開題報告 高兆和

2011.4.2La和Y對工業(yè)純鋁導電性能的影響研究報告人：高兆和La和Y對工業(yè)純鋁導電性能的影響研究報告人：高兆和指導老師：李紅英教授提綱4

研究設(shè)備2

國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1

研究背景3

研究內(nèi)容5

實驗安排根據(jù)國家“十二五”規(guī)劃，全國將建成“三華”（華北—華中—華東）、東北、西北和南方四大區(qū)域電網(wǎng)；在四大區(qū)域電網(wǎng)之間建設(shè)特高壓直流輸電線路，而在“三華”區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)部建設(shè)“三縱三橫”的特高壓交流網(wǎng)架，新建線路約幾萬公里，遠距離、大容量輸電線路的建設(shè)不斷增加。高導耐熱鋁導線：具有較高的導電性、較高比強度和好的弧垂特性，還具有較好的抗高溫軟化能力和抗蠕變性能，完全可以滿足國家的電網(wǎng)用線標準。中國2009年鋁產(chǎn)量為1300噸，2010年超過1500萬噸電工用鋁的高需求，每年電工用鋁超過300萬噸耐熱導線僅占市場的2-3%，特種電線電纜仍需進口市場前景分析高導高強耐熱導線的優(yōu)異性能提綱4

研究設(shè)備2

國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1

研究背景3

研究內(nèi)容5

實驗安排高導高強耐熱鋁合金絞線58%IACS耐熱鋁合金絞線稀土鋁絞線電工鋁絞線鋁導線發(fā)展歷程工業(yè)純鋁的硼化處理Zr、Er、Sc等元素的微合金化La、Y、Nd等稀土元素的添加高導高強耐熱鋁合金工業(yè)純鋁一般定為純度為99.0％～99.9％的鋁，對于中國的鋁礦，工業(yè)純鋁中的雜質(zhì)主要是Fe、Si

等元素。雜質(zhì)元素對鋁電導率的影響大小V>Mn>Ti>Cr>Zr>Si>Mg>Fe>Cu硼化處理主要降低Ti、V、Mn、Cr;Er、Zr的微合金化主要是提高鋁導線的耐熱性，La、Y不僅提高鋁導線的電導率，更能提高其綜合性能鋁基體中添加稀土La、Y

La、Y元素加入鋁合金中，可以起到以下三點作用：精煉作用稀土易與氧、氫、氮等氣體生成各種化合物，減少鋁合金中的氣體含量，減少針孔率；稀土與硫、磷、銻、砷等元素也極易化合，反應(yīng)生成稀土化合物，熔點高、比重輕，上浮成渣變質(zhì)作用稀土原子半徑比鋁原子大，易填補鋁合金相的表面缺陷，阻礙晶粒長大，具有晶粒細化作用。另外，稀土的變質(zhì)作用具有長效性和重熔穩(wěn)定性的特點提高機械性能稀土可細化晶粒，改善鐵相的存在形態(tài)，和鋁中氣體、雜質(zhì)以及鋁反應(yīng)，生成化學穩(wěn)定性好的化合物，作為強化相改變組織結(jié)構(gòu)和改善性能。還提高鋁合金材料的耐腐蝕性和高溫性能精煉作用稀土易與氧、氫、氮等氣體生成各種化合物，減少鋁合金中的氣體含量，減少針孔率；稀土與硫、磷、銻、砷等元素也極易化合，反應(yīng)生成稀土化合物，熔點高、比重輕，上浮成渣變質(zhì)作用稀土原子半徑比鋁原子大，易填補鋁合金相的表面缺陷，阻礙晶粒長大，具有晶粒細化作用。另外，稀土的變質(zhì)作用具有長效性和重熔穩(wěn)定性的特點提高機械性能稀土可細化晶粒，改善鐵相的存在形態(tài)，和鋁中氣體、雜質(zhì)以及鋁反應(yīng)，生成化學穩(wěn)定性好的化合物，作為強化相改變組織結(jié)構(gòu)和改善性能。還提高鋁合金材料的耐腐蝕性和高溫性能稀土存在于晶界骨骼相和枝晶間圓形或橢圓形的顆粒相中,并且在顆粒相中都有較高的稀土含量，其成分為(Al、Fe、Si、RE)的多元化合物稀土的加入稀土的加入，降低了鋁固溶體中硅含量，使Fe、Si等雜志元素由固溶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲龀鰬B(tài)，在晶界處以鋁稀土和鐵硅等多元金屬間化合物相存在，從而凈化鋁基體，提高電導率。提綱4

研究設(shè)備2

國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1

研究背景3

研究內(nèi)容5

實驗安排探索單獨添加不同量的La和Y對工業(yè)純鋁電導率和力學性能的影響規(guī)律稀土La和Y對工業(yè)純鋁的凈化變質(zhì)、細化機理以及鑄造組織的影響研究鋁基體中稀土化合物的形成規(guī)律，稀土相的分布狀況，研究稀土對鋁導電性提高的機理

課題研究內(nèi)容合金成分設(shè)計熔煉鑄造均勻化退火熱軋、冷軋金相觀察SEMTEM導電性能力學性能SEM金相觀察導電性能力學性能添加不同含量的稀土Y和La對純鋁導電性的影響ElementWt%At%

AlK74.9089.44

SiK01.3501.55

YL21.8407.91

FeK01.9101.10MatrixCorrectionZAFElementWt%At%

AlK88.5495.71

SiK00.2300.24

YL09.3703.07

FeK01.8600.97MatrixCorrectionZAF稀土Y的加入，使Fe、Si等雜志元素由固溶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲龀鰬B(tài)，在晶界處以鋁稀土和鐵硅等多元金屬間化合物相存在，從而凈化鋁基體，提到鋁的電導率。ElementWt%At%

AlK84.8693.83

SiK00.9601.02

YL12.2104.10

FeK01.9801.06MatrixCorrectionZAFAl—0.1Ywt%提綱4

研究設(shè)備2

國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1

研究背景3

研究內(nèi)容5

實驗安排HXSG-1200熔鑄爐，QJ-19低溫電阻測量儀，PLOYVAR-MET金相顯微鏡，熱處理爐，CSS-44100電子萬能試驗機，飛利浦Sirion200掃描電鏡，飛利浦TecnaiG220ST透射電鏡，研究設(shè)備提綱4

研究設(shè)備2

國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1

研究背景3

研究內(nèi)容5

實驗安排12342011.