【摘 要】
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我国新能源汽车行业近年来发展迅速,高性能动力电池产业对铝电极箔在性能方面上的要求也随之越来越高。Al-Ti-B合金是变形铝合金中最普遍的细化剂,在组织细化方面有着优异的表现,但是Ti的存在对导电率方面有着致命的损害。为此,本课题尝试开发一种新型的Al-RE-B中间合金细化剂,以助变形铝合金材料获得细小均匀的晶粒组织,满足后续深加工要求的同时,又对其导电、导热性能不带来损害。研究结果表明:高质量的A
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我国新能源汽车行业近年来发展迅速,高性能动力电池产业对铝电极箔在性能方面上的要求也随之越来越高。Al-Ti-B合金是变形铝合金中最普遍的细化剂,在组织细化方面有着优异的表现,但是Ti的存在对导电率方面有着致命的损害。为此,本课题尝试开发一种新型的Al-RE-B中间合金细化剂,以助变形铝合金材料获得细小均匀的晶粒组织,满足后续深加工要求的同时,又对其导电、导热性能不带来损害。研究结果表明:高质量的Al-La-B细化剂应当具有细化颗粒相与富余稀土相共存,且细化颗粒细小均匀弥散的组织特征,其细化机制是富余的La增大成分过冷与La B6提供异质形核质点共同作用的结果。Al-5La-B细化剂中含有Al11La3相与La B6相,其在工业纯铝中的细化能力及细化效率明显优于仅含有单一La B6相的Al-2La-B细化剂,且对于改善组织均匀性的控制效率及稳定性更高,对于提高铝合金基体导电、导热性能方面表现更加优异。对于铸态晶粒组织的细化,Al-5La-B细化剂的最佳添加量为0.1wt.%(La,La B6),相应的晶粒尺寸可由1542μm减小至185μm,细化幅度高达88.0%;对于再结晶态晶粒组织的细化,随着Al-5La-B细化剂添加量的增加,再结晶晶粒尺寸呈单调减小的趋势;Al-5La-B细化剂的细化效果具有一定的长效性,保温10min时的细化效果最佳,静置保温时间(≥80min)过长,其细化效果明显衰退。Al-5La-B细化剂的细化效果可以同Al-5Ti-B细化剂相当,而对导电率和导热率影响方面来看,Al-5La-B细化剂不仅不损害纯铝导电率,反而可以显著降低电阻,提高导电率,明显优于Al-5Ti-B细化剂。工业纯铝再结晶态下的电导率和热导率分别为57.28%IACS和205.82W/m·K;当添加0.06wt.%(La,La B6)的Al-5La-B细化剂后,其电导率与热导率都有大幅度提升,分别提高至61.55%IACS和211.34W/m·K,提升的幅度分别为7.45%和2.68%;当添加0.06wt.%(Ti,Ti B2)的Al-5Ti-B细化剂后,其电导率与热导率分别降为54.57%IACS和203.17W/m·K,降低的幅度为4.73%和1.29%。
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