开题报告 高兆和

2011.4.2La和Y对工业纯铝导电性能的影响研究报告人：高兆和La和Y对工业纯铝导电性能的影响研究报告人：高兆和指导老师：李红英教授提纲4

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国内外研究现状1

研究背景3

研究内容5

实验安排根据国家“十二五”规划，全国将建成“三华”（华北—华中—华东）、东北、西北和南方四大区域电网；在四大区域电网之间建设特高压直流输电线路，而在“三华”区域电网内部建设“三纵三横”的特高压交流网架，新建线路约几万公里，远距离、大容量输电线路的建设不断增加。高导耐热铝导线：具有较高的导电性、较高比强度和好的弧垂特性，还具有较好的抗高温软化能力和抗蠕变性能，完全可以满足国家的电网用线标准。中国2009年铝产量为1300吨，2010年超过1500万吨电工用铝的高需求，每年电工用铝超过300万吨耐热导线仅占市场的2-3%，特种电线电缆仍需进口市场前景分析高导高强耐热导线的优异性能提纲4

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国内外研究现状1

研究背景3

研究内容5

实验安排高导高强耐热铝合金绞线58%IACS耐热铝合金绞线稀土铝绞线电工铝绞线铝导线发展历程工业纯铝的硼化处理Zr、Er、Sc等元素的微合金化La、Y、Nd等稀土元素的添加高导高强耐热铝合金工业纯铝一般定为纯度为99.0％～99.9％的铝，对于中国的铝矿，工业纯铝中的杂质主要是Fe、Si

等元素。杂质元素对铝电导率的影响大小V>Mn>Ti>Cr>Zr>Si>Mg>Fe>Cu硼化处理主要降低Ti、V、Mn、Cr;Er、Zr的微合金化主要是提高铝导线的耐热性，La、Y不仅提高铝导线的电导率，更能提高其综合性能铝基体中添加稀土La、Y

La、Y元素加入铝合金中，可以起到以下三点作用：精炼作用稀土易与氧、氢、氮等气体生成各种化合物，减少铝合金中的气体含量，减少针孔率；稀土与硫、磷、锑、砷等元素也极易化合，反应生成稀土化合物，熔点高、比重轻，上浮成渣变质作用稀土原子半径比铝原子大，易填补铝合金相的表面缺陷，阻碍晶粒长大，具有晶粒细化作用。另外，稀土的变质作用具有长效性和重熔稳定性的特点提高机械性能稀土可细化晶粒，改善铁相的存在形态，和铝中气体、杂质以及铝反应，生成化学稳定性好的化合物，作为强化相改变组织结构和改善性能。还提高铝合金材料的耐腐蚀性和高温性能精炼作用稀土易与氧、氢、氮等气体生成各种化合物，减少铝合金中的气体含量，减少针孔率；稀土与硫、磷、锑、砷等元素也极易化合，反应生成稀土化合物，熔点高、比重轻，上浮成渣变质作用稀土原子半径比铝原子大，易填补铝合金相的表面缺陷，阻碍晶粒长大，具有晶粒细化作用。另外，稀土的变质作用具有长效性和重熔稳定性的特点提高机械性能稀土可细化晶粒，改善铁相的存在形态，和铝中气体、杂质以及铝反应，生成化学稳定性好的化合物，作为强化相改变组织结构和改善性能。还提高铝合金材料的耐腐蚀性和高温性能稀土存在于晶界骨骼相和枝晶间圆形或椭圆形的颗粒相中,并且在颗粒相中都有较高的稀土含量，其成分为(Al、Fe、Si、RE)的多元化合物稀土的加入稀土的加入，降低了铝固溶体中硅含量，使Fe、Si等杂志元素由固溶态转变为析出态，在晶界处以铝稀土和铁硅等多元金属间化合物相存在，从而净化铝基体，提高电导率。提纲4

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研究内容5

实验安排探索单独添加不同量的La和Y对工业纯铝电导率和力学性能的影响规律稀土La和Y对工业纯铝的净化变质、细化机理以及铸造组织的影响研究铝基体中稀土化合物的形成规律，稀土相的分布状况，研究稀土对铝导电性提高的机理

课题研究内容合金成分设计熔炼铸造均匀化退火热轧、冷轧金相观察SEMTEM导电性能力学性能SEM金相观察导电性能力学性能添加不同含量的稀土Y和La对纯铝导电性的影响ElementWt%At%

AlK74.9089.44

SiK01.3501.55

YL21.8407.91

FeK01.9101.10MatrixCorrectionZAFElementWt%At%

AlK88.5495.71

SiK00.2300.24

YL09.3703.07

FeK01.8600.97MatrixCorrectionZAF稀土Y的加入，使Fe、Si等杂志元素由固溶态转变为析出态，在晶界处以铝稀土和铁硅等多元金属间化合物相存在，从而净化铝基体，提到铝的电导率。ElementWt%At%

AlK84.8693.83

SiK00.9601.02

YL12.2104.10

FeK01.9801.06MatrixCorrectionZAFAl—0.1Ywt%提纲4

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研究内容5

实验安排HXSG-1200熔铸炉，QJ-19低温电阻测量仪，PLOYVAR-MET金相显微镜，热处理炉，CSS-44100电子万能试验机，飞利浦Sirion200扫描电镜，飞利浦TecnaiG220ST透射电镜，研究设备提纲4

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实验安排12342011.