微量合金元素对电子铝箔坯料组织与性能的影响分析

张艳

摘 要：电子阳极铝箔主要用在铝电解电容器制作方面，对坯料组织与性能的要求非常高，而微量合金元素的添加对其组织与性能有一定的影响，本文主要对电子铝箔坯料组织与性能和微量合金元素的关系进行了分析，为高纯电子铝箔的加工提供参考。

关键词：微量合金元素；电子铝箔坯料；组织与性能影响

铝箔是金属铝在经过一系列加工后的一种材料，由于具有独特优良的特性，在很多领域都有着广泛的应用。铝箔按照用途的不同分类也有很多种，像电子铝箔、容器铝箔、家用铝箔等。电子阳極铝箔是铝电解非常重要的材料，其组织与性能的质量非常重要，微量合金元素的使用对其能够产生反应，因此研究分析微量合金元素和电子铝箔坯料组织与性能的关系，有助于优化加工工艺。

1 微量合金元素在富铝端的相反应

依据元素周期表对微量合金元素在富铝端的相反应、成分、相变温度以及相反应类型进行分析，如下图所示：

从表中可以看出，微量合金元素在富铝端与铝的相变反应类型共有四种，共晶反应、偏晶反应、包晶反应、包析反应。在共晶反应中，一定温度下其成分点的液相能够产生铝的固溶体和二次铝金属间化合物，二元相和固溶共同发挥作用。温度的变化与微量合金元素在铝中的溶解度成正比，这样的话其析出相的含量就增大，与合金元素一起使晶粒变得更细，再结晶温度得到增高，作用是防止组织结构变形和再结晶。通过相反应可以得到铝合金的组织与性能，这样再进行实验就能够使工作量减少。

2 微量合金元素对铝合金组织与性能的影响情况

微量溶质原子能够影响再结晶的温度，铝合金的净度越高，就具有越低的再变晶体的温度。微量溶质元素以及析出相能够对再结晶温度产生影响，原因在于微量溶质原子和晶界相互发生反应，过程中位置移动变化，再结晶的发生就会非常的困难。析出相粒子能够促使金属进行再结晶，这样能够使再结晶的温度降低，也同样能够妨碍再结晶，使再结晶的温度升高。妨碍晶界中的移动，析出相粒子以及微量溶质原子能够阻止结构变形和再结晶，最后得到细晶粒。脱溶反应的过程就是经过温度的变化而使新相从过饱和的固溶体中分离出来。这一反应发生的条件是相图上合金的溶解度有变化。一般在温度高的情况下，其溶质元素的固溶度也高，相反低温其溶质元素的固溶度也低，这种情况下，材料就能够利用其反应过程来使其强硬度性能得到有效的加强。结果的效用其析出要好于固溶。微量合金元素和电子铝箔坯料组织与性能的关系也是同样的。

通过上述图表可以看出，有部分元素在其中的固溶度相当，在加工效果不受影响的情况下对这些合金元素进行适量的添加，可以强化固溶效果。但是添加的元素不能够影响导电率。发生包晶反应的元素，其温度相对来说非常高，将这些元素在净度很高的铝合金中充当核心形变剂，来细化晶粒，可以使铝合金的强度和韧性得到增强。低熔点元素在相变反应中发生偏晶反应，这在铝合金的加工中可能会使性能大幅下降，如果添加这类元素要和固溶大的元素一起，这样使电子铝箔坯料的易切削性能得到增加。稀土元素与铝基本上没有固溶，将这些元素微量的使用到其中，几乎不影响铝箔的特性。固溶度随着温度降低而降低的元素，利用相变热处理来使析出相得到强化。在加工电子铝箔的时候，将Cu、Mn、Sc适量的使用到其中，在进行轧制时是固溶状态，这样能够非常容易加工，常温下使用铝箔能够析出析出相，使铝箔的强度得到增加。通过适当的控制微量合金元素添加的量和类别，来使作用效果得到合理控制，使铝合金材料的强度以及导电性能够达到最好的效果。

3 合金元素成分加工的优化

电子铝箔的相关特性要求都非常高，包括导电性和强度，加工过程中，铝与合金元素发生反应的温度相比较纯铝的熔点要尽可能的低，这样是为了能够使析出相析出得到充分的保证，而且合金元素的固溶要得到适当的控制，较低就可以，当温度发生变化时，时效和固溶能够得到强化。而在电子铝箔进行熔炼过程中将Fe、Si、Ti等适量的添加其中作为晶粒细化剂，能够固溶的元素可以起到强化的作用。而且铝合金的再变晶体温度也能够得到升高，使其在力学方面的特性得到很好的改进。而平衡化退火的时间和温度能够明显的看出铝合金的组织和性能。

a，b图为垂直方向上的性能影响，c，d图为水平方向上的性能影响，由图可以看出，随着温度与时间的变化，其抗拉强度成反比关系，伸长率成正比关系，而当时间超过7小时后，相应变化度就小了。将热处理的温度以及时间相应的增加，能够使空间组织结构的形成得到足够的保证。然后再对再变晶体的温度以及相变温度进行控制。

4 结束语

不同量和类别的微量合金元素对电子铝箔坯料组织和性能的作用较大，在铝合金加工过程中对其进行合理的控制，能够优化加工工艺，使电子铝箔坯料能够得到更好的性能强度。

参考文献

[1]陈亮维，李平安，刘状，等.微量合金元素对电子铝箔坯料组织与性能的影响[J].昆明理工大学学报（自然科学版），2017（01）：20-24.