一、Application and study in aluminum melt degassing technologies（论文文献综述）
袁蔚景,凃杰松,李银华,徐宛星,段海涛[1]（2021）在《回收工艺对再生铝合金性能影响述评》文中研究表明铝合金因其密度小、强度高、耐腐蚀、加工性能好的优点,已经成为工业应用第二大金属材料。随着原铝产量下降和现役铝合金材料使用年限逐渐到期,具有节约矿产与能源、经济社会效益高、可持续发展等特点的再生铝产业逐渐受到关注。然而,经过回收再生的铝材由于成分混杂等原因,性能往往有所下降。因此提升再生铝合金性能的方法成为相关领域研究的重点。文中介绍了近年来国内外有关提升再生铝合金性能方法的研究进展,对废铝预处理、合金成分调配、熔体精炼、热加工工艺的发展进行了总结,概述了提升固态回收再生铝合金性能的最新研究进展,并对再生铝技术的发展提出展望。
闫龙格[2]（2021）在《基于脉冲电流调控钢液中非金属夹杂物行为及应用》文中指出夹杂物调控旨在通过控制夹杂物数量、尺寸和形态等来降低夹杂物危害,进而改善钢铁材料的性能。脉冲电流不仅可以通过控制夹杂物定向运动从而净化钢液,还可以实现夹杂物的细化及夹杂物形态和取向控制。相比于传统的复合电磁场、交变磁场和连续电流净化技术,脉冲电流调控具有设备简单、绿色节能、净化能力突出等优势,除了可分离常规大尺寸夹杂物之外,脉冲电流还可以有效分离钢液中尺寸小于10μm的夹杂物,控制夹杂物迁移从而抑制浸入式水口堵塞。利用脉冲电流调控钢液中夹杂物的原理是利用非金属夹杂物和钢液之间在电学方面的物理性质（电导率）差异来实现夹杂物的定向运动。相比于在重力场下利用夹杂物和钢液之间的质量密度差去除夹杂物,脉冲电流在控制尺寸较小、密度较大的夹杂物（稀土夹杂物）方面更具优势。针对脉冲电流控制夹杂物演化、迁移理论的深入研究,有助于脉冲电流处理技术在超洁净化冶炼领域的应用。本文通过实验和数学模型研究了电流调控夹杂物演化行为规律和机理,包括电流场下夹杂物形态演化与取向选择、脉冲电流干预气泡与夹杂物相互作用机制、脉冲电流去除稀土钢中的微小尺寸稀土夹杂物、控制夹杂物迁移以抑制夹杂物粘附水口内壁等。通过以上研究为工业稀土钢超洁净冶炼和稀土钢连铸水口堵塞问题提供重要的理论依据和实验基础。本文的研究思路和研究结果总结如下:（1）电流场中夹杂物会引起电流绕流,邻近夹杂物之间的电流分布变化则会引起夹杂物之间的相互作用。基于麦克斯韦方程和朗道连续介质理论建立了两个夹杂物之间相互作用的数学模型,研究了两个夹杂物演化过程中相互作用力、体系的电自由能和体系电导率的变化。数值计算结果表明夹杂物之间的相互作用分为吸引、排斥和旋转效应,这三种效应促使夹杂物在平行电流方向形成具有特定取向的链状结构,并在垂直电流方向彼此远离、分散;通过实验验证证实了这种现象。研究结果表明夹杂物的演化总体上遵循体系的电自由能降低和电导率增加的规律。（2）基于电流场下夹杂物之间的相互作用规律,进一步研究了电流场下气泡与夹杂物之间的相互作用,建立了气泡与夹杂物之间相互作用模型。通过实验研究了电流场下气泡去除夹杂物效果,结果发现施加电流之后夹杂物减少了 45%,而单独气泡处理夹杂物并无明显减少。数值计算显示夹杂物被气泡捕获后体系的电自由能降低。此外,电流引起了额外作用于夹杂物的驱动力,该力的切向分力驱动夹杂物在气泡表面滑动,而径向分力造成气泡与夹杂物之间产生吸引、排斥和驱动效应。上述三种效应导致气泡与夹杂物的碰撞概率和粘附概率升高,夹杂物脱附概率降低,使得气泡更容易捕获、去除钢液中夹杂物。（3）通过实验研究发现脉冲电流下夹杂物有向低电流密度区域迁移的趋势。以稀土夹杂物作为研究对象,进一步研究了非均匀电流场下电流密度梯度对夹杂物是否具有更强的驱动能力和净化效果。实验发现由于电流密度梯度的影响,1-3μm的稀土夹杂物数量降低了 77.42%。理论计算表明梯度电流场（平均电流密度梯度0.7A/mm3）中夹杂物受到的驱动力大约是均匀电流场中夹杂物受力的100倍。作用在夹杂物上的驱动力与夹杂物尺寸正相关,与电流密度梯度线性正相关。夹杂物在电流密度梯度下由高电流密度区域向低电流密度区域迁移,以减小夹杂物对电流的阻碍。夹杂物迁移中遵循电势能、体系的电自由能降低的原则。（4）基于电流控制稀土夹杂物定向迁移的现象,进一步研究了脉冲电流控制夹杂物迁移、抑制稀土钢连铸水口堵塞的作用。结果发现在无脉冲电流干预时,5-30min时间内水口耐材表面侵蚀层的平均厚度由160μm增加到795μm,增加了 397%;而在脉冲电流作用下,侵蚀层的平均厚度由150μm增加到210μm,仅增加了 40%。这一现象的机理是:电流在耐材样品周围发生绕流现象,耐材样品表面电流较高,表面至远处形成电流密度梯度,稀土夹杂物颗粒受到电流密度梯度的驱动难以靠近耐材样品的表面。此外,讨论了脉冲电流对稀土钢液和稀土夹杂物侵蚀耐材反应机制的影响。发现脉冲电流有助于耐材表面非晶相的形成,非晶相隔绝了耐材与钢液的接触,减缓了钢液对耐材的侵蚀。在脉冲电流作用下耐火材料形成致密、光滑且较薄的侵蚀层结构。（5）通过正电极（塞棒）和插入结晶器钢液的负电极（石墨棒）对水口内钢流施加高频脉冲电流,利用高频电流的趋肤效应在钢流表面至中心形成指数衰减的电流密度梯度分布,使钢流中夹杂物受到指向钢流中心的驱动力,阻碍了夹杂物向水口内壁的迁移。未施加脉冲电流连续浇铸稀土钢60分钟后塞棒上升了 3.52mm,而施加脉冲电流塞棒仅上升了 1.41mm,这表明脉冲电流减缓了稀土钢连铸过程中塞棒上升速率,有效抑制了水口堵塞。
罗磊[3]（2021）在《行波磁场耦合顺序凝固对Al-Cu基合金组织及缺陷的影响》文中提出ZL205A合金是Al-Cu基合金中的典型代表,是目前强度最高、综合性能最好的铸造铝合金,并在航空、航天、兵器、汽车等领域广泛使用。然而,此类合金通常具有较宽的凝固区间,凝固过程中糊状区较大,易形成大量枝晶网络,堵塞补缩通道和排气通道,易于形成严重的缩松、缩孔、气孔等缺陷,使其工艺性能难以达到理想状态并增大铸造难度。本研究创新地采用行波磁场耦合顺序凝固（Travelling magnetic fields&Sequential solidification,TMF&SS）方法对Al-Cu基宽凝固区间合金进行无接触、无污染、易控制的连续性处理,旨在实现对该类合金凝固过程中糊状区凝固行为的实时、连续调控和改善,从而减小凝固缺陷,提高合金力学性能。本文设计并实现了TMF&SS技术,并对相关规律进行了研究。发现行波磁场强度沿轴向呈现“中间大,两头小”趋势。通过改变励磁电流相序可调控轴向磁场力方向。而控制熔体下拉速率使其等于固液界面上移速率,可保证合金凝固过程中糊状区能够稳定处于行波磁场最佳作用区域。首先,利用TMF&SS技术调控了Al-5wt.%Cu二元模型合金显微组织,并对作用机理进行了研究。确定TMF诱导合金熔体产生强烈的长程定向环流是影响显微组织的最主要原因。Down-TMF引发的熔体流动,可等效提高合金溶质分配系数,减小凝固区间;促进一次枝晶沿轴向连续生长,减小一次枝晶间距、二次枝晶生长以及Al-Cu相的偏聚,获得细化、均匀的显微组织,提高合金性能。然而,Up-TMF则产生相反方向的熔体流动,进而对合金组织和性能产生一系列负面影响。然后,利用TMF&SS技术改善了Al-5wt.%Cu二元模型合金孔洞类缺陷,并分别从热力学和动力学角度对该技术作用机理进行了研究。发现Down-TMF可改善合金显微组织,优化补缩、排气通道;稳定固液界面,减小补缩、排气难度;增大补缩压力和排气驱动力从而降低合金中孔隙度,提高力学性能。Up-TMF则产生一系列相反的负面效应。基于所得机理,利用TMF&SS技术对ZL205A多元多相合金组织、缺陷及性能进行了改善。发现TMF是基于合金各相形成顺序而对凝固行为进行影响:（i）Down-TMF和Up-TMF均可促进最先形成的Al3Ti的细化和均匀化,并使其成为α-Al形核质点,细化基体;（ii）Down-TMF可促进一次枝晶和第二相的生长一致性,减少二次枝晶、枝晶搭接以及Al6Mn、Al2Cu相的生长和偏聚,而Up-TMF则导致一次枝晶生长发生偏转,第二相大量生长、偏聚,二次枝晶发达、枝晶搭接严重;（iii）Down-TMF可降低缩孔率,Up-TMF却导致其增大。另外,利用所得机理和TMF&SS技术对Al-5wt.%Cu-1wt.%Ni合金的凝固行为及富镍相进行了调控。发现TMF可依照合金凝固顺序破碎优先生长的α-Al,细化基体;同时,TMF的添加可以使Al3Ni2细化、均匀化,并促进Al7Cu4Ni相形成和细化,从而大幅度提高合金室温、高温性能。其中,Down-TMF可减少Al2Cu长大和偏聚,相比之下,Up-TMF则增大Al2Cu相长大和偏聚,而导致室温性能的提高效果受到一定限制。
张鹏居[4]（2021）在《Al（-Ti）-C-B晶种合金对6201铝合金导电、导热和力学性能的影响及机制》文中指出由于我国铜资源较匮乏且原材料成本较高,目前“以铝节铜”成为导体材料行业趋势。铝合金作为导体材料具有成本较低、密度低、铸造性能好、热膨胀系数低、比强度高以及比导电率高等优点,且在相同载流量下,铝导线的重量仅为铜的一半,采用铝合金电缆取代铜缆,可以减少铁塔数量,降低安装成本。此外,随着现代电子信息技术及制造技术的快速发展,电子系统及设备向着大规模集成化、小型化、轻量化及高功率等方向发展,这无疑给电子系统及设备的散热带来了严峻挑战。因此,进一步提高铝合金材料导电、导热以及力学等综合性能,不论是对节约能源还是经济效益方面均具有十分重要的意义。本文以工业用6201铝合金为研究对象,通过Al（-Ti）-C-B晶种合金引入第二相粒子A13BC、TiCx与AlB2相,对6201铝合金性能进行调节,促使合金导电导热性能与强度同时提升。本文的主要研究内容如下:（1）微纳米Al3BC晶种对6201铝合金性能的影响通过添加微纳米Al-12Si-4Al3BC晶种合金,向6201铝合金中引入Al3BC粒子,并通过探索调整热处理工艺,使得6201铝合金力学性能明显提升,平均抗拉强度可达到355 MPa,平均屈服强度达到300 MPa,对比6201原始合金,抗拉强度与屈服强度分别提高了 10.9%、13.2%。研究表明在变形过程中A13BC粒子有效阻碍位错运动,提高了合金变形抗力,在第二相粒子强化与热处理强化共同作用下6201合金强度明显提高,并且6201铝合金导电率变化不大,即基本维持导电性能情况下使得力学性能大幅提高。（2）Al-8B-2C晶种合金对6201铝合金性能的调控通过向6201铝合金中添加Al-8B-2C晶种合金以引入Al3BC粒子及AlB2相,可使得6201铝合金的导电、导热性能与力学性能均有所提高。探究了挤压态6201铝合金的最佳热处理方案以及晶种合金最佳添加量,使得原始成分合金的导电率达到54.99%IACS,同时强度保持在327 MPa。发现当Al-8B-2C晶种添加量为2%时,6201铝合金的热导率可达210.02 W/m·K,较原始成分合金提升了 22.5%。除此之外,通过Al-8B-2C晶种合金的调控,使得6201合金在200℃下的屈服强度与抗拉强度可达245 MPa与250 MPa,且延伸率也有所提高。研究表明,在热挤压过程中,Al3BC粒子也很好地抑制了 6201合金的动态再结晶,保证合金有较好的塑性。此外,A13BC粒子起颗粒增强效果同时,AlB2相对合金起到“净化”作用使得杂质元素以沉淀相形式去除,改善了合金基体晶格缺陷,减少了电子在传输过程中的散射,提高了合金的导电、导热性能。（3）Al-Ti-C-B及Al-1.5B中间合金对6201铝合金性能的影响将Al-Ti-C-B中间合金加入到6201铝合金熔体中以引入TiB2以及TiCx粒子,对6201铝合金起到很好的细化效果。通过Al-Ti-C-B协同Al-1.5B中间合金对6201铝合金性能调控处理后,其强度最高可达330 MPa,导电率最高可提升至52.7%IACS,相对于原始成分合金可以提高10.4%。
宋芳,潘昊亮,孟银娜,祝庆[5]（2021）在《不同冷轧废料添加的8079铝合金铸轧板组织分析》文中研究表明以8079铝合金为研究对象,分别向电解铝液中添加质量分数为6%和7%的冷轧废料,采用两种不同过滤精度的泡沫陶瓷过滤板（50 PPi+60 PPi和30 PPi+50 PPi+60 PPi,PPi为每25.4 mm长度上的孔数）进行在线净化处理,生产铝合金铸轧板。借助光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪和ABB测氢仪等分析手段,对比分析冷料添加对8079铝合金铸轧板微观组织的影响。结果表明:使用双层泡沫陶瓷过滤板处理的试样微观组织存在明显夹杂和夹杂聚集现象,晶粒大小不均匀,氢含量高达0.25 mL/（100 g Al）。使用三层陶瓷泡沫过滤板处理的试样微观组织中没有明显夹杂和夹杂聚集现象,晶粒大小分布均匀,氢含量低于0.12 mL/（100 g Al）。
张书雅[6]（2020）在《形核剂对增材制造铝合金显微组织及力学性能的影响》文中研究说明铝合金具有密度低、导热导电性能好、耐腐蚀、比强度高,以及可塑性强和制造成本相对较低等优点,在市场上享有广泛的应用范围,尤其是对于质量因素较敏感的航空航天、军事以及汽车制造等领域。目前,随着我国工业的迅速发展,铝合金零部件逐渐呈现出结构轻量化、性能复合化的发展趋势,并且在实际应用中对零件性能和生产效率的要求更高,传统的减材制造技术（如铸造、锻造等）已经难以满足这些制造需求。增材制造技术是一种自下而上的材料逐层叠加制造方法,凭借其特殊的成形方式以及高度灵活性,能够在材料减重和结构减重两方面实现轻量化的目的。目前在对铝合金增材制造工艺的研究过程中,由于铝合金氧化性强、激光吸收率低、凝固温度范围宽等缺点,铝粉表面容易形成坚韧的氧化膜,阻碍成形过程中层间金属连结,降低成形件的致密度,影响成形件的性能。另外,铝粉流动性差,激光反射率高,容易引起成形件内部气孔和裂纹的产生,导致难以大幅提升铝合金增材制造成形件的强度和塑性。针对上述问题,国内外学者开展了大量研究,通过掺杂、工艺优化、热处理等方式改善铝合金增材制造成形件的微观组织和机械性能。目前市场上常用的增材制造铝合金有 Al-Si 系（如 AlSi1OMg、AlSi12）、Al-Cu 系（如 A12024）、Al-Zn系（如A17075）铝合金粉末,用于选区激光熔化增材制造;Al-Mg系、Al-Li系铝合金丝材用于电弧填丝增材制造。掺杂处理包括添加稀土元素（如Sc、Zr等）或者纳米颗粒（如TiC、TiB2、SiC等）,用以改善铝合金粉末流动性和致密性的缺陷以及成形件的微观结构,从而提高铝合金增材制造成形件的力学性能。然而,上述方法受到成本高或者冶金工艺复杂等因素的制约,性价比并不高。因此,如何在保证性能的前提下简化工艺、降低成本、提高效率,拓展可适用于增材制造的铝合金粉末已经成为主要的发展趋势。另外,相较于铝合金粉末选区激光熔化增材制造的研究,电弧填丝增材制造研究较少。并且由于热输入量大,成形过程稳定性不高等因素,成形件的微观组织和力学性能难以改善。因此,如何提高电弧填丝增材制造铝合金成形件质量及性能是一个亟待解决的问题。本课题主要研究铝合金粉末材料的选区激光熔化增材制造工艺,采用粉材包括AlSilOMg、A17075及A12024铝合金粉末。将AlSi1OMg通过机械混合法掺杂含量分别为1 wt.%、5wt.%、10 wt.%、20 wt.%的Al-Ti-C-B中间合金,探究纳米级TiC颗粒和TiB2颗粒对增材制造AlSi1OMg成形件的改性作用,旨在细化其微观组织结构,提高力学性能。将A17075通过机械混合法掺杂10 wt.%Al-Ti-C-B中间合金,观察纳米颗粒对增材制造A17075成形件微观组织和力学性能的影响。将A12024通过原位生成法掺杂1.5 wt.%的TiC颗粒,探究该工艺对增材制造A12024组织性能的作用,旨在通过引入变质剂促进形核,改善该合金的可成形性。同时,本课题还对铝合金电弧填丝增材制造进行了一定程度的研究,采用丝材包括Al-Mg合金和Al-Li合金。通过向A15A06成分中添加0.22 wt.%Sc元素探究Sc元素对增材制造铝合金的晶粒细化效果,以及对抗拉强度和延展性的影响。通过对Al-Li合金丝材进行电弧填丝增材制造并对成形件进行固溶时效热处理,探究增材制造工艺以及不同热处理制度对该合金组织性能的影响。实验结果表明,针对铝合金粉材选区激光熔化增材制造工艺,掺杂Al-Ti-C-B中间合金显着细化了 AlSi1OMg合金的微观组织,平均晶粒尺寸降低至3μm以下。细化剂掺杂量在1-5 wt.%时抗拉强度达到500-520MPa,延伸率在12-15%左右。继续增加掺杂量可使晶粒进一步细化,延伸率略有增加,但抗拉强度下降。掺杂Al-Ti-C-B中间合金同样可以抑制A17075铝合金柱状晶生长,转化为精细的等轴晶,消除了各向异性。但由于热裂纹仍然存在,力学性能得不到改善。原位掺杂Al-Ti-C中间合金优化了 A12024铝合金增材制造成形性,消除了微裂纹,但晶粒的细化仍不足以提高该合金力学性能。针对铝合金丝材电弧填丝增材制造工艺,添加0.22 wt.%Sc元素显着细化了 A15A06铝合金的微观组织,得到平均晶粒尺寸40μm的等轴晶,抗拉强度达到290MPa,延伸率达到36%。对于Al-Li合金丝材,增材制造工艺显着改善了其微观组织,由柱状晶细化为等轴晶,固溶处理进一步提高了其抗拉强度和延伸率。
黄丽杨[7]（2020）在《基于非线性超声空化效应的Al-Si系合金熔炼工艺研究》文中研究表明铝硅合金在熔炼过程中产生的氢的含量对凝固后的组织以及性能有着重要的影响,主要表现在铸锭的气孔、疏松情况、密度大小以及强度等几个方面。而超声处理对铝合金对改善合金的组织、内部气孔、力学性能都有一定的作用。由于熔体的高温限制无法直接观察超声对合金作用,因此通过Matlab软件求解KM-poly tropic方程,从超声频率、超声功率两个角度对Al-Si合金熔体中空化泡的生长过程进行数值模拟,并对Al-Si合金进行不同时间和功率的超声处理,结合模拟数据和实验结果分别对超声作用下组织细化机理、除气机理以及力学性能的变化规律展开分析。进一步地利用稀土元素（Ce、La）对铝硅合金进行改性,确定最佳的工艺配方。（1）数值模拟结果表明,在超声频率为20kHz-40kHz的范围内,超声频率越低,空化效果越好,空化泡长大的效率越高,因此选用的超声频率为20kHz;当施加的超声功率范围为300W-600W时,发生稳态空化效应,超声功率为700W-800W时,发生瞬态空化效应。对铝硅合金施加不同功率（300W-800W）的超声处理,实验结果表明,在300W-500W的时候合金的除气率逐渐增大,在500W的时候密度提高1.47%,除气率为73.6%;而在700W-800W的时候密度和除气率逐渐下降。这说明稳态空化效应有利于空化泡与氢气结合逸出熔体从而起到除气作用;瞬态空化效应不利于除气,表明该气泡空化模型对铝硅合金的除气起到有效的指导作用。（2）在20kHz的条件下,对铝硅合金施加不同超声时间（0-240s）和功率（0-800W）的处理,并对其微观组织进行观察,发现超声处理能明显细化初生硅,其尺寸随着超声功率的增大呈先减小后增大的趋势。当超声功率为500W、时间为150s的时候,细化效果最好,平均长宽比为1.26,其形状由多角块状向圆整颗粒状转变。但超声处理对铝硅合金的共晶组织无明显改善作用。（3）研究了不同超声处理时间和功率对合金力学性能的影响,在600W、150s时力学性能最佳,抗拉强度为198.4,提高了27.1%,延伸率提高了3.1%,这是因为超声处理细化并改变了初生硅的形貌,降低熔体中气体的含量,减少合金内部缺陷,从而提了力学性能。（4）超声波与稀土（Ce、La）协同作用时,超声功率为600W,稀土含量为0.2%时,合金的力学性能要优于任何一种单一处理方法下的力学性能,且La的改善作用要优于Ce,其抗拉强度分别为205.9MPa、209.7MPa,较只施加超声处理的试样提高了3.68%、5.59%。（5）超声细化初生硅、除气的最佳工艺参数是:超声频率为20kHz,超声时间为150s,超声功率为500W;提升力学性能的最佳的工艺参数是:稀土La含量为0.2%,超声频率为20kHz,超声时间为150s,超声功率为600W。
夏超艺[8]（2020）在《外场调控合成原位（ZrB2+Al2O3）np/AA6111复合材料的微观组织与性能研究》文中指出原位纳米颗粒增强铝基复合材料作为一种新型材料,具有高比强度,高比刚度的特性,且塑韧性和耐腐蚀性能较好,近年来被广泛应用于汽车车身行业。然而一般情况下,引入增强颗粒的复合材料在提高力学性能的同时,由于颗粒团簇严重以及颗粒分布不均等原因导致其耐腐蚀性能降低,因此,开发一种高强度且具有优良耐腐蚀性的新型轻质车身材料具有十分重要的意义。本课题以AA6111-Na2B4O7-K2ZrF6为反应体系,通过在原位反应阶段施加磁场,凝固阶段施加超声场相结合的技术来解决复合材料制备过程中颗粒团簇、颗粒尺寸控制等问题,成功制备了高性能原位（ZrB2+Al2O3）纳米颗粒增强AA6111基复合材料。研究了不同（ZrB2+Al2O3）颗粒含量对复合材料微观组织,力学性能和耐腐蚀性能的影响规律,从而确定最佳颗粒体积分数。此外,重点研究了磁场频率/超声场功率组合调控对复合材料微观组织和力学性能的影响规律,确定了最佳磁场频率/超声场功率组合调控参数;探索了磁场/超声场组合调控下复合材料的微观组织演变与拉伸性能和耐腐蚀性能的相互关系,并探讨腐蚀机理。微观组织分析表明:当颗粒含量为3vol.%时,合成的（ZrB2+Al2O3）增强颗粒多以团簇形式沿着晶界附近分布,少部分分布在晶粒内。所得复合材料的平均晶粒尺寸为125.7μm,相对于6111基体铝合金,粗大的树枝晶转变为规则的等轴晶。当在原位反应阶段施加10Hz的磁场搅拌,凝固阶段施加1kW超声振动时,合成的原位3vol.%（ZrB2+Al2O3）np/AA6111复合材料颗粒团簇现象已基本消失,颗粒在基体中弥散分布于晶界附近,ZrB2颗粒为六边形,Al2O3颗粒为近圆形,颗粒尺寸为50nm80nm。平均晶粒尺寸细化至50.4μm,比未施加外场时减小了约75μm。力学性能分析表明:当磁场频率为10Hz,超声功率为1kW时,磁场/超声场组合调控下制备的3vol.%（ZrB2+Al2O3）np/AA6111双相纳米颗粒增强铝基复合材料的力学性能最好,其抗拉强度为355.4MPa;屈服强度为259.4MPa;延伸率为22.4%,相比于未施加外场的复合材料分别提升了20.6%,12.7%和29.5%;相较于6111基体铝合金分别提升了36.6%,22.9%和33.3%。拉伸断口中分布着大量小而深的韧窝,断裂方式为典型的韧窝断裂。该结果与微观组织分析结果相一致。复合材料的强化机制是Orowan强化,细晶强化与CTE强化共同作用的结果。耐腐蚀性能分析表明:相比于AA6111基体铝合金,添加了（ZrB2+Al2O3）颗粒的复合材料自腐蚀电位均有所提高,复合材料的容抗弧半径均比6111基体铝合金大,且颗粒含量为3vol.%的复合材料的腐蚀电位最高,腐蚀电流密度最低,通过等效模拟电路得到的极化电阻比AA6111铝合金提高了近4倍,耐腐蚀性能最好。在最佳磁场频率/超声功率组合调控下合成的3vol.%（ZrB2+Al2O3）np/AA6111复合材料的自腐蚀电流密度得到进一步的降低,且通过模拟电路拟合得到的模拟电阻比未施加外场制备的复合材料提高了一倍,耐腐蚀性能得到进一步提升。一方面,这是由于磁场/超声场的加入细化了基体晶粒尺寸。另一方面,磁场/超声场的加入促进了ZrB2和Al2O3颗粒在基体中的均匀分散,避免了大颗粒团簇割裂基体而形成更多的电偶腐蚀。
李沛南[9]（2020）在《铝基复合材料中不同长径比TiAl3相的原位合成机制研究》文中进行了进一步梳理本文采用熔体接触反应法制备了Al-12Si基原位复合材料,通过改变原位反应体系工艺参数研究了铝硅合金中原位TiAl3相的形成机制,讨论了向原位反应体系中添加合金元素B,对铝硅熔体中TiAl3相合成机制的影响。通过改变基体合金中Si元素含量,分析其对原位TiAl3合成机制的影响;并向基体合金中加入混合稀土,分析稀土对铝硅基复合材料中原位TiAl3的合成机制的影响及TiAl3形貌尺寸的变化原因。采用光学金相显微镜（OM）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等测试仪器及数据处理软件分析了制备的复合材料的微观组织,并对材料中原位生成相TiAl3的相组成,相形貌、尺寸及在熔体中的分布进行了研究和分析,得到以下主要结论:Ti-Al原位反应体系中采用不同钛质原材料制备的Al-12Si复合材料中TiAl3形貌尺寸区别明显。利用Ti粉制备的原位TiAl3相尺寸形貌比利用海绵钛颗粒制备出的TiAl3更为细小。以钛粉为原料时,TiAl3相呈针状,其长径比从45减小至16;以海绵钛为原料时,TiAl3相为长条状、块状,其长径比从65减小至25。Al-12Si复合材料中原位TiAl3的合成机制为:当基体合金中含Si时,熔体中生成的原位Al-Ti金属间化合物中则含有Si,为Si固溶于TiAl3晶格中。当Si原子扩散进入TiAl3晶体结构中,Si倾向于占据TiAl3晶体结构中的Al格点位置,即Si原子可通过置换取代Al原子进入TiAl3相,最终形成了TiAl Si三元相并且TiAl Si相仍保持着TiAl3的晶体结构。通过向Al-12Si熔体中添加B元素制备的复合材料中原位TiAl3形貌多为短杆状,随着加入B量的增加,TiAl3相的尺寸增大,TiAl3长径比由3.5增大至4.3,但仍较未添加B元素时的TiAl3尺寸明显减小。生成的Ti B2大多呈多边形分布于基体,随着添加的B元素增多,Ti B2颗粒逐渐弥散分布,大小较为均匀。通过对原位粉末体系（Ti-Al-B）的热力学理论计算及试验结果分析,向原位反应体系（Ti-Al）中添加B元素对复合材料中原位TiAl3相的合成机制的影响为:由于熔体中Ti B2的形成能力强于TiAl3,故B与Ti优先发生反应,消耗掉熔体中部分Ti,接着实际反应中过剩的Ti继续和Al结合形成TiAl3。由于B与Ti在熔体中快速结合,从而达到了抑制更多Ti与Al反应生成TiAl3的目的,故Ti B2的优先形成有效的阻碍了TiAl3的生成和长大。探究通过两种变质剂变质条件下的Al-Si复合材料基体合金中Si元素含量对原位生成的TiAl3合成机制影响,实验结果表明基体中Si元素的含量对TiAl3尺寸影响较为显着。在磷盐变质条件下,Al-x Si（7,12,24,28wt.%）复合材料中的原位生成相TiAl3形貌为长条状。当Si≤7wt.%,TiAl3相长径比为16.5;当Si=12wt.%时,TiAl3长径比为13.5;当Si=24wt.%时,TiAl3长径比为13.0;当Si=28wt.%时,TiAl3长径比为8.0;在Al-P中间合金变质条件下,Al-7Si复合材料中TiAl3形貌为块状,长径比为4,其余三种Si含量的合金中的TiAl3形貌以长条状为主,在基体中均匀分布,随Si量增加,TiAl3长径比由13.5减小至7.5。通过对制备的亚共晶、共晶、过共晶铝硅合金组织分析,得出Si含量影响原位TiAl3合成机制的原因:当Al以游离态到达Al-Ti反应层时Al和Ti接触可直接生成TiAl3、Al Ti。由于生成能（TiAl3）<生成能（Al Ti）,所以熔体中首先生成TiAl3。此刻熔体温度较低,当TiAl3生成后再扩散出Al-Ti反应层到Al液中时,熔体中游离Ti依附于已生成的TiAl3继续长大,在TiAl3长大过程中熔体温度不断升高,由于Si含量增加,更多的Si原子扩散进TiAl3晶体结构中,稀释了TiAl3生长前沿Ti的浓度,从而抑制了TiAl3沿长度方向的长大,但过共晶铝硅合金中由于Si含量较高,Si固溶到TiAl3晶体中导致Si在TiAl3中的原子百分含量也随之增高,生成的Al-Ti金属间化合物则成为结构更稳定TiAl Si三元化合物。向不同质量分数（4,6wt.%）的Ti粉制备的Al-12Si复合材料中添加0.25wt.%的混合稀土（La-Ce）,原位生成相有TiAl3和Al Ce、La Si稀土相,TiAl3形貌经混合稀土作用后由长杆状转变为短棒状。添加0.25wt.%La-Ce混合稀土后的复合材料中TiAl3组织的长径比减小,4wt.%Ti粉制备的复合材料中TiAl3长径比从17减小到11;6wt.%Ti粉制备的复合材料中TiAl3长径比从22减小到10。向基体合金中添加混合稀土对原位TiAl3相合成机制的影响为:添加混合稀土所形成的稀土相能够抑制TiAl3的生长,使其组织尺寸变得相对细小。阻碍TiAl3相生长的原因主要由于稀土元素的加入,第一,优先加入熔体中的Ti粉与Al结合生成TiAl3,随着熔体温度不断升高,TiAl3再次逐渐熔解,Al与加入的混合稀土结合生成稀土相,从而阻碍了TiAl3生长;第二,向熔体中加入稀土生成的稀土相容易在α-Al和TiAl3粒子界面处析出,从而抑制了TiAl3在α-Al基体的周围偏聚和长大,获得少量且尺寸较小的TiAl3相。
韩晓琪[10]（2020）在《搅拌铸造制备镀铜石墨烯增强铝硅合金复合材料及力学性能研究》文中研究指明搅拌铸造法因其成本低、操作过程简单、产量大等优点,被认为是实现石墨烯增强铝基复合材料大批量生产的突破口。然而,由于石墨烯与铝液之间的浸润性差、密度失配,将其直接添加到铝液中时,石墨烯容易浮于铝液表面,难以分散到基体中。此外,石墨烯与铝的表面张力差异较大,两者之间难以形成良好的界面结合,以致复合材料的强化效率和延伸率较差。因此,探索新的石墨烯制备工艺以改善石墨烯与铝液之间的浸润性,实现搅拌铸造法制备石墨烯增强铝基复合材料,对该新型材料早日实现在工业领域中的应用具有重要意义。本文结合盐模板与喷雾干燥法原位合成了表面均匀包覆铜纳米颗粒的石墨烯纳米片（Cu nanoparticles coated graphene nanoplatelets,Cu-NPs@GNPs）,在此基础上采用搅拌铸造工艺制备了Cu-NPs@GNPs/Al-10Si复合材料。研究了Cu-NPs@GNPs前驱体配料比对石墨烯质量和形貌的影响;探讨了熔炼搅拌参数对复合材料力学性能的影响;研究了Cu-NPs@GNPs复合增强体对复合材料组织和力学性能的影响,讨论了铜纳米颗粒和石墨烯对铝合金基体的强化机制。结果表明:Cu-NPs@GNPs前驱体的配料比与含水量对石墨烯的质量有显着影响,优化工艺参数可以实现稳定高效地制备高质量Cu-NPs@GNPs;变速球磨工艺可将Cu-NPs@GNPs均匀分散于铝粉中,利用铝-石墨烯复合粉末制成的预制块可以在熔炼过程中有效地将Cu-NPs@GNPs加入到铝硅合金中;熔炼阶段的搅拌时间对Cu-NPs@GNPs在铝硅基体中的分散效果具有重要影响,进而影响复合材料的力学性能;GNPs对硅和α-Al枝晶具有细化作用;包覆的Cu-NPs不仅可以减少GNPs与基体之间的密度差异进而有效抑制GNPs在熔炼过程中出现上浮,而且Cu与Al在Al/GNPs界面上发生化合反应生成Al2Cu,有助于改善GNPs与Al的浸润性,强化Al/GNPs界面结合,同时保护GNPs的结构。经工艺优化后,0.5 wt.%Cu-NPs@GNPs/Al-10Si复合材料的抗拉强度达251 MPa,比Al-10Si纯基体提高45%,延伸率保持在15%。
二、Application and study in aluminum melt degassing technologies（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Application and study in aluminum melt degassing technologies（论文提纲范文）
（1）回收工艺对再生铝合金性能影响述评（论文提纲范文）
| 1 再生铝合金产业背景 |
| 2 回收工艺对铸造再生铝合金性能影响 |
| 2.1 废铝夹杂物的来源与危害 |
| 2.2 国内外回收废铝预处理方式研究进展 |
| 2.3 再生铝精炼调控合金元素对再生铸造铝合金性能影响研究进展 |
| 2.3.1 铁元素对再生铝性能的有害影响与处理方式 |
| 2.3.2 其他合金元素对再生铝性能影响与调控 |
| 2.4 再生铝精炼熔体净化与晶粒细化工艺对铸造再生铝合金性能影响研究进展 |
| 2.5 搅拌摩擦加工工艺对再生铝性能的影响 |
| 3 增强固态回收再生铝合金性能的研究进展 |
| 3.1 原料选择和预制对再生铝性能的影响 |
| 3.2 固态加工参数对再生铝性能的影响 |
| 4 结束语与展望 |
（2）基于脉冲电流调控钢液中非金属夹杂物行为及应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 电流波形与施加方式 |
| 2.3 电流控制非金属夹杂物行为理论基础 |
| 2.3.1 电磁斥力理论 |
| 2.3.2 电泳理论 |
| 2.3.3 电自由能驱动理论 |
| 2.4 电流控制非金属夹杂物研究现状 |
| 2.4.1 连续电流分离夹杂物 |
| 2.4.2 脉冲电流控制夹杂物 |
| 2.4.3 脉冲电流控制夹杂物形态与取向 |
| 2.4.4 电流对气泡捕获夹杂物的影响 |
| 2.4.5 电流控制夹杂物应用研究 |
| 2.5 研究现状与研究内容 |
| 2.5.1 研究现状 |
| 2.5.2 研究内容 |
| 3 电流调控夹杂物形态与取向 |
| 3.1 研究方法 |
| 3.1.1 实验 |
| 3.1.2 数学模型及求解 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 理论值与数值计算结果比较 |
| 3.2.2 双夹杂物之间的电流分布 |
| 3.2.3 夹杂物相互作用机理 |
| 3.2.4 体系电导率变化 |
| 3.2.5 数值计算与实验结果验证 |
| 3.3 小结 |
| 4 电流辅助气泡捕获夹杂物 |
| 4.1 研究方法 |
| 4.1.1 实验 |
| 4.1.2 数值计算 |
| 4.2 实验与数值计算结果 |
| 4.2.1 夹杂物净化效果 |
| 4.2.2 体系电自由能变化 |
| 4.2.3 电自由能驱动力 |
| 4.3 分析与讨论 |
| 4.3.1 电流诱导气泡与夹杂物相互作用机制 |
| 4.3.2 电流辅助气泡捕获夹杂物动力学讨论 |
| 4.3.3 电流辅助气泡捕获夹杂物概率讨论 |
| 4.4 小结 |
| 5 电流密度梯度驱动微小夹杂物迁移 |
| 5.1 研究方法 |
| 5.1.1 电流密度梯度净化实验 |
| 5.1.2 电流密度梯度净化数值计算 |
| 5.2 实验与数值计算结果 |
| 5.2.1 钢液表面浮渣分布 |
| 5.2.2 钢液表面浮渣组成 |
| 5.2.3 稀土夹杂物及其分布 |
| 5.3 分析与讨论 |
| 5.3.1 电流密度梯度驱动夹杂物 |
| 5.3.2 夹杂物迁移的电自由能与驱动力 |
| 5.3.3 夹杂物尺寸及其分布 |
| 5.4 小结 |
| 6 电流抑制稀土钢连铸水口堵塞研究与应用 |
| 6.1 研究方法 |
| 6.1.1 水口内表面结构演化实验 |
| 6.1.2 夹杂物迁移数值计算 |
| 6.2 实验结果 |
| 6.2.1 水口表面宏观结构 |
| 6.2.2 水口表面腐蚀层界面厚度与结构 |
| 6.2.3 水口表面XRD结果 |
| 6.3 分析与讨论 |
| 6.3.1 水口表面微观结构演化 |
| 6.3.2 电流场下夹杂物迁移的理论分析 |
| 6.3.3 水口表面侵蚀层结构演化 |
| 6.3.4 稀土钢侵蚀水口表面反应机理 |
| 6.3.5 脉冲电流作用下的界面反应机理 |
| 6.3.6 水口耐材样品表面结构演化机制 |
| 6.4 脉冲电流抑制稀土钢连铸水口堵塞研究 |
| 6.4.1 稀土钢连铸水口堵塞分析 |
| 6.4.2 脉冲电流抑制水口堵塞中试分析 |
| 6.5 小结 |
| 7 结论与创新点 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）行波磁场耦合顺序凝固对Al-Cu基合金组织及缺陷的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景、目的及意义 |
| 1.2 宽凝固区间合金凝固缺陷形成及改善的研究现状 |
| 1.2.1 宽凝固区间合金凝固缺陷的形成 |
| 1.2.2 通过合金化改善宽凝固区间合金凝固组织及缺陷 |
| 1.2.3 通过熔体处理改善宽凝固区间合金凝固组织及缺陷 |
| 1.2.4 通过调控凝固过程改善宽凝固区间合金凝固组织及缺陷 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 TMF&SS技术方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 TMF&SS技术的设计及完善 |
| 2.2.1 行波磁场发生器 |
| 2.2.2 顺序凝固系统 |
| 2.2.3 抽拉运动系统 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 材料制备 |
| 2.3.2 分析测试 |
| 2.3.3 模拟和计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 TMF&SS对Al-Cu二元合金显微组织的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实施方案 |
| 3.2.1 Al-Cu二元模型合金制备 |
| 3.2.2 合金凝固组织分析及铸态性能测试 |
| 3.2.3 TMF&SS过程中磁场和流场模拟 |
| 3.3 TMF&SS对Al-Cu合金显微组织及性能的影响 |
| 3.3.1 不同TMF对铝铜相的分布、含量及成分的影响 |
| 3.3.2 不同TMF对基体相的尺寸和生长的影响 |
| 3.3.3 不同TMF对合金力学性能的影响 |
| 3.4 TMF&SS对Al-Cu合金显微组织及性能的影响机理 |
| 3.4.1 磁场和流场的耦合模拟 |
| 3.4.2 基于机械搅拌破碎枝晶的分析 |
| 3.4.3 基于吉布斯自由能改变形核的分析 |
| 3.4.4 基于熔体流动改变质热传输的分析 |
| 3.4.5 TMF&SS对Al-Cu合金显微组织的决定性作用机制 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 TMF&SS对Al-Cu二元合金孔洞缺陷的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实施方案 |
| 4.2.1 无外加除气处理Al-Cu二元模型合金制备 |
| 4.2.2 合金凝固缺陷分析及铸态性能测试 |
| 4.2.3 TMF&SS过程中凝固行为及除气过程模拟 |
| 4.3 TMF&SS对Al-Cu合金孔洞缺陷的影响 |
| 4.3.1 不同TMF对合金试样孔隙度的改变 |
| 4.3.2 不同TMF对合金补缩通道和排气路径的改变 |
| 4.3.3 不同TMF作用下Al-Cu合金性能的改变 |
| 4.4 TMF&SS对Al-Cu合金孔洞缺陷的影响机理 |
| 4.4.1 不同TMF对合金补缩通道和排气路径的作用机理 |
| 4.4.2 不同TMF对合金中缩孔的影响机理 |
| 4.4.3 不同TMF对合金中气孔的影响机理 |
| 4.4.4 不同TMF对合金性能的影响机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 TMF&SS对ZL205A铝合金凝固组织及缺陷的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实施方案 |
| 5.2.1 ZL205A铝合金制备 |
| 5.2.2 ZL205A铝合金凝固缺陷分析及铸态性能测试 |
| 5.2.3 TMF&SS过程中磁场和流场模拟 |
| 5.3 TMF&SS对ZL205A合金组织、缺陷及性能的影响 |
| 5.3.1 不同TMF对合金析出相的形成、形貌及分布的影响 |
| 5.3.2 不同TMF对合金基体相生长行为和形态的影响 |
| 5.3.3 不同TMF作用下合金缩孔的改变 |
| 5.3.4 不同TMF对合金力学性能的影响 |
| 5.4 TMF&SS对ZL205A合金组织、缺陷及性能的影响机理 |
| 5.4.1 行波磁场耦合流场的模拟 |
| 5.4.2 不同TMF对合金中显微组织的影响机理 |
| 5.4.3 不同TMF对合金中缩孔缺陷的影响机理 |
| 5.4.4 不同TMF对合金力学性能的影响机理 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 TMF&SS调控Al-Cu-Ni合金富镍相及对室温和高温性能的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实施方案 |
| 6.2.1 Al-Cu-Ni三元模型合金制备 |
| 6.2.2 合金组织分析及不同温度铸态性能测试 |
| 6.2.3 TMF&SS过程中磁场和流场模拟 |
| 6.3 TMF&SS对Al-Cu-Ni合金富镍相及性能的影响 |
| 6.3.1 不同TMF对合金富镍相的组成、形貌、分布及生长的影响 |
| 6.3.2 不同TMF对合金室温和高温性能的影响 |
| 6.4 TMF&SS对Al-Cu-Ni合金富镍相及性能的影响机理 |
| 6.4.1 磁场和流场的耦合模拟 |
| 6.4.2 Al-Cu-Ni合金凝固过程的计算 |
| 6.4.3 TMF&SS对合金中富镍相组成、形貌、分布及生长的影响机理 |
| 6.4.4 不同TMF对合金室温性能和高温性能的影响机理 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得创新性成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）Al（-Ti）-C-B晶种合金对6201铝合金导电、导热和力学性能的影响及机制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铝合金的发展及其应用 |
| 1.3 铝合金导体材料的应用现状及存在问题 |
| 1.3.1 铝合金导体材料的应用现状 |
| 1.3.2 铝合金导体材料存在的问题 |
| 1.4 铝合金的导电、导热机制及影响因素 |
| 1.4.1 金属的导电机制 |
| 1.4.2 金属的导热机制 |
| 1.4.3 铝合金导电率的影响因素 |
| 1.4.4 铝合金热导率的影响因素 |
| 1.5 铝合金的强化方式 |
| 1.5.1 固溶强化 |
| 1.5.2 细晶强化 |
| 1.5.3 加工硬化 |
| 1.5.4 第二相强化 |
| 1.6 本文的研究意义及主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 试验材料与方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 技术路线 |
| 2.3 试验材料与合金样品制备 |
| 2.3.1 试验原材料 |
| 2.3.2 试验合金的制备 |
| 2.3.3 样品制备 |
| 2.4 性能测试 |
| 2.4.1 导电率性能测试 |
| 2.4.2 布氏硬度测试 |
| 2.4.3 室温拉伸测试 |
| 2.4.4 高温拉伸测试 |
| 2.4.5 导热性能测试 |
| 2.4.6 比热测试 |
| 2.5 分析表征 |
| 2.5.1 光谱分析 |
| 2.5.2 金相显微镜 |
| 2.5.3 扫描电镜 |
| 2.5.4 电子背散射衍射分析 |
| 2.5.5 X射线衍射仪 |
| 第三章 微纳米Al_3BC晶种对6201铝合金性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Al-12Si-4Al_3BC晶种合金与6201铝合金 |
| 3.2.1 Al-12Si-4Al_3BC晶种合金组织形貌 |
| 3.2.2 6201铝合金组织形貌 |
| 3.3 试验合金的制备 |
| 3.4 微纳米Al_3BC对6201铝合金性能的调控作用 |
| 3.4.1 热处理工艺的探索 |
| 3.4.2 对力学性能的影响 |
| 3.4.3 对导电性能的影响 |
| 3.4.4 影响机制 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Al-8B-2C晶种合金对6201铝合金性能的调控 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验合金的制备 |
| 4.3 Al-8B-2C晶种合金与6201铝合金 |
| 4.3.1 Al-8B-2C晶种合金组织形貌 |
| 4.3.2 挤压态6201铝合金组织形貌 |
| 4.4 Al-8B-2C晶种合金对挤压态6201铝合金性能的影响 |
| 4.4.1 热处理工艺的探索 |
| 4.4.2 对力学性能的影响 |
| 4.4.3 对力学性能的影响机制 |
| 4.4.4 对导电性能的影响 |
| 4.4.5 对导热性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 Al-Ti-C-B及Al-1.5B中间合金对6201铝合金性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Al-Ti-C-B微纳米中间合金对6201铝合金性能的调控 |
| 5.2.1 Al-Ti-C-B中间合金组织形貌 |
| 5.2.2 Al-Ti-C-B中间合金对6201铝合金力学性能的影响及分析 |
| 5.2.3 Al-Ti-C-B中间合金对6201铝合金导电性能的影响机制 |
| 5.3 Al-1.5B中间合金对6201铝合金导电性能的调控 |
| 5.3.1 Al-1.5B中间合金组织形貌 |
| 5.3.2 Al-1.5B中间合金对6201铝合金导电性能的影响 |
| 5.4 Al-Ti-C-B协同Al-1.5B中间合金对6201铝合金性能的调控 |
| 5.4.1 Al-Ti-C-B协同Al-1.5B中间合金对6201铝合金力学性能的调控 |
| 5.4.2 Al-Ti-C-B协同Al-1.5B中间合金对6201铝合金导电性能的调控 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）不同冷轧废料添加的8079铝合金铸轧板组织分析（论文提纲范文）
| 1 试样材料与方法 |
| 2 试验结果与分析 |
| 2.1 显微组织分析 |
| 2.2 晶粒组织分析 |
| 2.3 夹杂物形貌观察及组成分析 |
| 3 结论 |
（6）形核剂对增材制造铝合金显微组织及力学性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 增材制造工艺方法概述 |
| 1.2.1 选区激光熔化 |
| 1.2.2 电弧填丝增材制造 |
| 1.3 铝合金增材制造研究现状 |
| 1.4 掺杂处理对铝合金组织性能的影响 |
| 1.4.1 中间合金对铝合金的细化行为 |
| 1.4.2 稀土元素钪在铝合金中的作用 |
| 1.5 课题的研究目的、内容和技术路线 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 技术路线 |
| 第2章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 SLM工艺 |
| 2.3 微观组织观察 |
| 2.3.1 OM金相组织观察 |
| 2.3.2 SEM与EDS分析 |
| 2.3.3 EBSD分析 |
| 2.4 力学性能测试 |
| 2.5 热处理实验 |
| 2.5.1 再结晶退火 |
| 2.5.2 固溶处理 |
| 2.5.3 低温时效处理 |
| 第3章 工艺参数对铝合金增材制造成形件致密度的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激光功率 |
| 3.3 扫描速率 |
| 3.4 扫描间距 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 铝合金粉材选区激光熔化增材制造工艺研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 纳米TiC、TiB_2颗粒的晶粒细化行为 |
| 4.3 掺杂Al-Ti-C-B中间合金对增材制造铝合金组织性能的影响 |
| 4.3.1 掺杂Al-Ti-C-B中间合金对AlSi1OMg组织性能的影响 |
| 4.3.2 掺杂Al-Ti-C-B中间合金对Al7075组织性能的影响 |
| 4.3.3 掺杂Al-Ti-C中间合金对Al2024组织性能的影响 |
| 4.4 再结晶退火处理粉材增材制造铝合金力学性能结果 |
| 4.5 讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 铝合金丝材电弧填丝增材制造工艺研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 添加钪元素对增材制造铝镁合金组织性能的影响 |
| 5.2.1 添加0.22 wt.% Sc元素对Al5A06组织性能的影响 |
| 5.2.2 不同含量Sc元素对Al-Mg合金组织性能的影响 |
| 5.3 铝锂合金丝材电弧填丝增材制造工艺研究 |
| 5.4 热处理实验 |
| 5.4.1 退火处理丝材增材制造铝合金力学性能结果 |
| 5.4.2 固溶处理丝材增材制造铝合金力学性能结果 |
| 5.4.3 固溶-时效处理丝材增材制造铝合金力学性能结果 |
| 5.5 讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（7）基于非线性超声空化效应的Al-Si系合金熔炼工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超声波的作用 |
| 1.1.1 超声波的产生及传播 |
| 1.1.2 空化效应 |
| 1.2 超声在金属熔体凝固过程中的作用 |
| 1.2.1 熔体中的超声波处理工艺 |
| 1.2.2 超声处理对金属组织及性能的作用 |
| 1.2.3 超声处理金属熔体除气上的应用 |
| 1.3 超声空化气泡的数值模拟 |
| 1.4 稀土元素对铝合金的改性作用 |
| 1.4.1 变质细化作用 |
| 1.4.2 净化作用 |
| 1.4.3 微合金化作用 |
| 1.4.4 稀土元素在改性方面的应用 |
| 1.5 课题的来源以及研究意义和主要内容 |
| 1.5.1 课题的来源 |
| 1.5.2 课题的研究意义及主要内容 |
| 第二章 实验材料与方案 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备及仪器 |
| 2.2.1 超声波熔炼装置 |
| 2.2.2 浇铸模具 |
| 2.2.3 加热熔炼装置 |
| 2.3 实验方案 |
| 2.3.1 超声熔炼流程 |
| 2.3.2 金相试样制备 |
| 2.3.3 拉伸试样制备 |
| 2.3.4 声压幅值的换算 |
| 2.3.5 数值模拟及超声处理 |
| 2.4 性能测试及表征 |
| 2.4.1 显微组织观察及分析 |
| 2.4.2 力学性能测试 |
| 2.4.3 超声除气分析 |
| 第三章 超声处理对铝硅合金的显微组织与性能的影响 |
| 3.1 声压幅值的确定与转换 |
| 3.2 单气泡数值模拟 |
| 3.2.1 模拟方程及其他参数的确定 |
| 3.2.2 空化泡生长曲线与崩溃效应 |
| 3.3 4047铝硅合金的凝固规律 |
| 3.4 超声处理时间及功率对合金的显微组织的影响 |
| 3.4.1 超声处理时间对合金的显微组织的影响 |
| 3.4.2 超声处理功率对合金的显微组织的影响 |
| 3.4.3 超声处理功率细化初生硅的机理 |
| 3.5 超声处理对合金的除气作用 |
| 3.5.1 超声处理时间对合金除气的影响 |
| 3.5.2 超声处理功率对合金除气的影响 |
| 3.5.3 超声功率的超声除气机理 |
| 3.6 超声处理对合金的力学性能的影响 |
| 3.6.1 超声处理时间对合金抗拉强度及延伸率的影响 |
| 3.6.2 超声处理功率对合金抗拉强度及延伸率的影响 |
| 3.6.3 超声处理对合金拉伸断口形貌的影响 |
| 3.7 超声处理功率提高力学性能的机理分析 |
| 3.7.1 初生硅细化对力学性能的影响 |
| 3.7.2 空化效应对力学性能的影响 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 稀土协同超声对铝硅合金性能的影响 |
| 4.1 稀土加入量对铝硅合金改性的影响 |
| 4.1.1 稀土加入量对合金密度的影响 |
| 4.1.2 稀土加入量对合金力学性能的影响 |
| 4.2 稀土协同不同超声功率对铝硅合金改性的影响 |
| 4.2.1 稀土协同不同超声功率对合金密度的影响 |
| 4.2.2 稀土协同不同超声功率对合金力学性能的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术成果 |
| 致谢 |
（8）外场调控合成原位（ZrB2+Al2O3）np/AA6111复合材料的微观组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题意义 |
| 1.2 原位颗粒增强铝基复合材料的研究进展 |
| 1.2.1 原位纳米颗粒增强铝基复合材料的研究现状 |
| 1.2.2 原位颗粒增强铝基复合材料的制备技术 |
| 1.3 外场调控在制备原位颗粒增强铝基复合材料中应用 |
| 1.3.1 磁场在原位颗粒增强铝基复合材料制备中的应用 |
| 1.3.2 超声场在原位颗粒增强铝基复合材料制备中的应用 |
| 1.4 颗粒增强铝基复合材料的耐腐蚀性能 |
| 1.5 本课题主要研究内容 |
| 第二章 复合材料的制备和实验方法 |
| 2.1 基体材料的选择 |
| 2.2 增强相的选择 |
| 2.3 反应体系的设计 |
| 2.4 复合材料的制备工艺 |
| 2.5 复合材料的热处理 |
| 2.6 复合材料的微观组织结构表征方法 |
| 2.6.1 金相显微镜(OM)组织分析 |
| 2.6.2 X-射线衍射(XRD)分析 |
| 2.6.3 扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS) |
| 2.6.4 透射电子显微镜分析(TEM) |
| 2.7 复合材料的性能分析 |
| 2.7.1 拉伸力学性能测试 |
| 2.7.2 耐腐蚀性能测试 |
| 第三章 原位(ZrB_2+Al_2O_3)_(np)/AA6111 复合材料微观组织 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 复合材料的制备和物相分析 |
| 3.3 纳米颗粒对复合材料组织结构的影响 |
| 3.3.1 颗粒含量对其分布的影响规律 |
| 3.3.2 颗粒含量对基体晶粒的影响规律 |
| 3.4 磁场/超声场组合调控对复合材料微观组织的影响 |
| 3.4.1 磁场/超声场组合调控对颗粒分布的影响规律 |
| 3.4.2 磁场/超声场组合调控对基体晶粒细化的影响规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 原位(ZrB_2+Al_2O_3)_(np)/AA6111 复合材料力学性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同颗粒含量对复合材料力学性能的影响 |
| 4.3 磁场/超声场组合调控对复合材料力学性能的影响 |
| 4.4 复合材料的强化机制分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 原位(ZrB_2+Al_2O_3)_(np)/AA6111 复合材料耐蚀性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 不同颗粒含量复合材料的耐腐蚀性能分析 |
| 5.2.1 电化学极化曲线 |
| 5.2.2 电化学阻抗谱 |
| 5.2.3 静态全浸泡腐蚀试验结果 |
| 5.2.4 复合材料在模拟酸雨中的腐蚀机制 |
| 5.3 磁场/超声场调控对复合材料耐腐蚀性能的影响 |
| 5.3.1 磁场/超声场调控对复合材料动电位极化曲线的影响 |
| 5.3.2 磁场/超声场调控对复合材料电化学阻抗的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文及其他科研成果 |
（9）铝基复合材料中不同长径比TiAl3相的原位合成机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 原位颗粒增强金属基复合材料的研究现状 |
| 1.2.1 原位颗粒增强金属基复合材料的特点及组成概述 |
| 1.2.2 原位增强金属基复合材料的制备方法概述 |
| 1.3 铝基复合材料中铝钛化合物的原位反应研究现状 |
| 1.3.1 关于复合材料中铝钛颗粒种类研究概述 |
| 1.3.2 复合材料中原位合成不同形貌TiAl_3相的研究现状概述 |
| 1.3.3 原位生成相TiAl_3的晶体结构特点概述 |
| 1.3.4 不同因素对复合材料中原位TiAl_3相合成影响的研究现状 |
| 1.3.5 目前原位生成钛化物的复合材料研究中存在的问题 |
| 1.4 研究的目的及意义 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 2 研究方案与试验过程 |
| 2.1 研究方案及技术路线 |
| 2.2 试验材料与仪器设备 |
| 2.2.1 试验原材料 |
| 2.2.2 主要试验设备 |
| 2.3 试样的制备 |
| 2.3.1 原位反应体系的成分设计和预制块试样制备 |
| 2.3.2 原位铝硅复合材料试样制备 |
| 2.4 试样的表征 |
| 2.4.1 X射线衍射(XRD)物相分析 |
| 2.4.2 微观组织分析 |
| 3 Al-12Si熔体中原位TiAl_3相合成机制研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验方案 |
| 3.3 Ti-Al原位反应体系热力学理论分析 |
| 3.4 利用Ti粉制备的Al-12Si复合材料中原位TiAl_3合成研究 |
| 3.4.1 生成相TiAl_3不同形貌组织分析 |
| 3.4.2 微观组织中TiAl_3相线扫分析 |
| 3.5 利用海绵Ti颗粒制备的Al-12Si复合材料中原位TiAl_3合成研究 |
| 3.6 分析与讨论 |
| 3.6.1 不同Ti源制备的复合材料中原位TiAl_3长径比分析 |
| 3.6.2 反应的动力学分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 B元素对Al-Si熔体中原位TiAl_3相合成机制的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验方案 |
| 4.3 添加B元素的复合材料中TiAl_3相形成过程分析 |
| 4.3.1 Ti-Al-B原位反应体系的热力学理论计算 |
| 4.3.2 Ti-Al-B原位反应体系中TiAl_3的形成分析 |
| 4.4 添加B元素对Al-Si熔体中原位TiAl_3相的组织形貌影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 Si元素对Al-x Si熔体中原位TiAl_3合成机制的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验方案 |
| 5.3 磷盐变质条件下,不同Si含量对原位TiAl_3相的影响 |
| 5.3.1 熔体中Al-Ti反应演变过程 |
| 5.3.2 TiAl_3微观组织分析 |
| 5.4 Al-P中间合金变质条件下,不同Si含量对原位TiAl_3相的影响 |
| 5.5 分析与讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 La-Ce混合稀土对Al-12Si熔体中原位TiAl_3相合成机制影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验方案 |
| 6.3 铝熔体中原位TiAl_3相分析 |
| 6.3.1 稀土对铝熔体中原位TiAl_3相的形貌变化影响分析 |
| 6.3.2 熔体中混合稀土阻碍TiAl_3生长原因分析 |
| 6.3.3 添加稀土对熔体中TiAl_3相长径比的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（10）搅拌铸造制备镀铜石墨烯增强铝硅合金复合材料及力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 铝硅合金概述 |
| 1.1.1 铝硅合金的发展现状 |
| 1.1.2 铝硅合金的变质处理方法 |
| 1.1.3 添加合金元素强化铝硅合金 |
| 1.1.4 铝硅合金基复合材料 |
| 1.2 石墨烯 |
| 1.2.1 石墨烯的特性与应用 |
| 1.2.2 石墨烯的制备方法 |
| 1.3 石墨烯增强金属基复合材料研究进展 |
| 1.3.1 石墨烯增强金属基复合材料的制备工艺 |
| 1.3.2 石墨烯增强金属基复合材料的性能优化方法 |
| 1.3.3 本文研究的内容与意义 |
| 第2章 实验材料、仪器及制备工艺 |
| 2.1 实验工艺流程 |
| 2.2 实验材料及制备工艺 |
| 2.2.1 增强体与Al-(Cu-NPs@GNPs)中间合金的制备 |
| 2.2.2 合金成分设计 |
| 2.2.3 合金的熔炼与铸造 |
| 2.2.4 合金均匀化处理 |
| 2.2.5 轧制加工 |
| 2.3 实验仪器及用途 |
| 2.3.1 材料制备所用仪器与设备 |
| 2.3.2 材料分析表征所用仪器与设备 |
| 第3章 Cu-NPs@GNPs及 Cu-NPs@GNPs/Al-10Si复合材料的制备 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 表面负载铜纳米颗粒的石墨烯的制备 |
| 3.2.1 喷雾干燥法制备的前驱体粉末 |
| 3.2.2 碳源与氯化钠模板的比例对Cu-NPs@GNPs制备的影响 |
| 3.2.3 铜源与碳源的比例对Cu-NPs@GNPs制备的影响 |
| 3.2.4 采用盐模板法最优参数制备的Cu-NPs@GNPs微观结构与性能表征 |
| 3.3 Al-(Cu-NPs@GNPs)中间合金的制备 |
| 3.3.1 球磨工艺对Cu-GNPs@GNPs在铝粉中分散的影响 |
| 3.3.2 Cu-NPs的负载对GNPs在铝粉中分散的影响 |
| 3.4 机械搅拌时间对复合材料性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Cu-NPs@GNPs/Al-10Si复合材料的性能与强化机制 |
| 4.1 Cu-NPs@GNPs添加对铝硅合金组织与性能的影响 |
| 4.1.1 Cu-NPs@GNPs含量对复合材料微观组织的影响 |
| 4.1.2 Cu-NPs@GNPs含量对复合材料力学性能的影响 |
| 4.2 Cu-NPs@GNPs对铝硅合金基复合材料的强化机制 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 全文总结与创新点 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 本工作的创新点 |
| 5.3 本工作的发展建议 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、Application and study in aluminum melt degassing technologies（论文参考文献）
- [1]回收工艺对再生铝合金性能影响述评[J]. 袁蔚景,凃杰松,李银华,徐宛星,段海涛. 有色金属科学与工程, 2021
- [2]基于脉冲电流调控钢液中非金属夹杂物行为及应用[D]. 闫龙格. 北京科技大学, 2021(08)
- [3]行波磁场耦合顺序凝固对Al-Cu基合金组织及缺陷的影响[D]. 罗磊. 哈尔滨工业大学, 2021
- [4]Al（-Ti）-C-B晶种合金对6201铝合金导电、导热和力学性能的影响及机制[D]. 张鹏居. 山东大学, 2021(12)
- [5]不同冷轧废料添加的8079铝合金铸轧板组织分析[J]. 宋芳,潘昊亮,孟银娜,祝庆. 热加工工艺, 2021(15)
- [6]形核剂对增材制造铝合金显微组织及力学性能的影响[D]. 张书雅. 山东大学, 2020(11)
- [7]基于非线性超声空化效应的Al-Si系合金熔炼工艺研究[D]. 黄丽杨. 广东工业大学, 2020(02)
- [8]外场调控合成原位（ZrB2+Al2O3）np/AA6111复合材料的微观组织与性能研究[D]. 夏超艺. 江苏大学, 2020(02)
- [9]铝基复合材料中不同长径比TiAl3相的原位合成机制研究[D]. 李沛南. 西安工业大学, 2020
- [10]搅拌铸造制备镀铜石墨烯增强铝硅合金复合材料及力学性能研究[D]. 韩晓琪. 天津大学, 2020