合金元素对Ag—Mg—Si合金导体材料组织与性能的影响研究

蔡志睿

摘要 ：本文主要是对制备铝合金架空导线的Ag-Mg-Si铝合金作为研究内容，相关的热处理以及成分优化入手，在提高合金强度、耐热性和导电性方面做出了积极的讨论，在研究中主要是通过在Ag-Mg-Si铝合金中添加一些合金元素的情况进行了分析，在具体的研究中对作用机理做出了分析，在合金方面的理论进行了创新，對于当下的合金研究意义重大，也是促进我国合金业发展的重要基础。

关键词 ：合金元素 大 耐热性 导电性 形变性

引言

在当前经济迅速发展的大背景下，电力行业成为当下经济发展的重要保证，在“全国联网、南北互供、西电东送”等工程中能够知道我国当前电力行业的重要性。在相关的工程中，输电线路的改造成为中心环节。当前我国的发电量在世界上高居第二位，我国幅员辽阔，资源十分丰富，在未来电力的发展中将会有更大的突破，因此在创新输电线路方面的研究也就显得十分重要。

输电容量对于输电线路的要求比较高，在这方面的研究主要是从两个方面入手，一方面是提升输电电压，另一方面是提升输电电流。但是无论在哪一方面进行研究，都离不开输电线路电缆的创新，当前的输电线导线材料相对来说耐热性不够，在提升电压的情况下，电路就会发生一些问题，当前研究中的主要方向是提升合金材料的耐热性，致力于铝合金导体材料的创新，已经取得了广泛的社会效益。

1. 铝合金导线与大导体材料概述

铝跟铜的导电性都非常的强，但是铝合金在使用中的强度要高于铜，所以也就决定了其远距离输电的优势，并且价格非常的低廉，我国在这方面的产量也非常高，因此在电线电缆行业中有着广泛的应用。当前有众多的铝合金种类，比较常用的是Ag-Mg-Si铝合金导线，并且在当下的输电线路中得到了最广泛的应用。

在输电线路技术不断发展的过程中，大全铝合金导线的优势得到了充分的发挥。世界各国在这方面的使用都非常的多，比如加拿大、美国、日本、北欧的国家，Ag-Mg-Si铝合金导线的使用率都超过了50%，并且大有增加的趋势。

2. 耐热铝合金导线的研究

在相关的资料中显示，铝导线的耐热性最高是230℃，并且仅仅能够坚持一个小时的时间，每次的损耗高达百分之二十。但是通过铝合金的形式应用的导线，损耗率仅仅是百分之十，这样就大大提升了电线的耐热性。

但是当前的研究主要是集中在Ag-Mg-Si铝合金导线中加入微量合金元素的影响，在这方面的研究国内已经有了众多的应用，下面进行具体的添加事例介绍：

（1）在Ag-Mg-Si铝合金中加入Zr元素，就能够对回复进行抑制，并且能够对晶粒的放大进行抑制，这样就很好的提高了铝合金的耐热性，将铝合金的耐热性的温度提升了100℃。能够大大的增强Ag-Mg-Si铝合金作为输电导线的适应性。

（2）在Ag-Mg-Si铝合金中加入Re元素，也能够大大的提升铝合金的耐热性，具体的原理跟Zr基本一致。是导线的耐热性问题还没有被解决。

3. Ag-Mg-Si铝合金材料的强化价值以及耐热性分析

（1）Ag-Mg-Si铝合金材料的强化机制

在Ag-Mg-Si铝合金导线材料的强化的过程中，主要的方向是对铝合金耐热之后强度恢复的研究，这方面关系到导线的使用寿命，当前使用的方法主要是利用合金元素的添加，对结晶进行抑制，这样能够在提升耐热性的同时提升导线的使用寿命。

（2）固溶强化

固溶强化的原理是进行合金元素作为置换或者间隙原子的形式进行晶格畸变的原理，这样就能够很好的提升合金的强度，通常这种方法被称作是固溶强化。当然合金元素的效果也跟合金元素本身的性质关系密切，在相关的合金元素使用当中，一般是使用原子尺寸大于15%的元素。主要由铜、锂、镁、锌等。具体的强化效果受到电负性和固溶强化。

（3）沉淀强化

如果仅仅是采用固溶强化进行Ag-Mg-Si铝合金的强化，往往难以取得很好的效果，在具体的合金元素添加中，跟沉淀处理配合就能够实现理想的效果。在沉淀中能够实现均匀的过渡，对于当前合金强度的增强具有很强的效果。Ag-Mg-Si铝合金是一种低合金化的铝合金，沉淀效果在Mg和Si在含量低于1%的情况下能够保持最大化，当然技术方面的内容也比较重要，要在沉淀中要保持正确合理的手段，才能够保证沉淀的效果。

4 .合金元素对Ag-Mg-Si铝合金材料耐热性能的影响因素

（1）Zr属于第ⅥB族的第二过渡系金属，其中原子系数是40，原子量是91.22。熔点达到了2125K，非典高达4650K。其特有的异构特性，能够在其固溶特性的帮助下，在Ag-Mg-Si铝合金强度的提升上具有很好的效果，大大增强了其耐热性。

（2）铝合金的耐热性机理跟一般的金属一致，畸变原理往往会发生在耐热性的提升中，因此要注重在铝合金耐热性提升中的畸变预防。这样来说Zr元素对于当下的铝合金耐热性提升有很好的作用，主要是结晶的抑制原理。

（3）稀土元素添加的过程中，能够对Ag-Mg-Si铝合金的强度进行提升，对于Ag-Mg-Si铝合金的性能有着重要的作用。这方面的研究对我国输电线路的改造有重大意义，也是促进我国输电线路主要改进方向。

结论

在当下输电线路的发展中，微量元素在Ag-Mg-Si铝合金添加能够很好的改善导线的耐热性，并能过提高导线材料的强度，本文主要是分析了当下Ag-Mg-Si铝合金导线材料的应用价值，并在应用前景方面进行了分析，在具体的论述中，通过对具体的合金元素添加实例的分析，总结了输电线路Ag-Mg-Si铝合金的应用，相关的研究中，对几种比较有代表性的合金元素进行了添加影响的分析，分析中看到了合金元素的添加对Ag-Mg-Si铝合金的强度和耐热性有重要的影响，在性能方面明显的增强，因此说，合金元素在Ag-Mg-Si铝合金材料的发展方面具有重要的意义，这也将促进我国输电线路的改造步伐，间接地推动了我国经济的发展，并促进了资源的合理配置。

参考文献：

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[2]贾志琪，邵日剑.中国镁合金专利现状及发展趋势分析[J].？铸造技术，2010，196（1）：？15-20.