開題報(bào)告 高兆和

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

研究設(shè)備2

國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1

研究背景3

研究?jī)?nèi)容5

實(shí)驗(yàn)安排根據(jù)國(guó)家“十二五”規(guī)劃，全國(guó)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(yuǎn)距離、大容量輸電線路的建設(shè)不斷增加。高導(dǎo)耐熱鋁導(dǎo)線：具有較高的導(dǎo)電性、較高比強(qiáng)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(guó)家的電網(wǎng)用線標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)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(dǎo)線僅占市場(chǎng)的2-3%，特種電線電纜仍需進(jìn)口市場(chǎng)前景分析高導(dǎo)高強(qiáng)耐熱導(dǎo)線的優(yōu)異性能提綱4

研究設(shè)備2

國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1

研究背景3

研究?jī)?nèi)容5

實(shí)驗(yàn)安排高導(dǎo)高強(qiáng)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(dǎo)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(dǎo)高強(qiáng)耐熱鋁合金工業(yè)純鋁一般定為純度為99.0％～99.9％的鋁，對(duì)于中國(guó)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(duì)鋁電導(dǎo)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(dǎo)線的耐熱性，La、Y不僅提高鋁導(dǎo)線的電導(dǎo)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(diǎn)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(diǎn)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(bǔ)鋁合金相的表面缺陷，阻礙晶粒長(zhǎng)大，具有晶粒細(xì)化作用。另外，稀土的變質(zhì)作用具有長(zhǎng)效性和重熔穩(wěn)定性的特點(diǎn)提高機(jī)械性能稀土可細(xì)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(xué)穩(wěn)定性好的化合物，作為強(qiáng)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(diǎn)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(bǔ)鋁合金相的表面缺陷，阻礙晶粒長(zhǎng)大，具有晶粒細(xì)化作用。另外，稀土的變質(zhì)作用具有長(zhǎng)效性和重熔穩(wěn)定性的特點(diǎn)提高機(jī)械性能稀土可細(xì)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(xué)穩(wěn)定性好的化合物，作為強(qiáng)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(dǎo)率。提綱4

研究設(shè)備2

國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1

研究背景3

研究?jī)?nèi)容5

實(shí)驗(yàn)安排探索單獨(dú)添加不同量的La和Y對(duì)工業(yè)純鋁電導(dǎo)率和力學(xué)性能的影響規(guī)律稀土La和Y對(duì)工業(yè)純鋁的凈化變質(zhì)、細(xì)化機(jī)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(duì)鋁導(dǎo)電性提高的機(jī)理

課題研究?jī)?nèi)容合金成分設(shè)計(jì)熔煉鑄造均勻化退火熱軋、冷軋金相觀察SEMTEM導(dǎo)電性能力學(xué)性能SEM金相觀察導(dǎo)電性能力學(xué)性能添加不同含量的稀土Y和La對(duì)純鋁導(dǎo)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(dǎo)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1

研究背景3

研究?jī)?nèi)容5

實(shí)驗(yàn)安排HXSG-1200熔鑄爐，QJ-19低溫電阻測(cè)量?jī)x，PLOYVAR-MET金相顯微鏡，熱處理爐，CSS-44100電子萬能試驗(yàn)機(jī)，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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1

研究背景3

研究?jī)?nèi)容5

實(shí)驗(yàn)安排12342011.