北京科技大学慕课下载:冶金物理化学(国家级精品课)
类型：公开课
主讲人：周国治，男，汉族，广东潮阳人，生于1937年3月。1960年7月毕业于北京钢铁学院（现北京科技大学）冶金系，并提前留校在理化系任教。1979年赴美国麻省理工学院进修。回国后，1984年被破格提升为教授，博士导师，并获首批“国家有突出贡献中青年专家 ”称号。此后，多次出国讲学和合作科研，曾在美国麻省理工学院、波士顿大学等多所大学任客座教授。1995年当选为中国科学院技术科学部院士。现为北京科技大学教授，第十届全国政协委员。任中国金属学会理事，国际矿业冶金杂志编委，上海大学、上海交通大学、安徽工业大学、重庆大学等多所大学兼职教授。
主持的教学研究课题
1.全国高等学校教学研究中心立项“冶金物理化学课程改革与配套教材建设（2005－2008），负责人
2.北京市精品课程建设（2005-2008），负责人
3.北京市优秀教学团队建设，2005-2008，负责人
4.北京科技大学立项“冶金物理化学实验课改革”，2007-2010，负责人，郭汉杰，周国治
5. 冶金物理化学网上实验平台建设，2008.10-（进行中）
作为第一署名人在国内外公开发行的刊物上发表的教学研究论文
1.Θ函数在变通的Gibbs-Duhem关系式中的应用，金属学报，1965(4): 545-548
2. 三元系和多元系的热力学—用R函数计算三元系和多元系中组元的偏克分子量，中国科学，1977(5): 456-465
3. Activities In And Near A Miscibility Gap In Multicomponent Systems. Journal Of Metals，32，1980(12): 24-24
4. Calculating Activities From The Phase-Diagram Involving An Intermediate Compound Using Its Entropy Of Formation. Metallurgical Transactions A，18A，1987 (2): 323-326
5. Calculating Activities From Phase-Diagram Containing Equilibrium Between Solid And Liquid Solutions，Calphad，14，1990(1): 41-48
6. Kinetics of absorption and desorption of hydrogen in alloy powder, International Journal of Hydrogen Energy，30，2005 (3): 301-309
7. A kinetic model for oxidation of Si-Al-O-N materials, Journal of The American Ceramic Society, 89,2006 (5): 1568-1576
荣誉与奖励：
1. 多元熔体及其反应的基础研究，国家自然科学三等奖（1997年）国家教委科技成果一等奖（1997年）（排名第一）
2. 冶金熔体模型与热力学性质研究，国家冶金部科技进步一等奖（1996年）（排名第一）
3. 冶金物理化学模型、工艺设计与应用，教育部科技成果二等奖（2005年）（排名第二）
4.冶金物理化学，北京市高等学校精品课程，2008.07（排名第一）
5冶金原理教学团队，北京市优秀教学团队，2009.09（排名第一）
主讲人：郭敏，女，1968年11月出生，博士，教授，博士生导师，教育部新世纪优秀人才。现工作于北京科技大学冶金与生态工程学院。
研究方向：为长期从事多金属复杂矿及炉渣的有价元素提取、高附加值材料制备与高效综合利用的物理化学基础研究；有序纳米体系的可控制备方法及其在器件中的应用；以及半导体纳米结构太阳能电池、光催化与光解制氢的性能及机理研究。
科研方向
1、冶金工业固废的资源化高效循环利用；
2、由冶金工业废渣提取纳米功能材料的物理化学研究；
3、有序纳米阵列功能材料的可控制备物理化学；
4、染料敏化太阳能电池与可见光光催化剂。
主要贡献：作为项目负责人主持国家自然科学基金、教育部新世纪优秀人才支持计划、973计划子项目，国家科技支撑计划各一项；作为主研人参加了多项课题的研究工作。在J. Phys. Chem. B、J. Solid State Chem.、Electrochimica Acta.、Nanotechnology、CrysEngCommun.等期刊发表SCI收录论文70余篇，被SCI他引约560 余次。其中，作为第一作者单篇他引超过50次以上的论文有3篇。最高单篇他引100余次。获得专利授权5项。
科研业绩
1、2008年度教育部新世纪优秀人才支持计划，项目负责人；
2、国家自然科学基金 “固态太阳能电池半导体纳米棒/管阵列电极材料的制备及性能研究”，项目负责人；
3、国家973计划“多金属复杂矿元素利用过程的质、能转化规律与系统优化” ，子课题负责人；
4、国家科技支撑计划“高磷赤铁矿精矿造块与高磷铁水高效及环境友好处理技术” ，子课题负责人；
5、国家科技支撑计划“新一代钢铁流程中废弃物资源化利用与污染控制系统工程” ，主研人。 [1]
专利
1、一种制备浸润性可控的氧化锌纳米棒阵列薄膜的方法，授权号：ZL200810056547.8。
2、一种纳米SnO2-MWCNTs的微波水热合成方法，授权号：ZL 200810241019.X。
3、一种在水溶液中制备均匀氧化锌纳米管阵列的方法，授权号：ZL 200810226855.0。
4、一种脉冲电沉积制备均匀透明氧化锌纳米棒阵列薄膜的方法，申请号：200810119810.3。
5、一种从含钛炉渣中分离提取富钛化合物的新方法，申请号：2010101282666 [1] 。
论文论著
Min Guo, Shengmin Cai. Hydrothermal growth of well-aligned ZnO nanorod arrays: Dependence of morphology and alignment ordering upon preparing conditions. J. Solid State Chem., 2005, 178(6): 1864-1873. (time cited: 106)。
Min Guo, Shengmin Cai. The Effect of Hydrothermal Growth Temperature on Preparation and Photoelectrochemical Performance of ZnO Nanorod Arrays Film. J. Solid State Chem., 2005, 178(10): 3210-3214. (time cited: 67)。
Min Guo, Yanjie Ren, Fanshun Meng, He Tian, Shengmin Cai. Photoelectrochemical studies of nanocrystallineTiO2 co-sensitized by novel cyanine dyes. Solar Energy Materials & Solar Cells, 2005, 88(6): 23-35. (time cited: 34)。
Min Guo, Shengmin Cai. Hydrothermal growth of perpendicularly oriented ZnO nanorod array filmand its photoelectrochemical properties. Applied Surface Science, 2005, 249(1-4): 71-79. (time cited: 52)。
Ling Chen, Min Guo, Hongfei Zhang, Xindong Wang. Characterization and electrocatalytic properties of PtRu/C catalysts prepared by impregnation-reduction method using Nd2O3 as dispersing reagent. Electrochimica Acta., 2006, 52:1191-1198。
Teng Ma, Min Guo, Yanjun Zhang, Mei Zhang, Xidong Wang. Density-Controlled Hydrothermal Growth of Well-aligned ZnO nanorod arrays. Nanotechnology, 2007, 18: 035605(7pp). (time cited: 45)。
Min Guo, Shengmin Cai. Highly Hydrophilic and Superhydrophobic ZnO Nanorod Array Films. Thin Solid Film, 2007, 515, 7162-7167.
YanJun Zhang, Min Guo, Mei Zhang, ChuanYu Yang, Teng Ma and XiDong Wang. Hydrothermal synthesis and characterization of single-crystalline zinc hydroxystannate microcubes. Journal of Crystal Growth. 2007, 308 (1): 99-104。
Guo Min, Yang ChuanYu, Zhang Mei, Effects of preparing conditions on the electrodeposition of well-aligned ZnO nanorod arrays. Electrochimica Acta, 2008, 53(14): 4633-4641。
ali Wang, Min Guo, Mei Zhang, Xidong Wang, Hydrothermal synthesis of SnO2 nanoflower arrays and their optical properties, Scripta Materialia. 2009, 61: 234–236。
Yuxiang Li, Min Guo, Mei Zhang, Xidong Wang, Hydrothermal synthesis and characterization of TiO2 nanorod arrays on glass substrates. Materials Research Bulletin, 2009, 44:1232–1237.
Teng Ma, Min Guo, Yanjun Zhang, Mei Zhang, Xidong Wang.The effect of the texture and the density of ZnO seed layer on the orientation of ZnO nanorod arrays, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2009, 9: 5920-5925。
YanJun Zhang, Min Guo, Mei Zhang, ChuanYu Yang, Teng Ma and XiDong Wang.Hydrothermal preparation and characterization of nanocrystalline porous tin dioxide thin films, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2009, 9: 5770-5775。
Yali Wang, Min Guo, Mei Zhang, Xidong Wang, Hydrothermal preparation and photoelectrochemical performance of size-controlled SnO2 nanorod arrays, CrystEngComm, 2010, 12(12): 4024-4027。
Yali Wang, Min Guo, Mei Zhang, Xidong Wang. Facile synthesis of SnO2 nanograss array films by hydrothermal method. Thin Solid Film, 2010, 518(18): 5098-5103。
Jianhang Qiu, Min Guo, Yingjie Feng, Xidong Wang. Electrochemical deposition of branched hierarchical ZnO nanowire arraysand its photoelectrochemical properties. Electrochimica Acta, 2011, 56, 5776-5782。
荣誉与奖励：
1、2010年度国家级精品课程《冶金物理化学》主讲教师。
2、2010年度北京市精品课程《冶金工程实验技术》主讲教师。
3、2009年度北京市优秀教学团队主要成员。
4、2008年度北京市精品课程《冶金物理化学》主讲教师。
5、2008年度入选了教育部新世纪优秀人才支持计划。
6、2008年度荣获了北京科技大学科研经费过百万突出贡献奖。
7、2007年度冶金与生态工程学院突出贡献奖。
8、2006年度北京科技大学校级师德标兵。
9、2006年度第五届北京科技大学青年教师基本功大赛三等奖
主讲人：郭汉杰，男，1957年5月出生于山西河津市，北京科技大学冶金与生态工程学院钢铁冶金系教授，中国金属学会特种冶金学术委员会委员，“高端金属材料特种熔炼与制备”北京市重点实验室副主任，冶金物理化学国家级资源共享课负责人 [1] 。
在国内外核心学术刊物发表论文30余篇，其中《用熔融还原方法从浸钒渣中提镓》获得北京市金属学会青年优秀论文三等奖（1994年）。
【主要学术成就】
北京市教学名师；“冶金熔体与溶液的计算热力学”（合著）入选中华人民共和国新闻出版总署第一届“三个一百”原创图书出版工程；“冶金物理化学课程改革与配套教材建设”获北京市教育教学成果一等奖；“宝钢教育基金优秀教师”奖；高端金属材料特种熔炼与制备北京市重点实验室副主任、中国金属学会特种冶金学术委员会委员；中国废钢铁协会直接还原铁工作委员会委员；《有色金属科学与工程》编委；国家级精品课程《冶金物理化学》课程负责人、国家级资源共享课《冶金物理化学》课程负责人、北京市优秀教学团队负责人。
代表性论著：
1. Guo Han-jie, Yang Xue-min, Zhao Wei-jie : Calculating models of mass action concentrations for structural units or ion couples in RbCl-H2O binary system and RbCl-RbNO3-H2O ternary system. Transactions of Nonferrous Metals Society of China (English Edition), 2010, 20(6): 1112-1120.
2. Zhang Meng, Guo Han-jie, Ding Ru-cai, et al: Thermodynamic model of sulphide capacity in CaO-SiO2-MgO-Al2O3 ironmaking slags. Journal of University of Science and Technology Beijing, 2011, 33(9): 1079-1084.
3. Guo Han-jie, Li Ning, Shen, Tian-tian: Study on molten steel flow mechanism in 210 t RH snorkels by water model experimental. Journal of University of Science and Technology Beijing, 2011, 33(1): 6-11.
4. Zhao Wei-jie, Guo Han-jie , Yang Xue-min, Dan Zhi-gan: Universal thermodynamic model of calculating the mass action concentrations of components in a ternary strong electrolyte aqueous solution and its application in the NaCl-KCl-H2O system. Journal of University of Science and Technology Beijing (Eng Ed), 2008: 543-551.
5. Cheng-bin Shi, Han-jie Guo, Xi-chun Chen, Xiao-lin Sun: Evolution of secondary inclusions during electroslag remelting process. AISTech 2013 Iron and Steel Technology Conference Proceedings, 2013, 983-991,
6. 郭汉杰,杨学民,赵伟洁,焦晋沙:RbCl-H2O二元系和RbCl-RbNO3-H2O三元系作用浓度计算模型. 中国有色金属学报,2008,18(专辑1),200-206.
学院介绍：北京科技大学（University of Science and Technology Beijing），简称北科大，位于北京市，是中华人民共和国教育部直属的全国重点大学，是“双一流”建设高校、国家“211工程”和“985工程优势学科创新平台”建设高校、教育部首批“三全育人”综合改革试点高校、首批北京市深化创新创业教育改革示范高校，入选卓越工程师教育培养计划、高等学校学科创新引智计划、高等学校创新能力提升计划、国家大学生创新性实验计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、新工科研究与实践项目、教育部来华留学示范基地、中国政府奖学金来华留学生接收院校，是北京高科大学联盟、中欧工程教育平台、中俄工科大学联盟、CDIO工程教育联盟成员单位和中国人工智能教育联席会理事单位。 1952年，由北洋大学（现天津大学）、清华大学、唐山铁道学院、山西大学、北京工业学院、西北工学院等高校的部分系科组建为北京钢铁工业学院；1960年，更名为北京钢铁学院；1988年，更名为北京科技大学。
物理化学学科始建于1956年。现有教师19人，其中中国科学院院士1人，国家杰出青年2人，北京市教学名师1人，教育部优秀新世纪人才7人，冶金科技青年奖1人，北京市优秀青年骨干教师2人，北京市科技新星2人，全国百篇优秀博士论文4人。教授博导13人，副教授4人，中青年骨干教师均具有博士学位和国外学习经历。学科主要研究方向包括冶金新理论与新方法、冶金资源综合利用、材料制备物理化学、冶金过程计算物理化学、冶金电化学和新能源等。负责和参加国家“863”、“973”、科技攻关、企业合作课题等多项；获国家自然科学基金重点、面上基金资助项目近30项，取得了一系列创新性成果。其中，“RTO金属包埋切片微米-纳米表政法”获得国家科技发明奖二等奖。《冶金物理化学》获北京市精品教材，“冶金物理化学”课程被评为国家级精品课程。
课程介绍：热力学基本定理在冶金中应用及标准吉布斯自由能的计算方法；Elingham图的应用；溶液（包括铁液与渣液的活度与活度系数、Wagner模型、分子理论与离子理论模型、标准溶解自由能等）。扩散与传质的基本理论；三个典型的冶金动力学模型（气固相反应动力学、气液相反应动力学、液液相反应动力学）。
课程难点：
活度的概念及活度标准态的选择；
不同标准态活度及活度系数之间关系；
相图的基本规则（邻接；相界限构筑；二次体系副分；切线；阿尔克马德；零变点）；
含有一个不稳定二元化合物的三元系相图的冷却过程分析；
气泡在均相与非均相形核、气泡长大与上升动力学机理；
液液反应动力学的双膜理论的应用；
不同控速条件的气固反应动力学的未反应核模型。
解决办法
1）充分发挥优质教师资源，让具有丰富教学经验的国内外著名学者周国治院士给学生讲绪论，除全面介绍冶金物理化学的发展及如何在冶金中的应用外，重点指导学生如何学习冶金物理化学，学会解决冶金物理化学中难点问题的方法。
2）对于重点与难点，教师通过举例子、通俗化、强调、比较等手段使学生能够完全掌握重点和难点。教师讲解这些内容的过程中，要放慢速度，举一反三。
3）每章教学内容完成之后，助课老师要对内容进行总结，讲解习题中的问题，还要针对不同章节的内容，讲有代表性的例题。在这些过程中，把重点和难点内容再一次渗透进去，达到了举一反三的作用。
4）针对不同的重点和难点，留一至两道思考题，用“探究性”的学习方式，充分发挥学生的主观能动性，给学生指定参考书中的相关内容，要求学生课外阅读，学生自己解决这些知识点。如对于“活度的概念及活度标准态的选择”问题，要求学生阅读魏寿昆院士编著的“冶金过程热力学”的有关章节，对于“液液反应动力学的双膜理论的应用”，要求学生阅读韩其勇教授编写的“冶金过程动力学”的相关章节等。针对这些问题，要求学生写出评论。
通过教学中采取了以上方法，对解决教学过程中出现的重点和难点，收到了很好的效果。
3．能力培养要求：
重点要求学生牢固地掌握冶金物理化学的基本概念和基本原理，独立完成大量习题，能够正确熟练地计算冶金体系中化学反应的吉布斯白由能变化，判断化学反应的方向和限度，分析化学反应的反应机理，独立完成要求的四个实验。以课堂讲授为主，辅以习题课、课堂讨论及答疑，提高作业数量及批改质量，对重点学生加强答疑，在条件成熟时实现多媒体教学。
授课目标：
1．本课程是冶金工程专业本课生必修课程，是一门重点介绍冶金物理化学基本概念、基本原理以及在冶金过程中应用的专业基础课。
2．通过本课程的学习使学生掌握冶金热力学、冶金动力学的基本原理。学会运用这些原理分析和解决生产中出现的新问题；不断地改造旧工艺，创造新工艺，降低生产消耗，提高生产率；不断地向相关学科渗透，扩大冶金物理化学的研究领域。
3. 通过本课程的学习，使学生掌握冶金物理化学基本的实验技能，对冶金中的问题，利用冶金物理化学基础和其他专业知识综合的研究方法。
课程列表：
第1章 热力学基本定理及在冶金中的应用
01-01 绪论
01-02 冶金热力学中标准自由能的计算
01-03 习题课
01-04 辅助教学
第2章 热力学状态参数图
02-01 Ellingham图
02-02 相图分析方法及基本规则
02-03 相图的应用
02-04 习题课
02-05 辅助教学
第3章 真实溶液
03-01 铁溶液
03-02 二元正规溶液
03-03 冶金炉渣
03-04 习题课
03-05 辅助教学
第4章 冶金热力学应用
04-01 冶金反应过程最高反应温度的计算
04-02 炼钢发热能力的计算
04-03 固体氧化物直接还原
04-04 选择性还原-从红土镍矿中提取钴和镍
04-05 选择性氧化-奥氏体不锈钢的去碳保铬
第5章 冶金反应动力学基础
05-01 化学反应动力学基础
05-02 扩散与传质
05-03 多相反应动力学基本理论
05-04 习题课
05-05 辅助教学
第6章 冶金动力学应用
06-01 气—固反应动力学
06-02 气一液反应动力学
06-03 液一液反应动力学
06-04 固—液反应动力学
06-05 习题课
06-06 冶金物理化学总复习
06-07 辅助教学
