合金元素對Ag—Mg—Si合金導體材料組織與性能的影響研究

蔡志睿

摘要 ：本文主要是對制備鋁合金架空導線的Ag-Mg-Si鋁合金作為研究內容，相關的熱處理以及成分優(yōu)化入手，在提高合金強度、耐熱性和導電性方面做出了積極的討論，在研究中主要是通過在Ag-Mg-Si鋁合金中添加一些合金元素的情況進行了分析，在具體的研究中對作用機理做出了分析，在合金方面的理論進行了創(chuàng)新，對于當下的合金研究意義重大，也是促進我國合金業(yè)發(fā)展的重要基礎。

關鍵詞 ：合金元素 大 耐熱性 導電性 形變性

引言

在當前經(jīng)濟迅速發(fā)展的大背景下，電力行業(yè)成為當下經(jīng)濟發(fā)展的重要保證，在“全國聯(lián)網(wǎng)、南北互供、西電東送”等工程中能夠知道我國當前電力行業(yè)的重要性。在相關的工程中，輸電線路的改造成為中心環(huán)節(jié)。當前我國的發(fā)電量在世界上高居第二位，我國幅員遼闊，資源十分豐富，在未來電力的發(fā)展中將會有更大的突破，因此在創(chuàng)新輸電線路方面的研究也就顯得十分重要。

輸電容量對于輸電線路的要求比較高，在這方面的研究主要是從兩個方面入手，一方面是提升輸電電壓，另一方面是提升輸電電流。但是無論在哪一方面進行研究，都離不開輸電線路電纜的創(chuàng)新，當前的輸電線導線材料相對來說耐熱性不夠，在提升電壓的情況下，電路就會發(fā)生一些問題，當前研究中的主要方向是提升合金材料的耐熱性，致力于鋁合金導體材料的創(chuàng)新，已經(jīng)取得了廣泛的社會效益。

1. 鋁合金導線與大導體材料概述

鋁跟銅的導電性都非常的強，但是鋁合金在使用中的強度要高于銅，所以也就決定了其遠距離輸電的優(yōu)勢，并且價格非常的低廉，我國在這方面的產(chǎn)量也非常高，因此在電線電纜行業(yè)中有著廣泛的應用。當前有眾多的鋁合金種類，比較常用的是Ag-Mg-Si鋁合金導線，并且在當下的輸電線路中得到了最廣泛的應用。

在輸電線路技術不斷發(fā)展的過程中，大全鋁合金導線的優(yōu)勢得到了充分的發(fā)揮。世界各國在這方面的使用都非常的多，比如加拿大、美國、日本、北歐的國家，Ag-Mg-Si鋁合金導線的使用率都超過了50%，并且大有增加的趨勢。

2. 耐熱鋁合金導線的研究

在相關的資料中顯示，鋁導線的耐熱性最高是230℃，并且僅僅能夠堅持一個小時的時間，每次的損耗高達百分之二十。但是通過鋁合金的形式應用的導線，損耗率僅僅是百分之十，這樣就大大提升了電線的耐熱性。

但是當前的研究主要是集中在Ag-Mg-Si鋁合金導線中加入微量合金元素的影響，在這方面的研究國內已經(jīng)有了眾多的應用，下面進行具體的添加事例介紹：

（1）在Ag-Mg-Si鋁合金中加入Zr元素，就能夠對回復進行抑制，并且能夠對晶粒的放大進行抑制，這樣就很好的提高了鋁合金的耐熱性，將鋁合金的耐熱性的溫度提升了100℃。能夠大大的增強Ag-Mg-Si鋁合金作為輸電導線的適應性。

（2）在Ag-Mg-Si鋁合金中加入Re元素，也能夠大大的提升鋁合金的耐熱性，具體的原理跟Zr基本一致。是導線的耐熱性問題還沒有被解決。

3. Ag-Mg-Si鋁合金材料的強化價值以及耐熱性分析

（1）Ag-Mg-Si鋁合金材料的強化機制

在Ag-Mg-Si鋁合金導線材料的強化的過程中，主要的方向是對鋁合金耐熱之后強度恢復的研究，這方面關系到導線的使用壽命，當前使用的方法主要是利用合金元素的添加，對結晶進行抑制，這樣能夠在提升耐熱性的同時提升導線的使用壽命。

（2）固溶強化

固溶強化的原理是進行合金元素作為置換或者間隙原子的形式進行晶格畸變的原理，這樣就能夠很好的提升合金的強度，通常這種方法被稱作是固溶強化。當然合金元素的效果也跟合金元素本身的性質關系密切，在相關的合金元素使用當中，一般是使用原子尺寸大于15%的元素。主要由銅、鋰、鎂、鋅等。具體的強化效果受到電負性和固溶強化。

（3）沉淀強化

如果僅僅是采用固溶強化進行Ag-Mg-Si鋁合金的強化，往往難以取得很好的效果，在具體的合金元素添加中，跟沉淀處理配合就能夠實現(xiàn)理想的效果。在沉淀中能夠實現(xiàn)均勻的過渡，對于當前合金強度的增強具有很強的效果。Ag-Mg-Si鋁合金是一種低合金化的鋁合金，沉淀效果在Mg和Si在含量低于1%的情況下能夠保持最大化，當然技術方面的內容也比較重要，要在沉淀中要保持正確合理的手段，才能夠保證沉淀的效果。

4 .合金元素對Ag-Mg-Si鋁合金材料耐熱性能的影響因素

（1）Zr屬于第ⅥB族的第二過渡系金屬，其中原子系數(shù)是40，原子量是91.22。熔點達到了2125K，非典高達4650K。其特有的異構特性，能夠在其固溶特性的幫助下，在Ag-Mg-Si鋁合金強度的提升上具有很好的效果，大大增強了其耐熱性。

（2）鋁合金的耐熱性機理跟一般的金屬一致，畸變原理往往會發(fā)生在耐熱性的提升中，因此要注重在鋁合金耐熱性提升中的畸變預防。這樣來說Zr元素對于當下的鋁合金耐熱性提升有很好的作用，主要是結晶的抑制原理。

（3）稀土元素添加的過程中，能夠對Ag-Mg-Si鋁合金的強度進行提升，對于Ag-Mg-Si鋁合金的性能有著重要的作用。這方面的研究對我國輸電線路的改造有重大意義，也是促進我國輸電線路主要改進方向。

結論

在當下輸電線路的發(fā)展中，微量元素在Ag-Mg-Si鋁合金添加能夠很好的改善導線的耐熱性，并能過提高導線材料的強度，本文主要是分析了當下Ag-Mg-Si鋁合金導線材料的應用價值，并在應用前景方面進行了分析，在具體的論述中，通過對具體的合金元素添加實例的分析，總結了輸電線路Ag-Mg-Si鋁合金的應用，相關的研究中，對幾種比較有代表性的合金元素進行了添加影響的分析，分析中看到了合金元素的添加對Ag-Mg-Si鋁合金的強度和耐熱性有重要的影響，在性能方面明顯的增強，因此說，合金元素在Ag-Mg-Si鋁合金材料的發(fā)展方面具有重要的意義，這也將促進我國輸電線路的改造步伐，間接地推動了我國經(jīng)濟的發(fā)展，并促進了資源的合理配置。

參考文獻：

[1]丁文江等.鎂合金科學與技術[M].？北京：科學出版社，2006.

[2]賈志琪，邵日劍.中國鎂合金專利現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析[J].？鑄造技術，2010，196（1）：？15-20.