稀土元素对铝合金组织与性能的影响有哪些?每种稀土元素的细化作用有哪些?
稀土元素加入铝合金中,使铝合金熔铸时增加成分过冷,细化晶粒,减少二次
枝晶间距,减少合金中的气体和夹杂,并使夹杂相趋于球化。还可降低熔体表面
张力,增加流动性,有利于浇注成锭,对工艺性能有着明显的影响。
各种稀土加入量约为0.1%为好。混合稀土La-Ce- Pr-Nd等混合)的
添加,使Al-0.65%Mg-0.61%Si合金时效G·P 区形成的临界温度降低。含镁的
铝合金,能激发稀土元素的变质作用。
稀土在导热材料的应用:
晶粒大小对合金导热系数有一定影响,当稀土添加剂含量达到0.15以上时,其改善组织性能的作用明显上升,继续向铝合金熔体中增加稀土的含量,可以发现,当加入量达到0.309/6时效果最佳,通过观察其铸态金相组织,发现晶粒均匀、晶界偏析与夹杂数量少,组织较致密;当加入量超过0.30后,稀土的作用效果开始下降,通过扫描电镜观察到晶粒与晶界处均有偏析存在。适量稀土添加剂对6063导热性能的改善作用可以从以下几个方面得到解释:①稀土可作为铝合金的精练剂,对熔体具有除气作用,大大减少了组织中的针孔率;②稀土的加入明显降低了铝合金的杂质含量,加强了合金化的程度,组织较致密;③稀土对铸态组织具有变质作用,有效的控制了过剩元素的固溶度(稀土添加到铝合金熔体中,能与Fe、Si等合金元素生成过渡性化合物REFe、RESi),为合金的热处理准备了条件。
比如:采用稀土铜镁铝合金材料做灯具散热器,稀土散热器的材料导热能力比普通铝合金提高2倍以上,使LED热量能导得快、散得快,解决了大功率LED灯具的世界性的散热难题。采用新型的具有吸热快和红外辐射散热性能强的稀土纳米油漆代替传统灯具外壳的喷塑和油漆材料,极大地提高热发散能力。采用高导热性能的稀土陶瓷LED封装基板代替传统的金属基板,减少热应力变形,提高LED光源的可靠性。
所以铝中掺杂稀土元素可以改善其散热性能。目前来看,添加铝是最理想的。
2、价格上的误区,真正的稀土铝合金电缆技术含量高,仅仅在铝材料成本上比铜芯电缆便宜很难达到降低50%铜缆价格,而且每家铝合金电缆厂生产质量和利润不一。
3、采用铝合金电缆需要征得相关部门同意和符合地方规定,供电外线部分由供电局专属设计院设计需要专业的电气设计来规划,否则造成安全隐患后果严重。
4、没有解决铝的连接可靠性问题,该电缆终端头和中间接头工艺复杂,要求严格,如果采用不合格接头容易埋下安全隐患。
5、稀土铝合金电缆的应力松弛和抗蠕变性方面有改善但远不及铜。
6、耐高温性能相比铜芯电缆差。较高要求的耐高温场所不选用铝合金电缆。