添加稀土元素对工业纯铝性能影响研究.pdf

大连理工大学
硕士学位论文
添加稀土元素对工业纯铝性能影响的研究
姓名:吴爱民
申请学位级别:硕士
专业:铸造
指导教师:刘顺华
19990601
盟宰幽:,.,,摘要本论文在研究杂质元素、在工业纯铝中的有害作用的基础上,采土在工业纯铝中的作用机理,发现加入稀土元素、后明显细化了纯了铁硅的有害作用,提高了铝导线的导电率和机械性能。和机械性能综合指标达到最佳状态。卜、关键词:工业纯铝,导电性,电阻率,机械性能,稀土,镧,铈。用湎哐苌浞治觥、跋晕⒔鹣嘧橹鄄斓茸酆戏治鍪侄危主要研究了稀土金属、及混合稀土添加到工业纯铝及普通工业纯铝中对其导电性能、机械性能和微观铸态组织的影响。探讨了稀铝的晶粒及枝晶间距,并使铝中有害杂质元素、由固溶态转变为析出态,在晶界处以铝稀土和铁硅等的多元金属间化合物相存在,从而改善笛橹赋觯攵圆煌慷鹊墓ひ荡柯粒⊥猎K赜懈鲎詈鲜实奶砑恿俊比如对:.ィ琒..シ段У墓ひ档嫉绱柯粒毕⊥金属、的添加量在~,%之间时,能使工业纯铝导线的导电率,琣甋,..也—~.%.也瞖血血瞐簍:,%.:.ィ:~.%.,琺甌’.,甌、
言稀土在铝导体中的应用研究戒国始于年代中期。但是,由于当时前谀承┑嫉缏梁辖鸷痛柯林校尤胂⊥梁螅岣吡寺敛牡那慷群湍一、国内外研究概况及发展趋势用于冶金、化工、玻璃陶瓷、发光激光、永磁合金等新材料。现在,稀土种稀土铝合金用作发动机,内燃机的复杂零件。以后英美苏也在这方面进改善铝导体的电性能,反而大幅度降低了电性能,因此,该项研究成果未能量研究工作。总结这些研究成果,我们可以得出以下结论““:稀土具有高度的化学活性,它们具有独特的物理化学特性。自从稀土被发现以来,人们逐渐发现了它的广泛用途。从六十年代起,稀土广泛地应的制取和应用比较成熟。有人将稀土冶炼和应用分为三个时代,目前正是稀土提取,冶金和应用的黄金时代⋯。稀土在黑色金属中的应用,国内外已经开展了大量的工作,并已成熟地应用在钢铁工业中,显示了稀土金属的良好作用】。稀土在有色合金中的应用国外开展的较早,第一次世界大战期间,法国首先使用铝铈合金。第二次世界大战期间,德国又研制了四行了研究和应用,并且各自都有标准牌号产品。西德,法国均有稀土有色合金方面的报道,日本最早把稀土应用于导电铝合金。苏联曾在标准牌号的铝合金中加入微量蕴岣吆辖鸩牧系母呶虑慷取=昀矗美国,日本在这方面的研究工作较多,他们的研究表明,在铝合金中添加稀土明显地改善了合金的加工性能,耐热耐震和抗腐蚀性能,研制出稀土铝合金细线和特细线,用作集成电路的引线啊俊采用了不恰当的稀土加入方式和方法,引进了大量的非稀土元素,不仅未能在生产中得到应用,并且还据此作出了稀土对铝导体的电性能有害的结论稀土在铝导体中的应用研究就此中断。从年代末到年代,国内外相继有许多厂家、研究所、院校等就稀土在导电铝中的斑用作了大磨性能。在一定温度内。陨使用的导电铝材中,加入稀土可提高其热强性和抗氧化性。在某些深拉的铝材中,加入稀土可获得良好的冷诟叽柯林屑尤胂⊥粒挥械玫接欣男Ч∏∠喾矗诟叽柯林即使加入微量稀土,也能发现导电率下降和电阻率升高;诠ひ荡柯料卟闹屑尤胂⊥粒芊裉岣咂涞嫉缧院徒谠嫉缒埽两塑性;没有得到完全一致的结论。大连理工大学硕士学位论产
二、课题研究的理论意义和应用价值在电力和通讯领域,铝以其质优价廉的双重优势受到人们越来越多年我国电线电缆行研究表明:铝的电阻率随着铝的纯度的降低丽增加,杂质含量越高,有的工作发现,加稀土不能改善工业纯铝的导电性;有的工作认为,在稀土加入量很少时能提高导电性,但是提高的幅度不明显。另一些工衔D苁沟嫉缏侍岣%。他们认为,稀士与铝中杂质元素和相互作用,能消除和对电阻率的不利影响,但是加入量过多时,工业纯铝的导电性将随稀土加入量的增加而下降。可见不同的研究者得到的结论存在着很大的差异。我们分析其主要原因可能是因为稀土的加入方式,加入量和工艺控制上的差异造成的。这种研究成果的不一致使得稀土在导电铝合金中的应用受到很大限制。由此可见,对导电用稀土铝合金从工艺控制到作用机理进行一系统性研究。就稀土在导电铝合金中的作用进行一下总结,是很有必要的。量约占铝消耗量的三分之一到四分之一¨“业用铝量约为万吨【】“,,我,电阻率居高不下,一直在,×之间徘徊。据统计,如果铝导线的电阻率千伏的输电线路,】。可见,降低铝的电阻率,减少输电过程中无谓的能耗,是一项非常紧迫晶状态、加工工艺等对铝的导电性都有一定的影响。在众多的影响因素中,化学成分是影响铝导体导电性诸因素中最基本的因素。因此,有关成分对铝导体性能的研究很早就受到了人们的重视。早在年,就有们在这方面的研究不断进展谛矶喾矫嫒〉昧斯彩丁电阻