高純鋁偏析提純工藝及其性能的研究.pdf

1、高純鋁與原鋁相比具有更好的延展性、導(dǎo)電性、光反射性以及耐蝕性，在現(xiàn)代電子信息、航空航天、超導(dǎo)體、天文研究等領(lǐng)域得到了大規(guī)模的應(yīng)用，并推動(dòng)了這些行業(yè)的發(fā)展。我國是一個(gè)鋁業(yè)大國，但關(guān)于高純鋁的提純凈化以及性能研究等方面與發(fā)達(dá)國家還存在著一定的差距，特別是利用定向凝固工藝制備高純鋁的研究開展較少，還需要進(jìn)行深入的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。本論文通過對(duì)國內(nèi)外相關(guān)研究的綜述，深入分析了偏析提純的機(jī)理，在成功制備了上引法和下引法兩類提純?cè)O(shè)備的基礎(chǔ)上，分別探討了

2、不同的工藝參數(shù)對(duì)提純效果和組織的影響，并對(duì)高純鋁的導(dǎo)電率、熱導(dǎo)率、延伸率等物理性能進(jìn)行檢測及分析，取得了以下研究結(jié)論。
　　(1)當(dāng)晶粒以平界面方式生長時(shí)能夠得到較好的提純效果，在本試驗(yàn)條件下，根據(jù)成分過冷公式可以計(jì)算出鋁熔體在定向凝固過程中保持平界面生長的臨界速度，當(dāng)上引法中牽引速率低于973.4mm/h、下引法中牽引速率低于964.2mm/h時(shí)能保證晶粒以平界面生長，通過相圖分析確定加熱溫度為750℃。
　　(2)利用上

3、引法制備高純鋁時(shí)，凝固過程的初期和末期形成的組織雜質(zhì)含量比較高，主要雜質(zhì)元素的含量隨著凝固過程的進(jìn)行存在著先降后升的總體趨勢。
　　(3)利用上引法制備時(shí)，優(yōu)化后的工藝參數(shù)為:攪拌頻率30Hz、牽引頻率為15Hz。經(jīng)過兩次提純操作，成功制備出5N級(jí)的高純鋁。
　　(4)通過對(duì)上引法所得試樣進(jìn)行組織分析可知，凝固初期形成的晶粒相對(duì)較細(xì)小，隨著凝固過程的進(jìn)行晶粒逐漸長大，在此過程中存在著晶粒的競爭生長與淘汰。
　　(5)下

4、引法制備過程中，在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，溶質(zhì)邊界層的厚度降低。在徑向方向上，k0＜1的元素成分隨著距離中心位置的增加而逐漸減少，而k0＞1的元素從中心到邊緣其含量呈上升趨勢。
　　(6)下引法中，熔體中施加旋轉(zhuǎn)磁場后晶粒的尺寸減小，磁場電流增加導(dǎo)致晶粒尺寸的進(jìn)一步減小。旋轉(zhuǎn)磁場的存在提高了提純效果，但是過大的攪拌電流反而會(huì)抑制提純效果，經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，選擇50A的攪拌電流能產(chǎn)生較為理想的效果。
　　(7)通過對(duì)鋁的物理性能進(jìn)行測試