本文關(guān)鍵詞：Al-Ti-B-O復(fù)合細(xì)化劑的細(xì)化機(jī)理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：Al-Ti-B-O細(xì)化劑是Al-Ti-B細(xì)化劑和Al_2O_3顆粒的結(jié)合,為探究Al-Ti-B-O細(xì)化劑的細(xì)化機(jī)理,可以先分別研究Al-Ti-B細(xì)化劑和Al_2O_3顆粒對(duì)Al合金的細(xì)化機(jī)理。由于Al-Ti-B細(xì)化劑的細(xì)化機(jī)理已經(jīng)比較成熟,因此本文先重點(diǎn)研究了Al_2O_3顆粒對(duì)Al-Si合金的細(xì)化機(jī)理,再結(jié)合成熟的Al-Ti-B細(xì)化劑細(xì)化機(jī)理對(duì)Al-Ti-B-O細(xì)化劑的細(xì)化機(jī)理進(jìn)行了分析。利用半固態(tài)機(jī)械攪拌+陶瓷刀剪切法向Al-7Si合金中加入1wt.%的SiO2粉末,通過(guò)原位反應(yīng)法制備Al_2O_3顆粒增強(qiáng)Al-8Si基復(fù)合材料。利用金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)觀察Al_2O_3顆粒的大小、分布及Al-8Si合金的組織特征并檢測(cè)了合金的晶粒大小。結(jié)果表明,通過(guò)螺旋攪拌槳形成的渦流可以將外加粉末帶入基體,同時(shí)也會(huì)吸入大量氣體,帶入的粉末往往以團(tuán)聚的形式存在,而螺旋攪拌槳無(wú)法將這些團(tuán)聚的粉末分散開(kāi)。由于添加了陶瓷刀剪切工藝,難以分散的細(xì)小SiO2顆粒被剪切而分散開(kāi),在晶界處均勻分布。同時(shí),復(fù)合材料中的α-Al晶粒轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的等軸晶,而Al_2O_3顆粒周圍的共晶Si向細(xì)小的塊狀轉(zhuǎn)變。通過(guò)半固態(tài)機(jī)械攪拌+陶瓷刀剪切向Al-8Si合金中加入了不同尺寸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的γ-Al_2O_3顆粒。結(jié)果表明,相同添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)下,小尺寸的γ-Al_2O_3顆粒在基體內(nèi)分布范圍更廣,細(xì)化共晶相的能力更強(qiáng),但團(tuán)聚比大顆粒的γ-Al_2O_3顆粒嚴(yán)重。相同顆粒尺寸下添加1wt.%的γ-Al_2O_3顆粒最有利其在基體內(nèi)的分散,添加量過(guò)多會(huì)造成嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象。同時(shí),添加的γ-Al_2O_3顆粒越大,對(duì)合金α-Al晶粒的細(xì)化效果越差,小尺寸的γ-Al_2O_3顆粒有利于α-Al晶粒的細(xì)化;添加1wt.%的γ-Al_2O_3顆粒最有利于細(xì)化α-Al晶粒。通過(guò)向Al-8Si合金中加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Al-5Ti-1B細(xì)化劑和Al-5Ti-1B-6O復(fù)合細(xì)化劑,發(fā)現(xiàn)都有一個(gè)最佳添加量,達(dá)到最佳添加量時(shí)細(xì)化效果最好,超過(guò)最佳添加量時(shí)細(xì)化效果不變。兩種細(xì)化劑最佳添加量都是0.6%左右,此時(shí)添加Al-5Ti-1B-6O細(xì)化劑的材料晶粒尺寸要小于添加Al-5Ti-1B細(xì)化劑的材料。經(jīng)過(guò)Al-5Ti-1B-6O細(xì)化劑細(xì)化后的α-Al晶粒形貌為花瓣?duì)?細(xì)化劑添加量為0.6wt.%時(shí)在花瓣?duì)瞀?Al晶粒內(nèi)部找到了白色的Al_2O_3顆粒,其尺寸大約為1μm,可以作為α-Al晶核的異質(zhì)形核核心,通過(guò)增加形核率來(lái)細(xì)化晶粒。
【關(guān)鍵詞】：Al_2O_3顆粒 細(xì)化機(jī)理 復(fù)合材料 Al-8Si 細(xì)化效果
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG292
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-27
• 1.1 鋁及鋁合金晶粒細(xì)化意義11-13
• 1.2 Al-Ti-B晶粒細(xì)化劑13-14
• 1.3 Al-Ti-B細(xì)化劑的制備方法14-16
• 1.3.1 氟鹽法14-15
• 1.3.2 Al熱還原法15
• 1.3.3 電解法15-16
• 1.3.4 自蔓延高溫合成法16
• 1.3.5 熔體元素混合法16
• 1.4 Al-Ti-B細(xì)化劑的細(xì)化機(jī)理16-22
• 1.4.1 包晶反應(yīng)理論16-18
• 1.4.2 粒子理論18
• 1.4.3 二重形核理論18-19
• 1.4.4 溶質(zhì)理論19
• 1.4.5 組織遺傳性理論19-20
• 1.4.6 自由生長(zhǎng)理論20-22
• 1.5 Al-Si合金中共晶Si的變質(zhì)22-23
• 1.6 Al_2O_3對(duì)Al-Si合金的細(xì)化23-25
• 1.7 本課題研究目的和研究?jī)?nèi)容25-27
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及分析方法27-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原材料27-28
• 2.1.1 基體材料的選擇27
• 2.1.2 增強(qiáng)相的選擇27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備28-30
• 2.2.1 熔煉設(shè)備28
• 2.2.2 機(jī)械攪拌裝置28-30
• 2.3 材料測(cè)試分析方法30-32
• 2.3.1 金相試樣制備30
• 2.3.2 光鏡分析(OM)30-31
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡分析31-32
• 第三章 原位Al_2O_3顆粒增強(qiáng)Al-8Si復(fù)合材料制備的研究32-38
• 3.1 引言32
• 3.2 復(fù)合材料制備工藝32-33
• 3.3 結(jié)果與討論33-36
• 3.3.1 半固態(tài)攪拌剪切對(duì)Al合金顯微組織的影響33-34
• 3.3.2 原位Al_2O_3對(duì)Al合金顯微組織的影響34-36
• 3.4 本章小結(jié)36-38
• 第四章 外加γ-Al_2O_3對(duì)Al-8Si合金顯微組織的影響38-46
• 4.1 引言38-39
• 4.2 實(shí)驗(yàn)工藝39
• 4.3 γ-Al_2O_3對(duì)Al-8Si合金顯微組織的影響39-44
• 4.3.1 不同顆粒尺寸γ-Al_2O_3對(duì)Al-8Si合金顯微組織的影響39-40
• 4.3.2 1μm γ-Al_2O_3對(duì)Al-8Si合金顯微組織的影響40-41
• 4.3.3 γ-Al_2O_3顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的掃描電鏡分析41-43
• 4.3.4 γ-Al_2O_3對(duì)Al-8Si合金的細(xì)化效果分析43-44
• 4.4 本章小結(jié)44-46
• 第五章 Al-5Ti-B-6O細(xì)化劑對(duì)Al-8Si合金的細(xì)化效果及機(jī)理分析46-54
• 5.1 引言46
• 5.2 實(shí)驗(yàn)工藝46-47
• 5.3 不同細(xì)化劑種類、含量對(duì)Al-8Si合金的細(xì)化效果分析47-49
• 5.4 不同細(xì)化劑細(xì)化后材料的顯微組織分析49
• 5.5 Al-5Ti-1B-6O細(xì)化劑細(xì)化后材料的SEM分析49-51
• 5.6 Al-Ti-B-O細(xì)化劑細(xì)化機(jī)理分析及展望51-53
• 5.7 本章小結(jié)53-54
• 第六章 主要結(jié)論54-55
• 參考文獻(xiàn)55-62
• 致謝62-63
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及專利63

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