合金鋁管探針力顯微鏡 陽(yáng)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(qiáng)弱及類(lèi)s態(tài)電子能量密度（功函數(shù)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(qiáng),類(lèi)s態(tài)電子能量密度最低,所以該類(lèi)型化合物最不易溶解;Mg2Sn相的化合鍵最強(qiáng),類(lèi)s態(tài)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(lèi)s態(tài)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(yáng)極晶界相溶解使得Ga、In、Sn析出,析出的低熔點(diǎn)金屬在晶界處重新形成了 Ga-In、Ga-In-Sn相。依靠這些液態(tài)相含Mg合金可持續(xù)與水反應(yīng),展示了與四元Al-Ga-In-Sn合金不同的反應(yīng)機(jī)理。可溶鋁合金壓裂工具在油氣田開(kāi)采所采用的水力壓裂技術(shù)中有著十分重要的應(yīng)用�？扇茕X合金作為結(jié)構(gòu)件使用除了要求具備良好的溶解性能外,還須兼?zhèn)渥銐蚋叩膹?qiáng)度和一定的塑性。因此,合金中添加強(qiáng)化合金元素、熱處理以及細(xì)化合金晶粒等手段雖然能改善合金的力學(xué)性能,但是上述手段在改善合金力學(xué)性能的同時(shí),無(wú)疑對(duì)合金的溶解性能也產(chǎn)生巨大影響。其中比較突出的問(wèn)題是合金加入的Mg與低熔點(diǎn)金屬生成了多種晶界相使得適用于Al-Ga-In-Sn合金的液態(tài)界面相機(jī)理已不適用于含Mg合金。所以,關(guān)于含Mg鋁合金的鋁水反應(yīng)機(jī)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(cè)量了含Mg鋁合金中晶界相與鋁基體間的電位差（AVPD）。運(yùn)用第一性原理計(jì)算研究了含Mg鋁合金中晶界相晶體的電子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵的特性。利用產(chǎn)氫裝置測(cè)試了合金的鋁水反應(yīng)。論文的主要研究結(jié)果如下:Al-5Ti-1B細(xì)化劑比純Ti具有更好的細(xì)化合金晶粒效果。合金晶粒細(xì)化雖然提高合金的產(chǎn)氫速率,但Ti卻阻礙合金與水反應(yīng)。Al-5Ti-1B添加量為2.4 wt.%時(shí)合金的產(chǎn)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(lèi)和含量等與合金中Mg含量有關(guān)。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(yáng)極晶界相便溶解并析出低熔點(diǎn)金屬。
當(dāng)前位置: