铝硅合金性能
性价比高,实用性高,通过提高Si在铝基体中的过饱和度,形成的硅颗粒增强铝基复合材料。可通过调节硅的体积分数获得不同性能的高硅铝合金材料,具有热膨胀系数CTE低、密度低、热导率高、导电性好(具有优异的电磁干扰/射频干扰屏蔽性能)、硬度高、热机械稳定性优良、致密性高、易机加工、易镀涂保护、与标准的微电子组装工艺相容等特点。
高硅铝合金密度在2.3~4.7 g/cm³之间,热膨胀系数(CTE)在7-20ppm/℃ 之间,提高硅含量可使合金材料的密度及热膨胀系数显著降低。同时,高硅铝合金还具有热导性能好,比强度和刚度较高,与金、银、铜、镍的镀覆性能好,与基材可焊,易于精密机加工等优越性能,是一种应用前景广阔的电子封装材料, 特别是在航天航空、空间技术和便携式电子器件等高技术领域。 [1] 高硅铝合金(AlSi)是由硅和铝组成的二元合金,是一种金属基热管理复合材料。高硅铝合金材料能够保持硅和铝各自的优异性能,并且硅、铝的含量相当丰富,硅粉的制备技术成熟,成本低廉,同时这种材料对环境没有污染,对人体无害
对,铝硅系列铝合金不能热处理强化铝合金。
铝硅合金是一种以铝、硅为主成分的锻造和铸造合金, 一般含硅量为11%,同时加入少量铜、铁、镍以提高强度。
AI-Si合金由于质量轻、导热性能好,又具有一定强度、硬度以及耐蚀性能。
广泛地应用于航空、交通、建筑、汽车等重要行业,也用于制造低中强度的形状复杂的铸件,如盖板、电机壳、托架等,也用作钎焊焊料。该合金是一种典型的共晶型合金,相图简单,没有中间化合物产生。它具有铸造性能好,比强度高,价格不高等优点。铝是第三主族元素,而硅是半导体元素,两者相互间的固溶度很小。
铝硅系铸造铝合金(Ai-Si cast aluminium allay)是一种以硅为主要合金元素的铸造铝合金。含硅量为5%-13%的亚共晶型或共晶型合金是工业生产中应用最广泛的铸造铝合金。
铝铜系列铝合金是典型的可以热处理强化的铝合金。一般Al-Mg合金Al-Mn合金不能热处理强化,而AL-Cu系列合金属于硬铝或超硬铝合金,可以通过固溶处理和时效处理强化。
铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金两大类:
形变铝合金能承受压力加工。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。 形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。
不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能,只能通过冷加工变形来实现强化,它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能,它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。
铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金,铝铜合金,铝镁合金,铝锌合金和铝稀土合金,其中铝硅合金又有过共晶硅铝合金,共晶硅铝合金,单共晶硅铝合金,铸造铝合金在铸态下使用。
扩展资料:
铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。
一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。硬铝合金属AI—Cu—Mg系,一般含有少量的Mn,可热处理强化.其特点是硬度大,但塑性较差。
超硬铝属Al一Cu—Mg—Zn系,可热处理强化,是室温下强度最高的铝合金,但耐腐蚀性差,高温软化快。锻铝合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金,虽然加入元素种类多,但是含量少,因而具有优良的热塑性,适宜锻造,故又称锻造铝合金。
参考资料来源:百度百科-铝合金
铝合金的分类
一系:1000系列铝合金代表 1050、1060 、1100系列。在所有系列中1000系列属于含铝量最多的一个系列。纯度可以达到99.00%以上。由于不含有其他技术元素,所以生产过程比较单一,价格相对比较便宜,是目前常规工业中最常用的一个系列。目前市场上流通的大部分为1050以及1060系列。1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量,比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50,根据国际牌号命名原则,含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。我国的铝合金技术标准(gB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。
二系:2000系列铝合金代表2024、2A16(LY16)、 2A02(LY6)。2000系列铝板的特点是硬度较高,其中以铜原属含量最高,大概在3-5%左右。2000系列铝棒属于航空铝材,目前在常规工业中不常应用。
三系:3000系列铝合金代表3003 、 3A21为主。我国3000系列铝板生产工艺较为优秀。3000系列铝棒是由锰元素为主要成分。含量在1.0-1.5之间,是一款防锈功能较好的系列。
四系:4000系列铝棒代表为4A01 4000系列的铝板属于含硅量较高的系列。通常硅含量在4.5-6.0%之间。属建筑用材料,机械零件,锻造用材,焊接材料低熔点,耐蚀性好,产品描述: 具有耐热、耐磨的特性
五系:5000系列铝合金代表5052、5005、5083、5A05系列。5000系列铝棒属于较常用的合金铝板系列,主要元素为镁,含镁量在3-5%之间。又可以称为铝镁合金。主要特点为密度低,抗拉强度高,延伸率高,疲劳强度好,但不可做热处理强化。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列.在常规工业中应用也较为广泛。在我国5000系列铝板属于较为成熟的铝板系列之一。
六系:6000系列铝合金代表6061 主要含有镁和硅两种元素,故集中了4000系列和5000系列的优点6061是一种冷处理铝锻造产品,适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。可使用性好,容易涂层,加工性好。
七系:7000系列铝合金代表7075 主要含有锌元素。也属于航空系列,是铝镁锌铜合金,是可热处理合金,属于超硬铝合金,有良好的耐磨性.也有良好的焊接性,但耐腐蚀性较差。目前基本依靠进口,我国的生产工艺还有待提高。
八系:8000系列铝合金较为常用的为8011 属于其他系列,大部分应用为铝箔,生产铝棒方面不太常用。
九系:9000系列铝合金是备用合金。
铝合金的物质类别
铝合金纯铝产品
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纯铝分冶炼品和压力加工品两类,前者以化学成份Al表示,后者用汉语拼音LG(铝、工业用的)表示。
压力加工铝合金
铝合金压力加工产品分为防锈(LF)、硬质(LY)、锻造(LD)、超硬(LC)、包覆(LB)、特殊(LT)及钎焊(LQ)等七类。常用铝合金材料的状态为退火(M焖火)、硬化(Y)、热轧(R)等三种。
铝材
铝和铝合金经加工成一定形状的材料统称铝材,包括板材、带材、箔材、管材、棒材、线材、型材等。
铸造铝合金
铸造铝合金(ZL)按成分中铝以外的主要元素硅、铜、镁、锌分为四类,代号编码分别为100、200、300、400。
高强度铝合金
高强度铝合金指其抗拉强度大于480兆帕的铝合金,主要是压力加工铝合金中硬铝合金类、超硬铝合金类和铸造合金类
炉头:灶具最核心的元件,起到是混合空气和燃料的作用。
炉头与大小火盖的区别:炉头是安装在燃气灶内部,拆开的时候才能看到。火盖是安装在炉头上边,起到分散混合气体的作用。在购买时一定注意区分,避免销售人员指鹿为马。
炉头材质
纯铜:因为价格昂贵,所以市面上比较少见。
铝合金:目前市面上比较广泛采用的材质,其中以硅铝合金最好。
铸铁:成本最低,在一些低价位的灶具中采用。
陶瓷:只有生产红外线的厂家 才会使用,成本最低,使用寿命1-2年。
al-cu:铝铜合金,含铜4.5%~5.3%合金强化效果最佳,适当加入锰和钛能显著提高室温、高温强度和铸造性能。主要用于制作承受大的动、静载荷和形状不复杂的砂型铸件。
al-mg:铝镁合金,密度最小(2.55g/cm3),强度最高(355MPa左右)的铸造铝合金,含镁12%,强化效果最佳。合金在大气和海水中的抗腐蚀性能好,室温下有良好的综合力学性能和可切削性,可用于作雷达底座、飞机的发动机机匣、螺旋桨、起落架等零件,也可作装饰材料。
高强度铝合金 通过节能降低环境污染具有重要意义。在汽车材料领域,除了依靠零件薄壁化、中空化及小型化等方法节能外,主要的方法是材料的轻量化,所以轻量化材料的研究是目前国际上汽车材料领域最活跃的研究方向之一。 目前轻量化材料主要采用各种高强度钢,能够降低汽车重量15%-20%。九十年代以来国外广泛采用高比强度Al合金、Mg合金和塑料,其中最重要的轻量化材料是铝合金,它具有塑性好、比强度高、耐腐蚀性好、韧性好、加工成本低和可延长使用寿命等优点,每使用1Kg的Al,可降低汽车重量2.25Kg。 美国每台车的Al合金重量已经从70年代的30Kg增至90年代的90Kg。1996年Audi公司生产的全铝A8轿车,采用Al合金挤压车架,重量降低了35%,抗扭刚度增加了50%;1997年又生产了全Al车身的双座敞篷汽车和双座轿车。BMW公司1996年生产的5系列全铝轿车,其车身、车架、桥壳、齿轮箱箱体和双联前轴都是由Al合金制造,整体刚度增加80%,据德国铝业人士估计,仅使用Al车身,一年就可节约运行费用2.5万马克。 另外,Honda、Nissan、Chrysler、BMW和Audi等公司都生产了全铝发动机,它采用具有低热膨胀系数、良好的高温机械性能和耐磨性的过共晶铝硅合金活塞;缸体、连杆和曲轴采用压力铸造纤维增强和颗粒增强铝合金复合材料;车身采用Al-1%Si-0.5%Mg合金。这种合金在深冲成型时呈固溶态,塑性好;时效后,通过析出Mg2Si而增加强度。此外,采用管状铝材构成“空间立体构架”,其重量比钢车身降低40%,成本只增加20%,汽车总重量和燃料费都降低10%以上。 通过改变合金组织提高铝合金的强度,能够降低铝合金成本,使其得到更广泛的应用。由于我国以生产低中档轿车为主,所以这一点对我国的汽车工业具有特殊的意义。 此类合金的重要特征是强度高、耐腐蚀和韧性好。非晶和纳米晶高强度铝合金通常采用粉末冶金方法制造(冷速为40K/s),采用真空或氢气保护,在过冷液态温度下压制成型,制成的样品密度接近100%。例如Al94V4Fe2合金,其基体中含有高密度晶界和过饱和Fe和V。由于Fe阻碍晶粒长大,其组织为纳米晶+非晶。 在成型过程中,合金表面的氧化铝膜被挤碎,在合金中呈弥散分布,因此该合金同时具有缺陷强化、固溶强化和弥散强化几个方面的强化机制,而组织中的非晶则有力的改善了合金的韧性,该合金最高强度达到1390MPa,其它合金也存在类似的性能。这些合金的铝含量在85%-94%之间,铝含量越低,合金韧性越好,成本越高。由于上述合金需要在压力下成型,所以用这些合金制造的零件应具有较简单的形状。 现在汽车发动机连杆使用的材料主要是中碳碳素钢和合金钢,其强度在600-1000MPa之间。如果高强度铝合金的强度达到700-900MPa,则铝合金的比强度是中碳钢的3倍,而其重量只有原有重量的1/3,这不但能够提高发动机的工作效率和节约能源,而且由于连杆重量的减轻可降低发动机工作时的振动,从而提高发动机的使用寿命和可靠性。 2、储氢合金 估计到2020年石油作为能源的比例将由目前的40%降至20%,所以需要研究替代能源。汽车未来能源除采用天然气和液化气以及各种双燃料外,可采用太阳能、电能和氢能。 太阳能电池从材料角度出发,要解决非晶硅的低成本制造(本世纪末只能达到1w/0.2$)和光电转换率低的问题(24%);电池储能需要解决高效电池(低成本、储电的高比能量和比功率及高储电次数)的问题;而氢能则需要解决低成本分解水和氢气储存问题。 对于氢气储存问题通常采用储氢合金解决,目前主要是镧系(LaNi5),钛系(TiFe和TiFeV)和镁系(Mg2Ni)金属间化合物,一般能够储存比本身体积大1000倍以上的氢量。 这些合金的缺点是储氢次数低(储氢和放氢使其体积反复膨胀和收缩,导致合金粉化)、容易中毒和储氢密度低。如果采用锆镍和铜钛非晶合金储氢,则由于它的非晶结构,不容易发生晶界开裂,从而避免形成粉末。但是一般非晶合金在制造过程中需要急冷,因此很难制成大块样品,需要研制出具有高非晶形成能力的合金。 我们根据80年代末国外的文献报道,研究了在镧系、锆系和镁系非晶合金中加入其它组元(Al、Y和Co等)后的非晶形成能力。虽然不能达到文献报道的通过压力铸造制成直径10mm左右的铸件的水平,但铸造出了直径大于5mm的非晶合金。以这些合金为基础,有可能研究出长寿命的储氢非晶合金,其性能指标预期可达到: a.储氢能力达到200mm3/g; b.放电量50W/Kg; c.充放电次数大于500次; d.在100-150℃氢的蒸气压大于5MPa; e.压力平台温度范围在20-30℃之间。 通过解决水的低成本分解(目前也可通过电厂电力输出低谷时富余的电力电解水)或由于汽油的价格的上涨(石油短缺),都可以导致氢燃料汽车的应用。因为氢燃烧后生成无害的水,所以该研究对于环境保护有着重要意义。
以上是一片参考文献,仅供参考