流程泵厂家
免费服务热线

Free service

hotline

010-00000000
流程泵厂家
热门搜索:
技术资讯
当前位置:首页 > 技术资讯

当气体精炼对铝电阻率影响的研究

发布时间:2021-09-09 19:58:51 阅读: 来源:流程泵厂家

气体精炼对铝电阻率影响的研究

摘 要 介绍了用Cl2,Ar,Ar-Cl2复合气体精炼对工业纯铝电阻率的影响,工艺合理可使电阻率下降0.5%~0.6%。对于含硼铝,用Ar-Cl2复合气体精炼,电阻率有所回升;而用Ar精炼,电阻率可降低0.2%~0.4%。

关键词:气体精炼 电阻率 铝

前 言

作为导电用的工业纯铝,其纯度越高,电阻率越低。我国的导电用铝电阻率一般约为2.90×Ω.m,相当于59.45%的IACS(退火铜标准电导率)[1]。

铝液中气体主要是氢,约占气体总量的85%。由于氢在固体铝中的溶解度约为在液态中的1/20,因此当铝凝固时,溶解于其中的氢便会析出形成针孔。目前除氢的主要方法是气泡浮游法,较新型的除气方法如SNIF法(美国)、Alpur法(法国)、RDU法(英国)、PAL法(美国派洛公司澳大利亚分公司)、MINT法、DUT-89法(中国)等采用的都是气泡浮游法。[2~5]。

本文介绍利用双层叶片-底吹除气装置(试验室根据旋转喷头法的基本原理自行研制),分别用Cl2,Ar,Ar-Cl2复合气体精炼试验,研究对比了其对工业纯铝(电工铝)电阻率的影响。

1 试验方法

试验所用的工业纯铝为Al99.7,由贵州铝厂提供,主要合金元素的质量分数为:0.17%的Fe,0.07%的Si,0.001%的Ga,99.7%的Al。试验所用双层叶片-底吹除气装置如图1所示。气体由通气管、喷头喷入铝液,同时电机带动叶片旋转从而起到切碎气泡的作用,并使细小气泡弥散地分布在熔池中,气泡呈螺旋式上升。净化处理完毕后,浇成φ48 mm×70 mm挤压锭。热挤成φ9.6 mm的铝杆。再冷拔成φ2.282 mm的丝,在20 ℃时用四探针测试法测其电阻率。

图1 叶轮-底吹除气装置示意图

Fig.1 Schematic of impeller-bottom blowing gas-removing aparatus

1.通气管 2.皮带 3.电机 4.支架 5.电炉 6.坩埚 7.转轴

8.叶轮 9.铝液 10.喷头

2 结果与讨论

试验分别考察了Cl2(99.995%),Ar(99.99%)及Ar-Cl2复合气体精炼工艺对工业纯铝电阻率的影响。同时考察上述几种气体精炼对含B铝电阻率的影响。

2.1 Cl2精炼和Ar-Cl2复合气体精炼效果比较

试验工艺采用转速657 r/min;Cl2的流量为3 L/min,Ar-Cl2复合气体流量为[2.5(Ar)+0.5(Cl\-2)] L/min。处理时间为4~5 min,处理温度为740℃左右(主要考虑接近工厂条件)。试验装置图见图1,坩埚深500 mm,直径φ200 mm。测试结果见表1。表1 Cl2与Ar-Cl2复合气体精炼比较

炉号使用

气体电阻率/ Ω.m下降率/%精炼前精炼后Y170Cl22.8均请填写报名表(附件1)02 92.789 00.50Y168Cl22.800 02.783 70.58Y178Ar-Cl22.799 52.785 20.51Y180Ar-Cl22.797 02.781 50.55

由于氢在固体铝和在液体铝中溶解度的差异,经常会出现针孔,这些针4、皮带及张紧度孔如果数量较多的话,将严重地割裂基体的连续性,减少了试样的有效截面积,因此会使其电阻率升高,同时也降低其力学性能。气体净化法即将惰性气体或氯气吹入铝液在液体中产生气泡,由于气泡中氢的分压低,氢原子将迁至气泡壁缔结为氢分子,并通过扩散进入气泡,随气泡上浮逸出液面。从试验室做的水模拟试验可知,自行研制的双层叶片-底吹除气装置具备旋转喷头法所能形成的优越的气泡动力学条件:喷入的气泡数量多、尺寸小,在熔池内均匀分布;气泡喷射速度快,在铝液中停留时间长;整个处理过程中,铝液表面比较平稳、降低表面的吸氢倾向。由表1可以看出,试验室研制的双层叶片-底吹除气装置具有较好的作用,当使用Cl2处理铝液时,其电阻率下降率同用Ar-Cl2复合气体处理基本相当,约为0.5%~0.6%。故可以用Ar-Cl2复合气体代替Cl2而减少对环境的污染。

2.2 Al-Cl2复合气体精炼对含B铝电阻率的影响

从研究中可知,对于工业纯铝,加入一定量的元素B后,其电阻率有明显的降低。为此对含B铝熔体进行了Ar-Cl2复合气体精炼处理,试验工艺同1节,试验结果见表2。表2 Ar-Cl2精炼对加B铝电阻率的影响

炉号使用

气体电阻率/ Ω.m下降率/%精炼前精炼后Y190Ar-Cl22.827 02.834 .272Y189Ar-Cl22.759 72.762 .087

由表2可知,当工业纯铝加入元素B后,再用Ar-Cl2复合气体精炼,其电阻率有所回升。据初步分析,有可能是Cl2能部分抵消元素B的有效作用。其原因及他们的作用机理还有待于进一步深入探讨研究。

2.3 Ar精炼对含B铝电阻率的影响

为了证实Cl2的不良影响,采用了纯Ar(纯度99.99%)精炼含B铝熔体,考察其电阻率的变化,试验条件同前,试验结果如表3所示。表3 Ar精炼对加B铝电阻率的影响

炉号使用

气体电阻率/Ω.m下降率/%精炼前精炼后Y192Ar2.765 62.754 40.405Y191Ar2.765 32.759 50.210

由表3可知,当用纯Ar精炼含B铝熔体时,其含B铝电阻率呈下降趋势,没有回升,这也间接说明含Cl2气体精炼,对含B铝电阻率降低的不利影响。因此对含B工4、将1试件 两头平整的安装在夫具内并使之固定好业纯铝,要谨慎使用含Cl2复合气体或精炼剂精炼。

3 结论

(1) 对于工业纯铝,用Cl2和用Ar-Cl2复合气体精炼,只要工艺合理,都有利于降低其电阻率,并且其电阻率下降率基本相当,约为0.5%~0.6%。

(2) 对于含B电工用铝(工业纯),如用含Cl2气体精炼,其电阻率将有所回升,而用Ar等惰性气体精炼时,则可进一步降低其电阻率。

(3) 用Ar精炼含B铝熔体,有较好的去氢净化效果,从而使电阻率下降0.2%~0.4%,电阻率接近2.7544× Ω.m,相当于62.20%IACS,效果较为明显。

作者简介:高洪吾,女,19下面大家了解1下这款实验机的用处和优势体现在那里46年出生,副教授,大连理工大学铸造工程中心,大连市(116023)

作者单位:高洪吾 刘顺华 周永江 周文龙 王桂芹 李长茂 大连理工大学

参考文献

1 杨长贺,高钦.有色金属净化.大连:大连理工大学出版社,1989.

2 吉田政博.铝熔体的除气和过滤(1).孙明仁译.轻合金加工技术,1986(9):14~20

3 Hicter J PUR Purifing Process. um.,1982(522):471~479

4 Szekely A G. The Removal of Solid Particles from Molten Aluminum in the Spinning Nozzle Inert Flotation tallurgical Transactions B.1976,7B(6):259~270

5 Hicter J M. Light w blication of the Metallurgical Society of ALME,1983.(end)

保定硬度计
保定硬度计厂家
保定硬度计价格
泊头市硬度计