材料热处理学报

2024, v.45;No.283(01) 53-61

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Sr含量对Al-Si合金显微组织和热导率的影响
Effect of Sr content on microstructure and thermal conductivity of Al-Si alloy

张瑞英,李继承,沙君浩,李家康

摘要(Abstract):

以纯铝、Al-20Si和Al-10Sr中间合金为原料,Sr为变质剂(含量为0.01%、0.02%、0.04%和0.06%,质量分数),制备了Al-7Si-xSr、Al-12Si-xSr和Al-20Si-xSr合金,研究了Sr含量对Al-Si合金相变储热材料显微组织及热导率的影响。利用Hot Disk热常数分析仪测量合金的热导率,通过扫描电镜观察及分析合金的显微组织。结果表明:在Al-Si合金中添加变质元素Sr会影响合金的热导率,Al-7Si-0.04Sr合金热导率较Al-7Si合金增加了73.47 W·m~(-1)·K~(-1),Al-20Si-0.04Sr合金的热导率较Al-20Si合金增加了24.09 W·m~(-1)·K~(-1),Al-12Si-0.04Sr合金的热导率较Al-12Si合金增加了17.79 W·m~(-1)·K~(-1)。铝硅合金热导率的增长主要与α(Al)、共晶硅和初晶硅的形貌有关。经过Sr变质之后,Al-7Si合金中共晶Si立体形貌均由片层状转变为珊瑚状,Al-12Si和Al-20Si合金中共晶Si立体形貌由片层状转变为枝条状;其中,Al-7Si合金中α(Al)尺寸明显减少、排列紧密,二次枝晶臂间距逐渐减小;Al-20Si合金中的初晶Si尺寸明显减小,其形貌由多角的大块状变为小块状;α(Al)形态的转变不仅能够为自由电子的传输提供快速通道,而且还会使得共晶Si的排列更加规则,减少自由电子发生散射的几率,对合金的热导率影响较大。共晶Si由片层状转变为珊瑚状或枝条状,增加电子的平均自由程,有利于电子的传输。Al-20Si合金的热导率与初晶Si的形态有着重要联系,大尺寸且形状完整的初晶Si会发生晶格振动,会提高合金的热导率。

关键词(KeyWords): Al-Si合金;变质剂Sr;相变储热材料;热导率

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 内蒙古自治区科技攻关项目(2021GG0252);; 内蒙古工业大学材料科学重点学科团队(ZD202012)

作者(Author): 张瑞英,李继承,沙君浩,李家康

DOI: 10.13289/j.issn.1009-6264.2023-0224

参考文献(References):

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