可溶鋁合金壓裂工具在油氣田開采所采用的水力壓裂技術(shù)中有著十分重要的應(yīng)用�？扇茕X合金作為結(jié)構(gòu)件使用除了要求具備良好的溶解性能外,還須兼?zhèn)渥銐蚋叩膹?qiáng)度和一定的塑性。因此,合金中添加強(qiáng)化合金元素、熱處理以及細(xì)化合金晶粒等手段雖然能改善合金的力學(xué)性能,但是上述手段在改善合金力學(xué)性能的同時,無疑對合金的溶解性能也產(chǎn)生巨大影響。其中比較突出的問題是合金加入的Mg與低熔點金屬生成了多種晶界相使得適用于Al-Ga-In-Sn合金的液態(tài)界面相機(jī)理已不適用于含Mg合金。所以,關(guān)于含Mg鋁合金的鋁水反應(yīng)機(jī)理是值得研究的課題。另外,合金中加入Al-5Ti-1B細(xì)化劑及強(qiáng)化合金元素Cu等均改變合金微觀結(jié)構(gòu)并影響合金的鋁水反應(yīng),而這也是值得研究的課題。本文采用常壓鑄造制備了多個系列鋁合金并對合金進(jìn)行熱處理。利用XRD、SEM/EDX對合金的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。用掃描Kelvin探針力顯微鏡（SKPFM）測量了含Mg鋁合金中晶界相與鋁基體間的電位差（AVPD）。運用第一性原理計算研究了含Mg鋁合金中晶界相晶體的電子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵的特性。利用產(chǎn)氫裝置測試了合金的鋁水反應(yīng)。論文的主要研究結(jié)果如下:Al-5Ti-1B細(xì)化劑... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 石油開采對可溶合金的需求
    1.2 可溶材料種類和性能
        1.2.1 可降解樹脂
        1.2.2 可溶鎂合金
        1.2.3 可溶鋁合金
    1.3 可溶鋁合金的研究基礎(chǔ)
        1.3.1 鋁水反應(yīng)原理
        1.3.2 促進(jìn)鋁與水反應(yīng)的解決方案
    1.4 影響Al-Ga-In-Sn合金鋁水反應(yīng)的因素
        1.4.1 合金的晶粒尺寸
        1.4.2 低熔點金屬成分
        1.4.3 合金元素
    1.5 可溶鋁合金研制的總體思路
    1.6 可溶鋁合金研制過程中存在的問題
    1.7 本文研究目的、內(nèi)容及意義
第2章 樣品制備、測試分析及理論計算方法
    2.1 合金制備
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 制備工藝
    2.2 合金與水反應(yīng)測試及產(chǎn)物收集
        2.2.1 合金與水反應(yīng)產(chǎn)氫量的測定
        2.2.2 合金與水反應(yīng)產(chǎn)氫率和產(chǎn)氫速率的計算
        2.2.3 合金與水反應(yīng)產(chǎn)物收集
    2.3 合金表征分析方法
        2.3.1 X射線衍射儀(XRD)
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜儀(EDX)
        2.3.3 差示掃描量熱儀(DSC)
        2.3.4 掃描原子力顯微鏡(AFM)
    2.4 理論計算
        2.4.1 電子態(tài)密度
        2.4.2 原子電荷和鍵序
第3章 Al-Ga-In-Sn合金品粒細(xì)化
    3.1 引言
    3.2 實驗過程
        3.2.1 合金的制備
        3.2.2 測試分析方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 XRD分析
        3.3.2 SEM/EDX觀察
        3.3.3 鋁水反應(yīng)測試
        3.3.4 反應(yīng)產(chǎn)物
    3.4 討論
    3.5 本章小結(jié)
第4章 Al-Mg-Ga-In-Sn合金的鋁水反應(yīng)機(jī)理
    4.1 引言
    4.2 實驗過程
        4.2.1 合金的制備
        4.2.2 測試分析方法
    4.3 結(jié)果與分析討論
        4.3.1 XRD分析
        4.3.2 SEM/EDX觀察
        4.3.3 DSC測試
        4.3.4 鋁水反應(yīng)測試
        4.3.5 合金表面腐蝕形貌
        4.3.6 反應(yīng)產(chǎn)物XRD測試結(jié)果
        4.3.7 界面相與鋁基體間的電勢差測試
        4.3.8 討論
    4.4 本章小結(jié)
第5章 鋁合金電偶腐蝕的實驗和理論研究
    5.1 引言
    5.2 實驗過程
        5.2.1 合金的制備
        5.2.2 測試分析及理論計算方法
    5.3 結(jié)果與分析討論
        5.3.1 XRD分析
        5.3.2 SEM/EDX觀察
        5.3.3 鋁水反應(yīng)測試
        5.3.4 界面相與鋁基體間的電勢差測試
        5.3.5 合金表面腐蝕形貌
        5.3.6 化合物的電子結(jié)構(gòu)
        5.3.7 討論
    5.4 本小結(jié)
第6章 熱處理對Al-Mg-Ga-In-Sn合金與水反應(yīng)的影響
    6.1 引言
    6.2 實驗過程
        6.2.1 合金的制備
        6.2.2 測試分析方法
    6.3 結(jié)果與分析討論
        6.3.1 XRD分析
        6.3.2 SEM/EDX觀察
        6.3.3 鋁水反應(yīng)測試
        6.3.4 界面相與鋁基體間的電勢差測試
        6.3.5 合金表面腐蝕形貌
        6.3.6 討論
    6.4 本章小結(jié)
第7章 熱處理對Al-Cu-Ga-In-Sn合金與水反應(yīng)的影響
    7.1 引言
    7.2 實驗過程
        7.2.1 合金的制備
        7.2.2 測試分析方法
    7.3 結(jié)果與分析討論
        7.3.1 Cu對Al-Ga-In-Sn合金微觀結(jié)構(gòu)及鋁水反應(yīng)的影響
        7.3.2 熱處理對Al-Cu-Ga-In-Sn合金微觀結(jié)構(gòu)及鋁水反應(yīng)的影響
    7.4 本章小結(jié)
第8章 全文結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其它研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3184317