過量Mg、Si元素對6101鋁合金電工導(dǎo)線性能的影響及機(jī)制探究.pdf

1、中圖分類號UDCTG31636217碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼10533過量Mg、Si元素對6101鋁合金電工導(dǎo)線性能的影響及機(jī)制探究TheeffectofexcessMg，Sionthepropertiesof6101conductingwireandexploringthemechanism作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：葉於龍材料加工工程高強(qiáng)高導(dǎo)6101鋁合金導(dǎo)線材料科學(xué)與工程學(xué)院楊昭答辯委員會主席中南大學(xué)201

2、4年05月過量Mg、Si元素對6101鋁合金電工導(dǎo)線性能的影響及機(jī)制探究摘要：本文以6101鋁合金導(dǎo)線為研究對象，結(jié)合具體實(shí)驗操作和第一性原理模擬計算的方法，探究了過剩Mg、Si元素對6101電工導(dǎo)線導(dǎo)電率和強(qiáng)度的影響，并對其影響機(jī)制進(jìn)行了分析研究。課題中，在固定M92Si的理論質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為095wt％的前提下，改變Mg、Si元素的添加量，使合金中的過剩元素由Mg過剩向Si過剩轉(zhuǎn)化，同時，M∥Si比值也按照一定的規(guī)律發(fā)生變化。對于不同成

3、分的線坯，通過電導(dǎo)率測試、拉伸試驗、XRD、顯微組織分析的方法對其擠壓拉拔態(tài)和熱處理態(tài)的試樣進(jìn)行了宏觀力學(xué)性能及導(dǎo)電率測試，微觀組織的觀察分析。結(jié)果表明：擠壓拉拔態(tài)是，合金的導(dǎo)電率與過剩原子的含量成負(fù)相關(guān)，而合金的強(qiáng)度并不與過剩原子的含量成正相關(guān)；Mg過量6101合金時效后，由于Mg在Al基體中有很大的固溶極限，大量的過剩Mg依然存在于基體中，在增加基體畸變程度的同時還會降低強(qiáng)化相在基體中的溶解度，使強(qiáng)化相容易從基體中析出并長大粗化，對

4、合金時效強(qiáng)化的效果和導(dǎo)電率有不利的影響；Si過量6101合金時效后，過剩Si原子會從基體中析出，減小基體的晶格畸變，有利于導(dǎo)電性能的提高；過剩Si的存在可與有害元素Fe反應(yīng)，并促進(jìn)B『，相的析出，增強(qiáng)合金時效強(qiáng)化效果與速率。第一性原理計算表明，在熱力學(xué)穩(wěn)定性上，p”、p『屬于亞穩(wěn)定相，而B屬于穩(wěn)定析出相，這是晶體中原子之問的結(jié)合力逐漸增強(qiáng)的結(jié)果。但在結(jié)構(gòu)上，三種析出相的彈性常數(shù)都滿足Bom穩(wěn)定性準(zhǔn)則，都具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；D”、D7、p相的

5、剪切模量均大于A1基體的彈性模量，對基體起到了強(qiáng)化作用，相較于基體的韌性性質(zhì)，三種析出相表現(xiàn)為脆性性質(zhì)；B’、p相的剪切模量和楊氏模量分別為5793GPa、4421GPa和9701GPa、10528GPa，大于Al基體和B”的26GPa、2871GPa和76GPa、5438GPa，表明B‘、p在硬度上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于∥和Al基體，這決定了位錯以繞過的方式通過p’、p，而以切割的方式通過p”相。同時，能帶分析表明D”較p’、p相擁有更好導(dǎo)電率。