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【6h】

硼对铝中杂质元素的作用及其对导电率的影响

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目录

文摘

英文文摘

1前言

1.1铝导体的应用现状

1.1.1铝及铝合金在架空输电线路上的应用

1.1.2铝在其它电器工业中的应用

1.2铝导体研究的现状

1.2.1国际标准化导电合金

1.2.2 Al-Fe合金

1.2.3 Al-Fe-Mg合金

1.2.4 Al-Cu-Mg合金

1.2.5含稀土元素合金

1.2.6其它合金

1.3影响铝导体导电性的因素

1.3.1化学成分

1.3.2氧化物夹杂

1.3.3气体因素的影响

1.3.4制造方法与工艺的影响

1.4通过成分优化提高铝导体导电性的途径

1.4.1稀土优化作用研究的现状

1.4.2硼化作用研究的现状

1.5课题研究的理论意义和应用价值

1.6本论文主要研究内容

2概述

2.1 工业纯铝及高纯铝

2.1.1纯铝的牌号及其成分

2.1.2工业纯铝及高纯铝性能简介

2.2金属导电性及其物理本质

2.2.1金属的导电性

2.2.2金属导电的物理本质

2.2.3影响金属导电性的因素

2.3合金的导电性

2.3.1固溶体的电阻

2.3.2不均匀固溶体的电阻

2.3.3金属化合物的电阻

2.3.4多相合金的导电性

2.4稀土元素简介

2.4.1稀土金属

2.4.2稀土合金相图

2.5硼元素简介

2.5.1单质硼的结构

2.5.2硼的成键特点

2.5.3单质硼的性质

2.5.4 Al-B合金相图

3实验原材料、仪器设备及其方法

3.1实验用原材料

3.1.1实验用铝

3.1.2实验用合金元素

3.2实验用仪器设备

3.2.1熔炼

3.2.3温度控制

3.2.3铸模

3.2.4拔丝

3.2.5直径测定

3.2.6电阻率测定

3.2.7组织观察、物相鉴定及成分分析

3.3实验方法

3.3.1中间合金的配制

3.3.2实验样品的制备

3.3.3电阻率测试

3.3.4金相试样制备

3.3.5沉淀物的淬取

4实验结果及分析

4.1硼对含硅及含铁铝导电性和组织的影响

4.1.1硼对含硅及含铁铝导电性的影响

4.1.2硼对含硅及含铁铝组织的影响

4.1.3硼对含硅及含铁铝导电性和组织的影响机理的探讨

4.2硼对含锰及含铬铝导电性和组织的影响

4.2.1硼对含锰及含铬铝导电性的影响

4.2.2硼对含锰及含铬铝组织的影响

4.2.3硼对含锰及含铬铝导电性和组织的影响机理的探讨

4.3硼与稀土改善铝导体导电性的复合作用

4.3.1验证硼与稀土改善铝导体导电性的复合作用

4.3.2硼与稀土复合作用实验中所得沉积层的组织成分分

4.3.3关于硼与稀土改善铝导电性复合作用机理的探讨

5结论

参考文献

致谢

文章发表情况

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摘要

为消除硼改善铝导电性机理方面存在的争议,进一步完善硼与铝中杂质元素相互作用的基本理论,该论文通过对铝导体电阻率的测试、金相显微镜、扫描电镜的组织观测以及能谱、电子探针的相成分分析,从以下三个方面对硼改善铝导电性的作用进行了实验研究:(1)考察了硼与铝中基本杂质元素Fe、Si的作用及其对铝导电性的影响.该研究采用高纯铝加单一杂质元素的方法,在铝中仅含单一杂质元素Fe或Si的条件下,研究了硼对含铁铝、含硅铝导电性的影响.研究结果表明:当硼加入到含硅铝中,与加入到高纯铝中的情况相似,电阻率有略微提高,而加入到含铁铝中其电阻率有明显下降.进一步考察表明,硼对Fe在铝中的存在形式及分布状态有较明显的影响.(2)考察了硼与铝中微量杂质元素Cr、Mn、Ti的作用及其对铝导电性的影响.Cr、Mn是两个有争议的元素,硼是否能与铝中Cr、Mn两种杂质元素作用至今没有统一认识;而Ti则是公认的硼的作用对象.该研究在同一条件下,即在高纯铝中仅含单一杂质元素的条件下,考察了硼对含铬铝、含锰铝、含钛铝导电性的影响.研究结果表明:当硼加入到含锰铝中,电阻率的降低不明显,而加入到含钛、含铬铝中其电阻率有较明显下降.研究还表明:硼虽未明显改变这三种含杂质铝的组织形貌,但却对三种铝基体相中杂质的含量有不同的影响.(3)研究了硼与稀土在改善铝导体导电性方面的复合作用问题.实验先后对含硅量不同的铝导体实施了先后顺序不同的硼化处理与稀土优化处理的双重处理工艺,研究了经过单种处理与双重处理后铝导体电阻率的变化.研究结果表明,无论硅含量如何、硼化处理与稀土优化处理的先后顺序如何,硼和稀土改善铝导体导电性的效果均无叠加关系.但如果将前一处理过程的生成物去除,再对铝液实施第二种处理,则两种处理工艺对改善铝的导电性具有复合作用.对以上处理过程所得生成物的沉积试样进行微观分析,发现有LaB<,6>化合物生成,这表明由于两种加入元素(La、B)的反应,使其各自与杂质元素的作用能力削弱,所以在不去除中间生成物的条件下对铝液同时进行稀土与硼化处理,两种处理工艺对铝导体导电性的改善没有复合作用.

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