Al-Ti-B-O復合細化劑的制備研究
Preparation and Study of Al-Ti-B-O Composite Refining Agent

1.88萬字 38頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


目錄
引言 1
第一章 緒論 3
1.1 鋁合金的晶粒細化 3
1.1.1晶粒細化的意義 3
1.1.2晶粒細化的方法 4
1.1.3晶粒細化劑的發(fā)展 5
1.2 中間合金 6
1.2.1中間合金 6
1.2.2 Al-Ti-B中間合金的細化機理 7
1.2.3 Al-Ti-B中間合金的制備工藝 9
1.2.4 Al-Ti-B中間合金的研究現(xiàn)狀 10
1.3 原位合成Al-Ti-B-O復合細化劑 11
1.3.1原位合成鋁基復合材料的制備特點 11
1.3.2 Al2O3顆粒增強鋁基復合材料的優(yōu)點 11
1.4 課題的研究意義及研究內(nèi)容 12
1.4.1課題研究意義 12
1.4.2研究內(nèi)容 13
第二章 Al-Ti-B-O復合細化劑的制備 15
2.1實驗材料 15
2.2實驗設備 16
2.3實驗原理 16
2.4 實驗過程 17
2.5 工藝參數(shù)分析設計 18
2.5.1球磨時間 20
2.5.2壓坯預緊實度 20
2.5.3反應溫度 20
2.5.4反應時間 21
第三章 熱力學原理及轉變動力學 22
3.1反應熱力學 22
3.1.1吉布斯函數(shù)判據(jù) 22
3.1.2制備Al-Ti-B-O復合細化劑的熱力學分析 23
3.2 反應動力學 24
3.3 小結 26
第四章 實驗結果與分析 26

4.1Al-Ti-B-O復合細化劑的微觀組織分析 25
4.2Al-TiO2-B2O3體系反應機理分析 27
結論 30
致謝 30
參考文獻 31



摘要：晶粒細化是改善鋁材材質(zhì)，提高后序加工產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段，而對于鋁及其合金加工來說，添加晶粒細化劑是細化晶粒、改善鋁材材質(zhì)最簡單和有效的方法。因此，晶粒細化劑在鋁工業(yè)中得到了廣泛的應用。Al-Ti-B中間合金是目前全世界廣泛使用的一種高效的鋁及鋁合金晶粒細化劑，具有細化效果好，成本低和易控制等優(yōu)點。本課題主要研究了Al-TiO2-B2O3體系，采用粉末冶金即原位反應合成的方法，制備了Al-Ti-B-O復合細化劑。采用X射線衍射儀、金相顯微鏡、掃描電鏡、能譜儀等多種現(xiàn)代分析手段對所得試樣進行分析，并對合成材料的相組成、組織形貌進行分析，結合熱力學、動力學理論，研究分析了Al-TiO2-B2O3體系的反應機理，得到以下主要結論:Al-TiO2-B2O3體系在850℃，保溫4h燒結后可以得到理想的顆粒分布和組織成分，反應產(chǎn)物由片狀Al3Ti和細小的TiB2、Al2O3顆粒組成；Al-TiO2-B2O3體系燒結過程中，Al先分別與TiO2、B2O3發(fā)生置換反應，生成Al2O3和活性[Ti]、[B]單質(zhì)。活性B原子優(yōu)先與活性Ti原子結合生成熱力學穩(wěn)定的TiB2，多余的Ti原子則與Al結合生成Al3Ti；Al2O3生成自由能低，非常穩(wěn)定，且與鋁液的潤濕性差，偏聚于反應界面。



關鍵字： 晶粒細化劑；粉末冶金；制備；熱力學