B和Er对Al-Mg-Si合金组织及导热性能的影响研究

发布时间：2017-09-21 16:46

  本文关键词：B和Er对Al-Mg-Si合金组织及导热性能的影响研究

  更多相关文章： Al-Mg-Si合金 硼元素 铒元素 晶粒细化 导热率

【摘要】：本文以用于热传导的Al-Mg-Si合金为研究对象,通过测试热扩散率、密度、比热以及计算导热率,分析添加B和Er对提高合金导热率的影响规律。采用光学金相、扫描电镜、能谱、X衍射等方法分析B、Er及杂质元素在Al-Mg-Si合金中的作用机制,并设计正交实验分析了B、Er的交互作用对Al-Mg-Si合金微观组织、导热性、拉伸性能的影响。研究的主要结果如下：随着B含量的增加Al-Mg-Si合金细化效果逐渐增强,当B含量达到0.2%时细化效果最好,超过0.2%时细化效果没有明显变化。室温下导热率随着B含量的增加而提高,当B含量到达0.2%时合金的导热率最高,达到239.1 W/(m-k),当B含量超过0.2%时合金的导热率反而降低。Er含量小于0.25%时,晶粒中枝晶臂间距明显减小,但是合金的晶粒大小没有明显变化；当Er含量增加到0.35%时,枝晶组织消失,晶粒明显细化；当Er含量继续增加细化效果没有明显变化。室温下随着Er含量的增加合金导热率提高,当Er含量到达0.25%时合金的导热率最高,达到223.0 W/(m·k),当Er含量超过0.25%时合金的导热率降低。复合添加B和Er会使合金的组织变得粗大,对合金的导热性能没有起到叠加作用。通过极差分析可知,对导热率影响最大的因素是硼元素,其次是加入硼之后的保温时间,铒的作用最小。B与Al-Mg-Si合金中的杂质元素Ti、V、Cr等元素结合生成TiB2、 V2B3、Cr2B等硼化物沉淀,消除了杂质元素对导热性能的影响,Er与合金中的Fe、Si等元素结合,减少了基体中固溶的Fe、Si含量,因此单独添加B和Er提高了合金的导热性能。复合添加B和Er时合金容易优先生成ErB2和ErB12相,影响了B与杂质元素形成硼化物以及Er与Si等元素结合生成化合物,不能有效消除杂质元素对合金导热性能的影响,从而不利于导热率的提高。
【关键词】：Al-Mg-Si合金 硼元素 铒元素 晶粒细化 导热率
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-24
• 1.1 引言12-13
• 1.2 Al-Mg-Si合金概况以及合金中元素的作用13-15
• 1.3 铝合金导热性能的研究现状15-18
• 1.3.1 铝合金的导热机制15
• 1.3.2 影响铝合金热导率的因素15-17
• 1.3.3 提高铝合金热传导的措施17-18
• 1.4 硼在铝合金中的研究现状18-19
• 1.4.1 硼的基本性质18
• 1.4.2 硼在铝合金中的研究概况18-19
• 1.5 稀土在铝合金中的研究现状19-22
• 1.5.1 稀土在铝合金中的应用及作用19-21
• 1.5.2 铒在铝合金中的研究概况21-22
• 1.6 本文研究的目的及意义22-23
• 1.7 本文研究的内容23-24
• 第二章 合金的制备及性能检测24-30
• 2.1 合金成分设计24
• 2.2 原材料及设备24-25
• 2.3 熔炼工艺25-26
• 2.4 实验方案设计及参数26-27
• 2.5 合金性能检测27-29
• 2.5.1 成分测定27
• 2.5.2 硬度测试27
• 2.5.3 拉伸性能测试27
• 2.5.4 导热性能参数测试27-29
• 2.6 显微组织观察和分析29-30
• 2.6.1 金相组织观察29
• 2.6.2 扫描电镜观察以及能谱分析29
• 2.6.3 X射线衍射分析29-30
• 第三章 硼对Al-Mg-Si合金组织及导热性能的影响30-45
• 引言30
• 3.1 合金的制备以及B对Al-Mg-Si合金组织的影响30-34
• 3.1.1 Al-Mg-Si-B合金的制备30-31
• 3.1.2 硼对Al-Mg-Si合金组织的影响31-34
• 3.2 硼对Al-Mg-Si合金导热性能的影响34-37
• 3.2.1 Al-Mg-Si-B合金的热扩散率34-35
• 3.2.2 Al-Mg-Si-B合金的密度35
• 3.2.3 Al-Mg-Si-B合金的比热35-36
• 3.2.4 Al-Mg-Si-B合金的导热率36-37
• 3.3 分析与讨论37-44
• 3.3.1 硼对合金导热性能的影响37-41
• 3.3.2 温度对合金导热性能的影响41-42
• 3.3.3 硼对合金力学性能的影响42-44
• 3.4 小结44-45
• 第四章 铒对Al-Mg-S i合金组织与性能的影响45-56
• 引言45
• 4.1 合金的制备及Er对合金显微组织的影响45-49
• 4.1.1 合金成分的选取45
• 4.1.2 铒元素对合金铸态显微组织的影响及作用机理45-49
• 4.2 铒对Al-Mg-Si合金导热性能的影响49-52
• 4.2.1 Al-Mg-Si-Er合金的热扩散率49
• 4.2.2 Al-Mg-Si-Er合金的比热49-50
• 4.2.3 Al-Mg-Si-Er合金的密度50
• 4.2.4 Al-Mg-Si-Er合金的导热率50-52
• 4.3 分析与讨论52-55
• 4.3.1 铒对合金导热性能的影响52-53
• 4.3.2 温度对合金导热性能的影响53-54
• 4.3.3 铒对合金力学性能的影响54-55
• 4.4 小结55-56
• 第五章 硼和铒的复合作用对Al-Mg-Si合金组织与导热性能的56-63
• 引言56
• 5.1 正交试验方案设计56-57
• 5.2 试验结果分析57-62
• 5.2.1 硼和铒复合作用对Al-Mg-Si合金显微组织的影响57-59
• 5.2.2 硼和铒复合作用对Al-Mg-Si合金室温导热率的影响59-61
• 5.2.3 硼和铒复合作用对合金的力学性能的影响61-62
• 5.3 小结62-63
• 第六章 结论与展望63-65
• 6.1 结论63-64
• 6.2 展望64-65
• 参考文献65-70
• 致谢70-71
• 攻读硕士学位期间发表论文情况71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 郑云鹏,赵国忠,刘静安;关於6063T5合金建筑铝型材的成分控制范围的讨论[J];铝加工;2001年02期

2 胡治流;罗付秋;张聪聪;彭斐;;挤压温度和挤压比对6063铝合金导热性能的影响[J];铝加工;2011年05期

3 张建新,高爱华;改善铝合金导热性能途径的初探与分析[J];稀有金属;2005年03期

4 聂祚仁;文胜平;黄晖;李伯龙;左铁镛;;铒微合金化铝合金的研究进展[J];中国有色金属学报;2011年10期

，

本文编号：895711