一种含Ti和B的铝硅合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种含Ti和B的铝硅合金，属于合金材料技术领域。本发明专利技术提供的一种含Ti和B的铝硅合金，含Ti和B的铝硅合金的化学成分质量分数为12.9wt％Si、0.003‑0.015wt％B、0.015‑0.075wt％Ti、其余为Al。本发明专利技术提供的一种含Ti和B的铝硅合金，用热膨胀仪测量其在300℃下的热膨胀系数为3.05×10

An Al Si alloy containing Ti and B and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种含Ti和B的铝硅合金及其制备方法
本专利技术属于合金材料
，具体涉及一种含Ti和B的铝硅合金及其制备方法。
技术介绍
铝硅合金具有导热系数大，储能密度高及工作温度高且稳定等特点，同时又可以降低热能储存单元的大小和质量，允许大的等温操作，已成为目前最重要的金属相变储热材料，在太阳能热发电、工业余热回收、电力削峰填谷等高温储热中具有良好的应用前景。但铝硅合金在储热过程中，经反复熔化-凝固热循环后，合金铸态组织结构发生非平衡失稳，α-Al固溶体中硅元素和杂质出现脱溶，改变合金的晶体结构。共晶硅相长大聚集成球状，初晶硅明显增大，并随循环次数增加初晶硅颗粒由小变大，导致铝硅合金储热性能有所下降。Ti和B元素加入硅铝硅合金中，可细化晶粒，改善硅铝硅合金的性能。因此，控制热循环前组织形貌、大小和分布，对提高Al-Si合金的储热性能具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种含Ti和B的铝硅合金。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种含Ti和B的铝硅合金，所述含Ti和B的铝硅合金的化学成分质量分数为12.9wt％Si、0.003-0.015wt％B、0.015-0.075wt％Ti、其余为Al。优选地，所述一种含Ti和B的铝硅合金的相变潜热为423.2J/g-550.2J/g；一种含Ti和B的铝硅合金在300℃下的热膨胀系数为3.05×10-5/℃-3.57×10-5/℃。本专利技术的目的之二在于还提供一种含Ti和B的铝硅合金的制备方法，包括如下步骤：步骤一、预热井式电阻炉至100℃后，将工业纯铝(纯度>99.9Wt％)和结晶硅(纯度>99.9Wt％)放入石墨坩埚中，然后以10℃/min的加热速率升温至800℃，待完全熔化，搅拌5分钟，保温60分钟；步骤二、再以2℃/min的速率降温至760℃采用压入法加入0.5Wt％的六氯乙烷对铝硅合金液进行精炼除气，搅拌，扒渣，保温30分钟；步骤三、再以2℃/min的速率降温至730℃时，加入Al-5Ti-B中间合金并搅拌5分钟保温50分钟进行细化处理；步骤四、再搅拌，扒渣，将合金液浇入温度为100℃的金属铸型中。本专利技术制成的产品分别用X射线衍射仪(XRD)检测相的种类，用金相显微镜(OEM)观察组织形貌、大小和分布，用热膨胀仪测量热膨胀系数，用热分析仪(DSC)测量相变潜热。经检测本专利技术提供的一种含Ti和B的铝硅合金的化学成分为12.9wt％Si、0.003-0.015wt％B、0.015-0.075wt％Ti、其余为Al，其相变潜热为423.2J/g-550.2J/g、其在300℃下的热膨胀系数为3.05×10-5/℃-3.57×10-5/℃。具体实施方式下面根据具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明：实施例1用天平称取工业纯铝1720.4g、结晶硅259g和Al-5Ti-B中间合金29.7g，预热井式电阻炉至100℃后，将工业纯铝(纯度>99.9Wt％)和结晶硅(纯度>99.9Wt％)放入石墨坩埚中，然后以10℃/min的加热速率升温至800℃，待完全熔化，搅拌5分钟，保温60分钟；再以2℃/min的速率降温至760℃采用压入法加入0.5Wt％的六氯乙烷对铝硅合金液进行精炼除气，搅拌，扒渣，保温30分钟；再以2℃/min的速率降温至730℃时，加入Al-5Ti-B中间合金并搅拌5分钟保温50分钟进行细化处理；再搅拌，扒渣，将合金液浇入温度为100℃的金属铸型中。其相变潜热为423.2J/g、300℃下的热膨胀系数为3.57×10-5/℃。实施例2用天平称取工业纯铝1704.4g、结晶硅253.3g和Al-5Ti-B中间合金5.9g，预热井式电阻炉至100℃后，将工业纯铝(纯度>99.9Wt％)和结晶硅(纯度>99.9Wt％)放入石墨坩埚中，然后以10℃/min的加热速率升温至800℃，待完全熔化，搅拌5分钟，保温60分钟；再以2℃/min的速率降温至760℃采用压入法加入0.5Wt％的六氯乙烷对铝硅合金液进行精炼除气，搅拌，扒渣，保温30分钟；再以2℃/min的速率降温至730℃时，加入Al-5Ti-B中间合金并搅拌5分钟保温50分钟进行细化处理；再搅拌，扒渣，将合金液浇入温度为100℃的金属铸型中。其相变潜热为499.1J/g、300℃下的热膨胀系数为3.12×10-5/℃。实施例3用天平称取工业纯铝1716.6g、结晶硅256g和Al-5Ti-B中间合金11.8g，预热井式电阻炉至100℃后，将工业纯铝(纯度>99.9Wt％)和结晶硅(纯度>99.9Wt％)放入石墨坩埚中，然后以10℃/min的加热速率升温至800℃，待完全熔化，搅拌5分钟，保温60分钟；再以2℃/min的速率降温至760℃采用压入法加入0.5Wt％的六氯乙烷对铝硅合金液进行精炼除气，搅拌，扒渣，保温30分钟；再以2℃/min的速率降温至730℃时，加入Al-5Ti-B中间合金并搅拌5分钟保温50分钟进行细化处理；再搅拌，扒渣，将合金液浇入温度为100℃的金属铸型中。其相变潜热为550.2J/g、300℃下的热膨胀系数为3.05×10-5/℃。表1为实施例1-3中加入不同含量的Al-5Ti-B中间合金的相变潜热和在300℃下的热膨胀系数。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含Ti和B的铝硅合金，其特征在于：所述含Ti和B的铝硅合金的化学成分质量分数为12.9wt％Si、0.003-0.015wt％B、0.015-0.075wt％Ti、其余为Al。/n

【技术特征摘要】
1.一种含Ti和B的铝硅合金，其特征在于：所述含Ti和B的铝硅合金的化学成分质量分数为12.9wt％Si、0.003-0.015wt％B、0.015-0.075wt％Ti、其余为Al。


2.如权利要求1所述的一种含Ti和B的铝硅合金，其特征在于：所述一种含Ti和B的铝硅合金的相变潜热为423.2J/g-550.2J/g；一种含Ti和B的铝硅合金在300℃下的热膨胀系数为3.05×10-5/℃-3.57×10-5/℃。


3.如权利要求1所述的一种含Ti和B的铝硅合金的制备方法，其特征在于，其制备工艺包括如下步...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小松，刘童，万辉，蔡安辉，李天亦，
申请(专利权)人：湖南理工学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43