本文關(guān)鍵詞：高性能稀土鋁合金導(dǎo)體材料研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)的大發(fā)展、大規(guī)模的基礎(chǔ)建設(shè)，我國對電線電纜的需求量快速的增長。目前我國電線電纜的導(dǎo)體材料大部分采用是銅導(dǎo)體，但由于我國銅資源緊張，銅價居高不下，銅導(dǎo)體材料占據(jù)銅電線電纜成本的約70%，，導(dǎo)致制造銅電線電纜的成本太大；若使用純鋁導(dǎo)體材料，經(jīng)過我國長期的使用發(fā)現(xiàn)純鋁導(dǎo)體材料長期運行或電流過載后會發(fā)生較大的蠕變，導(dǎo)致接觸電阻增大，易引起事故，且彎曲性能不好，易開裂或折斷，同樣易引發(fā)事故。因此，鋁合金導(dǎo)體材料的研究勢在必行。 本文采用正交試驗方案，通過自硬樹脂砂型鑄造、旋鍛加工等工藝制備稀土鋁合金桿，測試其抗拉強度、斷裂延伸率、導(dǎo)電率，研究合金元素鐵、銅、鎂、鈰對稀土鋁合金導(dǎo)體材料力學(xué)性能與導(dǎo)電性能的影響，旨在獲得一種具有高的導(dǎo)電性和良好機械性能的稀土鋁合金導(dǎo)體材料的最佳配方。研究結(jié)果表明：合金元素鐵、銅、鎂、鈰的加入提高了稀土鋁合金導(dǎo)體材料抗拉強度，而且鐵元素對其抗拉強度的影響最大，其次是鎂、銅、鈰；合金元素鐵、鎂的加入降低了稀土鋁合金導(dǎo)體材料的斷裂延伸率，而且鐵元素對稀土鋁合金導(dǎo)體材料的斷裂延伸率的影響較大，在稀土鋁合金導(dǎo)體材料中加入0.10%~0.40%的銅元素，隨著銅元素含量的增加稀土鋁合金導(dǎo)體材料的斷裂延伸率先有所增長繼而降低，但是變動數(shù)值較小，說明銅元素對稀土鋁合金導(dǎo)體材料的斷裂延伸率影響較小，在稀土鋁合金導(dǎo)體材料中加入0.10~0.30%的稀土元素鈰，當稀土鋁合金導(dǎo)體材料中稀土元素鈰的含量高于0.1%而低于0.2%時，隨著鈰元素含量的增加，稀土鋁合金導(dǎo)體材料的斷裂延伸性逐漸降低，當稀土鋁合金導(dǎo)體材料中稀土元素鈰的含量大于0.2%而小于0.3%時，隨著鈰元素含量的增加，稀土鋁合金導(dǎo)體材料的斷裂延伸率逐漸提高；合金元素鐵、銅、鎂的加入降低了稀土鋁合金導(dǎo)體材料的導(dǎo)電率，而且鐵元素對稀土鋁合金導(dǎo)體材料的導(dǎo)電率的影響較大，其次是鎂元素、銅元素，在試驗范圍內(nèi)向稀土鋁合金導(dǎo)體材料中加入稀土元素鈰，隨著稀土元素鈰含量的增加，稀土鋁合金導(dǎo)體材料的導(dǎo)電率逐漸增大；綜合考慮試驗分析結(jié)果及實際應(yīng)用中對稀土鋁導(dǎo)體材料力學(xué)性能和導(dǎo)電性能的要求，其最佳的合金元素成分配比是0.25%Fe、0.40%Cu、0.05%Mg、0.30%Ce、0.008%B、其余為鋁及不可避免的雜質(zhì)。 在確定稀土鋁合金導(dǎo)體材料的最佳合金元素成分配比后，采用連鑄連軋、拉拔制備化學(xué)成分為最佳合金元素成分配比的稀土鋁合金導(dǎo)線，對經(jīng)過了冷拉變形的稀土鋁合金導(dǎo)線進行不同工藝參數(shù)退火處理，測試其抗拉強度、斷裂延伸率、電阻率、導(dǎo)電率，研究退火處理工藝對稀土鋁合金導(dǎo)線力學(xué)性能與導(dǎo)電性能的影響。研究結(jié)果表明：退火處理可以降低稀土鋁合金導(dǎo)線的抗拉強度，提高其斷裂延伸率，而且退火溫度相同時，隨著保溫時間的增加，稀土鋁合金導(dǎo)線的抗拉強度逐漸降低、斷裂延伸率逐漸增大，退火處理的保溫時間相同時，隨著退火溫度的增大，稀土鋁合金導(dǎo)線的抗拉強度不斷的降低、斷裂延伸率不斷的增加，退火處理的退火溫度（在一定的范圍內(nèi)）和保溫時間達到一定值時，隨著退火溫度或者保溫時間的增加，稀土鋁合金導(dǎo)線的抗拉強度與斷裂延伸率變化不大；退火處理可以降低稀土鋁合金導(dǎo)線的電阻率，提高其導(dǎo)電率，而且退火溫度相同時，隨著保溫時間的增加，稀土鋁合金導(dǎo)線的電阻率逐漸減小、導(dǎo)電率逐漸增大，退火處理的保溫時間相同時，隨著退火溫度的增大，稀土鋁合金導(dǎo)線的電阻率逐漸減小、導(dǎo)電率逐漸增大；綜合考慮實驗分析結(jié)果與實際應(yīng)用中電線電纜線芯對鋁合金導(dǎo)線力學(xué)性能和導(dǎo)電性能的要求，其最佳的退火處理工藝參數(shù)是退火溫度310℃，保溫時間30分鐘，直接空冷，經(jīng)該退火處理工藝處理的稀土鋁合金導(dǎo)線，抗拉強度為129N/mm~2，斷裂延伸率為15.0％，電阻率為2.782×10~(-8)Ω·m，導(dǎo)電率為62％IACS。
【關(guān)鍵詞】：稀土鋁合金 抗拉強度 斷裂延伸率 電阻率 導(dǎo)電率 退火處理
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TG146.21;TM241
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-10
• 致謝10-15
• 第一章 緒論15-27
• 1.1 引言15-16
• 1.2 鋁合金導(dǎo)體材料在電線電纜中的應(yīng)用現(xiàn)狀16-17
• 1.3 鋁合金導(dǎo)體材料的研究現(xiàn)狀17-21
• 1.3.1 國外研究狀況17-19
• 1.3.2 國內(nèi)研究狀況19-21
• 1.3.2.1 稀土鋁合金導(dǎo)體材料研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3.2.2 硼鋁合金導(dǎo)體材料研究現(xiàn)狀21
• 1.4 影響鋁合金導(dǎo)體材料性能的因素21-25
• 1.4.1 化學(xué)成分21-23
• 1.4.1.1 基本雜質(zhì)元素22-23
• 1.4.1.2 微量雜質(zhì)元素23
• 1.4.2 氣體23-24
• 1.4.3 夾雜24
• 1.4.4 生產(chǎn)工藝24-25
• 1.5 課題的來源、研究意義及主要內(nèi)容25-27
• 1.5.1 課題的來源25
• 1.5.2 課題研究意義25
• 1.5.3 課題的主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新點25-27
• 第二章 稀土鋁合金導(dǎo)體材料試驗方法及設(shè)備27-38
• 2.1 試驗方案27
• 2.2 試驗原材料27-29
• 2.2.1 試驗用純鋁27-28
• 2.2.2 試驗用合金元素28-29
• 2.2.3 試驗用熔劑及鋁箔29
• 2.3 試驗用儀器設(shè)備29
• 2.3.1 熔煉設(shè)備29
• 2.3.2 加工設(shè)備29
• 2.3.3 導(dǎo)電率、抗拉強度及延伸率的測試設(shè)備29
• 2.4 試驗方法29-38
• 2.4.1 自硬樹脂砂型29-30
• 2.4.2 配料計算30-31
• 2.4.3 稀土鋁合金熔煉、精煉與澆鑄31-33
• 2.4.4 稀土鋁合金導(dǎo)體材料的成分分析33
• 2.4.5 稀土鋁合金桿的加工33-35
• 2.4.6 稀土鋁合金桿導(dǎo)電性能與力學(xué)性能的測試35-38
• 2.4.6.1 稀土鋁合金桿導(dǎo)電率的測試35-36
• 2.4.6.2 稀土鋁合金桿力學(xué)性能的測試36-38
• 第三章 稀土鋁合金導(dǎo)體材料試驗結(jié)果與分析38-49
• 3.1 合金元素對稀土鋁合金導(dǎo)體材料抗拉強度的影響38-42
• 3.1.1 直觀分析38-40
• 3.1.2 方差分析40-42
• 3.2 合金元素對稀土鋁合金導(dǎo)體材料斷裂延伸率的影響42-45
• 3.3 合金元素對稀土鋁合金導(dǎo)體材料導(dǎo)電率的影響45-49
• 第四章 稀土鋁合金導(dǎo)線工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備與工藝49-54
• 4.1 引言49
• 4.2 實驗原材料及設(shè)備49
• 4.2.1 實驗原材料49
• 4.2.2 實驗設(shè)備49
• 4.3 稀土鋁合金導(dǎo)線的制備49-54
• 4.3.1 配料計算49
• 4.3.2 稀土鋁合金的熔煉49-50
• 4.3.3 連鑄連軋50-52
• 4.3.4 拉線52-54
• 第五章 退火處理對稀土鋁合金導(dǎo)線性能的影響54-64
• 5.1 引言54-55
• 5.2 實驗方案及設(shè)備55-56
• 5.2.1 實驗方案55-56
• 5.2.2 實驗設(shè)備56
• 5.3 稀土鋁合金導(dǎo)線力學(xué)性能與導(dǎo)電性能的測試56
• 5.4 實驗結(jié)果與分析56-64
• 5.4.1 退火處理對稀土鋁合金導(dǎo)線力學(xué)性能的影響56-60
• 5.4.2 退火處理對稀土鋁合金導(dǎo)線導(dǎo)電性能的影響60-64
• 第六章 結(jié)論64-66
• 參考文獻66-69
• 碩士期間發(fā)表的論文69-70

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 唐定驤,王成輝;我國獨具特色的稀土電工鋁和鋁稀土合金[J];四川有色金屬;2003年02期

2 潘復(fù)生;;我國稀土鋁合金的現(xiàn)狀和展望[J];材料導(dǎo)報;1990年01期

3 劉順華;高導(dǎo)電率含硼鋁合金[J];電器工業(yè);2002年12期

4 欒寶貴;陶學(xué)禮;黃崇祺;;用鋁液硼化處理提高電工鋁桿導(dǎo)電率[J];電線電纜;1984年02期

5 劉順華,畢國權(quán),李長茂,高洪吾,王桂芹,周文龍;退火改善鋁導(dǎo)體的組織與性能[J];機械工程材料;2000年03期

6 陳寶盛;鋁合金導(dǎo)線的拉制工藝[J];光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù);1997年04期

7 康福偉,王麗萍,張顯友,張敏,劉東;稀土元素對工業(yè)純鋁晶粒度的影響[J];哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報;2001年06期

8 王桂芹,劉順華,高洪吾,周文龍,李長茂,高欽;硼對工業(yè)純Al導(dǎo)電性的影響[J];金屬學(xué)報;2000年06期

9 陳文鵬,朱元風(fēng),張學(xué)光;稀土高強高導(dǎo)耐熱抗拉鋁合金電纜的研究[J];昆明冶金高等�？茖W(xué)校學(xué)報;1996年Z1期

10 吳克義;鋁線材中的雜質(zhì)及其影響[J];輕合金加工技術(shù);1989年06期

  本文關(guān)鍵詞：高性能稀土鋁合金導(dǎo)體材料研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：363971