【《国内外高强高导铝合金的探究现状与发展前景文献综述》2800字】

国内外高强高导铝合金的研究现状与发展前景文献综述目前，高强度高导电铝合金主要用于架空输电线路和轨道交通导体中。由于架空输电线路和轨道交通两个建设邻域对导体材料的强度、拉伸性能以及导电性能要求更高，因此它们的开发标准也代表了铝合金目前的大部分研究现状。迄今为止，以下是国内外高强度和高导电率铝合金的开发情况。1.1国际应用发展情况最早的高强度，高导电率铝合金架空线来自于1921年的瑞士，然后德国和美国将其用于高压输电线路。自1950年以来，铝合金线已在欧洲和北美及其他国家广泛使用。美国，瑞士和德国率先将铝合金线应用于高压输电线路。日本和美国超过50%的传输线都采用了铝合金线。它的使用率甚至超过80%，即使在印度和孟加拉国这样的发展中国家，其使用量也相对较大。且铝合金导体材料研发技术性能优越，工作效果好，特别是在超高压线路和大跨度线路中，使用效果更好，因此逐渐被世界各国所采用[5]。自瑞士首次使用Aldrey高强度和高导电率铝合金架空线以来，法国，英国和日本逐渐生产了自己不同类型的高强度和高导电率铝合金，主要是Simalec，Almelec，6101，6201等。这些高强度和高导电率铝合金都是可以热处理的Al-Mg-Si系铝合金[6]，也就是6000系铝合金。在多年的研究和开发经验中，6000系列铝合金的主要合金成分和加工技术没有发生很大变化。但是，随着社会科学技术的发展和进步，对材料性能的要求不断提高，铝合金的加工工艺和加工工艺也在不断提高，对制造设备有更高的要求，迄今为止不同铝合金系列的高强高导架空输电导线的性能对比如图1.1[7]所示。目前有国外研究学者，如E.V.Bobruk，RuslanZ.Valiev[8]，M.Yu.Murashkin[9]，等人研究发现，ECAP-PC和HPT应变时效可用于改善Al-Mg-Si合金的整体性能并获得更好的性能。但是，由于这两个都是较大的塑性变形过程，因此加工后的材料在结构均匀性方面具有较大的缺点，因此难以获得工业应用。与传统的低碳钢导线相比，高强度高导电铝合金导线在运输导线领域的结构特点具有电流损耗低，导电性好，重量轻，结构紧凑等一系列优点。简易安装。1970年代，德国是第一个采用铝合金导电轨复合材料的国家。随着铝合金性能的提高，高强度，高导电率的铝合金材料已逐渐被广泛用于导电轨中。目前，主要的导电轨铝合金材料采用6101高强度高导电铝合金材料，已经广泛地用于世界各地的地铁和轻轨中，例如德国，加拿大，日本，新加坡，泰国等[10]。高强度高导电铝合金复合导电轨是一种新型的导电轨，涉及广泛的研究领域。早期，我国没有关于研究，开发和实际应用的报道。图1.1不同系列铝合金高强高导架空输电线性能对比[7]1.2国内应用发展情况相比于欧美以及日本的工业发展，我国的工业发展较晚，关于高强高导铝合金材料的发展应用历程如下。我国第一条架空输电线路是1936年日本用其生产的导线所建，它已经使用了70多年。1958年，上海电缆研究所和上海电缆厂联合研制生产的铝绞线和钢芯铝绞线是我国生产的第一批用于输电工程的电线。该领域的历史是一个先例，已经经历了50年的发展历程[11]。直到1960年代初，我国铝合金线材的开发才刚刚开始。但是，由于当时的设备和相关工艺问题，当时制备的铝合金线的性能非常不稳定，影响了该产品在我国的推广和应用。后来，随着铝合金线材制造工艺的不断改进，特别是1990年代以后，随着我国工业整体水平的不断提高，技术水平的提高和设备的改进，我国的高品质强度和高导电铝合金材料得到了改善。有了良好的水平，可以应用。近年来，中国研究人员主要尝试通过添加稀土元素来改善铝合金的综合性能（强度和导电性的结合，下文由综合性能代替）[12,13]，但是由于稀土成份复杂，化学性质活泼，对工艺因素较为敏感，稀土铝导体导电不稳定性，使其在推广使用中受到一定程度限制。我国城市交通用导电轨的发展已经经历了40多年。最早的地铁网络始建于1965年至1976年的北京地铁项目的第一阶段。从1980年代末到1990年代初，由于城市规模限制和交通薄弱，北京，上海和广州等大城市造成了严重的交通问题道路和其他基础设施。由于对地铁线路建设的需求不断增加，国家已开始投资研究和制定交通导体轨道优化项目，以实现节能，快速和大规模的城市轨道交通。并使用专用的面向铁路的城市公共客运系统，包括地铁系统，轻轨系统，电车，单轨系统，自动导向系统，城市快速铁路系统和磁悬浮系统，在21世纪，这一需求得到了进一步的扩展。我国发展电轨的主要导体材料是6101系列铝合金导体[14]。随着我国实力发展，不同项目产品也趋于多元化发展，普通的6000系铝合金型材已不能满足我国对于特种铝合金性能的要求，在对铝型材的强度有着普通要求的同时，又对其导电率有着严格的要求。如ZTJ系列的型材要求6063铝合金导电率要达到32.5MS/m，同时要满足国标强度。HLP系列的型材要求6101B合金性能满足国标强度条件下电阻率低于0.0320Ω.mm2/m，而普通铝合金型材导电率只能达到30.2MS/m，这对我国高强高导铝合金的研制提出了严峻的挑战[15]。我国城市轨道交通起步比较晚，但是随着近年来国内经济的高速发展，我国高强高导铝合金导电轨导体材料的研发也在逐步进入发展与优化。参考文献[1]梁振宇.合金元素对Al-Mg-Si合金导体材料组织与性能的影响研究[D].湖南:湖南大学,2011.[2]秦琪,曹振华,秦利,等.6101B铝合金导电轨挤压及热处理工艺研究[J].热处理技术与装备,2015,36(1):16-18.[3]李剑.合金成分及时效工艺对6101B铝合金挤压圆棒电导率和硬度的影响[J].中国金属通报,2017(9)：23-25.[4]石帅.新型高强高导热铸造铝合金研制及组织性能研究[D].辽宁:东北大学,2018.[5]刘斌,郑秋,党朋,等.铝合金在架空导线领域的应用及发展[J].电线电缆,2012(4):10-15.[6]V.V.SEMENYCHEV,R.K.SALAKHOVA.AnInvestigationofElectricalConductivityofAluminumAlloySemi-FinishedProductsUsedinAircraftManufacture[J].RussianAeronautics,2016,59(1):151-155.[7]陈敬.新型高强高导Al-Mg-Si-Cu合金性能及其微观结构研究[D].湖南:湖南大学,2015.[8]R.Z.VALIEV,M.YU.MURASHKIN,I.SABIROV.Ananostructuraldesigntoproducehigh-strengthAlalloyswithenhancedelectricalconductivity[J].Scriptamaterialia,2014,7613-16.[9]MURASHKINMAXIM,MEDVEDEVANDREY,KAZYKHANOVVIL,etal.EnhancedMechanicalPropertiesandElectricalConductivityinUltrafine-GrainedAl6101AlloyProcessedviaECAP-Conform[J].Metals,2015,5(4):2148-2164.[10]杨连发,郭成,程羽,等.塑性成形技术在钢铝复合导电轨制造中的应用及发展趋势[J].塑性工程学报,2004,11(4):9-15.[11]毛庆传.我国架空输电线制造业现状与发展[J].电力技术,2009(2):13-19,27.[12]陈文平.高性能稀土铝合金导体材料研究[D].安徽:合肥工业大学,2013.[13]邹泽昌,谢祖华,陈忠士,等.稀土在铝合金中的作用及研究进展[J].机电技术,2012,35(4):117-120.[14]赵晶晶.浅谈我国城市轨道交通发展现状与建议[J].装饰装修天地,2019(2):148-150.[15]高导电率高强度铝合金导电型材的研究[A].中国有色金属加工工业协会、邹平市人民政府.2019年中国铝加工产业年度大会暨中国（邹平）铝加工产业发展高峰论坛论文集[C].中国有色金属加工工业协会、邹平市人民政府:中国有色金属加工工业协会,2019:3.[16]叶於龙.过量Mg、Si元素对6101铝合金电工导线性能的影响及机制探究[D].湖南:中南大学,2014.[17]吴克义.铝线材中的杂质及其影响[J].轻合金加工技术,1989:13-16,20.[18]范耀强.ZL114A合金热处理工艺研究[D].山西:中北大学,2015.[19]史霞.高强度高电导率铸造铝合金的研制与性能研究[D].湖北:武汉理工大学,2010.[20]史霞,姚三九,白霄,李思瑞.Si、Cu、Mg元