Mg、Si、Cu对铝合金强度和电导率的影响开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

铜、铝都属于良导体，铝的导电率仅次于铜，但是其比重轻、价格低廉、资源丰富，所以历年来在国内外的电缆工业中都得到了广泛应用，但是两者应用比例按照各国实际发展进程而不同。

纵观世界“以铝节铜”的历史长河，虽因各国国情、科技水平不同，各国有所不同，走走停停甚至出现反复，但是总体上仍是渐进式向前发展的。因此，“以铝节铜”的前景大体上是明朗的。电缆到底是用铜还是用铝，应由终端使用的设计和使用者根据综合技术经济效果来决定的。“以铝节铜”的范畴涉及：（1）以铝和铝合金节省铜；（2）以双金属节省铜；（3）以废杂铜直接再生制杆制线以节省原生铜；（4）以电工用废铝保级再生利用，节省原生铝；（5）以光纤代铜。

近些年来，随着我国经济的持续快速健康发展，作为国民经济的保障的电力行业发展十分迅速，逐渐形成“西电东送、南北互供、全国联网”的战略格局，同时远距离、大容量输电线路的改造也势在必行。但在这个过程中，我国地域辽阔，西电东送距离远，继续建设远距离、大跨度、大容量的新输电线路，同时很多老线路需要改造，而现有架空输电线路所用导线已经远远跟不上新形势下的要求，这些问题都亟需解决。根据实际需要，架空铝合金导线就能满足要求，因此其便广泛的用于电线电缆行业。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

mg₂si是al-mg-si合金中的主要强化相，因此mg/si比例也是影响铝合金性能的主要因素，当mg与si的质量百分比为1.73时，二者理想情况下，可以完全反应生成mg₂si。因此本实验分别以mg/si，si，cu为变量，通过三因素三水平正交试验来确定导电铝合金中微合金化元素的最佳配比。mg/si分别取1.2,1.73,2：si的添加量分别为0.2,0.4,0.6：cu的添加量分别为0,0.1,0.3。实验过程为首先称量出实验所需要的纯铝（＞99.7%），al-mg中间合金，al-si中间合金，al-cu中间合金，然后在电阻炉中熔炼出不同mg、si、cu含量的铝合金液，分别浇注到拉伸试样标准模具和导电率测试试样模具中。试样制备完成后分别测试其强度和导电率。并通过om，sem，epma等测试手段分析铝合金强度与电导率和微观组织的关系，探究mg、si、cu的加入分别对al基体组织与性能的影响，从而确定铝合金导体材料中主要合金元素的最佳添加量。

技术方案：

3. 研究计划与安排

第1周 — 第3周 查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告；

第4周 — 第8周 不同mg、si和cu元素含量的铝合金材料制备、结构、形貌表征；

第9周 — 第12周 不同mg、si、cu含量铝合金的强度和导电率研究；

4. 参考文献（12篇以上）

［1］黄崇琪．电工用铝和铝合金在电缆工业中的应用与前景[j].电线电缆，2013（2）;4-9。

［2］王桂芹，刘顺华，高洪吾，等．几种元素对工业纯铝导电性的影响[j].大连理工大学学报，2000，40(4)：437-439．

［3］kim s n, tezuka j h. formation behavior of nanoclusters in al-mg-si alloys with different mg and si concentration [j] . materials transactions , 2013 , 54 (3) : 297-303.