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我国电解铝产量排名世界前列,原铝的生产直接影响到国际铝行业的发展。化学提炼、熔融冰晶石电解原铝、三层液电解精铝或偏析法生产高纯铝等方法和工艺都来自欧美铝业强国。国际铝业的研究导向和研究成果,直接影响到国内铝业的发展。
针对这种现状,积极努力地进行铝的基础性研究,开发研制出高纯铝提纯装备和工艺技术,研究新型铝材料的性能及应用,是国内铝业研究的必然选择。高纯铝作为高性能、高附加值的新型结构功能材料,其提纯装备与工艺的研究更是首当其冲。
本文利用竖式高纯铝定向凝固生产设备,在研究大直径(Ф120mm)高纯铝锭定向凝固条件下晶体生长的基础上,分析溶质元素在晶体内部和轴向上的宏观分布;对多晶锭中晶体生长特性、晶体生长条纹、旋转磁场对铸锭胞状晶生长特性的影响、固液界面的位置和形态进行了研究。借助金相技术、ICP/GDMS检测技术等多种分析测试手段,考察凝固试样的晶体形态,组织特征等多方面的凝固特性,确定出合理的工艺技术参数,并在生产中进行优化,确定了高效的高纯铝提纯工艺和方法。通过工艺参数的合理匹配,制备出纯度大于5N的大直径高纯铝锭。