廢鋁再生相對(duì)電解鋁具有低能耗、低排放等優(yōu)勢(shì),發(fā)展再生鋁資源是鋁工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì),但如何通過(guò)廢鋁熔體的高效排雜凈化,提高再生鋁材的品質(zhì),是廢鋁再生過(guò)程中必需解決的重要問(wèn)題。本課題綜合運(yùn)用基于經(jīng)典力學(xué)的分子模擬技術(shù)和基于計(jì)算流體力學(xué)的數(shù)值模擬技術(shù),以及俄歇電子、DTA、XRD、SEM和EDS等材料分析方法,系統(tǒng)研究了鋁熔體中的雜氣行為及廢鋁排雜凈化的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,包括鋁熔體中氫的擴(kuò)散行為及雜氣作用機(jī)制,熔劑與A1203夾雜物的潤(rùn)濕性、溶解性,與鋁液的界面張力,熔劑在鋁熔體中擴(kuò)散過(guò)程動(dòng)力學(xué),以及這些特性對(duì)廢鋁排雜凈化效果的影響等,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)高效的排雜凈化熔劑,并進(jìn)行廢鋁熔體的凈化工藝試驗(yàn)。主要研究結(jié)果如下。（1）應(yīng)用分子模擬技術(shù)研究了鋁熔體中氫的行為,從原子層面探討氫擴(kuò)散行為的本質(zhì)和雜氣作用關(guān)系,運(yùn)用Lennard-Jones勢(shì)能函數(shù)揭示不同類型氫的擴(kuò)散機(jī)理,并通過(guò)廢鋁熔體中的雜氣關(guān)系驗(yàn)證試驗(yàn),證實(shí)模擬與試驗(yàn)結(jié)果的一致性。分子模擬結(jié)果表明,普通氫原子（Hh）比較難擴(kuò)散,H2中的H原子（Hhlh）和H20中的H+離子（Hhlo）可以較充分地?cái)U(kuò)散。鋁熔體中的A1203會(huì)造成Hhlh在... 

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圖１－２鋁合金熔體凈化工藝分類［４５］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ａ１?ｍｅｌｔ?ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ??

鋁熔體排雜凈化過(guò)程中，當(dāng)夾雜接近熔劑／錯(cuò)液界面時(shí)，在相間引力作用下可??以遷移到熔劑中，故夾雜遷移過(guò)程的熱力學(xué)主要取決于鋁熔體－熔劑－夾雜物系統(tǒng)??的界面現(xiàn)象。夾雜物的去除過(guò)程可以分為三個(gè)階段［１２１］，如圖１－３所示。（Ｉ?）夾??雜物向熔劑／錯(cuò)液界面附著；（ＩＩ）夾雜物通過(guò)熔劑／鋁液界面；（ＩＩＩ）夾雜物離開(kāi)??熔劑／鋁液界面進(jìn)入熔劑層。??－：ｖ；?＼?－?（?）?■：?????—￣?一?—?????一雜????ｔｓ培體????、???ｆ?＾?Ｖ／?？?Ｎ?Ｖ?ｆ??ｉ?ａｎ??圖１－３鋁熔體中夾雜物的去除過(guò)程示意圖［１２１］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ?ｒｅｍｏｖａｌ?ｉｎ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ｍｅｌｔ??從階段（Ｉ?）到階段（ＩＩＩ），自由能的變化可以表示為式（１－１４）??ＡＧ?＝?ａＭ?ｃｏｓ?０Ｍ＿，?－?ａＦ?ｃｏｓ?ａＦ．，?（１－１４）??式中：〇Ｍ、〇Ｆ分別為鋁液、熔劑的表面張力，Ｎ／ｃｍ；?０＾、０＾別為鋁液／夾雜??物、熔劑／夾雜物的潤(rùn)濕角。??由式Ｕ－１４）可知，由于〇Ｍ，０Ｍ４基本是不變的，因此增加熔劑與夾雜物的??潤(rùn)濕性，即降低０ｍ可以減�。粒侵�，有利于排雜過(guò)程的進(jìn)行。??目前關(guān)于熔劑排雜凈化動(dòng)力學(xué)的研宄較少，現(xiàn)有的研宄結(jié)果認(rèn)為［５（）］，在能量??起伏的作用下，夾雜物由鋁熔體進(jìn)入到熔劑之中的遷移速度ｄｃ／ｄＴ可用式（１－１５）??表不。??ｄｃ?

錯(cuò)熔體雜氣行為和熔劑排雜凈化機(jī)理的計(jì)算模擬探索與試驗(yàn)研宄態(tài)，以及熔劑與鋁液的界面張力、粘度及外力攪拌工藝對(duì)熔劑分影響。??通過(guò)試驗(yàn)研宄含氟化物熔劑排雜凈化的熱力學(xué)特性。應(yīng)用廢鋁聚合試驗(yàn)，研宄含氟化物熔劑溶解Ａ１２０３氧化膜能力；用座滴法劑／錯(cuò)液界面張力的影響規(guī)律；通過(guò)廢鋁排雜凈化試驗(yàn)，研究熔劑能力及界面張力對(duì)排雜凈化效果的影響規(guī)律，并探討含氟化物熔化機(jī)理。??在較系統(tǒng)研宄排雜凈化機(jī)理的基礎(chǔ)上，提出新的熔劑組成設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法，對(duì)熔劑組成、凈化處理工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并用于鋁，驗(yàn)證其凈化處理效果。??究的主要技術(shù)路線??題研宄的主要技術(shù)路線如圖１－５。??

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[2]鑄造鋁合金中鐵雜質(zhì)的去除技術(shù)研究[D]. 何健亭.華南理工大學(xué) 2012
[3]鋁及鋁—硅合金熔體凈化處理及其機(jī)理研究[D]. 唐小龍.華南理工大學(xué) 2011
[4]鋁合金新型復(fù)合熔體精煉劑制備及應(yīng)用研究[D]. 陳發(fā)勤.南昌大學(xué) 2011
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