al-ti-b-o复合细化剂的制备研究.doc

Al-Ti-B-O复合细化剂的制备研究
Preparation and Study of Al-Ti-B-O Composite Refining Agent

1.88万字 38页 原创作品，已通过查重系统


目录
引言 1
第一章 绪论 3
1.1 铝合金的晶粒细化 3
1.1.1晶粒细化的意义 3
1.1.2晶粒细化的方法 4
1.1.3晶粒细化剂的发展 5
1.2 中间合金 6
1.2.1中间合金 6
1.2.2 Al-Ti-B中间合金的细化机理 7
1.2.3 Al-Ti-B中间合金的制备工艺 9
1.2.4 Al-Ti-B中间合金的研究现状 10
1.3 原位合成Al-Ti-B-O复合细化剂 11
1.3.1原位合成铝基复合材料的制备特点 11
1.3.2 Al2O3颗粒增强铝基复合材料的优点 11
1.4 课题的研究意义及研究内容 12
1.4.1课题研究意义 12
1.4.2研究内容 13
第二章 Al-Ti-B-O复合细化剂的制备 15
2.1实验材料 15
2.2实验设备 16
2.3实验原理 16
2.4 实验过程 17
2.5 工艺参数分析设计 18
2.5.1球磨时间 20
2.5.2压坯预紧实度 20
2.5.3反应温度 20
2.5.4反应时间 21
第三章 热力学原理及转变动力学 22
3.1反应热力学 22
3.1.1吉布斯函数判据 22
3.1.2制备Al-Ti-B-O复合细化剂的热力学分析 23
3.2 反应动力学 24
3.3 小结 26
第四章 实验结果与分析 26

4.1Al-Ti-B-O复合细化剂的微观组织分析 25
4.2Al-TiO2-B2O3体系反应机理分析 27
结论 30
致谢 30
参考文献 31



摘要：晶粒细化是改善铝材材质，提高后序加工产品质量的重要手段，而对于铝及其合金加工来说，添加晶粒细化剂是细化晶粒、改善铝材材质最简单和有效的方法。因此，晶粒细化剂在铝工业中得到了广泛的应用。Al-Ti-B中间合金是目前全世界广泛使用的一种高效的铝及铝合金晶粒细化剂，具有细化效果好，成本低和易控制等优点。本课题主要研究了Al-TiO2-B2O3体系，采用粉末冶金即原位反应合成的方法，制备了Al-Ti-B-O复合细化剂。采用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜、能谱仪等多种现代分析手段对所得试样进行分析，并对合成材料的相组成、组织形貌进行分析，结合热力学、动力学理论，研究分析了Al-TiO2-B2O3体系的反应机理，得到以下主要结论:Al-TiO2-B2O3体系在850℃，保温4h烧结后可以得到理想的颗粒分布和组织成分，反应产物由片状Al3Ti和细小的TiB2、Al2O3颗粒组成；Al-TiO2-B2O3体系烧结过程中，Al先分别与TiO2、B2O3发生置换反应，生成Al2O3和活性[Ti]、[B]单质。活性B原子优先与活性Ti原子结合生成热力学稳定的TiB2，多余的Ti原子则与Al结合生成Al3Ti；Al2O3生成自由能低，非常稳定，且与铝液的润湿性差，偏聚于反应界面。



关键字： 晶粒细化剂；粉末冶金；制备；热力学