 高温激光扫描共聚焦显微分析

5.9.1 高温激光扫描共聚焦显微镜基本原理、结构及特点

5.9.2 高温激光扫描共聚焦显微镜的原位检测优势

5.9.3 高温激光扫描共聚焦显微镜用于原位检测的研究

5.9.4 高温激光扫描共聚焦显微镜用于动力学的研究

5.9.5 高温激光扫描共聚焦显微镜的应用案例

5.10Gleeble热-力学模拟机

5.10.1 钢的高温力学性能与相变测试实验设备

5.10.2 连续冷却转变曲线图的测定

5.10.3 利用Gleeble进行钢的高温力学性能测定

5.10.4Gleeble高温压缩实验分析

5.10.5Gleeble热-力学模拟机的应用案例

习题与思考题

参考文献

6．冶金综合实验研究方法

6.1综合实验研究的程序与方法

6.1.1程序设计与步骤

6.1.2研究方法

6.1.3实验设备和仪器的选取

6.1.4实验原理的确定与解析

6.1.5冶金综合实验的具体实验设计方法

6.1.6实验数据的处理分析以及结果表示

习题与思考题

参考文献

6.2典型案例分析

6.2.1钢渣中磷的高温选择性结晶热力学研究

6.2.2含锌电炉粉尘的绿色高质化利用（双功能固态提取剂高效选择性提锌研究）

6.2.3氨基改性SiO2气凝胶CO2吸附性能研究

6.2.4钢中夹杂物分析

习题与思考题

参考文献

7．冶金反应工程学研究方法

7.1简介

7.1.1冶金反应工程学研究内容

7.1.2冶金反应工程学研究方法

7.2停留时间分布法

7.2.1停留时间分布的表示方法

7.2.2停留时间分布曲线分析

7.2.3停留时间分布曲线的作用

7.2.4停留时间分布曲线的实验测定

7.3冶金过程物理模拟实验方法

7.3.1模拟原理

7.3.2水模型模拟实验方法

7.4数学模拟法

7.4.1微分方程的建立

7.4.2分析方法的评价

7.4.3 ANASYS软件的应用

习题与思考题

参考文献