信息公开:
首页  科学研究  学术交流

我院研究生在铝熔体硼化处理研究方面取得新进展

2021-10-23 管理员 阅读 295

近日,2019硕士生叶辉在国际知名期刊Journal of Alloys and Compounds》发表题为Study about improving mechanism of electrical conductivity of AA1070Al treated by a novel composite boron treatment with trace Ti”的学术论文,学院崔晓丽副教授为通讯作者

传统铜制导线因其密度大、价位持续上涨、生产成本高等因素限制了其应用。铝合金因密度低、资源充足、价格低廉被视为铜合金导体材料的最佳替代者,但其导电性与铜合金相比具有一定差距。工业纯铝作为铝合金导体材料的主要原料,常固溶大量过渡族金属元素(CrVTiZrMn等),导致铝晶格发生严重畸变,增加电子散射几率,恶化了铝合金的导电性。硼化处理是一种可消除铝基体中固溶过渡族金属元素的有效方法,但常规硼化处理效率有限,硼化反应过程中AlB2AlB12粒子表面会逐渐被硼化物覆盖,阻碍硼化反应持续进行。此外,常规硼化处理后铝熔体中常残留200-300 ppmB杂质元素,对导电性产生一定程度的不利影响。因此,有必要对常规硼化处理工艺进行研究和优化。

基于上述问题,作者在常规硼化处理的基础上探究了Ti添加量和熔体保温时间对AA1070Al导电性和过渡族金属元素含量的影响,提出了一种新颖的TiB复合硼化处理工艺,见图1。与常规硼化处理相比,该复合硼化处理工艺具有以下优点:(1Ti辅助常规硼化处理可进一步提高铝熔体的导电性,并且可大幅度减少熔体保温时间,降低电能消耗;(2)复合硼化处理可显著减少铝熔体中B杂质元素的残留量,有效避免杂质B元素对导电性的不利影响;(3)复合硼化处理具有更高的硼化处理效率,可将更多固溶态过渡族金属元素转变为惨杂型硼化物,并沉淀于熔体底部,净化铝熔体。当复合硼化处理工艺被应用于AA1070Al熔体净化时,铝熔体中过渡族金属元素和杂质B元素含量均明显低于常规硼化处理,AA1070Al导电率被进一步提高至66.9% IACS,达高导电性水平,见图2和表1

 

1. 复合硼化处理工艺示意图

2. Ti添加量和保温时间对AA1070Al导电率和B含量的影响

1. 不同硼化处理对AA1070AlCa和过渡族金属元素含量的影响 

 

本研究得到了国家自然科学青年基金、山东省自然科学基金、国家博士后基金的支持。

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838821008252


地址:中国 山东 淄博 山东理工大学 材料科学与工程学院(200049)  旧网站入口    乐达云创

2018©材料科学与工程学院