高硼含量铝硼中间合金制备及KBF4与铝熔体反应机理研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王青亮 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2012 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 赵九洲 |
| 关键词 | 铝硼中间合金 制备 混合技术 界面反应 机理 Al-B master alloy Production Mixing technique Interfacial reaction Mechanism |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | "固溶于铝中的微量过渡族杂质元素，如Ti、V、Mn、Cr等，对铝导电性影响很大。在生产导电铝时，常通过加入铝硼中间合金对铝熔体进行硼化处理，使铝中的过渡族杂质元素以不溶性硼化物形式沉淀析出，来提高铝的导电性。铝硼中间合金中硼含量的提高有助于增强其对铝熔体的净化效果。目前，工业生产中通常采用氟盐反应法制备铝硼中间合金，为提高硼含量，通常需添加钛剂以降低熔体黏度。采用这种熔体处理方法制备的铝硼中间合金中含有钛，将影响其对铝的净化效果。因此，研制不含钛的高硼含量铝硼中间合金，对于更好地满足导电铝生产需求具有十分重要的意义。本研究以采用氟盐反应法制备不含钛的高硼含量铝硼中间合金为核心，开展了如下工作： 采用内部加盐法制备含硼量约3 wt.%的AlB2型中间合金，考察了不同加盐方法、混合方式对硼回收率及合金组织的影响。研究表明，采用内部加盐法制备铝硼中间合金时可获得较高的硼回收率。采用铝箔包裹后压入加盐法时，反应过程中有AlB12相生成，硼化物在铝基体中主要以团簇形式存在，每次压入加盐后进行快速搅拌，可有效破坏合金中较大尺寸硼化物团簇。 采用铝箔包裹后压入加盐法和刚玉坩埚电磁搅拌辅助反应法制备高硼含量铝硼中间合金。结果表明，分批次加盐可有效降低熔体黏度、提高硼回收率，但随着加盐批次的增加，合金中粗大AlB12颗粒增多，AlB12团簇趋于严重。 对采用铝箔包裹后压入加盐法制备的高硼含量铝硼中间合金熔体的精炼及凝固过程进行了研究。确定了最佳精炼温度为1300℃左右，最佳覆盖/精炼剂成分范围为(25~45) wt.%Na3AlF6 - (40~80) wt.%KAlF4 - (2~8) wt.%CaF2，最佳精炼时间为5~10 min。将精炼后所得合金熔体直接浇入不同模具（石墨模、铁模和砂型模）中以不同冷速进行凝固时，对合金中AlB12颗粒尺寸及空间分布情况影响不大，合金中硼含量较低时易形成粒子偏聚型凝固组织。 考察了溶剂成分对KBF4与铝熔体界面反应的影响，研究了KBF4与铝熔体界面反应机理。结果表明，界面处AlF3的存在可促进界面处层状AlB12与铝熔体的脱离；采用亚共晶成分KF-AlF3溶剂时，界面处不存在AlF3，界面处形成由AlB12和AlB2两相组成的层状硼化物组织。 考察了反应温度对KBF4与铝熔体界面反应的影响。结果表明，反应温度较低时，反应界面呈凸起状，样品内部无氟盐存在，界面反应过程中生成的硼化物完全以AlB12颗粒形式分布于氟盐中；随着反应温度的升高，有爬壁现象及乳化现象产生，界面处硼化物生成量增加，进入到铝熔体中的硼化物比例增加。" |
| 公开日期 | 2013-04-12 |
| 源URL | [http://210.72.142.130/handle/321006/64492]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王青亮. 高硼含量铝硼中间合金制备及KBF4与铝熔体反应机理研究[D]. 北京. 中国科学院金属研究所. 2012. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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