01-材料科学与工程学院2011届本科毕业设计(论文)开题报告模板.docxVIP

本科生毕业设计（论文）开题报告论文题目：铝硅合金电导率研究学院：材料科学与工程学院专业班级：成控0802班学生姓名：王峥指导教师：李润霞开题时间：2012年 3月19日一、课题研究的背景及意义上世纪50-70年代，铜作为稀缺战略资源，在我国工业与民用电气应用方方面的国策就是“以铝代铜”，铜质线缆不可能在民用建筑中使用，到80年代中期，蠢驴制线缆在使用中的问题暴漏出来，尤其是铝导线接头氧化引发多起火灾，加之当时铜、铝价格差别不大，铜导体在电气、机械、耐久性等方面的诸多优越性，在应用上就逐渐变成了以铜为主，到了90年代以后，多项国家标准、规范也要求在民用建筑中使用铜线缆，铝导体基本就没有采用了。但在今天，随着铜价格的持续走高，铝合金导体在成本上的优势又体现出来，同时，铝制导体的密度低，柔韧性好，耐腐蚀等特性又优于铜质导体，又逐渐回到人们视线中，同时，由于现代铝制线缆导体是合金成分，回收同时要提纯，成本和技术要求都很高，在回收市场的行情非常不好，故在一定程度上能够防止盗窃事故的发生。由于以上所述的各项优点，铝合金导体的研究有非常广阔的前景。二、铝硅合金导体的研究现状及发展高导电铝硅合金兼具良好的铸造性、高导电性、较高强度、耐腐蚀和耐摩擦等综合性能，是一种优异的结构功能材料，并在一些场合如高压电器开关、输电缆线等逐步取代铜等传统电气材料。铝硅合金相对于铜、钛等材料价格低廉，相对于钢铁具有轻质特征，在大规模电工基础建设工程方面的应用将会有广阔的前景，然而目前高导电铝硅合金还缺少很有效的可以用于工业生产的方法，有必要进一步改进生产工艺，并研究各种因素对合金电导率的影响以期获得制造拥有更好的电气性能的铝硅合金元件的方法。三、主要研究内容1、α铝基体晶粒度对铝硅合金电导率的影响 晶界作为一种面缺陷，使得电子波散射增加，材料的导电性能下降，据此可以推论随着α铝基体晶粒的细化，铝硅合金的电导率会下降。通常铝合金中最常用的晶粒细化剂是钛，本实验也使用钛作为晶粒细化剂，研究钛的含量，铝的晶粒度与铝硅合金电导率的关系。2、铝基体中的固溶硅对铝硅合金电导率的影响由于铝与硅的晶格常数存在很大差异，固溶于铝基体中的硅导致铝基体晶格畸变，对电子波的散射将会增强。在特殊条件下，硅从基体析出形成化合物，此时析出态的硅对电子的散射作用小于其造成晶格畸变时的散射强度。通过热处理可以控制固溶在铝基体中硅的量，据此探究固溶体的电导率变化规律。3、析出的共晶硅对铝硅合金电导率的影响 由于硅的电导率远小于铝，所以粗片状、针状硅的存在对电子波的影响较大，阻碍了电子传播从而降低了电导率。纤维状硅较粗片状硅、针状硅对电子波影响小，因而可以通过变质处理改变析出硅的形态，使粗片状硅、针状硅转变为纤维状硅以提高导电率。另一方面枝晶间距的缩短也有利于导电率的升高。常用的铝硅合金变质剂为钠，本实验也采用以钠盐为主要成分的变质剂研究析出的共晶硅的形貌对铝硅合金电导率的影响规律4、孪晶 通过塑性变形、位相变换、热处理或其他物理化学处理通常会使各种金属盒合金中存在孪晶。孪晶界是一种缺陷，理论上会降低合金的导电性，但是包含高密度孪晶界的金属可能同时具有高强度和高导电率，因为这种共格孪晶界具有极低的电阻，并通过无数的宫格孪晶界有效地阻碍了位错的滑移以从而保持了高强度，这种特性是其他类型的晶界所不具有的，这就为不降低合金的强度的高导电性合金的制备奠定了理论依据，本实验采用塑性变形的方法研究孪晶对合金电导率的影响。四、实验方法试验用原材料为ZL102合金，ZL102合金是铝硅二元合金的典型代表，硅含量为10%到13%。合金在石墨坩埚炉内熔化，经精炼除气及相应的熔体处理后浇入金属模具中，将冷凝后的试块加工成边长10mm╳10mm╳300mm的矩形试样，利用双电桥法测量试样的电阻，并按照下式计算材料的电导率：式中，γ为材料的电导率，R为式样的电阻，L为式样所测电阻的长度，S为式样的平均截面积。将式样抛光研磨，观察金相组织，并对式样的组织和性能所表现出来的关系进行分析。五、论文工作计划第1—2 周查阅与课题相关的文献资料，熟悉课题；第 3 周查阅英文文献资料，并完成英文资料翻译；第4 周撰写开题报告；第5 周进行实验前期准备工作，如准备原料及安排实验时间等第6—8周分别制定熔炼合金的工艺第9—10周将熔炼后的合金浇铸成铸锭，并切割成所需的试块第10—11周将部分铸锭切割成小块后，在水压机上进行挤压，然后再切割成所需大小的试块第12—13周对试块进行电气性能测试及金相实验，重点观察并分析变质对合金显微组织与电导率的影响；总结出规律；第14周对比塑性变形前后合金显微组织与电气性能的变化，总结出规律；第15—17周撰写毕业论文、准备毕业答辩；第18周毕业论文答辩。报告内容包括：课题的来源及选题的依据，