广西大学学报(自然科学版)2024,Vol.49Issue(4) :826-834.DOI:10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2024.0826

La元素对高导热Al-5Ni合金微观组织和性能的影响

Effect of La element on microstructure and properties of high thermal conductivity Al-5Ni alloy

李乘波 侯慧兵 刘磊磊 余刚志 黄程毅 任月路 杜军 尹彩流
广西大学学报(自然科学版)2024,Vol.49Issue(4) :826-834.DOI:10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2024.0826

La元素对高导热Al-5Ni合金微观组织和性能的影响

Effect of La element on microstructure and properties of high thermal conductivity Al-5Ni alloy

李乘波 1侯慧兵 2刘磊磊 2余刚志 2黄程毅 3任月路 4杜军 5尹彩流2
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作者信息

  • 1. 华南理工大学 材料科学与工程学院,广东 广州 510641;广西南南铝加工有限公司,广西 南宁 530031;广西民族大学材料与环境学院,广西南宁 530105
  • 2. 广西民族大学材料与环境学院,广西南宁 530105
  • 3. 华南理工大学 材料科学与工程学院,广东 广州 510641;广西南南铝加工有限公司,广西 南宁 530031
  • 4. 广西南南铝加工有限公司,广西 南宁 530031
  • 5. 华南理工大学 材料科学与工程学院,广东 广州 510641
  • 折叠

摘要

Al-5Ni合金具有较高的导热性能,是新一代高导热材料的主要研究方向之一,但力学性能偏低,热-力矛盾显著.利用金相显微镜、扫描电镜、万能试验机、激光导热仪、数字电导率仪等,研究了微量稀土元素La添加对高导热Al-5Ni合金微观组织、力学性能及导热率和导电率的影响.结果表明,当La元素的添加量为0.2%(质量分数)时,合金α-Al晶粒细化程度最高,共晶组织内部纤维状的Al3Ni相近乎全部转化为球状,极限抗拉强度和硬度由未变质时的122.24 MPa和45.94 HV提升到140.48 MPa和47.28 HV,分别提升了14.92%和2.92%;合金的导热率和导电率几乎没有下降,为213.23 W/(m·K)和31.84 MS/m.稀土变质La元素的变质处理有效缓解了 Al-5Ni合金的热-力矛盾,显著提高合金的综合性能.

Abstract

Al-5Ni alloy has high thermal conductivity and is one of the main research directions for the new generation of high thermal conductivity materials.However,its mechanical properties are relatively low,and the thermal-mechanical contradiction is significant.The effects of trace rare earth element La addition on the microstructure,mechanical properties,thermal conductivity and electrical conductivity of high thermal conductivity Al-5Ni alloy were studied using metallographic microscope,scanning electron microscope,universal testing machine,laser thermal conductivity meter,and digital conductivity meter.The results indicate that after adding 0.2%(mass fraction)La element,the refinement degree of alloy α-Al grains is the highest,and the fibrous Al3Ni phase inside the eutectic structure is almost completely transformed into spherical.The ultimate tensile strength and hardness have increased from 122.24 MPa and 45.94 HV before modification to 140.48 MPa and 47.28 HV,an increase of 14.92%and 2.92%;the thermal conductivity and electrical conductivity of the alloy have hardly decreased,reaching 213.23 W/(m·K)and 31.84 MS/m.The modification treatment of rare earth La element effectively alleviates the thermal-mechanical contradiction of Al-5Ni alloy and significantly enhances the overall performance of the alloy.

关键词

Al-5Ni合金/La元素/微观组织/导热率/导电率/力学性能

Key words

Al-5Ni alloy/La element/microstructure/thermal conductivity/electric conductivity/mechanical property

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基金项目

广西科技基地与人才专项(桂科AD22035222)

广西科技重大专项资助(桂科AA23062026)

广西科技重大专项资助(桂科AA2362036)

广西民族大学校级引进人才科研项目(2020KJQD04)

出版年

2024
广西大学学报(自然科学版)
广西大学

广西大学学报(自然科学版)

CSTPCD北大核心
影响因子:0.767
ISSN:1001-7445
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