铝电解阴极用钢的制备与电导性研究

发布时间：2021-08-14 08:24

　　铝及铝合金产品有着优越的性能,已广泛地应用在各个领域当中。铝及铝合金应用的扩展带动了铝生产工业的飞速发展,中国的铝产量接近世界铝产量的一半。与此同时,中国铝工业也是我国工业耗电大户。研究表明,铝工业生产中的能量利用率不足50%,节能空间十分巨大。阴极钢棒作为铝电解阴极组装的重要部分,是能耗散失的重要环节。研究具有优良电导率的钢棒成为科研人员研究的热点。本文选用YT01纯铁、Q195钢和Q235钢作为研究对象,通过热处理和添加元素改变阴极钢棒试样的微观组织结构,改善阴极钢棒试样的导电性能及其综合使用性能。采用光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）等测试分析手段系统研究了热处理和添加元素后阴极钢棒试样的微观组织结构特征,通过测试高温条件下阴极钢棒试样电导率和硬度,分析了热处理和添加元素对阴极钢棒试样电导率的影响,讨论了高温条件下微观组织对阴极钢棒的导电机理。研究结果表明:（1）热处理可以通过改善金属内部的空位与位错等缺陷和金属内部晶粒的大小来影响金属的电导率。随着晶粒的增大,3种材料的电导率呈上升的趋势。YT01纯铁、Q195钢与Q235... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 阴极导电钢棒的研究进展
    1.3 金属导电理论
    1.4 影响金属电导率的因素
        1.4.1 温度的影响
        1.4.2 合金元素或杂质的影响
        1.4.3 晶体缺陷的影响
        1.4.4 塑性变形的影响
        1.4.5 热处理的影响
    1.5 本课题研究的主要内容
第二章 实验方案及分析方法
    2.1 铁基合金的制备
        2.1.1 铁基合金的成分设计
        2.1.2 铁基合金的冶炼
        2.1.3 铁基合金的热处理
    2.2 铁基合金的分析方法
        2.2.1 金相分析
        2.2.2 X射线衍射分析
        2.2.3 扫描电镜与能谱分析
        2.2.4 差热分析
    2.3 铁基合金性能检测
        2.3.1 硬度检测
        2.3.2 电导率检测
第三章 热处理对铁基合金微观组织与电导率的影响
    3.1 引言
    3.2 热处理对微观组织的影响
        3.2.1 YT01纯铁的微观组织
        3.2.2 Q195钢的微观组织
        3.2.3 Q235钢的微观组织
    3.3 热处理对YT01纯铁、Q195钢与Q235钢电导率的影响
        3.3.1 YT01纯铁的电导率
        3.3.2 Q195钢的电导率
        3.3.3 Q235钢的电导率
        3.3.4 YT01纯铁、Q195钢与Q235钢电导率的综合分析
    3.4 热处理对YT01纯铁、Q195钢与Q235钢硬度的影响
        3.4.1 纯铁的硬度
        3.4.2 Q195钢的硬度
        3.4.3 Q235钢的硬度
    3.5 本章小结
第四章 合金元素对金属电导率的影响
    4.1 引言
    4.2 Al和Ti元素对合金微观组织与性能的影响
        4.2.1 合金金相分析
        4.2.2 合金XRD分析
        4.2.3 合金SEM及EDS分析
        4.2.4 差热分析
        4.2.5 合金的电导率与硬度分析
    4.3 多种元素对合金微观组织与性能的影响
        4.3.1 合金金相分析
        4.3.2 合金SEM及EDS分析
        4.3.3 合金电导率分析
        4.3.4 合金硬度分析
    4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文



本文编号：3342127