靳 东， 阳慎兰， 赵 辉， 杨长龙， 陈保安， 丁 一， 祝志祥， 韩 钰

(1.中南大学 材料科学与工程学院,湖南 长沙410083； 2.国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司,辽宁 沈阳110042； 3.全球能源互联网研究院有限公司,北京102209)

工业纯铝具有导电率较高、比强度高、耐蚀性能良好、价格低廉等优点,被广泛应用于制备钢芯铝绞线的导体材料［1-2］。 Fe、Si 元素作为工业纯铝中固有的杂质元素,会降低导电性能,并影响其力学性能［3］。 研究表明,合适的Fe/Si 比能够使工业纯铝获得力学性能和导电性能的良好匹配［4-5］。 目前相关研究主要集中在高Fe/Si 比对工业纯铝性能的影响上［6-8］,本文着重探究低Fe/Si 比对稀土处理工业纯铝组织和性能的影响,为硬铝导线的工业化生产提供借鉴。

1 实验材料及方法

以纯度大于99.7%的工业纯铝(下文若无特殊说明均表示质量分数)、Al-20%Si 中间合金以及Al-10%Mm(Mm 为La/Ce 混合稀土,w(La) ∶w(Ce)= 35% ∶65%)为原料,通过改变Si 添加量,设计了10 种不同Fe/Si 比的合金,其中La/Ce 混合稀土(Mm)的添加量均为0.1%。 采用坩埚电阻炉进行合金熔炼,将工业纯铝在720 ℃下熔化,加入Al-20%Si 和Al-10%Mm 中间合金,经搅拌、除气、静置后,700 ℃下进行水冷浇铸,获得合金铸锭。 采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)测试合金中的Fe、Si 含量。 表1 为合金的实际成分以及计算获得的Fe/Si 比。

表1 合金的实际成分及Fe/Si 比

试样经机械抛光后,进行阳极覆膜,覆膜液的成分为97 mL 去离子水+1.1 mL H3BO3+3 mL HF,采用Leica DMI300 M 金相显微镜(OM)对合金进行组织观察；采用FEI Quanta-200 型扫描电子显微镜(SEM)的背散射模式对合金的第二相形貌及分布进行观察；采用JEOL JXA-8230 型电子探针(EPMA)对合金进行成分分析。……