熔融接枝聚丙烯薄膜的接枝工艺与高温储能特性

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作者 李君洛 孟礼 +5 位作者 刘雨杭 罗兵 徐永生 肖微 何金良 李琦 《绝缘材料》 北大核心 2025年第4期1-8,共8页

针对聚丙烯(PP)电容器薄膜在高温高电场下储能特性大幅降低的问题,在分子层面对聚丙烯进行熔融接枝马来酸酐(MAH)改性,并研究熔融接枝的单体含量、引发剂质量分数、反应温度对薄膜样品高温储能特性的影响规律,制备具有优异高温储能特性... 针对聚丙烯(PP)电容器薄膜在高温高电场下储能特性大幅降低的问题,在分子层面对聚丙烯进行熔融接枝马来酸酐(MAH)改性,并研究熔融接枝的单体含量、引发剂质量分数、反应温度对薄膜样品高温储能特性的影响规律,制备具有优异高温储能特性的马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)双向拉伸电容器薄膜,并对其结构与性能进行表征和测试。结果表明:随着单体含量增加、引发剂质量分数和反应温度升高,接枝样品的充放电效率均大致呈现先增加后降低的趋势。接枝改性促使PP内部晶核增多,球晶尺寸减小,有效增大了薄膜陷阱深度和陷阱密度,降低了载流子迁移率,提升了其在高温下的电气强度和储能特性。 展开更多

关键词 马来酸酐 双向拉伸聚丙烯 熔融接枝 高温储能

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接枝聚丙烯电容薄膜的高温储能特性 被引量：3

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作者 罗兵 李君洛 +6 位作者 王少杰 胡世勋 徐永生 肖微 徐刚毅 何金良 李琦 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3371-3377,I0002,共8页

随着海上风电、电动汽车和油气勘探的迅速发展,对薄膜电容器的工作温度提出更高的要求。然而,当环境温度达到120℃时,目前使用最为广泛的双向拉伸聚丙烯电容薄膜充放电效率急剧下降,不能满足应用需求。该文制备了苯乙烯接枝聚丙烯(PP-g-... 随着海上风电、电动汽车和油气勘探的迅速发展,对薄膜电容器的工作温度提出更高的要求。然而,当环境温度达到120℃时,目前使用最为广泛的双向拉伸聚丙烯电容薄膜充放电效率急剧下降,不能满足应用需求。该文制备了苯乙烯接枝聚丙烯(PP-g-St)双向拉伸电介质薄膜,在120℃下,PP-g-St可以将能量密度从0.23 J/cm^(3)提高到1.67 J/cm^(3)(储能效率在90%以上),同时接枝后击穿场强大幅提升,高温泄漏电流得到有效抑制,这源自于接枝后引入的深陷阱限制了载流子的输运。接枝样品中的自聚相经拉伸后与基体具有良好的相容性。该文研究为适用于高温高场条件的聚丙烯基电容器薄膜材料的大规模制备提供可能。 展开更多

关键词 接枝聚丙烯 双向拉伸薄膜 薄膜电容器 高温 介电储能

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金属化薄膜电容器介电薄膜材料的研究现状 被引量：1

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作者 张天栋 马海鑫 +5 位作者 刘刚 姚成 孙海 殷超 张昌海 迟庆国 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第11期18-33,共16页

近年来,随着新能源汽车和柔性直流输电工程等领域的迅速发展,对高容积比、耐高温金属化薄膜电容器的需求日益增加,尤其对高温高电场等极端条件下电容器中介电薄膜的电气性能提出了更高要求。本文总结了近年来金属化薄膜电容器介电薄膜... 近年来,随着新能源汽车和柔性直流输电工程等领域的迅速发展,对高容积比、耐高温金属化薄膜电容器的需求日益增加,尤其对高温高电场等极端条件下电容器中介电薄膜的电气性能提出了更高要求。本文总结了近年来金属化薄膜电容器介电薄膜材料的研究现状和发展趋势。首先,介绍影响介质薄膜储能性能的关键因素,并分析金属化薄膜电容器在运行工况下的失效原因;其次,归纳基于分子链结构、聚集态结构、功能填料掺杂和表面改性等4个方面设计的介电薄膜储能性能改性方法;最后,对提升金属化薄膜电容器介电薄膜的储能性能的策略进行总结并做出展望。 展开更多

关键词 金属化薄膜电容器 薄膜材料 储能性能

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酯类绝缘油的油流带电度影响因素研究 被引量：1

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作者 钱艺华 卓然 +3 位作者 王青 高萌 赵耀洪 傅明利 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期35-41,共7页

为研究环保型酯类绝缘油的带电倾向,搭建了油流带电度测试平台,选取了两种商用酯类绝缘油与矿物绝缘油,包括FR3天然酯、Midel 7131合成酯、克拉玛依绝缘油,分析了油纸老化程度、流速、温度等关键因素对酯类绝缘油的油流带电度的影响。... 为研究环保型酯类绝缘油的带电倾向,搭建了油流带电度测试平台,选取了两种商用酯类绝缘油与矿物绝缘油,包括FR3天然酯、Midel 7131合成酯、克拉玛依绝缘油,分析了油纸老化程度、流速、温度等关键因素对酯类绝缘油的油流带电度的影响。结果表明:酯类绝缘油粘度较高,在油流作用下进一步增大了油纸间的摩擦接触,进而加速了油纸界面电荷分离,导致其带电度明显高于矿物绝缘油,其中天然酯最高,其次为合成酯。随着油流流速增加,加剧了油纸界面电荷分离,酯类绝缘油的带电倾向增强。测试温度的增加会加速绝缘油中极性分子的电离过程,导致绝缘油带电倾向增强,而随着温度的增加绝缘油粘度会下降,导致油纸接触摩擦减弱,其带电倾向反而下降。油纸老化程度的增加加速了油中老化极性的生成,进而加速杂质分子的离解,致使油中的本征离子及杂质离子数量增多,从而加剧油流带电程度。 展开更多

关键词 酯类绝缘油 油流带电 带电度 天然酯 合成酯

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低气压条件下球-板间隙放电特性及放电电压校正方法

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作者 涂弘仙 方雅琪 +3 位作者 李恩文 杨炳森 方俊康 张晓星 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3580-3588,共9页

随着我国对中西部地区能源开发力度的增大,超/特高压直流输电工程已经成为高海拔地区电能输送的主要途径。超/特高压直流输电工程换流站阀厅中存在大量球-板间隙,其空气间隙绝缘强度随海拔高度的增加而降低。为保障高海拔地区输电线路... 随着我国对中西部地区能源开发力度的增大,超/特高压直流输电工程已经成为高海拔地区电能输送的主要途径。超/特高压直流输电工程换流站阀厅中存在大量球-板间隙,其空气间隙绝缘强度随海拔高度的增加而降低。为保障高海拔地区输电线路的绝缘安全,分别在武汉(海拔20 m)和昆明(海拔2100 m)地区对直径0.3~1.1 m球电极在1~3 m间隙下开展了正极性操作冲击放电试验,分析了气压、球电极尺寸、间隙距离对球-板间隙放电特性的影响,讨论了现有放电电压校正方法对高海拔地区球-板间隙的适用性。研究结果表明:现有标准中基于g参数的放电电压校正方法对于球-板间隙在低气压条件下的放电电压修正存在较大误差。最后基于放电物理过程和试验数据提出了改进的放电电压校正方法,可为合理确定低气压下球-板空气间隙取值、保障高海拔地区输电线路安全稳定运行提供依据。 展开更多

关键词 球-板间隙 高海拔 操作冲击 放电特性 电压校正

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强电磁脉冲环境下变电站端子箱与屏蔽柜屏蔽性能研究

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作者 刘斌 冯瑞发 +5 位作者 田君杨 刘磊 杨加意 贾磊 黄鹏飞 祁汭晗 《广东电力》 北大核心 2024年第11期18-25,共8页

屏蔽在电力设备电磁防护领域发挥着重要作用。为研究强电磁脉冲环境下变电站端子箱与屏蔽柜的屏蔽性能,首先设计强电磁脉冲模拟器的组成结构,进一步自主研制出输出波形满足IEC标准、可实现早期高空电磁脉冲环境的水平极化辐射波模拟装置... 屏蔽在电力设备电磁防护领域发挥着重要作用。为研究强电磁脉冲环境下变电站端子箱与屏蔽柜的屏蔽性能,首先设计强电磁脉冲模拟器的组成结构,进一步自主研制出输出波形满足IEC标准、可实现早期高空电磁脉冲环境的水平极化辐射波模拟装置;其次基于CST电磁仿真软件分析结果,计算对比端子箱和屏蔽柜的屏蔽效能;最后利用研制的水平极化辐射波模拟装置,对端子箱和屏蔽柜开展强电磁环境辐照试验。研究结果表明:强电磁脉冲环境下变电站端子箱和屏蔽柜屏蔽效能基本在30 dB以下,均无法实现有效屏蔽,且端子箱屏蔽性能优于屏蔽柜,这些与仿真分析结果一致;位于屏蔽柜与端子箱内部的线缆末端耦合电流基本不受屏蔽柜及端子箱的屏蔽作用影响。研究结果可为强电磁脉冲作用下变电站设备的防护加固提供参考。 展开更多

关键词 电磁屏蔽 电磁脉冲模拟装置 端子箱 屏蔽柜 辐照试验 耦合

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国产料聚丙烯电容膜的研发进展

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作者 王柯 刘刚 +3 位作者 孟森 谢紫龙 姚露露 魏琪 《高电压技术》 北大核心 2025年第5期2234-2245,共12页

聚丙烯薄膜电容器广泛应用于输变电工程、民用家电和新能源设备等领域。随着特高压智能电网等新兴行业的发展,对高性能薄膜电容器的需求日益增加,但目前聚丙烯电容膜涉及的超净聚丙烯粒料完全依赖国外进口。尽管国内开发了国产替代的聚... 聚丙烯薄膜电容器广泛应用于输变电工程、民用家电和新能源设备等领域。随着特高压智能电网等新兴行业的发展,对高性能薄膜电容器的需求日益增加,但目前聚丙烯电容膜涉及的超净聚丙烯粒料完全依赖国外进口。尽管国内开发了国产替代的聚丙烯树脂,其结构与进口料仍存在差异,沿用进口料配套工艺生产电容膜时会出现加工不稳定和性能不理想的问题。该文介绍了基于中原石化聚丙烯粒料开展电容膜配套成膜加工技术的攻关历程。首先总结了聚丙烯电容膜的发展现状,其次论述了不同国产料电容膜的开发及其与进口料薄膜的对比,最后总结了拉伸温度对电容膜取向晶体结构的影响、不同拉伸方式薄膜的结构演变与电气性能关系等基础问题。总之,通过优化拉伸工艺、链结构调控和结晶结构调控,国产粗化膜在空隙率、粗糙度、介电强度等方面可达到或超过同类进口产品水平,金属化膜则在损耗、击穿场强等性能上表现更优,这些经验为国产聚丙烯电容膜的工业化制备和性能优化提供了重要参考。 展开更多

关键词 电容器薄膜 国产聚丙烯 粗化膜 金属化膜 成膜加工

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水分侵入对现场老化硅橡胶性能影响的研究 被引量：3

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作者 周颖 王婷婷 +3 位作者 姜廷域 罗兵 左周 梁曦东 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2023年第12期78-84,共7页

硅橡胶复合绝缘子在高湿环境中长期运行后表面会发生粉化现象。为研究水分侵入对已自然老化的硅橡胶性能的影响,本文以在南方沿海某地运行超10年的复合绝缘子伞裙为研究对象,对去除粉化层的硅橡胶样品开展去离子水浸泡试验,研究水分侵... 硅橡胶复合绝缘子在高湿环境中长期运行后表面会发生粉化现象。为研究水分侵入对已自然老化的硅橡胶性能的影响,本文以在南方沿海某地运行超10年的复合绝缘子伞裙为研究对象,对去除粉化层的硅橡胶样品开展去离子水浸泡试验,研究水分侵入样品后硅橡胶的质量和理化特性的变化,探讨水分侵入对硅橡胶二次粉化现象的影响。结果表明:去除粉化层后的硅橡胶伞裙样品在去离子水浸泡后可产生新的粉化层,其微观形貌和理化特性与自然形成的粉化层相似;通过改变试验的水温,明确了水分是已老化硅橡胶表面再次发生粉化现象的主要因素,且高温可加速粉化层的产生。 展开更多

关键词 外绝缘 硅橡胶 水分侵入 微观结构 粉化

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挤出成型冷却温度对共混改性型聚丙烯绝缘料微观结构与力电性能的影响

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作者 展云鹏 侯帅 +3 位作者 曹亚杰 惠宝军 赵林杰 傅明利 《高电压技术》 北大核心 2025年第6期2651-2661,共11页

电力电缆是全球能源互联网中的关键元素,对国家安全和经济发展至关重要。改性聚丙烯绝缘料具有优异的综合性能,成为新一代可替代交联聚乙烯的绿色环保型电力电缆开发的电缆绝缘材料。文中以共混改性型聚丙烯绝缘料为研究对象,通过控制... 电力电缆是全球能源互联网中的关键元素,对国家安全和经济发展至关重要。改性聚丙烯绝缘料具有优异的综合性能,成为新一代可替代交联聚乙烯的绿色环保型电力电缆开发的电缆绝缘材料。文中以共混改性型聚丙烯绝缘料为研究对象,通过控制挤出成型冷却温度来模拟聚丙烯电缆在实际挤出生产过程中的冷却过程,从而研究冷却温度对弹性体的尺寸及分布、聚丙烯结晶以及力学、电气性能的影响。发现当冷却温度为80℃时,冷却速率适宜,有助于聚丙烯绝缘料形成较好的晶体结构和相态结构,从而表现出较优异的力学韧性和电气性能,综合性能最优。以上研究为聚丙烯绝缘电缆在实际挤出生产过程的加工制备提供重要的参考。 展开更多

关键词 聚丙烯绝缘 冷却温度 相态结构 晶体结构 力学性能 电气性能

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变压器温度耦合仿真模型的高效降阶算法研究 被引量：4

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作者 王山 高萌 +6 位作者 卓然 洪志湖 代维菊 彭庆军 傅明利 邹德旭 王国利 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期115-126,共12页

基于数字孪生技术开展电力变压器的高效运维,对保障电网的安全运行具有重要意义,而变压器机理模型的创建和高效计算是其中一项关键核心技术。为打破国外商业软件产品的技术垄断,推动国产数字孪生平台面向电力行业的推广应用,文中基于自... 基于数字孪生技术开展电力变压器的高效运维,对保障电网的安全运行具有重要意义,而变压器机理模型的创建和高效计算是其中一项关键核心技术。为打破国外商业软件产品的技术垄断,推动国产数字孪生平台面向电力行业的推广应用,文中基于自主可控的数值仿真软件,使用决策树回归方法对变压器温度耦合场模型进行了高效降阶算法的研究,并通过测试样本对降阶模型的计算精度和效率进行了对比评估。研究结果表明,基于决策树回归的降阶模型能够针对变压器温度耦合场的非线性仿真模型实现多参数输入和全节点数据输出的高效计算。相比于数值仿真模型,全节点降阶模型计算结果的最大相对误差为2.62%,最大加速倍数高达14254,整体具有较高的计算精度和计算效率。该降阶算法的研究将成为国产数字孪生平台服务于变压器等电力设备数字孪生系统创建和应用的重要支撑性技术。 展开更多

关键词 电力变压器 热特性仿真 模型降阶 决策树算法

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正极性电场中SF6气体对导电微粒带电特性的影响 被引量：2

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作者 马御棠 刘刚 +2 位作者 耿浩 廖民传 冯瑞发 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期160-166,共7页

针对气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Suitchgear,GIS)中导电微粒运动容易引发电极间击穿和绝缘沿面闪络等问题,开展了正极性电场中SF6气体对导电微粒带电特性的影响研究.试验得到了空气、SF6环境导电微粒的运动轨迹,根据观测... 针对气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Suitchgear,GIS)中导电微粒运动容易引发电极间击穿和绝缘沿面闪络等问题,开展了正极性电场中SF6气体对导电微粒带电特性的影响研究.试验得到了空气、SF6环境导电微粒的运动轨迹,根据观测结果分析微粒的速度、受力提出微粒带电量估算方法并计算启举场强下空气、SF6气体环境微粒的带电量.结果表明,正极性条件下带电微粒启举场强明显高于真空及空气环境,且启举场强随SF6气体压力的升高而增大.电场强度相同时,SF6条件下微粒带电量小于空气环境,约为空气条件下的0.789倍.电极表面导电微粒附近电场集中及SF6电负特性是影响微粒初始带电量的原因.研究拟为GIS微粒抑制方法及针对微粒抑制的耐压试验方法的制定提供数据支持. 展开更多

关键词 GIL 导电微粒 SF6 启举场强 绝缘子 间隙击穿 沿面闪络 高压输电

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高压直流GIS绝缘设计关键问题研究进展

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作者 唐博文 卓然 +1 位作者 王邸博 唐炬 《电气工程学报》 2025年第4期343-360,共18页

高压直流绝缘金属封闭开关设备(Gas insulated switchgear,GIS)已逐渐成为直流输电系统的主要设备,因占地面积小、绝缘性能优良和可靠性高等优点,用于降低深远海域风电换流站建设成本最具优势。然而,在长期直流电压作用下,GIS气-固绝缘... 高压直流绝缘金属封闭开关设备(Gas insulated switchgear,GIS)已逐渐成为直流输电系统的主要设备,因占地面积小、绝缘性能优良和可靠性高等优点,用于降低深远海域风电换流站建设成本最具优势。然而,在长期直流电压作用下,GIS气-固绝缘界面会出现独有的电荷积聚现象,严重时会导致气固绝缘界面电场分布发生畸变而诱发沿面闪络,制约了GIS在超特直流高压中的应用。目前直流GIS绝缘结构设计因缺乏相关的理论依据和技术准则,导致实际装备设计通常采用增大绝缘距离来保障绝缘裕度,未能完全发挥气体绝缘装备紧凑化的优势,加之GIS内金属微粒的治理、环保型绝缘气体的引入以及电荷积聚闪络的判断等对其绝缘设计提出了新要求。鉴于此,本文从表面电荷抑制、气-固界面电场调控、金属异物的治理以及引入环保型绝缘气体后需要解决的新问题等方面总结现有的研究成果,以期为将来的GIS绝缘结构设计和因电荷积聚导致的绝缘闪络运维提供参考与支撑。 展开更多

关键词 高压直流GIS 绝缘子 表面电荷 电场调控 金属微粒治理 环保绝缘气体

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短时热处理对劣化交联聚乙烯热电性能影响 被引量：3

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作者 惠宝军 谢月 《广东电力》 北大核心 2024年第2期88-94,共7页

热因素是影响高压电缆绝缘层交联聚乙烯绝缘微观形态的关键因素之一。选取1根运行7年与1根新电缆分别制备绝缘层交联聚乙烯片状试样,首先在105℃下进行180 d的热老化,然后在90~115℃对各老化试样进行恒温24 h的短时热处理,并完成交联度... 热因素是影响高压电缆绝缘层交联聚乙烯绝缘微观形态的关键因素之一。选取1根运行7年与1根新电缆分别制备绝缘层交联聚乙烯片状试样,首先在105℃下进行180 d的热老化,然后在90~115℃对各老化试样进行恒温24 h的短时热处理,并完成交联度、差示扫描量热、高场强电导测试。结果表明:老化初期,热老化助于交联聚乙烯结晶,且热处理有利于熔融温度与结晶度升高,晶体尺寸分布变小,电导率减小;随着热处理温度升高,上述参数逐渐到达最优值,并随热处理温度升高而开始反向变化;随着老化程度加深,相同热处理温度后各参数提升作用减弱,表现为参数最优值对应的热处理温度降低且与未老化试样差异逐渐减小,老化180 d后各参数值均明显低于未老化试样。研究表明,经历一定热老化的交联聚乙烯在合理温度下短时热处理后,可有效改善内部结晶特征,提升热电性能。 展开更多

关键词 高压电缆 交联聚乙烯 短时热处理 差示扫描量热 交联度 高场强电导

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基于离子流效应的同塔双回直流线路地线融冰感应过电压分析与抑制措施 被引量：1

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作者 陈慧 陈潜 +4 位作者 刘磊 刘宁 廖民传 谢桂泉 钟正 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2024年第10期1-10,共10页

针对某±500 kV同塔双回直流输电线路,在“一回停运、一回运行”工况下进行停运线路地线融冰时,感应电压过大导致融冰装置故障、自动接线装置和避雷器击穿受损情况,研究建立了静电耦合和空间离子流效应综合作用的停运线路过电压计... 针对某±500 kV同塔双回直流输电线路,在“一回停运、一回运行”工况下进行停运线路地线融冰时,感应电压过大导致融冰装置故障、自动接线装置和避雷器击穿受损情况,研究建立了静电耦合和空间离子流效应综合作用的停运线路过电压计算模型。按6种工况计算分析了带电运行回路导线不同起晕电压时在停运线路上感应的过电压水平,同时综合考虑过电压抑制水平和线路能量,提出了加装5 kΩ接地高阻的过电压抑制措施,可实现将超过100 kV感应电压抑制到20 kV以下,并经实际线路融冰操作,验证了其有效性。 展开更多

关键词 同塔双回 直流线路 地线融冰 离子流 感应过电压 抑制措施

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Ni微合金化对连续铸造和连续挤压6201铝合金显微组织与性能的影响

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作者 冯瑞发 刘磊 +4 位作者 李斌 钟华赞 厉天威 李恩文 祁汭晗 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2024年第11期49-57,共9页

采用连续铸造和连续挤压工艺制备了6201铝合金线材,并采用电子背散射衍射、透射电子显微镜、硬度测量、拉伸实验和电导率测试等方法研究了Ni微合金化对6201铝合金的显微组织、力学性能和电导率的影响规律。结果表明:Ni微合金化细化了连... 采用连续铸造和连续挤压工艺制备了6201铝合金线材,并采用电子背散射衍射、透射电子显微镜、硬度测量、拉伸实验和电导率测试等方法研究了Ni微合金化对6201铝合金的显微组织、力学性能和电导率的影响规律。结果表明:Ni微合金化细化了连续铸造、连续挤压和固溶处理状态6201铝合金的晶粒尺寸,进而提高了强度。在时效过程中Ni微合金化加速了6201铝合金时效硬化行为,在保留塑性前提下提高了峰值硬度和强度,但降低了合金的电导率,其原因是Ni元素主要以固溶体形式存在于合金中,增加了β″析出相的密度并细化了析出相尺寸。通过Ni微合金化及优化热处理工艺获得了较高的屈服强度和抗拉强度,分别为295.33 MPa和326.12 MPa。 展开更多

关键词 铝合金 连续铸造 连续挤压 显微组织 性能

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