铝及铝合金中的杂质元素铁对材料的性能危害极大,且很难被净化去除,因而限制了再生铝合金的循环利用,并阻碍了我国高性能铝材的开发。现有研究主要集中于采用添加锰等合金元素的变质中和方法来降低铁相的危害性,或在此基础上采用过滤、离心、电磁等方法对富铁相加以分离,但是这些方法会导致锰元素及锰铁相残留,并引起更大的危害,因而无法实际应用。本文针对铝工业界对除铁技术的广泛需求,深入研究了硼化物对铝熔体中杂质铁的净化作用及其机理,引入了硼化物除铁的新方法,为铝熔体中杂质铁的净化研究开辟了新途径。采用Calphad方法计算了Al-Fe-B和Al-Fe-B₂O₃三元体系的相图,揭示了富铝角熔体中相的析出规律,为硼化物除铁提供了可靠的理论指导;采用等温静置、长时间恒温气氛保护等实验方法,以及电感耦合等离子体发射光谱、光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、X-射线衍射仪（XRD）等分析方法,研究了B、B₂O₃及Na₂B₄O₇对纯铝熔体中杂质铁的影响,并验证了Al-Fe-B和Al-Fe-B₂O₃计算相图在富铝角的准确性;采用熔剂精炼、等温静置、超声处理、金属室温拉伸试验等方法系统研究了Na₂B₄O₇对铝液中杂质铁的净化作用规律和机制,研究了Na₂B₄O₇对含铁0.14 wt.%、0.66 wt.%和1.08 wt.%的三种工业纯铝的除铁效果,优化了除铁工艺;通过对实验后的铝渣和金相组织的分析,结合Al-Fe-B₂O₃计算相图确立了Na₂B₄O₇除铁反应机制,并用热力学计算的方法证明了这一反应机制。本研究取得的主要结果如下:Al-Fe-B和Al-Fe-B₂O₃三元体系的相图计算结果表明,在680 oC - 1000 oC的温度范围内,Al-Fe-B的富铝角液相中只有AlB2析出,而无铁硼相形成;而在Al-Fe-B₂O₃相图的富铝角,在680 oC - 900 oC的温度范围内,任意Fe和B₂O₃的成份条件下,在液相中都能形成Fe2B。通过单独添加硼处理含铁约1 wt.%和0.15 wt.%的铝液后,铝液中主要析出AlB2相,无铁硼相形成,铁含量在处理后无下降,该结果与Al-Fe-B计算相图的富铝角析出相情况吻合。添加7.61 wt.%或0.33 wt.%的B₂O₃到含Fe约1 wt.%的纯铝中,能够反应形成Fe2B,证实了Al-Fe-B₂O₃计算相图在富Al角的正确性。在添加1.5 wt.%的Na₂B₄O₇处理后,纯铝中的Fe含量从0.33 wt.%降至0.18 wt.%,铁的去除率约为45 %。熔渣XRD分析证实Na₂B₄O₇与Fe反应形成了Fe2B。发明了一种由Na₂B₄O₇、NaCl和KCl组成的铝熔体除铁熔剂。影响Na₂B₄O₇熔剂除铁效果的主要因素有:Na₂B₄O₇添加量、保温时间和处理温度。随着Na₂B₄O₇添加量的增加和保温时间的延长,纯铝中的铁含量逐渐降低,铁含量从初始的0.14 wt.%、0.66 wt.%和1.08 wt.%可分别降至0.077 wt.%、0.45 wt.%和0.84 wt.%,除铁率分别达到45 %、31.8 %和22.2 %。增加处理温度会使铁含量进一步降低,但是当温度从720 oC升至900 oC时,铁含量变化幅度微弱。在给定的Na₂B₄O₇添加量下,铝液中的铁含量通常在60 min左右下降到最低值。适宜的除铁工艺为:Na₂B₄O₇添加量为0.9 wt.%,处理温度720 oC,处理时间60 min。经过Na₂B₄O₇熔剂处理后的纯铝的伸长率会经历先增大后减小的变化,在Na₂B₄O₇添加量为0.3-0.5 wt.%时伸长率达到最大,铁含量为0.14wt.%、0.66 wt.%和1.08 wt.%的纯铝的伸长率分别提高了65 %、70 %和80 %,其断口布满韧窝,符合韧性断裂特征,然而,进一步增大Na₂B₄O₇添加量,伸长率迅速降低,其断口分布较多氧化铝夹杂,Na₂B₄O₇添加量的增加导致了氧化铝夹杂严重。采用热力学计算证实了在Fe含量小于1 wt.%的铝液中加硼处理后Fe既不能与铝液中析出的AlB2反应,亦不能与液相中的B反应;而Na₂B₄O₇则能与铝液中的杂质Fe反应形成铁硼化合物Fe2B。Na₂B₄O₇除铁的基本原理是铁硼化合物的形成并且被熔剂捕获进入熔渣中。依据实验条件建立了Na₂B₄O₇熔剂除铁的动力学模型,模型能够合理解释实验数据中铁含量随处理时间的变化情况。