合金鋁管探針力顯微鏡 陽極晶界相溶解服從鎂鎵化合物、Mg2Sn、MgIn順序。晶界相的化合鍵強弱及類s態電子能量密度（功函數或晶界相與基體間的電位差）共同決定晶界相的溶解。鎂鎵化合物的化合鍵較強,類s態電子能量密度最低,所以該類型化合物最不易溶解;Mg2Sn相的化合鍵最強,類s態電子能量密度最高,所以Mg2Sn相較容易溶解;MgIn相的化合鍵最弱,類s態電子能量密度較高,所以MgIn最容易溶解。雖然MgGa相最不易溶解,但合金中添加少量In利于Ga從MgGa相中析出。含Mg合金中陽極晶界相溶解使得Ga、In、Sn析出,析出的低熔點金屬在晶界處重新形成了 Ga-In、Ga-In-Sn相。依靠這些液態相含Mg合金可持續與水反應,展示了與四元Al-Ga-In-Sn合金不同的反應機理。可溶鋁合金壓裂工具在油氣田開采所采用的水力壓裂技術中有著十分重要的應用。可溶鋁合金作為結構件使用除了要求具備良好的溶解性能外,還須兼備足夠高的強度和一定的塑性。因此,合金中添加強化合金元素、熱處理以及細化合金晶粒等手段雖然能改善合金的力學性能,但是上述手段在改善合金力學性能的同時,無疑對合金的溶解性能也產生巨大影響。其中比較突出的問題是合金加入的Mg與低熔點金屬生成了多種晶界相使得適用于Al-Ga-In-Sn合金的液態界面相機理已不適用于含Mg合金。所以,關于含Mg鋁合金的鋁水反應機理是值得研究的課題。由于Ga、In從MgGa、MgGa2、 Kelvin探針力顯微鏡（SKPFM）測量了含Mg鋁合金中晶界相與鋁基體間的電位差（AVPD）。運用第一性原理計算研究了含Mg鋁合金中晶界相晶體的電子結構和化學鍵的特性。利用產氫裝置測試了合金的鋁水反應。論文的主要研究結果如下:Al-5Ti-1B細化劑比純Ti具有更好的細化合金晶粒效果。合金晶粒細化雖然提高合金的產氫速率,但Ti卻阻礙合金與水反應。Al-5Ti-1B添加量為2.4 wt.%時合金的產氫速率最大。Al-Mg-Ga-In-Sn合金中Mg與Ga、In、Sn在鋁界面形成多種化合物,界面化合物的種類和含量等與合金中Mg含量有關。A1-Mg-Ga-In-Sn合金中晶界相與鋁基體間可形成腐蝕電偶,因此合金一旦與水接觸,陽極晶界相便溶解并析出低熔點金屬。
當前位置: