冶金实验技术与方法平时作业Word格式.doc
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带来的杂质少，污染程度小。
5.电阻炉通常有哪几部分组成？
电热元件应具有哪些性能？
电阻炉主要由炉壳、电源引线、炉衬、电热元件等部分组成。
电热元件应具有的性能：
①最高使用温度；
②电阻系数和电阻温度系数；
③表面负荷及允许表面负荷。
6.为什么铁铬铝电热体能在氧化性气氛下工作？
铁铬铝电热体在高温下由于氧化使其表面生成Cr2O3和NiCrO4膜，从而阻止了铁铬铝电热体进一步氧化，故铁铬铝电热体能在氧化性气氛下工作。
7.气体净化的方法有哪些？
常用的干燥剂、吸附剂、催化剂有哪些？
净化气体的方法包括：
吸收、吸附、化学摧化和冷凝等。
常用的干燥剂有：
CaO、CaCl2、硅胶、无水CoCl2、P2O5等；
常用的吸附剂有：
硅胶、活性炭和分子筛；
常用的催化剂有：
铂、石棉、105催化剂等。
8.简述使用高压气瓶的注意事项？
请写出氢气的净化方法？
高压气瓶的主义事项有：
①为了安全和致误用，各种气体所用的钢瓶外表涂上不同的颜色，以便识别；
②由于装的是高压气体，使用时必须经减压阀减压；
③使用气体时要注意安全，即防毒、防火、防爆等。
氢气的净化方法：
首先将钢瓶内的98%H2气体依次经过硅胶、分子筛脱除其中水蒸气，再通过钯管脱除其中的氧；
或者通过分子筛后通过105催化剂脱氧，再通过分子筛和P2O5脱水。
两者都可得到99.99%的H2气。
9.选择耐火材料时应考察哪些工作特性？
耐火材料的工作特性也就是使用特性。
其中主要的指标有：
耐火度、荷重熔化温度、化学稳定性、热导率和导电性。
10.物相分析的常用方法有哪些？
将这些方法分为哪三个方面？
常用的方法包括：
①显微镜分析、②X射线衍射分析（XRD）、③扫描电镜显微分析（SEM）、④透射电镜分析（TEM）、⑤扫描透射电镜分析（STEM）、⑥扫描探针显微镜分析（SPM）、⑦电子探针显微分析（EPMA）。
这些方法分为定量分析、定性分析、结构分析三个方面。
二、计算题
1.箱式硅碳电阻炉的炉膛尺寸为600×
500×
350（mm）（长×
宽×
高），最高炉温为1300℃，电热体最高使用温度为1400℃，由三相电源供电,热损失一般。
求：
①电炉功率（其中电炉实际功率Pa=电炉使用功率P×
1.15）？
②选择电热体规格型号，选择需用硅碳棒的根数（棒发热部分表面积见表1）
③电热体的线路采用什么连接方式?
表1
硅碳棒规格（mm）
发热部分表面积（cm2）
14/500/350
18/500/350
25/500/400
30/500/400
40/500/400
220
282.5
392.5
471
628
注：
从表中查出14/500/350硅碳棒的标准电阻为4.4Ω
解：
（1）电炉的使用功率（kW）
炉膛面积
=1.37（m2）
故
∴电炉的实际功率
（2）根据已知条件，硅碳管发热部分的表面负荷
故，硅碳管发热部分所需的总面积
根据上表，各规格硅碳管所需的根数见下：
需用根数（支）
14
11
8
7
5
电源采用三相交流电，故采用14/500/350规格的硅碳管14支。
2.对于TiO2纳米粉体，其主要衍射峰2θ为21.5º
，可指标化为（101）晶面（图9-2）。
当采用CuK2作为X射线源，波长为0.154nm，衍射角的2θ为25.30º
，请根据测量获得的半高宽计算其TiO2纳米粉体平均粒径。
已知λ=0.154mm；
θ=25.30º
；
k取0.89；
B=0.395；
弧度=57.3º
∴
∴TiO2纳米粉体的平均粒度
三、综合题
1.如果您的毕业论文题目是“1000º
C下LaF3-CaCl2-KCl·
NaCl熔盐体系反应的转化率的研究”，欲采用阿基米德法研究LaF3、CaCl2质量分数的变化及不同温度对该体系反应的转化率的影响规律，各因素的变化范围如下：
LaF3质量分数10%～30%,转化时间30~60min，温度700～900º
C，转化率试验方案及结果见表2。
表2转化率试验方案及结果
试验号
LaF3质量%
时间/min
温度/℃
转化率/％
1
2
3
4
6
9
10
20
30
45
60
700
800
900
800
50
71
58
82
69
59
77
85
84
1）选择加热设备（即什么电热元件电阻炉）、热电偶、坩埚材料等。
2）采用正交试验设计研究体系的转化率，选用的是几因子几水平的正交表？
列出因子水平表及进行极差分析，确定各因子对转化率影响的显著程度并找出最优试验条件。
（1）根据实验温度，选择铁铬锡合金电热元件的电热炉，镍铬-镍硅（K型）热电偶和石墨坩埚。
（2）选用的是四因子三水平的L9（34）正交表。
其中，因子水平表如下：
ALaF3质量%
B时间/min
C温度/℃
对实验结果极差结果如下表：
A%
B/min
C/℃
D
y（转化率）/％
Ⅰ
179
209
194
Ⅱ
210
225
237
Ⅲ
246
201
204
K1
59.6666
69.6666
64.6666
K2
70
75
79
K3
67
68
R
22.3333
14.3333
由表可以看出对转化率影响最显著的是因子A（LaF3质量），其次是C（温度），最次是B（时间）。
而最优实验组合应是A3B2C2。
2.某工厂有一氧化剂转化率试验，试验中的因素水平如下：
A温度（℃）506070
B时间（min）203040
C试剂用量（倍）123
请问：
（1）这是个几因素几水平的试验？
应选哪个正交表？
（不考虑交互作用）
（2）在这些因素中，哪个因素对转化率的影响大，哪个因素影响小？
（3）如某个因素对试验数据影响大，该取哪个水平对提高转化率最有利？
（1）本实验是三因子三水平的实验，选用的是四因子三水平的L9（34）正交表。
（2）对实验结果极差结果如下表：
A/℃
C/倍
61
73
56
87
54
88
190
227
203
208
228
242
249
192
202
63.3333
75.6666
67.6666
69.3333
76
80.6666
83
64
67.3333
19.6667
12
13.3333
由表可知，对转化率影响最显著的是因子A（温度），其次是C（时间），最次是B（试剂用量）。
（3）从实验结果来看，应取A3B2C2最为对提高转化率最优的实验条件。
3.已知某试验有A,B,C,D,E5个因素，均为6水平，试选择适当的均匀设计表，作出相应的均匀设计方案。
可选用U8*（85）的均匀设计表。
该表见下：
U8*（85）
为每个因素的六水平分别向上和向下多取一水平，以补足八水平。
再按该表所示进行试验。
均匀设计实验方案为：
A
B
C
E
2（原1）
3（原2）
4（原3）
5（原4）
6（原5）
7（原6）
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