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绪论1

1　真空冶金的技术基础4

1.1　稀薄气体的性质4

1.1.1 真空度的量度4

1.1.2　气体分子运动5

1.1.3 气体分子自由程和真空度划分6

1.1.4　气体分子与容器壁的碰撞8

1.1.5 物质的蒸发速率ω8

1.1.6 固体物质对气体的吸附和解吸9

1.2　真空系统概述10

1.2.1 抽气过程的一些基本概念11

1.2.2 真空系统的计算基础14

1.2.3　典型的真空系统16

1.3　真空泵及其选择18

1.3.1 水环泵19

1.3.2 活塞泵19

1.3.3 旋片泵19

1.3.4 罗茨泵21

1.3.5 涡轮分子泵22

1.3.6　蒸气喷射泵23

1.3.7 油扩散泵24

1.3.8　真空泵的组合25

1.4　真空计26

1.4.1 机械真空计26

1.4.2　U形真空计26

1.4.3　麦氏真空计27

1.4.4 热真空计28

1.4.5 电离真空计29

1.5　真空系统漏气和检漏31

1.5.1 系统的真空度不能保持的原因31

1.5.2 漏气31

1.5.3 检漏32

参考文献32

习题与思考题32

2　金属真空蒸馏34

2.1　基本原理34

2.1.1 纯金属的蒸气压和蒸气分子结构34

2.1.2　纯金属的蒸发速率37

2.1.3 合金元素的蒸气压42

2.1.4　合金真空蒸馏的分离判据及合金蒸气组成45

2.1.5 粗金属各组分的蒸发量46

2.1.6　金属蒸气的冷凝48

2.1.7 粗金属真空蒸馏精炼的方法50

2.2　粗锡真空精炼53

2.2.1 真空蒸馏粗锡各元素的行为54

2.2.2　粗锡真空蒸馏精炼实践62

2.2.3　锡铅合金真空处理64

2.3　粗铅真空精炼68

2.3.1 粗铅真空精炼时各元素的分离69

2.3.2　粗铅真空蒸馏的实践73

2.4　粗镉真空精炼76

2.4.1 前苏联的真空精炼镉77

2.4.2 日本三日市冶炼厂的真空精炼镉79

2.4.3　德国诺尔登电锌厂的镉真空蒸馏79

2.4.4 其他方法80

2.5　粗铟真空精炼80

2.6　粗锂真空精炼83

2.7　其他粗金属真空精炼90

2.7.1 粗锌真空精炼90

2.7.2　粗锑真空精炼92

2.7.3　粗硒真空精炼94

2.7.4　粗铋真空精炼97

2.7.5 真空精炼粗金属的发展前景99

参考文献99

习题与思考题100

3　有色合金中间产品的真空蒸馏分离101

3.1 概述101

3.2　锌基合金的真空蒸馏处理101

3.2.1 银锌壳的处理101

3.2.2　热镀锌渣的处理106

3.2.3 硬锌处理108

3.2.4　锌镉合金处理110

3.2.5　锌锡合金处理111

3.2.6　锌镍合金处理114

3.2.7　锌铝合金处理114

3.3　铅银合金的处理115

3.3.1 真空蒸馏铅银合金的基本规律115

3.3.2 真空蒸馏铅银合金的实践117

3.4　铅锑合金的分离118

3.4.1 铅锑合金的挥发性118

3.4.2　Pb-Sb合金蒸馏的实践120

3.5　黄杂铜及铜的真空处理122

3.5.1 铜中各成分的挥发性122

3.5.2 真空蒸馏黄杂铜和粗铜123

3.6　锰铁合金提锰124

3.7　其他合金物料的处理127

参考文献127

习题与思考题127

4　矿石及半产品的真空蒸馏129

4.1　几种化合物的挥发性129

4.1.1　氧化物的挥发性129

4.1.2　硫化物的挥发性129

4.1.3　氯化物的挥发性134

4.1.4　碘化物的挥发性137

4.2　含砷及含锑金精矿的真空处理138

4.2.1 含砷金精矿的真空处理138

4.2.2　金-锑矿和精矿的真空处理140

4.3　硫化锑汞矿的真空分离142

4.4　铅-锌-铜精矿及矿石的真空处理145

4.4.1 铅-锌-铜精矿的真空处理145

4.4.2　铜锌硫化矿的真空处理146

4.4.3 含砷、锌、锡硫化铜精矿的真空处理148

4.5　砷-钴矿的真空处理149

4.6　含铅锌冰铜的真空处理150

4.7　氧化物的真空处理155

参考文献156

习题与思考题157

5　真空热还原提取有色金属158

5.1 金属氧化物在真空中还原的热力学分析158

5.1.1 金属氧化物在真空中的稳定性158

5.1.2 金属氧化物的真空热还原159

5.2　金属氧化物的真空碳热还原160

5.2.1 难熔金属化合物的真空碳热还原160

5.2.2　碱金属和碱土金属氧化物的真空碳热还原165

5.2.3 有色重金属的真空碳热还原166

5.3　有色金属化合物的真空金属热还原170

5.3.1 难挥发性金属的真空金属热还原170

5.3.2 挥发性金属的真空金属热还原172

5.3.3 其他金属的真空金属热还原176

5.4　其他金属的真空还原提取178

参考文献178

习题与思考题179

6　真空熔炼与真空脱气180

6.1　真空熔炼180

6.1.1 真空电弧熔炼180

6.1.2 电子束熔炼183

6.1.3　其他熔炼方法189

6.2　金属真空脱气191

6.2.1 真空脱气过程的热力学条件192

6.2.2 真空脱气的动力学分析199

6.2.3 金属中溶解的气体对金属质量的影响204

6.2.4 有色金属的真空脱气204

参考文献205

习题与思考题205

7　真空技术在材料加工中的应用206

7.1　真空烧结206

7.1.1 金属粉末烧结的基本原理206

7.1.2 金属钽的真空烧结精炼212

7.2　真空热处理215

7.2.1 真空气氛215

7.2.2　真空热处理的特点221

7.2.3 真空热处理炉221

7.2.4　真空热处理实践226

7.3　真空镀膜230

7.3.1 真空蒸镀230

7.3.2　溅射镀膜238

7.3.3　离子镀镀膜247

7.3.4　化学气相沉积镀膜251

7.4　真空技术在其他方面的应用254

7.4.1 真空制粉254

7.4.2　真空电子束焊255

7.4.3　真空钎焊256

参考文献256

习题与思考题257

附录258

附录1　元素在不同压强下的沸点（K）258

附录2　二元合金（A-B）组分的活度系数γ与浓度xA的关系262