4、Al-Si合金的Al-Ti-C细化剂研究

 晶粒细化剂受到了世界各个国家的青睐，他的的研究和生产使用越来越受到关注。对Al-Ti-C的研究逐步成为铝合金晶粒细化剂研究的主流,许多国家的科研人员都从事于Al-Ti-C细化剂的研究工作,研究的热点主要集中在Al-Ti-C制备工艺的优化、细化效果的提高、工业化应用及细化机制的研究等方面[3]。

 由于直接加入的Ti-C颗粒与基体间的润湿性不好,它们之间的相容性较差,因为原位反应合成技术的成本比较低，所以现在人们大都把精力集中在它的研究开发上。原位反应合成法中，比较受到关注，使用最多的有熔铸一原位反应法、SHS铸造法、XD法、VLS法、接触反应法等[3]。下面对各种方法进行简单的介绍熔铸一原位反应法。

熔铸一原位反应法

将含有增强颗粒的固体物质在一定温度下加入到熔融的合金中,通过合金元素与熔体发生的化学反应制备出原位颗粒增强的MMC,这种方法称为熔铸-原位反应法[3]。但由于该方法中使用的石墨粉与铝熔体之间的相容性以及润湿性较差[10],导致结合形成的粒子比较少,因此这种方法在工业方面受到了限制。国内的清华大学、山东大学、东北大学[11-13]等采用在铝熔融基体中加入K2TiF6和石墨粉的方法制备出Al-Ti-C,此方法利用K2TiF6与Al发生反应释放的热量使铝熔体局部形成高温微区,从而更容易形成所需的热力学条件,在熔体中产生大量粒子。同时这种方法生产成本较低,所以其应用较为广泛。

Al-Ti-C细化剂的细化机制

 Al-Ti-C细化剂的细化合金机制的原理上如下：Al-Ti-C加入铝的熔体中后,异质形核核心分布在合金其中,这些质点在冷却中可以当做是Si的附着点，在α-Si的形核过程中起到了相当重要的的作用。但是关于在熔体中怎样发生反应,如何起作用及其与其他相之间的作用,目前各国学者仍说法不一。比较常见的理论：（1）粒子理论;(2)包晶理论；（3）粒子团理论。除了上述理论外还有其他的一些细化理论,虽然这些理论都可以从一定程度上解释晶粒细化的机制,但是都无法全面说明其细化过程和细化机理，因此还需要更深入的研究以达成共识。对Al-Ti-C细化剂也为Al-Ti-C-P的研究与制备提供了重要的参考。